Carbonatit

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Carbonatit
Carbonatite.jpg
Carbonatit din Jacupiranga , Estado de São Paulo, Brazilia. proba este de 20cm x 14cm. Cristalele negre sunt magnetite, albul este calcit, verdele este olivin.
Categorie Stâncă magmatică
Subcategorie Stâncă efuzivă
Principalele minerale calcit , dolomit , natrolit , sodalit , apatit , barit , apatit , piroxen , nefelină
Minerale accesorii mica , magnetita
Ţesut holocristalin, adesea porfiric
Mediul de formare zone cratonice stabile din punct de vedere geologic, insule oceanice care nu se află pe axa crestelor
Secțiuni subțiri de carbonatită
Cristale de calcit, biotit și apatit (în gri închis în nicol X) într-un Sövite din Fogo, Capul Verde

Carbonatitele sunt roci magmatice rare (sau magmă, folosind un termen echivalent) predominant efuzive, dar și intruzive în dispunerea subvulcanică, care conțin mai mult de 50% în volum de carbonați. Aceste roci sunt adesea greu de recunoscut datorită mineralogiei și texturii lor ( holocristaline și adesea porfirice ) nu sunt mult diferite de cele din marmură, cu excepția prezenței silicaților de origine magmatică. Culoarea este foarte variabilă și depinde de tipul de minerale care însoțesc carbonații.

Clasificarea carbonatitelor și a soiurilor [1]

clasificarea carbonatites cu SiO2 <20% , pe bază chimică (CaO + MgO + FeO + Fe 2 O 3 + MnO adus la 100%)

Carbonatitele sunt subdivizate în funcție de carbonatul mineral dominant și în funcție de elementele majore actuale (Mg, Ca, Fe, Pământuri rare):

  • Calciocarbonatit: predomină calcitul . Dacă roca este grosieră se numește sövite dacă este cu granulație medie sau fină de alvikit
  • Magnesiocarbonatit: dolomita predominantă. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de beforsite și rauhaugite (termen local tocmai definit pentru a fi abandonat)
  • Ferocarbonatit: predomină sideritul sau alt carbonat bogat în fier. Termenul este, de asemenea, utilizat astăzi (Le Bas, 1977) pentru carbonatite, care analiză chimică au următoarele procente în greutate: CaO / CaO + MgO + FeO + Fe 2 O 3 + MnO <0,8 și MgO <FeO + Fe 2 O 3 + MnO [2]
  • Natrocarbonatit: compus în esență din carbonați de sodiu , potasiu și calciu . În prezent, acest tip neobișnuit este prezent doar în lava vulcanului Ol Doinyo Lengai din Tanzania .

Pentru rocile intruzive cu conținut de carbonați primari <50% în volum (toate rocile alcaline sub-saturate din silice până la nefelină sau leucită ), se adaugă:

  • calcit, dolomit și așa mai departe. sau carbonatitică generică la numele rocii (de exemplu, ijolit calcitic, ijolit carbonatitica) dacă carbonații sunt incluși între 10 și 50% în volum;
  • calcit, dolomit și așa mai departe. (de exemplu: calcit ijolit, dolomit) dacă carbonații sunt mai mici de 10% în volum de rocă. Dacă silica (SiO2 ) depășește 20% din greutatea rocii, se numește silicocarbonatiti.

Compoziție mineralogică

Carbonatit de magneziu, din complexul de carbonatit Verity-Paradise din Columbia Britanică. lățimea probei 75 mm

Compoziția mineralogică primară a carbonatitelor, dincolo de principalii carbonați constituenți, este foarte variabilă și poate include minerale rare și / sau exclusive ale acestor roci. Un total de aproximativ 275 de carbonați minerali au fost documentați în plus față de cel dominant [3] . Componenta de silicat cuprinde piroxeni , olivina , nefelin sau alte felspatoidi , mice și vermiculit . Natrolit , Sodalit , apatit , magnetit , barita , fluorină și minerale grupa dell'ancylite (conținând carbonați de pământuri rare) sunt prezente în diferite grade. Natrocarbonatitul este alcătuit în mare parte din două minerale: nyerereita (de Julius Nyerere, primul președinte al Tanzaniei independente) și gregoryitul (de John Walter Gregory, geolog și autor al The Great Rift Valley ), doi carbonați în care sunt prezenți sodiu și potasiu în cantități semnificative. Ambele sunt anhidre și de culoare foarte închisă, dar la suprafața lavei solidificate reacționează rapid cu umiditatea atmosferică, hidratându-se și devenind albă în câteva ore, atât de mult încât de la distanță clădirea vulcanică pare a fi acoperită de zăpadă.

Originea și plasarea carbonatitelor

Inițial s-a crezut că carbonatitele s-au format din fuziunea calcarului sau a marmurei datorită intrării unei magme, dar datele geochimice și mineralogice nu sunt de acord cu această ipoteză. De exemplu, compoziția izotopică a carbonului este similară cu cea prezentă în manta și nu cu cea a calcarelor sedimentare. Originea magmatică a carbonatitelor a fost asumată pentru prima dată de la Brøgger (1921), pe baza studiilor sale asupra complexului alcalin igneu Fen, din Norvegia . Cu toate acestea, studiul erupției produselor din 1960 ale vulcanului Ol Doinyo Lengai din Tanzania a confirmat cu siguranță originea carbonatitelor dintr-o magmă.
Cei carbonatites sunt aproape întotdeauna strâns asociate cu roci vulcanice alcaline și peralkaline care pirosseniti , nefeliniti , melilititi , ijoliti , tescheniti ( gabbros la analcime ), lamprofir , foyaiti , shonkiniti , essexiti , phonolites și nefelinsieniti [4] . Topiturile acestor roci, cu toate acestea, au proprietăți fizice diferite de cele ale carbonatitelor și provin din surse diferite.
Carbonatitele, împreună cu ijoliti și alte roci alcaline formează de obicei complexe vulcanice plutonice care au erupt lava și nefelinitiche piroclastice . În jurul acestor complexe există adesea o zonă de fenitizare (alterarea metasomatică a rocilor de perete cu îmbogățirea alcalinilor, în principal a potasiului). Potrivit lui Le Bas (1977) [5] amplasarea carbonatitelor intruzive are loc în etape, roca dominantă formându-se adesea în stadiul inițial C 1 din intrarea sövitei, de obicei înconjurată de o mantie de roci brecciate exploziv. Carbonatite C 1 conține calcit , apatit , piroclor , magnetit , biotit și egirinaugite . Carbonatita C 2, un'alvikite, prezintă de obicei o bandă de țesut marcată și este un bob mai fin de sövite. Faza C 3 este formată în principal din ferocarbonatiti care conțin de obicei niște minerale radioactive și pământuri rare. Faza C 4 este formată din un'alvikite târziu și lipsită de minerale de interes economic. The SOVITE C 1 intruziunile penetrante forma de tipul de stoc , la carbonatites C 2 și C 3 fire conice și digurile. Intruziunea C 1 și multe dintre C 2 sunt precedate de o intensă fenitizzazione a rocilor de perete; alte carbonatite produc fenitizare mică sau deloc [6] .
Cu siguranță carbonatitele sunt roci speciale formate din procese neobișnuite care implică surse de magme neobișnuite. Astăzi există trei teorii principale despre originea carbonatitelor [7] :

  1. Ele derivă din topirea unui carbonat rezidual de melilitit sau nefelinite care a fost fracționat;
  2. sunt fracțiunile de topit nemiscibil separate de o topitură de silicat îmbogățită în CO 2;
  3. Sunt o mantă topită primară generată de topirea parțială a unui peridotit care conține CO 2.

Există, de asemenea, cei care susțin că diferite combinații ale acestor trei teorii sunt valabile. Yaxley și Brey (2004), de exemplu, cred că carbonatitele sunt produsul unei magme - generată de topirea intensă a eclogitelor carbonate în mantaua superioară - care s-a infiltrat în peridotitul de deasupra pentru a produce un topit subsaturat în carbonați de silice, care apoi în rândul său, el a intrat în crustă diferențierea [7] . O altă teorie propusă (Wyllie, 1995) este că carbonații au o sursă profundă și că carbonatitele sunt generate în mantaua litosferică, cum ar fi datarea parțială topită rapid peste un panou fierbinte . Această ipoteză pare însă în contradicție cu era informațională globală a carbonatitelor [7] .

Natrocarbonatititca a solidificat lava în craterul vulcanului Ol Doinyo Lengai ( Tanzania )

Pentru natrocarbonatiti au fost propuse modele alternative [7] :

  1. anathexia crustală a unei baze metasomatizate (Morogan și Martin 1985);
  2. încorporarea în magma sedimentului în trona [(Na 3 (CO 3) (HCO 3) • 2H 2 O];
  3. remobilizarea materialelor carbonatate deja prezente în clădirea vulcanică ((Church și Jones, 1995);
  4. condensare dintr-un fluid comagmatic (Nielsen și Veksler, 2001, 2002).

Descoperirile recente ale activității vulcanice silico-carbonate Neogene - cuaternare în Europa (în Italia, Franța și Spania) au dezvăluit indicii importante despre originea în mantaua lavei carbonatitiche, fapt pe care l-au adus la suprafață xenoliti ai mineralelor din manta și carbonat conservat de mare tensiunea arterială, cum ar fi ' aragonitul , care induce să plaseze sursa magmelor carbonatice la adâncimi mai mari de 100 km [7] .
Varietatea mediilor geologice în care pot fi găsite carbonatite a ridicat problema semnificației geodinamice a acestor roci. La rândul său, acest lucru este legat de o altă problemă referitoare la geneza carbonatitelor și anume: cum poate fi prezent carbonul (CO 2) în strat într-o cantitate care să favorizeze un magmatism prelungit carbonatitico. Explicația din ce în ce mai acceptată este că carbonul a intrat în manta datorită subducției materialului carbonat.

Distribuția carbonatitelor

Se cunosc peste 450 de afloriri de carbonatită, dintre care 40 sunt carbonatite efuzive. Căci mai mult de jumătate sunt împărțite în mod egal între cele două Americi și Africa [8] . Majoritatea aflorimentelor sunt situate în zone cratonice stabile din punct de vedere geologic, iar amplasarea lor, în ceea ce privește creșterea din zonele sursă, probabil mantaua, este adesea (dar nu întotdeauna) legată de procesele geotectonice ale riftului continental. Singurele carbonatite cunoscute din insulele oceanice sunt Insulele Canare și insulele Capului Verde . Vârstele variază de la curentul proterozoic . Cunosc foarte puține exemple de carbonatite arhene . Doar o compoziție vulcan carbonatitica a erupt cu siguranță în vremurile istorice, Muntele Ol Doinyo Lengai din Tanzania. Ultima erupție datează din 2007-2008. Lava are o temperatură de 500-600 ° C, cea mai scăzută cunoscută pentru o magmă.

În Italia:

In Europa:

In lume:

Utilizarea carbonatitelor

Multe carbonatite găzduiesc mineralizări de elemente rare și prețioase de interes economic. Principalele produse ale acestui mediu sunt fosforul (din „ apatit ”), fierul ( magnetitul ), niobiul ( piroclorul ), zirconiul , aurul , platina și elementele Pământurilor rare ( monazitul și grupul bastnasit ) . Până în prezent, doar un complex carbonatitico produce cupru (către Palabora, în Africa de Sud ), deși altele conțin în cantitate subeconomică. Alte minerale de interes economic în carbonatites sunt fluorina , barita și strotianite [6] .
În prezent, aproximativ 22 de mine operează pe 19 carbonatite diferite în 14 țări. Acestea furnizează cea mai mare parte a niobiului ( Brazilia , Canada ), a Pământurilor Rare ( SUA , China ) și a vermiculitei ( Africa de Sud ) produse în lume [6] .
Având în vedere alterabilitatea și degradabilitatea ușoară a rocilor carbonatitiche, acestea se împrumută cu ușurință pentru a produce depozite secundare cu caracter aluvial (plasatoare). Aceeași carbonatită este utilizată ca sursă de var în zonele în care lipsa rocilor carbonatice [6] .

Notă

  1. ^ Le Maitre RW - Igneous Rocks. O clasificare și termeni glosari. Ediția a II-a - Cambridge University Press (2002), p. 10
  2. ^ Le Maitre RW - Igneous Rocks. O clasificare și termeni glosari. Ediția a II-a - Cambridge University Press (2002), p. 95
  3. ^ Myron G. Best, Petrologie ignorie și metamorfică, ediția a II-a - Blackwell, 2003 p. 324
  4. ^ Nu toți complexele alcaline sunt asociate cu carbonatite și, pe de altă parte, există carbonatite, cum ar fi cele din complexul Sangu ( Tanzania ) și Kaluve ( Zambia ), care nu sunt asociate direct cu niciun tip de rocă alcalină.
  5. ^ Le Bas MJ - Vulcanism carbonatit-nefelinit. (1977) - Wiley, Londra
  6. ^ A b c d Evans AM - Geologia minereului și mineralele industriale. O introducere. A treia ediție (1993) - Blackwell Science, pp. 114-120
  7. ^ A b c d și Jones AP, Genge M., L. Carmody - Carbonat se topește și carbonatit (2013) - Rew. Min. Chem., 75, pp. 289-322
  8. ^ Woolley AR - Roci ignicate de silicat asociate cu carbonatite: diversitatea lor, abundențe relative și implicații pentru geneza carbonatitei (2003) - To. Mineral., 72, pp. 9-17
  9. ^ A b c d http://www.alexstrekeisen.it/pluto/oka.php
  10. ^ Toscani L., Salvioli-Mariani E., M. Mattioli, C. Tellini, Boschetti T., Iacumin P., Selmo E., The piroclastic breach of the Cabezo Negro de Tallante (SE Spain): The first constatation of carbonatite vulcanismul în domeniul intern al Cordilerei Betice , în Lithos, vol. 354-355, 2020 DOI : 10.1016 / j.lithos.2019.105288 .
  11. ^ A b c Guilbert JM și Charles F. Park, Jr., (1986) - Geologia depozitelor de minereu - Freeman, pp. 188 și 352-361 ISBN 0-7167-1456-6

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

știința Pământului Portalul Științelor Pământului : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu Științele Pământului