Карбонатити

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Карбонатит з Бразилії. Породотвірний білий мінерал — кальцит, чорні вкраплення — магнетит, зелені — олівін

Карбонати́ти (рос. карбонатиты, англ. carbonatites, нім. Karbonatite) — карбонатні або силікатно-карбонатні гірські породи.

Історія[ред. | ред. код]

Карбонатити були вперше науково описані норвезьким петрографом і мінералогом Вальдемаром Крістофером Брьоґґером (нім. Brögger) у 1920 році в серії публікацій Норвезької академії наук. Його робота базується на відслоненнях району Фен на півдні Норвезького Телемарка (типове місце розташування).[1][2]

Магматичне походження карбонатиту було детально вивчено і аргументовано шведським геологом Гаррі фон Еккерманом (1886–1969) у 1948 році на основі його дослідження комплексу Альне [3]. Проте саме виверження вулкана Ол-Доїньйо-Ленгаї в Танзанії в 1960 році призвело до геологічних досліджень, які остаточно підтвердили думку про те, що карбонатит є похідним від магми.[4]

Загальна характеристика[ред. | ред. код]

Карбонатити — гірські породи білого або сірого кольору із зернистою структурою, що нагадує мармури.

Карбонатити складені більш ніж на 50 % кальцитом, доломітом, анкеритом тощо. Крім карбонатів, можуть бути присутні піроксен, амфібол, флогопіт, форстерит, апатит, магнетит, титаніт, лужний польовий шпат, рідкіснометальні мінерали (пірохлор, бадделеїт, бастнезит, циркон тощо). У разі їх присутності в значній кількості породу називають піроксеновим, флогопітовим, магнетитовим, апатитовим карбонатитом. Специфічна особливість складу карбонатитів — їх часте збагачення рідкісними і розсіяними елементами (ніобієм, залізом, титаном тощо).

Карбонатитові магми характеризуються дуже низькою в'язкістю. Карбонатитні розплави — це іонізовані рідини, які, на відміну від силікатних рідин, мають невелику або зовсім не схильні до полімеризації. Важливою фізичною властивістю карбонатитових розплавів є їх висока електропровідність, яка перевищує електропровідність силікатних розплавів до трьох порядків і перевищує електропровідність гідрованого матеріалу мантії до п'яти порядків. Отже, карбонатні розплави можна використовувати для пояснення підвищених аномалій провідності в глибокій області астеносфери. Потоки карбонатної лави, що виникли, нестійкі на земній поверхні і реагують, поглинаючи воду при контакті з атмосферою.

Генезис[ред. | ред. код]

Карбонатити — це рідкісні, своєрідні магматичні породи. Існує три моделі їх формування:

  • пряма генерація шляхом розплавів в мантії та диференціації розплаву,
  • незмішуваність карбонатного і силікатного розплавів,
  • своєрідне, екстремальне фракціонування кристалів.

Докази для кожного процесу існують, але ключовим є те, що це незвичайні явища. Історично вважалося, що карбонатити утворюються в результаті плавлення вапняку або мармуру в результаті вторгнення магми, але геохімічні та мінералогічні дані це ігнорують. Наприклад, ізотопний склад вуглецю карбонатитів подібний до мантії, а не до осадового вапняку.[5]

Поширення[ред. | ред. код]

Карбонатити поширені у складі складних кільцевих плутонічних лужно-ультраосновних комплексів. У кільцевих масивах карбонатити утворюють штоки, кільцеві і конічні дайки, жили, штокверки; у вулканічних породах — штоки типу «пробок». Карбонатити, як правило, найпізніші з порід, що складають кільцеві масиви і вулканічні утворення. Виявлені також ефузивні і пірокластичні карбонатити, які утворюють автономні лавові потоки, покривала з вулканічного попелу і конуси. Вважається, що карбонатити загалом — гетерогенні породи.

Всього на Землі відомо 527 місцезнаходжень карбонатитів, які знаходяться на всіх континентах, а також на островах океану. Більшість карбонатитів є неглибокими інтрузивними тілами магматичних порід, багатих кальцитом, у формі вулканічних шийок, дайок і конусних листів. Зазвичай вони виникають у зв'язку з більшими інтрузіями багатих на луги силікатних вивержених порід. Екструзивні карбонатити особливо рідкісні, відомо лише 49, і вони, здається, обмежені кількома континентальними рифтовими зонами, такими як долина Рейну та Східноафриканська рифтова система.[6]

Супутні магматичні породи зазвичай включають ійоліт, тешеніт, лампрофіри, фоноліт, фойяїт, шонкініт, піроксеніт і нефеліновий сієніт.

Карбонатити, як правило, пов'язані з недонасиченими (з низьким вмістом кремнію) магматичними породами, які є або лужними (Na2O та K2O), двовалентним залізом (Fe2O3) і багатими цирконієм агпаїтовими породами, або бідними лугами, багатими на FeO-CaO-MgO та бідними на цирконій міаскітними породами.[7]

Серед найбільших родовищ, пов'язаних з карбонатитами — родовища флогопіту і вермикуліту (Ковдор на Кольському п-ві, Гулинський масив — Полярний Сибір), заліза (Ковдор на Кольському п-ві; Пхалаборва в ПАР), фосфору (Пхалаборва в ПАР; Сукулу в Уганді та ін.), багаті родовища руд ніобію (Араша, Бразилія; Луеш, Демократична Республіка Конго; Ока, Канада та ін.), також родовища танталу (Нкомбва, Замбія), цирконію (Пхалаборва, ПАР), рідкісних земель (Мріма, Кенія), міді (Пхалаборва, ПАР), флюориту (Тагна, Росія), цементної і вапнистої сировини (Тороро і Сукулу, Уганда).

В Україні присутні, зокрема, в Західному Приазов'ї (Чернігівський масив)[8]

Застосування[ред. | ред. код]

Карбонатити — сировина для одержання ряду металів. Карбонатити можуть містити економічні або аномальні концентрації рідкоземельних елементів, фосфору, ніобію-танталу, урану, торію, міді, заліза, титану, ванадію, барію, фтору, цирконію та інших рідкісних або несумісних елементів. Апатит, барит і вермикуліт є одними з промислово важливих мінералів, пов'язаних з деякими карбонатитами.[7]

Карбонатити — збагачені мікроелементами, вони мають найвищу концентрацію лантаноїдів з усіх відомих типів порід.[9] Найбільшими родовищами REE-карбонатитів є Баян-Обо [10], Маунтін-Пасс [11] Маоніупін [12] і Маунт-Велд [13].

Жильні відкладення торію, флюориту або рідкоземельних елементів можуть бути пов’язані з карбонатитами і можуть розташовуватися всередині метасоматизованого ореолу карбонатиту.

Як приклад, комплекс Пхалаборва в Південній Африці видобув значну кількість міді (у вигляді халькопіриту, борніту та халькозиту), апатиту, вермикуліту разом із меншою кількістю магнетиту, ліннеїту (кобальт), бадделеїту (цирконій-гафній), а також побічним продуктом золота, срібла, нікелю і платини.[7]

Див. також[ред. | ред. код]

Література[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ F. J. Loewinson-Lessing, E. A. Struve: Petrografitscheski Slowar. Moskwa 1937, S. 139.
  2. ↑ W. Brögger: Die Eruptivgesteine des Kristianiagebietes. IV. Das Fengebiet in Telemark, Norwegen. (= Videnskapsselskapets Skrifter I. Mat.-naturvet. Klasse 1920 No. 9). Kristiania 1921.
  3. ↑ Kresten, Peter; Troll, Valentin R. (2018). The Alnö Carbonatite Complex, Central Sweden. GeoGuide (англ.). Springer International Publishing. ISBN 978-3-319-90223-4.
  4. ↑ Hode Vuorinen, Jaana (2005). The Alnö alkaline and carbonatitic complex, east central Sweden – a petrogenetic study (Ph.D.). Stockholm University. с. 1—28.
  5. ↑ Shavers, Ethan J.; Ghulam, Abduwasit; Encarnacion, John; Bridges, David L.; Luetkemeyer, P. Benjamin (1 квітня 2016). Carbonatite associated with ultramafic diatremes in the Avon Volcanic District, Missouri, USA: Field, petrographic, and geochemical constraints. Lithos. 248—251: 506—516. Bibcode:2016Litho.248..506S. doi:10.1016/j.lithos.2016.02.005.
  6. ↑ Woolley & Church 2005, Woolley & Kjarsgaard 2008a, 2008b
  7. ↑ а б в Помилка цитування: Неправильний виклик тегу <ref>: для виносок під назвою Guilbert не вказано текст
  8. ↑ С. Г. Кривдік. СПЕЦИФІКА ПАРАГЕНЕЗИСІВ МІНЕРАЛІВ У КАРБОНАТИТАХ ЧЕРНІГІВСЬКОГО МАСИВУ (ЗАХІДНЕ ПРИАЗОВ'Я). Мінералогічний журнал 2019, 41 (3): 47-52
  9. ↑ Woolley, A.R. ja Kempe, D.R.C. 1989. Nomenclature, Average Chemical Compositions, and Element Distribution. In: Bell, K. (Eds.) Carbonatites, Genesis and Evolution, Unwin Hyman, 1–14.
  10. ↑ Yang, X.Y., Sun, W.D., Zhang, Y.X. & Zheng Y.F. 2009. Geochemical constraints on the genesis of the Bayan Obo Fe-Nb1417–1435
  11. ↑ Castor, S.B. 2008. The Mountain Pass Rare Earth carbonatite and associated ultrapotassic rocks, California. Canadian Mineralogist 46, 779–806.
  12. ↑ Xie, Y., Hou, Z., Yin, S., Dominy, S.C., Xu, J., Tian, S. & Xu, W. 2009. Continuous carbonatitic melt-fluid evolution of a REE mineralization system: Evidence from inclusions in the Maoniuping REE Deposit, Western Sichuan, China. Ore Geology Reviews 36, 90–105.
  13. ↑ Lottermoser, B.G. 1990. Rare-earth element mineralisation within the Mt. Weld carbonatite laterite, Western Australia. Lithos 24, 151–167
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Карбонатити&oldid=42435822