Definice a klasifikace

skály, nyní známý jako carbonatites byly původně popsány Bose (1884) od Dolního Narbada Valley v Indii, ale to nebylo až vyšetřování Högbohm (1895) na Alnö ve Švédsku, a Brøgger (1921), u Fen v Norsku, že magmatický původ byl postuloval pro uhličitan ložiskové kameny nalezené v těchto alkalických komplexů. Ne každý souhlasil s tímto konceptem; zejména vysoce vlivní petrologové Reginald Daly (1933) a James Shand (1943) zůstali neoblomní, že tyto „vyvřelé vápence“ byly pouze megaxenolity sedimentárního materiálu. Tento petrologické rozdělit zůstal až do semenné experimentální práce Wyllie & Tuttle (1960), který ukázal, že kalcit může krystalizovat jako liquidus fáze při teplotách tak nízké, jak je ∼650°C na 0,1 GPa. Tato studie zněl umíráček vápence syntexis hypotéza (Shand 1943) pro genezi undersaturated alkalické horniny, a práce ohlašoval desetiletí obnovený zájem v carbonatites obecně (Heinrich 1966, Tuttle & Gittins 1966), zvýrazněna objev natrocarbonatite lávy na Oldoinyo Lengai, Tanzanie (Hodnocení 1956, Dawson 1962).
Karbonatity jsou v systému klasifikace IUGS definovány jako: „vyvřelé horniny složené z více než 50% primárního (tj. magmatického) uhličitanu (sensu lato) a obsahující méně než 20 HM.% SiO2 “ (Le Maitre 2002).
V závislosti na převládajícím uhličitanovém minerálu se karbonatit označuje jako karbonatit kalcitu, dolomit karbonatit nebo ferrokarbonatit, kde hlavní uhličitan je bohatý na železo (obr.1 a). Pokud je přítomen více než jeden uhličitanový minerál, jsou uhličitany pojmenovány v pořadí zvyšujících se modálních koncentrací. Například karbonatit kalcit-Dolomit je složen převážně z dolomitu. Biotit), může se to projevit v názvu jako biotit-kalcitový karbonatit.
Pokud nelze použít modální klasifikaci, lze použít chemickou klasifikaci IUGS (obr.1 b). Tato klasifikace, založená na wt.% poměry dělí karbonatity na kalciokarbonatity, magneziokarbonatity a ferrokarbonatity. U kalciokarbonatitů je poměr CaO/(CaO + MgO + FeO + Fe2O3 + MnO) větší než 0,8. Zbývající karbonatity se dělí na magneziokarbonatit a ferrokarbonatit (Woolley and Kempe 1989; Le Maitre 2002). Pokud obsah SiO2 v hornině přesáhne 20%, Označuje se jako silikokarbonatit. Natrokarbonatit je speciální odrůda karbonatitu sestávající hlavně z uhličitanů Na-K-Ca, jako je nyerereit a gregoryit, známý ze sopky Ol Doinyo Lengai (Tanzanie).
upřesnění chemické klasifikace IUGS založené na molárních poměrech, navržené Gittins and Harmer (1997), zavádí termín železité kalciokarbonatity (obr.1 b). Hranice oddělující kalciokarbonatity od magneziokarbonatitů a železitých kalciokarbonatitů je stanovena na 0,75, nad kterou karbonatity obsahují více než 50% kalcitu na molární bázi. Ačkoli to není všeobecně přijímáno, gittiny a Harmerova klasifikace se běžně používají ve studiích ložisek rudy hostovaných karbonatitem (např. 2016).

Obr.1 klasifikace Karbonatitu podle (a) IUGS na základě wt.% (Le Maitre 2002) a b) Gittins and Harmer (1997) na základě molárních proporcí. C / CMF je molární poměr CaO/; FeO* vyjádřený jako molární FeO, pokud jsou stanoveny jak FeO, tak Fe2O3. Z Simandl, G. J., & Paradis, s. (2018).

Mineralogicko-genetická klasifikace karbonatitů byla navržena Mitchellem (2005). Jeho referenční dokument poukazuje na úskalí klasifikace IUGS a dělí karbonatity na primární karbonatity a karbotermální zbytky. Termín carbohydrothermal vedoucích ke vzniku konečných je definován Woolley a Kjarsgaard (2008b) jako vedoucích ke vzniku konečných, který se vysráží na subsolidus teplotách od smíšené CO2-H2O tekutiny, která může být buď CO2-bohatý (tj. carbothermal), nebo H2O-bohatých (tj. hydrotermální).

Původ carbonatites

současné době Existují tři hlavní hypotézy, vysvětlující původ vedoucích ke vzniku konečných taje:
(1) separace nemísitelných rodičovské sycené silikátových magmat v zemské kůře nebo plášti tlaky.
(2) krystalová frakcionace rodičovských sycených silikátových magmat, jako jsou olivínové melilitity nebo kamafugity.
(3) nízký stupeň částečného tání peridotitu syceného pláště do hloubky 70 km.
Hypotézy vyvolání nebo podpory možné odvození carbonatites ze Zemské kůry, nebo ze Zemského pláště s některými kůry příspěvek, byly také navrženy. Navíc, nedávné studie založené na boru izotopů carbonatites po celém světě naznačuje, že, ačkoli většina carbonatites může mít původ ve svrchním plášti mladší carbonatites (
Nicméně, bez ohledu na způsob jejich vzniku, většina výzkumníků se shodují, že alka-lis (Na a K) hrají důležitou roli v genezi kalcit a dolomit auto-bonatites, a ferrocarbonatite průniky. Význam zásad v genezi karbonatitů je v souladu se studiemi nízkých teplot (2O a K2O, 4, 5 wt.% F, 5,7 hmotn.% Cl, přibližně 15 hmot.% Ca a méně než 1 hm.% kombinované Mg a Fe. Petrographic a geochemické důkazy z extruzivních carbonatites, jakož i důkazy před dotěrnými carbonatites naznačuje, že kalcit – dolomit-bohaté carbonatites jsou zbytky, nebo se hromadí, odvozené z alkalicky ložisko (mírně zásadité) taje.

Tektonické nastavení

Většina carbonatites a alkalické-vedoucích ke vzniku konečných komplexy jsou umístěná v kontinentální (88% cratonic, 10.5% non-cratonic) nastavení (obr.2) v Archean a hornin Proterozoika, nebo v Phanerozoic skály underlain na Precambrian suterénu.

Obr.2: hlavní globální výskyty karbonatitů a karbonatitů ve světě. Z Liu, y., & Hou, z. (2017).

Carbonatites podobě, v extenzionálním tektonické nastavení, podél hlavních lineární trendy vztahující se k rozsáhlé intra-deska zlomenina zóny, ve spolupráci s doming funkce (crustal vyklenutí), nebo ve vztahu k desce systému windows v subducting desky. Souvislost mezi tyto tektonické funkce a intenzivní magmatická aktivita znamená, že mnoho auto-bonatites jsou také časově a prostorově týkající se velkých magmatických provincií. Karbonatity v orogenním prostředí jsou někdy označovány jako postkolizní (Chakmouradian et al. 2008). To je nešťastný termín, protože carbonatites, které se nacházejí v orogenních nastavení může být umístěná před přechod od extenzionální na stlačení tektonických režimů, nebo během post-orogenních ex-tensional odpočinek a kolaps před dynamo-tepelně metamorfovaných vyvrcholení.

Karbonatity jsou identifikovány ve třech oceánských ostrovních oblastech: (1) Kanárské ostrovy, (2) Kapverdské ostrovy a (3) ostrovy Kerguelen, které se nacházejí na africkém kontinentu. Je však možné, že tyto ostrovy jsou podloženy zbytky kontinentální litosféry uvízlé během driftování africké desky.

vyvřelé horniny spojené s Karbonatitem

téměř všechny karbonatity jsou spojeny s alkalickými komplexy. Celosvětově pouze 24% karbonatitových hornin není součástí alkalicko-karbonatitových komplexů. Řadu odlišných carboatite-silikátové horniny sdružení dojít, že patří melilitite-sövite, nefelinit-sövite, pyroxenite-sövite, a olivín-bohaté ultrabasites-dolomitické vedoucích ke vzniku konečných. Vztahy mezi karbonatity a jejich asociovanými silikátovými horninami jsou složité a stále nejsou zcela pochopeny. Zda oba taje byly generovány ze stejného rodičovského magmatu, nebo zda oba byly vytvořeny nezávisle na sobě, stále zůstává jedním ze základních problémů vedoucích ke vzniku konečných petrogenesis.
Phoscorites: Phoscorites jsou magnetit, olivín, apatit kameny obvykle spojena s carbonatites (Le Maitre 2002) a ultramafic hornin alkalické-vedoucích ke vzniku konečných komplexy. V některých případech dochází k gradaci mezi ultramafickými horninami a foscoritem.
definice předložený Le Maitre (2002): „magnetit, olivín, apatit rock obvykle spojena s carbonatites“, je velmi omezující, protože olivín běžně retrogrades do pyroxenu, amfibolu, a serpentine. Mnohem širší definice a klasifikace foscoritů jsou zakotveny v ruské literatuře (např. Jegorov 1993; Krasnova et al. 2004) a navrhuje, aby phoscorite by měla být znovu definován jako „platonická ultramafic hornin obsahující magnetit, apatit, a jeden z křemičitanů, forsterite, diopside, nebo flogopit“. Termín phoscorite je mnemotechnická pomůcka, pocházející původně z názvu Fosfát Development Corporation a odkazuje na magnetit-olivín-apatit skály zvonění Loolekop vedoucích ke vzniku konečných tělo z Phalaborwa Komplex v Jižní Africe.

Alkalických metasomatism

Nejvíce rušivé carbonatites, alkalická-vedoucích ke vzniku konečných komplexy, a mnoho agpaitic a miaskitic alkalické průniky jsou obklopeny country rock ovlivněn vniknutí související metasomatism. Metasomatismus je definován jako: „proces v pevném stavu, kterým se mění chemické složení horniny všudypřítomným způsobem a který zahrnuje zavedení a / nebo odstranění chemických složek v důsledku interakce horniny s tekutinami“.
alkalický metasomatismus, který charakterizuje většinu komplexů karbonatitů, se nazývá fenitizace nebo metasomatismus fenitizačního typu. Fenitisation-typ meta-somatism běžně skládá z desilication doprovázeno přidáním Na, K, Fe3+, ± Ca, ± Al hostitele kámen, který obklopuje carbonatites nebo vedoucích ke vzniku konečných-alkalické komplexy. Další prvky, které mohou být zavedeny do country rocku metasomatismem fenitizačního typu, jsou Ba, Nb, Sr, Sc, Rb, Zn, V a v některých případech REE, a Nb. Takové metasomatism se může projevit tím, že vývoj Na – a K-amfiboly, aegirine-augit, K-živec, albite, perthite, mesoperthite,-tiperthite, nefelin, a světle hnědé slídy, a albite (Obr.3).

Obr.3: Schematické znázornění bi-metasomatické fenitisation typ interakce mezi vedoucích ke vzniku konečných tát a související tekutin s country rock. Směr migrace prvků je označen šipkami. Jsou uvedeny minerály běžně pozorované ve venkovských horninách ovlivněných metasomatismem typu fenitizace. Z Simandl, G. J., & Paradis, s. (2018).

rozsah a intenzita metasomatism týkající se carbonatites a alkalické-vedoucích ke vzniku konečných komplexů závisí na velkém množství parametrů, včetně (1) Chemické složení, teplota a pH tekutin; (2) Chemické a mineralogické složení country rock (protolith); (3) Propustnost a pórovitost country rock; (4) teplotní gradient mezi zdrojem tekutin a venkovskou horninou, (5) Poměr tekutin/hornin; (6) trvání pohybu tekutin.

morfologie a geometrie alkalicko-karbonatitových komplexů

Karbonatity se mohou vyskytovat jako vulkanické nebo rušivé tělesa. Karbonatitová fáze obvykle přichází pozdě v rušivé sérii, po alkalických silikátových magmatech. Mnoho karbonatitů však nemá přidružené silikátové horniny. Karbonatitové com-plexy jsou obecně 2, a jsou kompozitní, s více průniky jak silikátového, tak karbonatitového magmatu. Exponované rušivé karbonatity zahrnují malé zátky, kuželové listy, a příležitostné prstencové hráze. Planární hráze nebo hrází roje obou silikátových hornin a karbonatity běžně snížit celý rušivý komplex.
klasický karbonatitový model (obr.4 a) navržený Garsonem a Smithem (1958) byl popularizován Heinrichem (1980) a Bowdenem (1985) a stále se používá. Tento model se hodí mnoho komplexy z Východní Afriky carbonatites komplexy, a jinde:
V typické sekvenci, mělké brzy ijolite a/nebo nefelinický syenit svíčky jsou následovány carbonatites, že řez dříve silikátové komplexu. Sovity (typicky s více než 90% kalcitem) jsou nejběžnějším typem karbonatitu v těchto komplexech a mohou představovat jediný karbonatit v lokalitě. Pozdější projevy magmatické aktivity v mnoha komplexů je umístění hrází nebo kužel listy bohaté na železo carbonatites, souhrnně nazývají ferrocarbonatite. Téměř univerzální charakteristika vedoucích ke vzniku konečných komplexů je přítomnost charakteristické metasomatický aureole, v němž stěna skály (nejčastěji quartzo-živičné ruly) byl převeden na aegirine-bohatý a alkalický amfibol-bohaté horniny, a v některých případech K-živec-bohaté horniny. Metasomatické horniny se běžně nazývají fenity.

Obr.4: morfologie karbonatitových komplexů podle návrhu: a) Garson a Smith (1958); B) Le Bas (1987); a (c) Mírně upraven z Šalvěje a Wat-kinsone (1991) ukazují, konvexní a konkávní charakter prsten hrází a kužel listů, resp. Z Simandl, G. J., & Paradis, s. (2018).

novější modely (obr.4 b-c) navrhli Le Bas (1977, 1987) a Sage a Watkinson (1991). Model Le Bas (1987) dobře zobrazuje věkové vztahy mezi litologickými jednotkami a zdůrazňuje přetisky typu fenitizace. Model vyrobený Sage a Watkinson (1991) zobrazuje omezený počet vzhledem k modelu Garson a Smith (1958); lépe však zobrazuje vztah mezi vulkanickou stavbou a kráterovými faciemi. Žádný model nezobrazuje všechny možné asociace hornin, se kterými se setkáváme v alkalických karbonatitových komplexech, nebo je univerzálně použitelný. Při hluboké erozi, karbonatity jsou obvykle prostorově spojeny s ultramafickými horninami. Na mírných úrovních jsou prostorově spojeny s pyroxenity a jacupirangity a s ijolity a nefelinovými syenity na postupně mělčích úrovních (Garson and Smith 1958).

Ferrocarbonatite (calcite, ankerite, siderite, iron oxides and iron silicates) from the Ice River Complex of British Columbia. From James St. John

Calciocarbonatite (sövite) from Hot Spring County, central Arkansas, USA. From James St. John

Calciocarbonatite dikes from Firesand River Carbonatite Complex, Wawa Lake East roadcut, Ontario, Canada. From James St. John

Calciocarbonatite (sövite), dominuje minerál kalcit (bělavé až velmi světle šedá) a tmavě magnetitu. Magnet Cove Carbonatite, Arkansas, Spojené státy americké. Z James St. John

kalcit-karbonatit (sövit) z lokality typu. Søve, Fenerbahce, Norsko. Z Písku Atlas

Phoscorite s magnetitu (černý) a albite (bílá). kovdor, Rusko. Z École des Mines de Saint-Étienne,

Bibliografie

• Bell, K., Kjarsgaard, B. a., & Simonetti, A. (1998). Karbonatity-do jednadvacátého století. Journal of Petrology, 39 (11-12), 1839-1845.
• Krasnova, N. I., Petrov, T. G., Balaganskaya, E. G., Garcia, D., Moutte, J., Zajcev, A. N., & Zdi, F. (2004). Úvod do foscoritů: výskyt, složení, nomenklatura a petrogeneze. Ve Foscoritech a karbonatitech od pláště po důl: klíčový příklad alkalické provincie Kola (sv. 10, s. 45-74). Mineralogická Společnost Londýn.
* Liu, y., & Hou, z. (2017). Syntéza mineralizace styly s integrovaným genetický model vedoucích ke vzniku konečných-syenit-hostil REE vklady v Cenozoic Mian-ning-Dechang REE kovové a pásek, východní Tibetská náhorní Plošina, jihozápadní Číny. Žurnál asijských věd o Zemi, 137, 35-79.Mitchell, R. H. (2005). Karbonatity a karbonatity a karbonatity. Ca-nadian mineralog, 43 (6), 2049-2068.