Definisjoner og klassifikasjoner

bergartene som nå er kjent som carbonatites ble opprinnelig beskrevet Av Bose (1884) Fra Den Nedre Narbada-Dalen I India, men det var ikke før undersøkelsene Av Hö (1895) Ved Alnö, Sverige, Og Av Brø (1921) Ved Fen, i Norge, at en magmatisk opprinnelse ble postulert for karbonatbærende bergarter som finnes i disse ALKALISKE KOMPLEKSER. Ikke alle var enige med dette konseptet; Spesielt var De svært innflytelsesrike petrologene Reginald Daly (1933) og James Shand (1943) overbevist om at disse «magmatiske kalksteinene» bare var megaxenolitter av sedimentært materiale. Denne petrologiske skillet forble til Det eksperimentelle arbeidet Til Wyllie & Tuttle (1960), som viste at kalsitt kunne krystallisere som en liquidusfase ved temperaturer så lave som ∼650°C ved 0,1 GPa. Denne studien hørtes dødsklokken av kalkstein syntexis-hypotesen (Shand 1943) for genesis av undermettede alkaliske bergarter, og arbeidet innledet et tiår med fornyet interesse for karbonatitter generelt (Heinrich 1966, Tuttle & Gittins 1966), fremhevet av oppdagelsen av natrokarbon lavas På Oldoinyo Lengai, Tanzania (Gjest 1956, Dawson 1962).
Karbonatitter er definert i IUGS system for klassifisering som: «vulkanske bergarter består av mer enn 50 modal prosent primær (dvs. magmatisk) karbonat (sensu lato) og inneholder mindre enn 20 wt.% SiO2» (Le Maitre 2002).avhengig av det dominerende karbonatmineralet refereres en karbonatitt til som en kalsittkarbonatitt, dolomittkarbonatitt eller ferrokarbon, hvor hovedkarbonatet er jernrikt (Fig.1 a). Hvis mer enn ett karbonatmineral er tilstede, blir karbonatene navngitt i rekkefølge av økende modale konsentrasjoner. For eksempel består en kalsitt-dolomittkarbonatitt hovedsakelig av dolomitt. Hvis ikke-essensielle mineraler (f. eks. biotitt) er til stede, kan dette gjenspeiles i navnet som biotitt-kalsittkarbonatitt.
der modal klassifisering ikke kan brukes, kan iugs kjemiske klassifisering brukes (Fig.1 b). Denne klassifiseringen, basert på wt. karbonatitter deles inn i calciocarbonatites, magnesiocarbonatites og ferrocarbonatites. For kalsiokarbonatitter er forholdet Mellom CaO/(CaO + MgO + FeO + Fe2O3 + MnO) større enn 0,8. De resterende karbonatittene er delt inn i magnesiumkarbonatitt og ferrokarbon (Woolley and Kempe 1989; Le Maitre 2002). Hvis SiO2-innholdet i fjellet overstiger 20%, refereres det til som silikokarbonatitt. En natrokarbonatitt er en spesiell type karbonatitt som hovedsakelig består Av Na-K-Ca-karbonater, som nyerereite og gregoryitt, kjent fra ol Doinyo Lengai vulkanen (Tanzania).en avgrensning til iugs kjemiske klassifisering basert på molare proporsjoner, foreslått Av Gittins og Harmer (1997), introduserer begrepet ferruginous calciocarbonatites (Fig.1 b). Grensen som skiller kalsiokarbonatitter fra magnesiokarbonatitter og ferruginøse kalsiokarbonatitter er satt til 0,75, over hvilke karbonatitter inneholder mer enn 50% kalsitt på molar basis. Selv om Ikke universelt akseptert, Er Gittins og Harmers klassifisering ofte brukt i studier av karbonatitt-vert malmforekomster (f.eks Trofanenko et al. 2016).

Fig.1 Karbonatitt klassifikasjoner i henhold til (a) IUGS basert på wt.% (Le Maitre 2002) og (b) Gittins og Harmer (1997) basert på molare proporsjoner. C / CMF er molforholdet Til Cao/; FeO* uttrykt som molar FeO hvis Både FeO og Fe2O3 er bestemt. Fra Simandl, G. J., & Paradis, S. (2018).En mineralogisk-genetisk klassifisering av karbonatitter ble foreslått Av Mitchell (2005). Hans benchmark papir peker på fallgruvene I IUGS klassifisering og deler karbonatitter i primære karbonatitter og carbothermal residua. Begrepet karbohydrotermisk karbonatitt er definert Av Woolley Og Kjarsgaard (2008b) som karbonatitt som utfelt ved subsolidustemperaturer fra en blandet CO2-H2O-væske som kan VÆRE ENTEN CO2-rik (dvs.karbotermisk) eller H2O-rik (dvs. hydrotermisk).

Opprinnelse karbonatitter

det er for tiden tre hovedhypoteser som forklarer opprinnelsen til karbonatitt smelter:
(1) ublandbar separasjon av foreldre kullsyreholdige silikat magmas på skorpe eller manteltrykk.
(2) krystall fraksjonering av foreldre kullsyreholdige silikat magmas som olivin melilitites eller kamafugites.
(3) lavgradig delvis smelting av karbonert mantelperidotitt under 70 km dybde.Hypoteser som påkaller eller støtter en mulig avledning av karbonatitter fra Jordskorpen, eller Fra Jordens mantel med noe skorpebidrag, har også blitt foreslått. Videre antyder en nylig studie basert på borisotoper av karbonatitter over hele verden at selv om de fleste karbonatitter kan stamme fra den øvre mantelen, er yngre karbonatitter (Men uavhengig av formasjonsmodus, er de fleste forskere enige om at Alka-lis (Na Og K) spiller en viktig rolle i dannelsen av kalsitt og dolomitt-bilbonatitter og ferrokarbon-intrusjoner. Betydningen av alkalier i genesen av karbonatitter er i samsvar med studier av lav temperatur (2O OG K2O, 4,5 wt.% F, 5.7 vekt.% Cl, omtrent 15 wt.% Ca, og mindre enn 1 wt.% Kombinert Mg Og Fe. Petrografisk og geokjemisk evi-dence fra ekstrusive karbonatitter, samt bevis fra påtrengende karbonatitter antyder at kalsitt – og dolomittrike karbonatitter er rester eller kumulerer de-rived fra alkali-bærende (moderat alkaliske) smelter.

Tektonisk innstilling

de fleste karbonatitter og alkalisk-karbonatitt komplekser er emplaced i continen-tal (88% cratonic, 10. 5% ikke-kratoniske) innstillinger (Fig.2) I Archean og Proterozoic bergarter, Eller I Phanerozoic bergarter underlain Av En Prekambrisk kjeller.

Fig.2: De viktigste globale forekomster av karbonatitter og karbonatittrelaterte ree de-posits i verden. Fra Liu, Y., & Hou, Z. (2017).

Karbonatitter form i extensional tektoniske innstillinger, langs store lineære trender re-lated til store intra-plate brudd soner, i forbindelse med doming funksjoner( crustal overordnede), eller i forhold til plate vinduer i subducting plater. Koblingen være-tween disse tektoniske funksjoner og intens magmatisk aktivitet betyr at mange bil-bonatites er også tidsmessig og romlig knyttet til store magmatiske provinser. Karbonatitter i orogenic innstillinger er noen ganger referert til som post-collisional (Chakmouradian et al. 2008). Dette er en uheldig term fordi karbonatitter som finnes i orogenic innstillinger kan ha blitt emplaced før en overgang fra extensional til compressional tektoniske regimer, eller under post-orogenic ex-tensional avslapping og kollaps før dynamo-termisk metamorfe klimaks.
Karbonatitter er identifisert i tre oseaniske øya regioner: (1) Kanariøyene Is-land; (2) Kapp Verde-Øyene, og (3) Kerguelen Øyene; som alle ligger I Det Afrikanske kontinentet. Det er imidlertid mulig at disse øyene er underlain av rester av kontinental litosfære strandet under drift Av Den Afrikanske platen.

Karbonatitt-assosiert vulkanske bergarter

Nesten alle karbonatitter er forbundet med alkaliske komplekser. Over hele verden er bare 24% av karbonatitt bergarter ikke en del av alkalisk karbonatittkomplekser. Det forekommer et antall distinkte karbo-silikatbergforeninger som inkluderer melilititt-sö, nefelinitt-sö, pyroksenitt-sö og olivinrike ultrabasitter-dolomittisk karbonatitt. Forholdet mellom karbonatitter og deres tilknyttede silikatbergarter er komplekse og er fortsatt ikke helt forstått. Hvorvidt begge smelter ble generert fra samme foreldremagma, eller om begge ble generert uavhengig av hverandre, er fortsatt et av de grunnleggende problemene i karbonatittpetrogenese.Foscorites: Foscorites er magnetitt, olivin, apatitt bergarter vanligvis forbundet med karbonatitter (Le Maitre 2002) og ultramafic bergarter av alkalisk-karbonatitt komplekser. I noen tilfeller er det gradasjon mellom ultramafiske bergarter og fosskoritt. Definisjonen Presentert Av Le Maitre (2002): «en magnetitt, olivin, apatitt rock vanligvis assosiert med karbonatitter», er svært restriktiv fordi olivin vanligvis retrograd i pyroksen, amfibol, og serpentin. En mye bredere definisjon og klassifisering av foscorites er forankret i russisk litteratur (f. eks Yegorov 1993; Krasnova et al. 2004) og foreslår at foskoritt skal omdefineres som en «plutonisk ultramafisk bergart som består av magnetitt, apatitt og et av silikatene, forsteritt, diopside eller flogopitt». Begrepet foskoritt er en mnemonic, avledet opprinnelig fra Navnet På Phosphate Development Corporation og refererer til magnetitt-olivin-apatitt bergarter ringer Loolekop karbonatitt kroppen Av Phalaborwa Kompleks, Sør-Afrika.

Alkali metasomatism

mest påtrengende karbonatitter, alkalisk-karbonatitt komplekser, og mange agpaitic og miaskitic alkaliske inntrenging er omgitt av land rock påvirket av inntrenging relatert metasomatism. Metasomatisme er definert som: «en solid state prosess der den kjemiske sammensetningen av en stein er endret på en gjennomgripende måte, og som innebærer innføring og / eller fjerning av kjemiske komponenter som et resultat av samspillet av rock med væsker».alkali metasomatism som karakteriserer de fleste av karbonatitter komplekser er kjent som fenitisation eller fenitisation-type metasomatism. Fenitisation-type meta-somatism består vanligvis av desilication ledsaget Av tillegg Av Na, K, Fe3+, ± Ca, ± Al til verten rock som omgir karbonatitter eller karbonatitt-alkaliske komplekser. Andre elementer som kan bli introdusert i country rock av fenitisation-type metasomatism Er Ba, Nb, Sr, Sc, Rb, Zn, V og I noen tilfeller REE, Og Nb. Slike metasomatisme kan manifestere seg ved utviklingen Av Na-og K-amfiboler, aegirin-augitt, k-feldspar, albitt, perthitt, mesoperthitt, an-tiperthitt, nephelin, og lysebrun glimmer og albitt (Fig.3).

Fig.3: Skjematisk fremstilling av bi-metasomatisk fenitiseringstype interaksjon mellom karbonatittsmelt og relaterte væsker med landrock. Retning av migrasjon av elementer er angitt med piler. Mineraler som vanligvis observeres i landrock påvirket av fenitiseringstype metasomatisme er oppført. Fra Simandl, G. J., & Paradis, S. (2018).omfanget og intensiteten av metasomatisme relatert til karbonatitter og alkalisk-karbonatittkomplekser avhenger av stort antall parametere, inkludert (1) Kjemisk sammensetning, temperatur og pH i væskene; (2) Kjemisk og min-eralogisk sammensetning av landrock (protolith); (3) Permeabilitet og porøsitet av landrock; (4) Temperaturgradient mellom kilden til væsker og landet rock, (5) Væske / rock ratio; (6) Varigheten av fluid bevegelse.

Morfologi og geometri av alkaliske karbonatittkomplekser

Karbonatitter kan forekomme som vulkaner eller påtrengende legemer. Karbonatittfasen kommer vanligvis sent i en påtrengende serie, etter de alkaliske silikatmagmaene. Mange karbonatitter har imidlertid ikke tilhørende silikatbergarter. Carbonatite com-plexes er generelt 2, og er sammensatt, med flere inntrengninger av både silikat og karbonatitt magma. Utsatte påtrengende karbonatitter inkluderer små plugger, kjegle ark, og sporadiske ring-diker. Plane diker eller dike svermer av både silikat bergarter og karbonatitter ofte kutte hele påtrengende kompleks.

den klassiske karbonatittmodellen (Fig.4 a) foreslått Av Garson Og Smith (1958) ble popularisert Av Heinrich (1980) Og Bowden (1985) og er fortsatt i bruk. Denne modellen passer mange komplekser Fra Øst-Afrika carbonatites komplekser, og andre steder:
i en typisk sekvens, grunne tidlig ijolitt og / eller nepheline syenite plugger er fol-lowed av carbonatites som kuttet tidligere silikat kompleks. Sovitter (typisk med over 90% kalsitt) er den vanligste typen karbonatitt i disse kompleksene og kan representere den eneste karbonatitten på en lokalitet. De senere manifestasjonene av stiv aktivitet i mange komplekser er plasseringen av diker eller kjegleplater av jernrike karbonatitter, kollektivt kalt ferrokarbon. En nesten universell karakteristisk for karbonatitt komplekser er tilstedeværelsen av en særegen metaso-matic aureole der veggen bergarter (oftest quartzo-feldspathic gneis) har blitt omdannet til aegirin-rik og alkali amfibol-rik bergarter, og i noen tilfeller Til K-feldspar-rike bergarter. De metasomatiske bergarter kalles vanligvis fenitter.

Fig.4: Morfologi av karbonatittkomplekser som foreslått av: (A) Garson og Smith (1958); (b) Le Bas (1987); og (c) litt modifisert Fra Sage og Wat-kinson (1991) for å vise konveks og konkav natur av ringdiker og kjegleplater, henholdsvis. Fra Simandl, G. J., & Paradis, S. (2018).

Nyere modeller (Fig.4 b-c) har blitt foreslått Av Le Bas (1977, 1987), Og Sage and Watkinson (1991). Modellen Av Le Bas (1987) viser godt aldersforholdet mellom litologiske enheter og fremhever fenitiseringstype overtrykk. Modellen produsert Av Sage and Watkinson (1991) viser et begrenset antall i forhold Til Garson and Smith (1958) modell; imidlertid viser det bedre forholdet mellom vulkansk byggverk og kraterfacies. Ingen modell viser alle mulige rock foreninger oppstått i alkaliske karbonatitt komplekser eller er universelt anvendelig. På dype erosjonsnivåer er karbonatitter ofte romlig forbundet med ultramafiske bergarter. På moderate nivåer er de romlig assosiert med pyroksenitter og jacupirangitter, og med ijolitter og nephelinsyenitter på gradvis grunnere nivåer (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 (sö), dominert av mineral kalsitt (hvitaktig til veldig lys gråaktig) og mørk magnetitt. Magnet Cove Carbonatite, Arkansas, Usa. Fra James St. John

Kalsitt-karbonatitt (sö) fra typelokaliteten. Sø, Fen Complex, Norge. Fra Sand Atlas

Fosskoritt med magnetitt (svart) og albitt (hvit). kovdor, Russland. Fra Hryvnias Mines De Saint-É

Bibliografi

• Bell, K., Kjarsgaard, B. A., & Simonetti, A. (1998). Karbonatitter-inn i det tjueførste århundre. Journal Of Petrology, 39 (11-12), 1839-1845.
• Krasnova, N. I., Petrov, T. G., Balaganskaya, E. G., Garcia, D., Moutte, J., Zai-tsev, A. N., & Vegg, F. (2004). Introduksjon til foskoritter: forekomst, sammensetning, nomenklatur og petrogenese. I Foskoritter og karbonatitter fra mantelen til mine: Nøkkelen eksempel På Kola Alkaliske Provinsen (Vol. 10, s. 45-74). Mineralogisk Samfunn London.
• Liu, Y., &Hou, Z. (2017). En syntese av mineraliseringsstiler med en integrert genetisk modell av karbonatitt-syenitt-vert ree-forekomster i Det Kenozoiske mian-ning-Dechang ree metallogene beltet, det østlige Tibetanske Platået, sørvestlige Kina. Tidsskrift For Asiatiske Geovitenskap, 137, 35-79.Mitchell, R. H. (2005). Carbonatites og carbonatites og carbonatites. Ca-nadian Mineralogist, 43 (6), 2049-2068.