Definições e classificações

As pedras agora conhecido como carbonatites foram originalmente descritos por Bose (1884) do Menor Narbada Valley da Índia, mas não foi até que as investigações de Högbohm (1895) em Alnö, Suécia, e de Brøgger (1921) em Fen, na Noruega, que uma origem magmática, foi postulada para o carbonato de rolamento de rochas encontradas nestes complexos alcalino. Nem todos concordaram com este conceito; em particular, o altamente influente petrologists Reginald Daly (1933) e James Shand (1943) manteve-se inflexível que estes “ígneas calcários” eram apenas megaxenoliths de material sedimentar. Esta divisão petrológica permaneceu até o trabalho experimental seminal de Wyllie & Tuttle (1960), que mostrou que calcite poderia cristalizar como uma fase de liquido a temperaturas tão baixas como ∼650°C a 0,1 GPa. Este estudo soou o dobre de finados do calcário syntexis hipótese (Shand 1943) para a gênese de undersaturated rochas alcalinas, e o trabalho introduziu uma década de renovado interesse na carbonatites em geral (Heinrich 1966, Tuttle & Gittins 1966), com destaque para a descoberta da natrocarbonatite lavas no Oldoinyo Lengai, Tanzânia (Convidado 1956, Dawson, 1962).Carbonatites são definidos no sistema de classificação de IUGS como: “rochas ígneas compostas por mais de 50 modais por cento de carbonato primário (ou seja, magmático) e contendo menos de 20 wt.% SiO2 ” (Le Maitre 2002).dependendo do mineral carbonatado predominante, um carbonatito é referido como carbonatita calcita, carbonatita dolomita, ou ferrocarbonatita, onde o carbonato principal é rico em ferro (Fig.1 a). Se mais de um mineral carbonatado estiver presente, os carbonatos são nomeados por ordem de aumento das concentrações modais. Por exemplo, um carbonatito de calcite-dolomite é composto predominantemente de dolomite. Se houver minerais não essenciais (por exemplo, biotite), isso pode ser refletido no nome como carbonatita biotita-calcita.quando a classificação modal não pode ser aplicada, a classificação química dos IUGS pode ser utilizada (Fig.1 b). Esta classificação, baseada em wt.% rácios de subdividir carbonatites em calciocarbonatites, magnesiocarbonatites, e ferrocarbonatites. Para calciocarbonatites, a razão de CaO / (CaO + MgO + FeO + Fe2O3 + MnO) é maior que 0,8. Os carbonatites restantes são subdivididos em magnesiocarbonatite e ferrocarbonatite (Woolley e Kempe 1989; Le Maitre 2002). Se o teor de SiO2 da Rocha exceder 20%, é referido como silicocarbonatita. Natrocarbonatita é uma variedade especial de carbonatita que consiste principalmente de carbonatos Na-K-Ca, como a nyerereite e a gregoryite, conhecida do vulcão Ol Doinyo Lengai (Tanzânia).A refinement to the IUGS chemical classification based on molar proportions, proposed by Gittins and Harmer (1997), introduces the term ferruginous calciocarbonatites (Fig.1 b). O limite que separa as calciocarbonatites das magnesiocarbonatites e das calciocarbonatites ferruginosas é fixado em 0,75, acima do qual as carbonatites contêm mais de 50% de calcite numa base molar. Embora não universalmente aceito, a classificação de Gittins e Harmer é comumente usada em estudos de depósitos de minério hospedados com carbonatite (por exemplo, Trofanenko et al. 2016).

Fig.1 classificações de Carbonatite de acordo com (a) IUGS baseados em wt.% (Le Maitre 2002) e (b) Gittins and Harmer (1997) com base nas proporções molar. C / CMF é a razão molar de CaO/; FeO* expressa em FeO molar se forem determinados tanto FeO como Fe2O3. From Simandl, G. J., & Paradis, S. (2018).

A Mineralogical-genetic classification of carbonatites was proposed by Mitchell (2005). His benchmark paper points to pitfalls of the IUGS classification and subdivide carbonatites into primary carbonatites and carbothermal residua. O termo carbonatita carbidrotérmica é definido por Woolley e Kjarsgaard (2008b) como carbonatita que precipitou a temperaturas subsolidus a partir de um fluido misto de CO2-H2O que pode ser rico em CO2 (ou seja, carbotérmico), ou rico em H2O (ou seja, hidrotermal).

Origem de carbonatites

atualmente, Existem três hipóteses principais a explicar a origem de carbonatite derrete:
(1) não miscíveis, a separação dos pais carbonatadas silicato dos magmas na crosta ou do manto de pressões.(2) fraccionamento cristalino de magmas de silicato carbonatado parental tais como melilitites olivina ou kamafugites.
(3) fusão parcial de baixo grau de peridotita de manto carbonado abaixo de 70 km de profundidade.hipóteses invocando ou apoiando uma possível derivação de carbonatitos da crosta terrestre, ou do manto terrestre com alguma contribuição da crosta, também foram propostas. Além disso, um estudo recente baseado em isótopos de boro de carbonatites em todo o mundo sugere que, embora a maioria carbonatites pode ter origem no manto superior, mais jovem carbonatites (
no Entanto, independentemente do seu modo de formação, a maioria dos investigadores concorda que alka-lis (Na e K) desempenhar um papel importante na gênese de calcita e dolomita carro-bonatites, e ferrocarbonatite intrusões. A importância dos álcalis na gênese dos carbonatitos é consistente com estudos de baixa temperatura (2O e K2O, 4,5 wt.% F, 5.7 wt.% Cl, aproximadamente 15 wt.% Ca, e menos de 1 wt.% combinado Mg e Fe. Petrográfica e geoquímica de provas de extrusivas carbonatites, bem como as provas de intrusivas carbonatites sugere que a calcita e a dolomita rica carbonatites são resíduos ou acumula derivados de álcali-rolamento (moderadamente alcalina) derrete.

configuração tectônica

A Maioria Dos carbonatitos e complexos alcalino-carbonatíticos são emplacados em continen-tal (88% cratônico, 10.5% de Configuração Não-cratónica) (Fig.2) em Rochas Arqueanas e Proterozóicas, ou em Rochas Fanerozóicas soblain por um porão Pré-Cambriano.

Fig.2: principais ocorrências globais de carbonatites e de carbonatites relacionados REE de-posts no mundo. From Liu, Y., & Hou, Z. (2017).Carbonatites formam-se em Configurações tectônicas extensivas, ao longo de grandes tendências lineares re-ligadas a zonas de fratura intra-placa em larga escala, em associação com características de cúpula (arqueamento de crosta), ou em relação a janelas de laje em placas subducentes. A ligação entre estas características tectônicas e intensa atividade magmática significa que muitos car-bonatites também estão temporalmente e espacialmente relacionados com grandes províncias ígneas. Carbonatites em ambientes orogenicos são por vezes referidos como pós-colisional (Chakmouradian et al. 2008). Este é um infeliz prazo, porque carbonatites que são encontrados em orogênico definições podem ter sido colocadas antes de uma transição de extensional para tectônica compressional regimes, ou durante a pós-orogênico ex-tensional relaxamento e colapso antes de dínamo-térmica metamórficas clímax.as Carbonatites são identificadas em três regiões insulares oceânicas: (1) As ilhas Canárias; (2) As ilhas de Cabo Verde e (3) As ilhas Kerguelen; todas elas localizadas no continente africano. No entanto, é possível que estas ilhas estejam soblain por restos da litosfera continental encalhados durante a deriva da placa Africana.

rochas ígneas associadas à Carbonatita

quase todas as carbonatites estão associadas a complexos alcalinos. Em todo o mundo, apenas 24% das rochas carbonatíticas não fazem parte de complexos alcalino-carbonatíticos. Um número de diferentes carboatite-silicato de rock associações ocorrer que incluem melilitite-sövite, nephelinite-sövite, pyroxenite-sövite, e olivina-rico ultrabasites-dolomíticos carbonatite. As relações entre carbonatites e suas rochas de silicato associadas são complexas e ainda não são completamente compreendidas. Se ambos os derretimentos foram gerados a partir do mesmo magma parental, ou se ambos foram gerados independentemente um do outro, ainda permanece um dos problemas fundamentais na petrogênese carbonatita.Foscoritos: os Foscoritos são magnetita, olivina, rochas apátitas geralmente associadas a carbonatites (Le Maitre 2002) e rochas ultramáficas de complexos alcalino-carbonatita. Em alguns casos, há gradação entre rochas ultramáficas e foscorita. a definição apresentada por Le Maitre (2002):” a magnetite, olivine, apatite rock usually associated with carbonatites”, é muito restritiva porque a olivina geralmente retrocede em piroxeno, amphibole e serpentina. Uma definição e classificação muito mais amplas dos foscoritas estão ancoradas na literatura russa (por exemplo, Yegorov 1993; Krasnova et al. 2004) e propõe que phoscorite deve ser re-definida como um “plutônicas ultramafic rock composto por magnetita, apatite, e um dos silicatos, forsterite, diopside, ou phlogopite”. O termo foscorite é uma mnemônica, derivada originalmente do nome da corporação de desenvolvimento de fosfatos e refere-se a rochas magnetita-olivina-apátita tocando o corpo carbonatita Loolekop do complexo Phalaborwa, África do Sul.

metasomatismo alcalino

as mais intrusivas carbonatites, complexos alcalino-carbonatíticos, e muitas intrusões alcalinas agpaíticas e miaskíticas estão rodeadas por rochas do país afetadas por metasomatismo relacionado com a intrusão. Metasomatismo é definido como: “a solid state process by which the chemical composition of a rock is altered in a pervasive manner and which involves the introduction and/or removal of chemical components as a result of the interaction of the rock with fluids”.o metasomatismo alcalino que caracteriza a maioria dos complexos de carbonatites é conhecido como fenitisation ou metasomatismo do tipo fenitisation. Fenitisation-tipo de meta-somatism comumente consiste desilication acompanhado pela adição de Na, K, Fe3+, ± Ca, ± Al para o host de rocha que circunda carbonatites ou carbonatite-alcalina complexos. Outros elementos que podem ser introduzidos no country rock por fenitisation-tipo metasomatismo são Ba, Nb, Sr, Sc, RB, Zn, V e em alguns casos REE, e Nb. Tais metasomatism pode manifestar-se pelo desenvolvimento de Na e K-anfibólios, aegirine-augita, K-feldspato, albita, perthite, mesoperthite, um-tiperthite, nepheline, pálido e marrom mica, e albita (Fig.3).

Fig.3: Representação esquemática da interacção do tipo fenitisation bi-metasomática entre o degelo de carbonatite e os fluidos relacionados com a rocha do país. A direcção de migração dos elementos é indicada por setas. Os minerais comumente observados em Rochas do país afetadas pelo metasomatismo do tipo fenitisation são listados. From Simandl, G. J., & Paradis, S. (2018).

A extensão e intensidade de metasomatism relacionadas com carbonatites e alcalino-carbonatite complexos depende de grande número de parâmetros, incluindo (1) a composição Química, a temperatura e o pH dos fluidos; (2) Química e mineralógica a composição do country-rock (protolith); (3) a Permeabilidade e a porosidade do país rock; (4) gradiente de temperatura entre a fonte de fluidos e a rocha do país, (5) relação fluido/rocha; (6) Duração do movimento fluido.Carbonatites podem ocorrer como vulcânicos ou corpos intrusivos. A fase carbonatita geralmente chega tarde em uma série intrusiva, após os magmas de silicato alcalino. Muitos carbonatites, no entanto, não têm rochas silicadas associadas. Os com-plexos carbonatíticos são geralmente 2, e são compostos, com múltiplas intrusões de ambos os magmas de silicato e carbonatite. Carbonatites intrusivos expostos incluem pequenas tampas, folhas de cones e aneis ocasionais. Diques planares ou grupos de diques de rochas silicadas e carbonatites normalmente cortam todo o complexo intrusivo. o modelo clássico de carbonatite (Fig.4 a) proposta por Garson e Smith (1958) foi popularizada por Heinrich (1980) e Bowden (1985) e ainda está em uso. Este modelo se encaixa muitos complexos do Leste da África carbonatites complexos, e em outros lugares:

Em uma sequência típica, rasa início ijolite e/ou nepheline sienito plugues são seguidos por carbonatites que cortar o anterior silicato complexo. Sovitas (normalmente com mais de 90% de calcite) são o tipo mais comum de carbonatita nestes complexos e podem representar a única carbonatita em uma localidade. As manifestações posteriores da atividade ígnea em muitos complexos são a colocação de diques ou folhas cones de carbonatites ricos em ferro, coletivamente chamados ferrocarbonatite. Uma característica quase universal de carbonatite complexos é a presença de um distintivo metasomatic auréola em que a parede de rochas (mais comumente quartzo-feldspathic gnaisse) foi convertido para aegirine rica e anfibólio alcalino rico em rochas, e, em alguns casos, a K-feldspato rico em rochas. As rochas metasomáticas são comumente chamadas fenites.

Fig.4: morfologia dos complexos carbonatíticos proposta por: (a) Garson e Smith (1958); (B) Le Bas (1987); e (c) ligeiramente modificado de Sage e Wat-kinson (1991) para mostrar a natureza convexa e côncava dos diques de anéis e das folhas de cones, respectivamente. From Simandl, G. J., & Paradis, S. (2018).modelos mais recentes (Fig.4 b-c) foram propostas por Le Bas (1977, 1987), e Sage e Watkinson (1991). O modelo de Le Bas (1987) exibe bem as relações etárias entre unidades litológicas e destaca o tipo de fenitisation overprints. The model produced by Sage and Watkinson (1991) displays a limited number of relative to the Garson and Smith (1958) model; no entanto, é melhor retratar a relação entre o edifício vulcânico e as fachadas das crateras. Nenhum modelo mostra todas as possíveis associações rochosas encontradas em complexos de carbonatite alcalina ou é universalmente aplicável. Em níveis de erosão profunda, carbonatites são comumente associados espacialmente com rochas ultramáficas. Em níveis moderados, eles são espacialmente associados com piroxenitas e jacupirangitas, e com ijolitas e nefelinas sienitas em níveis progressivamente mais rasos (Garson e 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), dominada pela calcite mineral (whitish to very light grayish) e magnetita escura. Magnet Cove Carbonatite, Arkansas, EUA. From James St. John

Calcite-carbonatite (sövite) from the type locality. Søve, Fen Complex, Noruega. From Sand Atlas

Foscorite with magnetite (black) and albite (white). kovdor, Rússia. Da École des Mines de Saint-Étienne

Bibliografia

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• Liu, Y., & Hou, Z. (2017). A synthesis of mineralization styles with an integrated genetic model of carbonatite-syenite-hosted REE deposits in the Cenozoic Mian-ning-Dechang REE metallogenic belt, the eastern Tibetan Plateau, southwestern China. Journal of Asian Earth Sciences, 137, 35-79.Mitchell, R. H. (2005). Carbonatites e carbonatites e carbonatites. The Ca-nadian Mineralogist, 43 (6), 2049-2068.