Геология / 1 курс / Минералогия / Карбонатиты

Карбонатиты

Карбонатиты – породы, сложенные карбонатами, до 90% матрица этих месторождений сложены кальцитом и доломитом, а также другие. Матрикс светлый.

Будем наблюдать силикаты (слюды, амфиболы и пироксены, оливин), оксиды (магнетит), фосфаты (апатит) и др. (на фоне белого матрикса будем наблюдать темные агрегаты). Также будем наблюдать танталониобаты (пирохлор), цирконит (банделит) и редкие земли (карбонаты) и фосфаты редких земель (моноцит). Также могут быть и сульфиды. Могут быть гранаты Са и эпидот.

Элементный состав:

• Ca, Na, K

• Ti, Fe

• P

• TR (Ce, La, U), Nb, Ta

• Летучие F, Cl, H2O, CO2 (из CH4)

Карбонатами сложены не только карбонатиты!!!! В скарнах тоже может быть много карбонатов, но в скарнах никогда не будет минералов редких земель.

• В основном приурочены к щелочным интрузиям ультраосновного и основного состава повышенной щелочности.

• Жесткие земные участки (краевая часть платформ и щитов). В условиях активизации платформ, осевые части рифтов и узлы пересечения глубинных разломов.

Для формирования необходима жесткая рама, где происходила бы качественная дифференциация.

Карбонатиты – завершающее звено в эволюции интрузий ульрабазит-базитового состава нормальной и щелочной серии обогащенные углекислотой.

Текстура карбонатито в большей частью массивная, иногда полосчатая, узловатая и плойчатая. Последние разновидности текстуры обусловлены соответствующими выделениями темноцветных акцессорных минералов, образующих линейные цепочки и тонкие прослойки среди карбонатной массы. Структура карбонатитов зерниста я с различной крупностью слагающих их минералов.

ТИПЫ КАРБОНАТИТОВ

1.Карбонатиты центрального типа- продукт дифференциации и кристаллизации расплава. В расплаве много летучих, именно они сохраняют рудные элементы в расплаве.

Встречаются на щитах и платформах (именно там, где происходило внедрение большого V расплава магматического).

Имеют прямую связь с магматической формацией ультрабазитовой щелочной.

Магматогенно-карбонатитовый комплекс имеет зональное строение(у/осн нщ- у/осн щ - осн щ) (прямая зональность) – по периферии встречаем ультраосновные породы нормальной щелочности, а далее к центральной части появляются более основные и щелочные разности.

Для карбонатитов данного комплекса характерны дайки, которые сформировались в результате кристаллизации расплава. Форма карбонатитов – шток.

На контакте интрузии и вмещающих могут образоваться фениты (измененные породы) – альбит, флюорит, кальцит, слюды.

Про дайки (может и без даек все пройти):

• Конические – образуются при кристаллизации, давление СО2 на купольную часть магматической камеры усиливается, так появляются тектонические нарушения, в которые выдавливается расплав. (хрупка деформация)

• Кольцевые – реже образуются. Появляются в результате резкого сброса давления (должна быть пластинчатая деформация)

2. Карбонатиты линейного типа

В контуре не будем встречать магматических пород.

Это продукты, которые появляются в зоне рифтогенеза (место, где конт-ная кора начинает рваться и появляется кора океанического типа. Это из-за субдукции или конвекционных потоков). Зона ослабленная (повышенной проницаемости), активно изменяются те породы, которыми сложен щит, платформа и они все пропитываются мантийным флюидом, а не самим расплавом. Метосоматическая природа.

Форма тела – жилы (НЕ ДАЙКИ. Дайки это расплав, жилы это раствор)

Какие месторождения богаче?

Имеются богатые месторождения линейного типа, рядом может присутствовать магматическая формация.

По большей части разрабатываются карбонатиты центрального типа.

• Общая тенденция развития мин.парагенезисов

• Реликты среди карбонатитов

• Зависимость структурно-текстурных особенностей от стр-текс вмещающих пород, от этого зависит и состав темноцветных компонентов

• Избирательный характер развития карбонатитового процесса. У/осн заменяются интенсивнее нефелиновых сиенитов.

Физико-химические условия образования

• t плавления кальцита – 1300C (Из лекции кристаллизации 1000С-600С)

• Расплав могут входить флюиды, кроме углекислоты, также должны быть повышенные содержания щелочных металлов. Здесь зависит все от того насколько расплав будет обогащён кислородом (окисленное состояние). В результате контаминации именно в мантии вещества, которые прошли поверхностный цикл и попадают в мантию в результате субдукции. У нас расплав обогащён этими летучими компонентами, но если будет обогащение O2 (большее содержание чем в кимберлитах из-за расположения на платформе), то у нас не будет появляться алмаз, будет просто насыщенный углекислотой расплав, который будет давать карбонатиты.

• Минералообразующая среда – сплошная низковязкая высокотемпературная водная система (200-600г/л)

• Это эндогенный рассол-расплав (тяжелый флюид). Главные компоненты: катионы: K, Na, Ca, Sr , анионы: Cl,PO4,CO3

• Постоянно присутствуют углеводороды

В вертикальном разрезе карбонатитовых систем выделяют 4 фации глубинности:

1) Поверхностная или вулканическая фация. (0-0,5км) Она представлена вулканитами. Лавы содового и кальциевого состава. Температура около 540 гр. Минерализация представлена баритом, апатитом. Это не месторождение пометка того, что в данном участке земли находится магматическая система.

2) Субвулканическая фация (0,5-1,5 км). Месторождения этой фации приурочены к корневым частям вулкана. Месторождения содержат ниобий. Ассоциируется с магматическими породами щелочного ряда. Часто развита кора выветривания и она часто рудоносная, там концентрируются оксиды ниобия и тантала. Реже концентрация флюорита или редкоземельных карбонатов.

3) Гипабисальная фация (1,5-6 км). Собственно сами карбонатиты и щел. осн породы и у/осн и осн н. щелочности. К этой группе относится:

– апатит – магнетитовые,

– редкоземельные,

– ниобий – танталовые,

– цирконовые месторождения.

4) Абисальная фация (6-12 км). Будут присутствовать карбонатитовые тела в матрице у/осн и осн н.щелочности. Наблюдается удлинение связанное с танталом, ниобием, цирконием.

Механизмы: кристаллизационная и гравитационная дифференциация, ликвация.

Вертикальная зональность – чем глубже, тем выше температура кристаллизации.

В формировании комплекса щелочно-ультраосновыных пород и карбонатитов выделяются 4 стадии (образуется 4 вида пород):

1. Форм. Ультраосновные породы (дунит-перидотиты)

2. Форм. Щелочно у/осн (биотит и флогопит содержащие. Перидотиты. Пироксениты)

3. Форм. Щелочные породы (нефелиновые сиениты, ийолиты, икупирангиты, уртиты)

4. Карбонатиты

1-3 стадии сопровождаются формированием фенитов (экзоконтакт), пироксен-флогопит и амфибол-флогопит (эндоконтакт)

ВСЕ ТЕМПУРАТУРЫ определялись с помощью включений в минерале хозяине (крч, минерал кристаллизовался и захватил среду (жидкость и газы) из которой образовался, типо как пузырик. Его в минерале нагревали, пока среда не смешалась, так и определили температуру) Стадийность минералообразования карбонатитов:

1. 650-550°. Крупнозернистый кальцит, авгит-диопсид, форстерит, биотит, апатит, магнетит.

Геохим.спец: Zr (Nb)

Осн.рудн.комп: P, Fe

2. 430-520°. Среднезернистый кальцит, диопсид, биотит, минералы Ti, Zr, Ta, Nb, Th

Геохим.спец: Ta, Nb, U (Zr)

Осн.рудн.комп: Ta, Nb, U, P, Fe (Zr)

3. 440-330°. Мелкозернистый кальцит-доломитовый агрегат, щелочные амфиболы, серпентин, тальк, пирохлор, циркон

Геохим.спец: Ta, Nb

Осн.рудн.комп: P, Fe, Nb

4. 330-230°. Мелкозернистые доломит-анкеритовый агрегат с сидеритом, эгирином, арфедсонитом, хлоритом, эпидотом, гроссуляром.

Геохим.спец: TR, Sr, Ba, Zn, Pb, (Nb)

Осн.рудн.комп: TR, Ba, Sr, Zn, Pb, Ca, F2

По мере снижения температур формируются следующие рудные фации:

1. Перовскит-флогопит 650°.

2. Гатчеттолит-пирохлор-флогопит 470°.

3. Пирохлор 370°.

4. Колумбит-бастнезит 260°.

Типы месторождений:

1. Нефелиновые

2. Сульфидные

3. Флюоритовые

4. Флогопитовые

5. Апатит-магнетитовые с форстеритом

6. Первоскит-титаномагнетитовые (перовскит- оксид кальция и титана)

7. Бастнезит-паризит-монацит (Б-карбонат редких земель, П-карбонат редких земель и кальция, М-фосфат редких земель)

8. Гатчеттолит-пирохлор