קומטיט

מינרלוגיה

קומטיט מורכב מאוליבין פורסטריטי (Fo₉₀ ומעלה) פירוקסן סידני ולעיתים קרובות כרומי, אנורתיט (An₈₅ ומעלה) וכרומיט.
בדוגמאות רבות של קומטיטים מופיע מורפולוגיה ומרקם של סלע הצטברות. המינרלוגיה הנפוצה של סלע ההצטברות היא של אוליבין פורסטריטי עשיר במגנזיום, אם כי גם הצטברות של גבישי פירוקסן כרומיים אפשרית (אם כי היא נדירה יותר).
סלעים געשיים עשירים במגנזיום יכולים להיווצר מהצטברות של פנוקריסטים של אוליבין בנתכים בזלתיים, לדוגמה פיקריט. חלק מהעדות לכך שהקומטיטים אינם עשירים במגנזיום בגלל הצטברות אוליבין היא מרקמית: לחלק מסלעי הקומטיט יש מרקם מיוחד המכונה ספיניפקס (spinifex), מרקם המיוחס להתגבשות המהירה של האוליבין מהנתך העשיר במגנזיום.
הוכחה נוספת היא שתכולת ה-MgO של האוליבינים שנוצרה בקומטיטים היא בהרכב הכמעט טהור של פורסטריט, האפשרי במסה רק עקב התגבשות של אוליבין מתוך נתך עשיר במגנזיום.
החלק העליון של הסלע בצורת ברקציה או כרית בכמה קומטיטים ששורד במקרים נדירים הוא בעיקר זכוכית געשית שעברה קירור מהיר במגע עם אוויר או מים. מכיוון שהם עברו קירור מהיר הם מייצגים את ההרכב הנוזלי של הקומטיטים, וכך ניתן לאבחן את התכולה של ה-MgO המגיעה עד 32% של MgO. בין הקומטיטים בעלי תכולת המגנזיום הגבוהה ביותר שבהם נשמר המרקם בצורה הטובה ביותר הם אלו של תצורת ולטפרדן (Weltevreden Formation) בחגורת ברברטון (Barberton belt) בדרום אפריקה, שבהם ניתן להסיק מהסלע והרכבי האוליבין על קיומם המקורי של נוזלים שלא הכילו מים כלל המכילים עד 34% של MgO.
המינרלוגיה של הקומטיט משתנה באופן שיטתי בחתך סטרטיגרפי של קילוח קומטיט ומשקפת תהליכים מגמטיים שהשפיעו על הקומטיטים במהלך התפרצותם והתקררותם. השינוי המינרלוגי הוא מהבסיס של הסלע המכיל צבר של אוליבין, לאזור גבוה יותר בעל מרקם המכונה ספיניפקס המורכב ממחטי אוליבין ובתנאים אידיאליים גם אזור של מרקם ספיניפקס מפירוקסן, ואזור עשיר באוליבין שהתקרר במהירות על השכבה העליונה של יחידת הקילוח. המונח "מרקם ספיניפקס" (spinifex texture) קרוי על שם סוג שיחים מאוסטרליה (spinifex) ממשפחת הדגניים הגדלים לאורך החופים במקבצים שצורתם דומה למרקם הסלע.
המינרלים העיקרים המצויים בקומטיט כוללים אוליבין, הפירוקסנים: אוגיט, פיג'וניט וברונזיט, פלגיוקלז, כרומיט, אילמניט ולעיתים רחוקות אמפיבול פראגסיטי. המינרלים המשניים (המותרים) כוללים סרפנטין, כלוריט, אמפיבול פלגיוקלז נתרני, קוורץ, תחמוצות ברזל ולעיתים רחוקות פלוגופיט, בדלייאיט וגארנט מהסוגים פירופ והידרוגרוסולר.

התמרה

כל הקומטיטים הידועים עברו התמרה, ולכן היה צריך טכנית לכנותם "מטאקומטיט". בשל התמרה נפוצה זו משקפת המינרלוגיה של הקומטיט את הכימיה המקורית של המאגמה, ואת הכימיה של נוזלי ההתמרה שהשפיעו על הסלעים. בשל תהליכי התמרה ומטאסומטיזם עוברים קומטיטים בדרך כלל שינוי גדול תוך כדי תהליכים של סרפנטיניזציה וקרבוונציה. כתוצאה מכך מתרחשים שינויים משמעותיים במינרלוגיה של הקומטיטים והמרקם המקורי נשמר לעיתים רחוקות.

הידרציה מול קרבוונציה

המינרלוגיה של הסלע עקב ההתמרה של סלעים אולטרה-מאפיים, בייחוד קומטיט, נקבעת על ידי הרכב הסלע רק בחלקה. הרכב הנוזלים הכלואים בסלע במהלך התמרה בטמפרטורה נמוכה, בין אם מדובר בהתמרה מתקדמת (תנאי חום ולחץ מתגברים) או בהתמרה נסוגה (תנאי ירידה של חום ולחץ), קובע את צבר המינרלים במטאקומטיט (מכאן ואילך כל התייחסות לקומטיט היא בעצם למטאקומטיט).
הגורם הקובע את צבר המינרלים הוא הלחץ החלקי של הפחמן הדו-חמצני בתוך נוזל ההתמרה, המכונה XCO₂. אם XCO₂ הוא מעל 0.5, התגובות הכימיות של ההתמרה גורמת ליצירת טלק, מגנזיט (פחמת המגנזיום), ואמפיבול מסוג טרמוליט. תגובות אלו מסווגות כתגובות קרבונציית טלק. במקרה שה-XCO₂ נמוך מ-0.5, התגובות הכימיות בנוכחות מים גורמת ליצירת סרפנטיניט.
לפיכך קיימים שני סוגים של קומטיט מותמר, קומטיט שעבר קרבוונציה וקומטיט שעבר מיום (הידרציה). קומטיטים ופרידוטיטים שעבר קרבוונציה יוצרים סדרת סלעים בהם בולטים המינרלים כלוריט, טלק, מגנזיט או דולומיט וטרמוליט. במקבצי סלעים שעברו התמרה מיוממת בולטים המינרלים כלוריט, סרפנטין-אנטיגוריט וברוציט. ניתן גם למצוא גם כמויות זעירות של טלק, טרמוליט ודולומיט, אבל הם נדירים מאוד משום שלא היה פחמן דו-חמצני בנוזלי ההתמרה. בהתמרה מתקדמת יותר בולטים המינרלים אנתופיליט, אנסטטיט, אוליבין ודיופסיד משום שמסת הסלע עוברת דהידרציה (ייבוש).

מורפולוגיה ותפוצה

לחלקו העליון של סלע הקומטיט יש בדרך כלל צורה של ברקציית כרים המתאימה להתפרצות תת-מימית תוך יצירת קרום קשיח מעל לקילוח הלבה, שתחתיו מצטברים צינורות לבה ואגמי לבה בגודל משמעותי. פאצייס של סלעים געשיים קרובים הוא של שכבות דקות יותר המעורבות במשקעים סולפידיים, פצלים שחורים, צור ובזלת תולאיטית. קיימת מחלוקת לגבי השאלה האם קומטיטים נוצרו ממאגמה עשירה יחסית במים. התומכים בטענה זו מוצאים לכך הוכחות בקיומם של סלעי טוף קומטיטיים, ובהיווצרות מינרלים בתהליכים עשירים במים ובגופרית. לעומתם יש חוקרים שטוענים כי המאגמה לא הכילה כלל מים. אנדריו בארי (Andrew Berry), מהמחלקה למדעי כדור הארץ באימפריאל קולג' בלונדון, בחן את יוני הברזל (Fe⁺³ ו-Fe⁺²) הכלואים בין גבישי האוליבין שבקומטיט ומצא כי הם לא עברו התחמצנות שהייתה צפויה לו המאגמה המקורית הייתה כוללת מים.

מאפייני המרקם

המרקם הנפוץ המאפיין את הקומטיטים מכונה "מרקם ספיניפקס" והוא כולל פנוקריסטים מחטיים ארוכים של אוליבין (או פסאודומורף של מינרלי ההתמרה שהחליפו את האוליבין) הנותנים לסלע, בייחוד על משטחים שעבר בלייה, צורת תבליט של להבים. מרקם ספיניפקס הוא תוצאה של התגבשות מהירה של נוזל שעבר קירור-על.
צמיחת הגבישים מעוכבת בשל האופי הנוזל הסופר קריטי של המאגמה היוצרת את הקומטיט ואז מתרחשת בחטף על מנת ליצור את מרקם הספיניפקס.
מרקם נוסף, "מרקם האריסיט" (Harrisite texture) על שם המקום בו נתגלה לראשונה - "מפרץ האריס" (Harris Bay) באי רום שבאיים ההברידיים בסקוטלנד, נוצר על ידי התגרענות של גבישים על קרקעית הקילוח. האריסיטים יוצרים מקבצי גבישים של פירוקסן ואוליבין באורך עד מטר.

קומטיטים פלוטוניים

המגמה הקומטיטית צפופה מאוד, צפיפות המגמה ב-28% של MgO היא כ-2,800 ק"ג למ"ק, ומגיעה לפני השטח במקרים מעטים בלבד, ברוב המקרים נאגרת המאגמה בתאי מאגמה עמוק בתוך הקרום. כך למשל גילו מחקרים מודרניים שבוצעו אחרי שנת 2004 שאופיים של מרבית המופעים הקומטיטיים האדקומולטים של אוליבין בקראטון ילגרן באוסטרליה המערבית הם תת-געשיים עד פלוטוניים.
בדומה, שינו מחקרים מודרניים את התפיסה לגבי היווצרות מרבצי הניקל של הר קית (Mt Keith) בסמוך לעיירה ליינסטר (Leinster) באוסטרליה המערבית. במקור חשבו החוקרים כי שכבות הקומטיט מייצגות ערוצים עמוקים במיוחד (מעל ל-500 מטרים) שבהם נאגרה לבה קומטיטית במהלך התפרצויות געשיות ממושכות, וכיום מעריכים על סמך קסנוליתים בסלעי האם הפלסייים כי היא זה מחדר של נתך קומטיטי לסלעי הסביבה.
מחדרים אלו מכונים "סילים מתועלים" (channelised sills), שנוצרו על ידי הזרקת מאגמה בין שכבות סלע האם והתנפחות של תא המאגמה. ייתכן שמרבצי ניקל בתוך גופים קומטיטיים אדקומולטים של אוליבין, שלכרייתם יש ערך כלכלי, מייצגים ערוץ דמוי סיל שבו נאגרה המאגמה בתא ביניים לפני שהיא התפרצה לפני השטח.

חשיבות כלכלית

הלבה הקומטיטית מכילה ריכוזים גבוהים יחסית של ניקל, נחושת, זהב ומתכות מקבוצת הפלטינה. בדרכה על פני השטח התיכה הלבה החמה סלעי קרום עשירים בגופרית. הנוזלים הסולפידיים המכילים את הניקל, הנחושת ומתכות קבוצת הפלטינה שקעו בקרקעית ערוצי הלבה ויצרו מרבצים סולפידיים. החשיבות הכלכלית של סלע הקומטיט הוכחה לראשונה בתחילת שנות ה-60 של המאה ה-20 כאשר נתגלה המרבץ המסיבי הסולפידי המכיל ניקל בקמבלדה שבאוסטרליה המערבית. מרבצים סולפידיים המכילים ניקל בתוך קומטיטים מהווים כיום מקור לכ-14% מתפוקת הניקל העולמית השנתית, בעיקר מאוסטרליה, קנדה ודרום אפריקה. לאחרונה נתגלו מרבצים מסוג זה גם בשילד של גויאנה. כאמור, המרבצים הסולפידיים מכילים גם נחושת ומתכות יקרות.