Karbonatit

Karbonatit, kalsit ve diğer karbonat minerallerince (dolomit ve ankerit gibi) zengin, manto kökenli olduğu kabul edilen nadir bir kayaç. Karbonatitler, sokulum yapmış kütleler, dayklar, konik örtüler ve nadiren de lavlar ve tefra şeklinde alkalilerce zengin kor kayaçlarla (nefelin, siyenit gibi) ilişkili olarak bulunur.

Karbonatit % 50' den fazla karbonat minerallerinden oluşan mineralojik bileşimle tanımlanan, müdahaleci veya ekstrüzüf bir magmatik kaya türüdür.Bell, Keith (editor) (1989) Carbonatites: Genesis and Evolution, London, Unwin Hyman. Karbonatitler mermer ile karıştırılabilir ve jeokimyasal doğrulama gerektirebilir.

Karbonatitler genellikle zonlu alkalik müdahaleci kompleksler içinde küçük tıkaçlar veya setler, eşikler, breşler ve damarlar olarak ortaya çıkar. Neredeyse yalnızca kıtasal yarıkla ilgili tektonik ortamlarla ilişkilidirler. Öyle görünüyor ki, Arkean çağından günümüze Dünya tarihi boyunca karbonatitik magmatik aktivitede sürekli bir artış olmuştur.

Hemen hemen tüm karbonatit oluşumları müdahaleci veya subvolkanik müdahaledir. Bunun nedeni, büyük ölçüde çözünür karbonatlardan oluşan karbonatit lav akışlarının kolayca yıpranması ve bu nedenle jeolojik kayıtlarda korunması olasılığının düşük olmasıdır. Lav olarak karbonatit patlamaları bu nedenle sanıldığı kadar nadir olmayabilir, ancak Dünya tarihi boyunca kötü bir şekilde korunmuşlardır.Stoppa, Francesco; Jones, Adrian P.; Sharygin, Victor V. (2009). "Nyerereite from carbonatite rocks at Vulture volcano: implications for mantle metasomatism and petrogenesis of alkali carbonate melts".Central European Journal of Geosciences. 1 (2): 131–151. doi:10.2478/v10085-009-0012-9.
küçükresim|upright=0.95|Ol Doinyo Lengai yanardağındaki karbonatit lav, Tanzanya
Karbonatit sıvı bileşimleri fosil karbonatit kaya rekor erime kusurları gösterir komposizyon olarak korunur daha alkali daha sık görünür.Guzmics, Tibor; Mitchell, Roger H.; Szabó, Csaba; Berkesi, Márta; Milke, Ralf; Ratter, Kitti (2012). "Liquid immiscibility between silicate, carbonate and sulfide melts in melt inclusions hosted in co-precipitated minerals from Kerimasi volcano (Tanzania): evolution of carbonated nephelinitic magma". Contributions to Mineralogy and Petrology.164 (1): 101–122. Bibcode:2012CoMP..164..101G. doi:10.1007/s00410-012-0728-6.

Tanzanya' daki aktif Ol Doinyo Lengai yanardağı, tarihsel dönemde sadece bir karbonatit yanardağının patladığı bilinmektedir. 500-600 derecede' de dünyanın en düşük lav ısısıyla püskürür. Lav, natrokarbonatitir ve nyerereit ve gregoryit hakimdir.

 Köken 
Karbonatitin magmatik kökeni, 1948'de İsveçli Jeolog Harry von Eckermann tarafından Alnö Kompleksi çalışmasına dayanarak ayrıntılı olarak tartışıldı.Hode Vuorinen, Jaana (2005). The Alnö alkaline and carbonatitic complex, east central Sweden – a petrogenetic study (Ph.D.). Stockholm University. pp. 1–28 Bununla birlikte, Tanzanya' daki Ol Doinyo Lengai'nin 1960 patlaması, karbonatitin magmadan türetildiği görüşünü doğrulayan jeolojik araştırmalara yol açtı.

Karbonatitler, alışılmadık işlemlerle ve alışılmadık kaynak kayalardan oluşan nadir, tuhaf magmatik kayaçlardır. Oluşumların üç modeli var:

 mantodaki çok düşük dereceli kısmi erimeler ve eriyik farklılaşması ile doğrudan üretim,
 bir karbonat eriyiği ve bir silikat eriyiği arasında sıvı karışmazlığı,
 tuhaf, aşırı kristal, fraksiyonlama.

Her sürecin kanıtı vardır, ancak anahtar nokta, fenomenler olmasıdır. Tarihsel olarak, karbonatitlerin, magmanın yayılmasıyla kireçtaşı veya mermerin erimesi ile oluştuğu düşünülüyordu, ancak jeokimyasal ve mineralojik veriler bunu geçersiz kılıyor. Örneğin, karbonatitlerin karbon izotopik bileşimi manto gibidir ve tortul kireçtaşına benzemez.Shavers, Ethan J.; Ghulam, Abduwasit; Encarnacion, John; Bridges, David L.; Luetkemeyer, P. Benjamin (2016-04-01). "Carbonatite associated with ultramafic diatremes in the Avon Volcanic District, Missouri, USA: Field, petrographic, and geochemical constraints". Lithos. 248–251: 506–516. Bibcode:2016Litho.248..506S. doi:10.1016/j.lithos.2016.02.005.

Karbonatitlerin yaşı Archean' dan günümüze kadar değişmektedir: Grönland' daki en eski karbonatit olan Tupertalik 3007 milyon yıl yaşında iken Tanzanya' daki Ol Doinyo Lengai yanardağı şu anda aktiftir.Downes, H., Wall, F., Demy, A. & Szabo, C. 2012. Continuing the Carbonatite Controversy. Mineralogical Magazine 76, 255-257.

 Mineraloji 
Birincil mineraloji oldukça değişkendir, ancak natrolit, sodalit, apatit, manyetit, barit, florit, ancylite grubu mineralleri ve daha yaygın magmatik kayaçlarda bulunmayan diğer nadir mineralleri içerebilir. Karbonatitlerin tanınması, özellikle mineralojileri ve dokuları, magmatik minerallerin varlığı dışında mermerden çok farklı olmayabileceğinden zor olabilir. Ayrıca mika veya vermikülit kaynakları olabilirler.

Karbonatitler, kalsitli sovit (kaba dokulu) ve alvikit (daha ince dokulu) çeşitleri veya fasiyes olarak sınıflandırılır. İkisi ayrıca küçük ve iz element bileşimi ile ayırt edilir.http://sajg.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/102/2/109 M. J. Le Bas, Sovite and alvikite; two chemically distinct calciocarbonatites C1 and C2, South African Journal of Geology; June 1999; v. 102; no. 2; p. 109–121. Rauhaugite ve beforsite terimleri sırasıyla dolomit ve ankerit açısından zengin oluşumları ifade eder. Alkali karbonatitler, lengait olarak adlandırılır. % 50-70 karbonat minerali örnekler siliko karbonatitler olarak adlandırılır.Peter Kresten, Carbonatite nomenclature, International Journal of Earth Sciences, Volume 72, Number 1 / February, 1983. Ek olarak, karbonatitler manyetit ve apatit bakımından zenginleştirilebilir veya nadir toprak elementleri, flor ve banyum olabilir.Guilbert, John M. and Charles F. Park, Jr., 1986, The Geology of Ore Deposits, Freeman, pp. 188 and 352-361 ISBN 0-7167-1456-6

Natrokarbonatit büyük ölçüde iki mineralden oluşur: nyerereit (bağımsız Tanzanya' nın ilk başkanı Julius Nyerere'nin adını almıştır) ve gregoryit (adını Doğu Afrika Rif't inveleyen ilk jeologlardan biri olan ve The Great kitabının yazarı John Walter Gregory'den almıştır Rift Vadisi). Bu mineraller, hem sodyum hem de potasyumun önemli miktarlarda bulunduğu karbonatlardır. Her ikisi de susuzdur ve atmosferdeki nemle temas ettiklerinde son derece hızlı tepki vermeye başlarlar. Püsküren siyah veya koyu kahverengi lav ve kül, birkaç saat içinde beyazlaşmaya başalar, ardından birkaç gün sonra grileşir ve birkaç hafta sonra kahverengiye döner.Allington-Jones, L. (2014). "Preserving carbonatite lavas"(PDF). The Geological Curator. 10 (1): 3–8.

 Jeokimya 
küçükresim|upright=1.03|Britanya Kolombiyası Verity-Paradise Carbonatite Kompleksinden magneziyokarbonatit. Numune 75 mm genişliğindedir.
Karbonatit ağırlıklı olarak karbonat minerallerinden oluşur ve silikat magmatik kayaçlara kıyasla ana element bileşiminde son derece sıra dışıdır, çünkü esas olarak Na20 ve CaO ARTI CO' DEN oluşur.

Çoğu karbonatit, bir miktar silikat mineral fraksiyonu içerme eğilimindedir tanımı gereği % 50 karbonat mineralleri içeren bir magmatik kaya, karbonatit olarak sınıflandırılır. Bu tür bileşimlerle ilişkili silikat mineralleri piroksen, olivin ve nefelin ve diğer felspatoidler gibi silika-doymamış minerallerdir.

Jeokimyasal olarak, karbonatitlere uyumsuz elementler (Ba, Cs, Rb) ve uyumlu elementlerdeki(Hf, Zr, tİ) tükenmeler hakimdir. Bu, silika doymamış bileşimleriyle birlikte, karbonatitlerin düşük dereceli kısmi erime ile oluştuğu sonucunu destekler.

Fenitisazyon olarak adlandırılan spesifik bir hidrotermal alterayon tipi, tipik olarak karbonatit sızıntıları ile ilişkilidir. Bu alterasyon topluluğu, Norveç'teki Fen Kompleksi olan tip lokalitesinden sonra fenit olarak adlandırılan benzersiz bir kaya mineralojisi üretir. Değişim, sodyum bakımından zengin silikat arfvedsonit, barkevitit ve glokafanile fosfatlar, hematit ve diğer demir ve titanyum oksitlerden oluşan metasomatik halelerden oluşur.

 Oluşum 
küçükresim|upright=1.01|Okaite, Oka Karbonatit Kompleksinin karbonatit yakınında bulunan  bir ultramafik kaya olan Okaite, Oka, Quebec
Genel olarak, dünyada 527 karbonatit yeri bilinmektedir ve bunlar tüm kıtalarda ve ayrıca okyanus adalarında bulunur. Karbonatitlerin çoğu, volkanik boyunlar, dayklar ve koni tabakaları şeklindeki kalsit açısından zengin magmatik kayaların sığ, müdahaleci gövdeleridir. Bunlar genellikle, alkali bakımından zengin silikat magmatik kayaçların daha büyük girişleriyle ilişkili olarak meydana gelir. Ekstrüzif karbonatitler nadirdir, sadece 49'u bilinmektedir ve Ren vadisi ve Doğu Afrika yarık sistemi gibi birkaç kıtasal yarık bölgesi ile sınırlı değildir.Woolley & Church 2005, Woolley & Kjarsgaard 2008a, 2008b

^ Shaver

İlişkili magmatik kayaçlar tipik olarak ijolite, melteigite, teschenite, lamprophyres, fonolit, foyaite, shonkinite, silika yetersiz doymuş foid taşıyan prikoksenit (eseksit) ve nefelin siyeniti içerir.

Karbonatitler tipik olarak alkali (Na20 ve K20), demir (Fe203) ve zirkonyum bakımından zengin agpaitik kayalar veya alkali bakımından fakir, FeO-CaO-MgO bakımından zengin ve zirkonyum bakımından fakir miaskitik olan yetersiz doymamış (düşük silika) magmatik kayaçlarla ilişkilidir.

Mount Weld karbonatiti, bölgede kalk-alkali magmalar bilinmesine rağmen, bir kuşak veya alkali magmatik kayaçlar grubu ile ilişkisizdir. Bu Arkay karbonatitinin doğuşu, Avustralya'daki bir Arkay karbonatitinin tek örneği olduğu için tartışmalı olmaya devam ediyor.

 Tabakalar arasına giren morfoloji 
Karbonatitin eşmerkezli olarak zonlu alkali magmatik kayaç kompleksleri ile ilişkili olarak oluştuğu bilinmektedir, bunun tipik örneği Phalaborwa, Güney Afrika' dır.

Guyana Kalkanı'nda karbonatitler eşikler, lopolitler ve ender dayklar şeklini alır.

Çamur Tankı ve Kaynaklı Karbonatitler, birkaç farklı karbonatit saldırısı aşamasına sahip çok aşamalı silindirik müdahaleci gövdeler şeklini alır. Avustralya'daki diğer Proterozonik hareketli kayışlarda, tipik olarak setler ve süreksiz bölmeler şeklinde daha küçük karbonatit eşikler ve setler mevcuttur.

 Bilinen örnekler 
Aşağıdakilerde dahil olmak üzere düzinelerce karbonatit bilinmektedir:

 Oka ve Saint-Honore, Quebec
 Grem Park ve Iron Hill, Colorado
 Magnet Cove magmatik kompleksi, Arkansas
 Mountanin Pass, Kaliforniya
 Phalaborwa, Güney Afrika yakınlarındaki Palabora Kompleksi
 Jacupiranga, Brezilya
 Ayopaya, Bolivya
 Cerro Impacto, Venezuela
 Kovdor ve Vischnevogorsk, Rusya
 Hindistan'dan Amba Dongar ve Newania
 Maz, Arjantin
 Çamur Tankı ve Mount Weld, Avustralya
 Fen Kompleksi, Norveç
 Fuerteventura, İspanya'daki bazal kompleksinin bir parçası
 Avon Volkanik Bölgesi, MissouriShavers, Ethan J. (2016). "Carbonatite associated with ultramafic diatremes in the Avon Volcanic District, Missouri, USA: Field, petrographic, and geochemical constraints". Lithos. 248-251: 506–516. Bibcode:2016Litho.248..506S. doi:10.1016/j.lithos.2016.02.005.

2017 yılında, British Columbia'da Prince George' nun kuzeybatısındaki yeni bir karbonatit yatağının keşfi, ''Rocky Mountanin Nadir Metal Kusağı'' olarak adlandırılan bir bölgede doğrulandı.German Geologist Discovers a Rare Carbonatite Complex in British Columbia" (PDF).

Doğu Afrika Rift'teki Ol Doinyo Lengai yanardağı, dünyanın tek aktif karbonatit yanardağıdır. Homa Dağı da dahil olmak üzere diğer eski karbonatit yanardağları aynı bölgede bulunmaktadır.

 Ekonomik önlem 
küçükresim|upright=1.1|Çapraz polarize iletilen ışıkta apatit açısından zengin karbonatitin ince kesiti. Örnek  Siilinjärvi apatit madeninden alınmıştır.
Karbonatitler ekonomik veya anarmol kansantrasyonlarda nadir toprak elementleri, fosfor, niyobyum-tantal, uranyum, toryum, bakır, demir, titanyum, vanadyum, baryum, flor, zirkonyum ve diğer nadir veya uyumsuz elementler içerebilir. Apatit, barit ve vermikülit, bazı karbonatitler ile ilişkili endüstriyel olarak önemli mineraller arasındadır.

İz elementler, karbonatitler bakımından son derece zenginleştirilmiştir. ve bilinen herhangi bir kaya türünün en yüksek lantanit konsantrasyonuna sahiptirler.Woolley, A.R. ja Kempe, D.R.C. 1989. Nomenclature, Average Chemical Compositions, and Element Distribution. In: Bell, K. (Eds.) Carbonatites, Genesis and Evolution, Unwin Hyman, 1-14.

En büyük REE-karbonatit yatakları Bayan Obo'dur.Yang, X.Y., Sun, W.D., Zhang, Y.X. & Zheng Y.F. 2009. Geochemical constraints on the genesis of the Bayan Obo Fe-Nb-REE deposit in Inner Mongolia, China. Geochimica et Cosmochimica Acta 73, 1417-1435 Dağ Geçidi.Castor, S.B. 2008. The Mountain Pass Rare Earth carbonatite and associated ultrapotassic rocks, California. Canadian Mineralogist 46, 779-806. MaoniupingXie, Y., Hou, Z., Yin, S., Dominy, S.C., Xu, J., Tian, S. & Xu, W. 2009. Continuous carbonatitic melt-fluid evolution of a REE mineralization system: Evidence from inclusions in the Maoniuping REE Deposit, Western Sichuan, China. Ore Geology Reviews 36, 90-105. ve Kaynak DağıLottermoser, B.G. 1990. Rare-earth element mineralisation within the Mt. Weld carbonatite laterite, Western Australia. Lithos 24, 151-167

Sources

Toryum, florit veya nadir toprak elementlerinin damar birikintileri, karbonatitler ile ilişkili olabilir ve bir karbonatitin metasomatize edilmiş aureolünün içinde barındırılabilir.

Bir örnnek olarak, Güney Afrika'nın Palabora kompleksi önemli miktarda bakır (kalkopirit, bornit ve kalkosit olarak), apatit, vermikülat ile birlikte daha az manyetit, linnaeit (kobalt), baddeleyit(zirkonyumhafniyum) ve yan ürün altın, gümüş üretti. nikel ve platin

 Kaynakça 

Kategori:Petroloji
Kategori:Volkanoloji