Karbonatyty wystêpuj± w¶ród intruzywów typu centralnego, które w czasie powstawania przesz³y ewolucjê od ska³ ultrazasadowych do alkalicznych. Ultrazasadowo- alkaliczne kompleksy magmowe z karbonatytami tworz± zwykle zbli¿one morfologicznie koncentryczno-strefowe formy intruzywne. Wyró¿nia siê w¶ród nich:
Proces ten rozpoczyna siê intruzj± magmy ultrazasadowej, nastêpnie powstaje szereg intruzji ultrazasadowo-alkalicznych i alkalicznych, a ewolucjê koñcz± karbonatyty. W procesie powstawania ultrazasadowych alkalicznych kompleksów magmowych zwykle kolejne serie ska³ skupiaj± siê coraz bli¿ej centrum struktury koncentrycznie-strefowej, a karbonatyty wype³niaj± j±dro. Z³o¿a karbonatytów maj± zazwyczaj ostre kontakty ze ska³ami otaczaj±cymi i zró¿nicowane rozmiary, wówczas tworz±:
kreator |
krabonatyty |
|||||
90-100% wêglanów |
wêglanów> krzemianów |
krzemianów> wêglanów |
90-100% krzemianów |
|||
W. C. Brögger |
sövit (kalcytowy) rauhaugit (dolomitowy) |
käsenit |
hollait ringit |
ijolit |
||
H. von Eckermann |
alvikit (hipabisalny sövit) beforsyt (hipabisalny rauhaugit) |
|||||
E. W. Heinrich A. Streeckeisen |
sövit |
karbonatyty |
egirynowy sövit |
sövitowy ijolit karbonatytowy ijolit lub kalcytowy ijolit |
ijolit kalcytono¶ny lub dolomitono¶ny ijolit |
Sk³ad mineralny karbonatytów jest bardzo urozmaicony, sk³adaj± siê w 80-99% z wêglanów (kalcyt, dolomit, ankeryt, syderyt, bastnäsyt). Pozosta³e minera³y wystêpuj± jako akcesoryczne: flogopit, apatyt, baddeleyit, pirochlor, haczetolit, egiryn, baryt, fluoryt. W wiêkszo¶ci karbonatytów wystêpuje stadialno¶æ procesów mineralizuj±cych, w których wyró¿nia siê nastêpuj±ce stadia:
Wczesne generacje karbonatytów s± zastêpowane pó¼niejszymi zwykle od granic ku centrum (w kierunku normalnego nastêpstwa ska³ kompleksu intruzywnego). W karbonatytach kombinowanych, w których sk³ad wchodz± karbonatytowe sztoki i dajki tworz± siê pó¼niej od centralnych sztoków, przecinaj±c je.
WARUNKI FIZYKO-CHEMICZNE POWSTAWANIA Z£Ó¯
Wszystkim czterem etapom intruzji towarzysz± dajki komagmowe. Oprócz
nich wystêpuj± dajki pó¼ne przecinaj±ce wszystkie ska³y intruzywne i towarzysz±ce
im metasomatyty. Kolejnym intruzj± magm o zmiennym sk³adzie towarzysz± metasomatyczne
przeobra¿enia ska³ w endo- i egzokontakcie. W wyniku metasomatozy endokontaktowej
powstaj± w¶ród wcze¶niej utworzonych hiperbazytów skupienia nefelinowo-piroksenowe,
piroksenowo-flogopitowe i pireksonowo-amfibolitowe. W wyniku metasomatozy egzokontaktowej
powstaj± aurele fenityzacji w¶ród ska³ otaczaj±cych. Na du¿ych g³êboko¶ciach
przewa¿aj± ska³y ultrazasadowe, którym towarzyszy mineralizacja
perowskitowo-tytanomagnetytowa, flogopitowa i dolomitowo-kalcytowa. Na ¶rednich
g³êboko¶ciach przewa¿a formacja ijolitowo-meltejgitowa z karbonatytami kalcytowymi.
Na p³ytkich poziomach subwulkanicznych wystêpuj± ska³y syenitowe z karbonatytami i
tufy alkaliczne z mineralizacj± barytowo-apatytow±. Karbonatyty, które ze wzglêdu na
swoj± lokalizacjê nale¿± do utworów przypowierzchniowych, zwi±zane s± ze ska³ami
ultrazasadowo-alkalicznymi. Wyró¿nia siê karbonatyty otwarte, gdy
ultrazasadowo-alkaliczna magma dociera do powierzchni ziemi i tworzy wylewy, oraz zakryte.
W obu przypadkach górne czê¶ci cia³ karbonatytowych s± utworami przypowierzchniowymi,
chocia¿ cia³a te siêgaj± znacznej g³êboko¶ci. Wyró¿nia siê nastêpuj±ce etapy
ewolucji temperaturowej karbonatytów:
Hipoteza magmowa
O mo¿liwo¶ci powstawania karbonatytów w wyniku krystalizacji ze stopu magmowego ¶wiadczy:
Oddzia³ywanie mineralizatorów i ska³ otaczaj±cych w warunkach wysokiej temperatury i ci¶nienia doprowadzi³o do powstania ska³ oliwinowych typu kimberlitów. W zwi±zku z tym mog³o doj¶æ do rozk³adu krzemianów, uwolnienia pierwiastków rzadkich i przej¶cia do ruchliwej karbonatytowej cieczy magmowej. W tych warunkach uwalnia³ siê dwutlenek wêgla, który gromadzi³ siê w górnych partiach i zwiêksza³ ci¶nienie, które powodowa³o tworzenie siê spêkañ radialnych i sto¿kowych wype³nionych roztworem wêglanowo-magnezowym. W ten sposób powstaje system sto¿kowych dajek wype³nionych beforrsytami. Wznoszenie siê tego typu stopów powodowa³o desylifikacjê ska³ bocznych i zwiêkszenie ilo¶ci wapnia w sk³adzie samych stopów. W czasie migracji, ze wzglêdu na spadek ci¶nienia, gromadzi³y siê nowe porcje dwutlenku wêgla, których ci¶nienie powodowa³o powstawanie nowych, mniej stromych pêkniêæ sto¿kowych z towarzysz±cymi wyrzutami gazów typu eksplozyjnego. Szczeliny i strefy rozkruszenia eksplozyjnego wype³ni³y siê kolejnymi porcjami karbonatytów, których sk³ad wyró¿nia³ siê wiêksz± zawarto¶ci± kalcytu. W wyniku wydzielania gazów dosz³o do wyra¼nej fenityzacji ska³ otaczaj±cych.
Hipoteza hydrotelmalna
Ilo¶æ magnezu i wapnia stopniowo zmniejsza siê od wczesnych do
pó¼nych generacji ska³ magmowych, a w koñcowym etapie dyferencjacji magmy dochodzi do
stopniowego wzbogacenia jej w krzemionkê i alkalia.
Z pierwotnego ogniska magmy perydotytowej powstaje magma ultraalkaliczna nasycona
dwutlenkiem wêgla. Jest to mo¿liwe gdy ognisko magmowe znajduje siê na du¿ej
g³êboko¶ci i ma znaczne rozmiary w pionie. W tych warunkach dwutlenek wêgla i inne
sk³adniki lotne pierwotnej magmy wêdruj± ku górze i koncentruj± siê w apikalnej
strefie ogniska. Reakcja dwutlenku wêgla z par± wodn± i pó¼niejsza dysocjacja kwasu
wêglowego powoduje dyfuzjê jonów HCO3 i CO3. W takich warunkach
powstaje mobilne pole elektryczne umo¿liwiaj±ce przemieszczenie ku górze jedno i
dwuwarto¶ciowych kationów Na, K, Ca, Mg, B, Sr przy zachowaniu stabilnej pozycji jonów
krzemionkowych. Proces ten prowadzi do nagromadzenia w górnych czê¶ciach ogniska magmy
ultraalkalicznej wzbogaconej w dwutlenek wêgla. W ten sposób powstaje seria ska³
ijolitowo-urtytowych i karbonatytów, a ska³y os³ony pod wp³ywem fazy gazowej tych magm
ulegaj± fenityzacji. Jednak z powodu szybkiego spadku temperatury i ci¶nienia tylko
niewielka czê¶æ karbonatytów krystalizuje ze stopów. Wiêksza ich czê¶æ powstaje z
oddzielaj±cych siê od magmy roztworów gazowo-wodnych, nasyconych dwutlenkiem wêgla, a
reaguj±c z otaczaj±cymi ska³ami krzemionkowymi powoduj± ich metasomatyczne
zastêpowanie.
Potwierdzenia hipotezy hydrotermalnej:
OPIS Z£Ó¯
Tajno
Palabora