Карбонатиты.

Карбонатит – магматическая карбонатная порода, состоящая из кальцита и доломита.

Встречаются второстепенные минералы: магнетит (типичный акцессорный), флогопит, роговая обманка, апатит, пирохлор, колумбит. Очень много второстепенных минералов накапливается при разрушении карбонатитов в коре выветривания.

С карбонатитами связаны крупнейшие месторождения редких и рассеянных элементов.

Разновидности карбонатитов

Севиты – кальцитовые карбонатиты. Макроскопическая порода светло- серого, белого цвета, крупно и средне зернистые.

В этой породе присутствует низкожелезистый кальцит, который флюоресцирует в ультрафиолете розовым светом. В виде второстепенных минералов присутствует: магнетит, апатит, биотит, эгирин иногда: пирохлор, сфен, ортоклаз, плагиоклаз. Содержание апатита может достигать 30% .

Альвкиты – кальцитовые карбонатиты, в которых кальцит присутствует в виде ромбоэдров зонального строения, что для него не характерно.

Акцессорные минералы: магнетит, апатит, флюорит, пирохлор, барит, андрадит, мелилит. Апатит присутствует в довольно больших количествах.

Бефорситы – доломитовые карбонатиты.

Карбонатиты смешанного состава. Эти карбонатиты состоят из кальцита и доломита, их очень трудно определить. Минералогический состав, определяют состав способом окрашивания, рентгеновским и другими способами

Феррокарбонатиты – среднезернистые породы бурого цвета и черного цвета, богатые железом, которое присутствует в виде пластинок магнетита. По трещинам спайности кальцита развивается магнетит, гематит, лимонит. Для этих пород также характерен барит и флюорит.

Феррокарбонатиты – исключительно важные породы, которые образуют небольшие магматические тела.

Химический состав ультрамафитов

1 Для изображения мимического состава используется диаг­рамма AS (Рис.11)

2 Наиболее, представительный комплекс ультрамафитов изучен в районе хромитоносного и платинаносного пояса Урала.

Средний химический состав ультраосновных пород (в массовых %).

1 Дунит-платиноносный пояс Урала 257 анализов

2 Гарцбургиты хромитоносного пояса Урала 310 анализов

3 Лерцолиты хромитоносного пояса Урала 27 анализов

4 Клинопироксениты хромитоносного пояса Урала 29 анализов

5 Коматииты 2 анализа

6 Меймечиты 3 анализа

7 Якупирангиты 5 анализа

8 Ийолиты 3 анализа

9 Уртиты 4 анализа

10 Кимберлиты 5 анализов

Таблица 4

Средний химический состав ультраосновных пород (в массовых %)

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
SiO2	40.09	43.35	45.43	49.28	42.22	37.08	39.63	42.58	43.27	31.45
TiO2	0.01	0.01	0.07	0.26	0.31	1.34	3.15	1.41	0.89	1.97
Al 2O3	0.75	2.34	3.46	2.40	2.95	1.57	8.36	18.46	27.82	3.57
Fe 2O3	5.06	5.28	4.83	3.39	-	5.02	7.49	4.01	2.95	9.21
FeO	3.66	3.56	5.26	4.08	9.60	6.59	7.71	4.19	1.15	9.21
MnO	0.19	0.11	0.12	0.09	0.15	0.17	0.23	0.20	0.12	-
MgO	49.29	42.24	35.55	20.81	30.16	37.69	9.35	3.22	0.49	26.53
CaO	0.19	0.38	4.51	19.10	4.46	2.97	19.85	11.38	2.89	9.85
Na2 O	0.04	0.06	0.51	0.24	0.18	0.20	2.02	9.55	14.10	0.27
K2 O	Сл.	0.008	0.01	0.05	0.04	0.10	0.70	2.55	4.80	1.25
H2 O	-	-	-	-	-	-	0.79	0.55	1.05	-
P2 O3	-	-	-	-	-	-	0.99	1.52	0.47	0.89
CO2	-	-	-	-	-	-	-	-	0.36	5.94

Элементы примеси.

Таблица 5

Элементы группы железа (г/т).

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Cr	3900	2740	2500	1800	2330	2330	-	49	-	1100
Ni	1120	2000	1900	240	1996	2130	-	28	-	1050
Co	130	110	90	60	224	110	-	29	-	77
V	10	10	10	-	4	120	-	422	-	120

Таблица 6

Распределение элементов платиновой группы в дунитовых платиноносных массивах (мг/т).

Массивы	Pt	Pd	Rn	Ru	Os	Au	Ir
Pt пояс Урала	40.6	0.07	-	-	-	-	-
Кондерский	78.0	28.0	10.0	4.0	3.0	31.0	60
Вайкаро-Сыньинский	13.6	15.2	1.2	-	-	-	-
Бушвелдский	30.4	-	2.9	7.0	-	-	0.7
Гуд-Ньюс-Бей	160	40.0	-	-	-	-	-

Максимальные концентрации Сr содержат ультрамафиты, в це­лом 0.2 масс.%. Чем больше содержат Mg тем больше Сг. Носителем Сг яв­ляются хромшпинелиды. Максимальное содержание Ni (0.2 масс.%) в ультраосновных породах. Носителем Ni является главным образом пентландит. Носителем Sc является Срх. Максимальная концентрация элементов платиновой группы наблюдается в ультрамафитах. Также кларк Au в ультрамафитах выше, чем в гранитоидах.

В щелочных ультрамафитах наблюдаются две серии:

1 Калиевая

2 Натриевая

Натриевая серия, как правило, обогащена повышенными кон­центрациями С, Ru, Li, Р, Ва, Sr, Тr, U, Nb, Ta и редких зе­мель. Калиевая серия характеризуется более высокими концентрациями Li, Ru, U (парагенезис с Au), Сs.

Для щелочных ультрамафитов титан является таким же инди­катором, как и щелочь. По Мg также возможно подразделение ультрамафитов.

Таблица 7.

Основные характеристики геохимических типов ультрамафитов.

Геохимический тип	Железистый Ol	Общая Железистая часть Fe2=Fe3=	MgO ----------- Fe	Cr2O3 TiO2	Ni Co	Cr V	Al2O3 TiO2	FeO TiO2
Магнезиальный	Менее 10-12	 14	 9	 4-5	До 0.1-0.2	240-180	>10	>100
Железистый	Более 10-12	>14	<9	<4	0.1-0.4	15-100	>10	>50
Железисто- титанистый	10-12 реже 15-17	>14	<6	<1	>0.4	15-40	0.3-1.5	<25

По содержаний МgО и отношению Al₂O₂ \TiО₂ среди коматиитов выделяются Барертонский и Йллгарский типы. В принципе это можно делать и для остальным ультрамафитов.

Для разделения ультрамафитов используют также простые дискриминационные диаграммы в следующих координатах: МgО / Тi0₂ , Ni /Со, Fе / Мn, Сг₂ О₃, TiO₂ (рис 22).

Рисунок 22 - Дискриминационная диаграмма Cr₂O₃, TiO₂

Также в большом ходу классификация по редкоземельным элементам (рис 23). Характерные типы распределения редких земель в ультраосновных породах.

1,2- дуниты; 3, 4 – гарцбургиты

Рис 23. классификация ультрамафитов по редкоземельным элементам

Происхождение ультраосновных пород.

Происхождение ультраосновных пород удобно рассматривать на формационной основе.

Например, для выплавления коматиитов предложены две модели:

1. Обширное плавление магматического субстрата.

2. Частичное высокобарическое плавление.

В соответствии с первой моделью коматиитовые расплавы были высоко температурными, 1600 – 1800 ºС, и имели низкую вяз­кость, 0.05 – 1.25 пуас. Коматиитовые расплавы образовались при 50% плавлении мантийного лерцолита (Т = 1750 - 1825 ºС, Р =35 - 37 Кбар. Такие магмы обладают большим перегревом и поэтому обладают большой ассимиляционной возможностью. При таких высоких температурах магмы могут расплавить очень большое количество вмещающих пород.

Для образования некоторых ультраосновных пород очень ин­тересны некоторые системы, например оливиновая. В ходе кристаллизации этой системы периферические зоны обогащаются Fe₂SiО₄ (железистым фаялитом, более низкотемпературным). При высоких давлениях система из перетектической стано­вится эвтектической.

Кимберлиты отличаются от выше описанных пород, во первых, повышенным количеством К, во вторых, высоким содержанием мантийных включений, в том числе алмазов, которые указывают на высокие давления при образовании магмы.