Происхождение карбонатитов

Карбонатиты, представляющие собой продукты затвердевания существенно карбонатных магм, встречаются как в интрузивном залегании, так и в виде лавовых потоков и пирокластических накоп­лений. Интрузивные карбонатиты тесно связаны во времени и про­странстве со щелочными плутоническими породами (мельтейгита-ми—ийолитами—уртитами, нефелиновыми сиенитами) и состоят главным образом из кальцита и доломита (± анкерит, сидерит). Во­круг карбонатитовых интрузивов развиваются ореолы щелочных метасоматитов -фенитов. Вулканические карбонатиты ассоции­руют со щелочными лавами и туфами (нефелинитами, фонолита-ми и др.). В их составе преобладают Na-K карбонаты: ниеререит— (Na,K)₂Ca(C0₃)₂ и грегориит — (Na,K)₂C0₃.

Карбонатитовые магмы могут образоваться тремя способами: 1) в результате частичного плавления карбонатизированных пери­дотитов верхней мантии; 2) при разделении первичной карбонатно-силикатной магмы на две несмешивающиеся жидкости, одна из которых затвердевает в виде карбонатитов, а другая — в виде щелоч­ных силикатных пород; 3) вследствие кристаллизационной диффе­ренциации щелочных силикатных магм, обогащенных карбонатным материален.,,

При малых степенях частичного плавления карбонатизиро­ванных перидотитов, залегающих на глубине ≥70—80 км, могут образоваться первичные карбонатитовые магмы существенно доло­митового состава. Возможность выплавления первичных натро-карбонатитовых магм требует дополнительного экспериментально-

Часть III. Магматические горные породы (петрология)

го подтверждения. Полагают, что по условиям залегания первичные мантийные карбонатиты должны обладать определенным сходством с трубками взрыва, заполненными кимберлитовыми брекчиями. Хотя единичные примеры такого рода известны, большая часть карбонатитов входит в состав гипабиссальных интрузивных ком­плексов и слагает тела иной морфологии.

Экспериментальные данные (П.Уайлли и др., 1990 г.) подтверж­дают возможность обособления существенно кальцитового остаточ­ного расплава при кристаллизационной дифференциации щелоч­ных магм, из которых выделяются нефелин, мелилит и некоторые другие силикатные минералы. Однако эта модель вряд ли может объяснить все разнообразие составов карбонатитов.

Наиболее вероятный механизм формирования карбонатитовых расплавов сводится к разделению первичных щелочных карбонат-но-силикатных магм на две несмешивающиеся жидкости — карбо­натную и силикатную. Первая затвердевает в виде карбонатитов, а вторая — в виде нефелинитов, лейцититов, фонолитов или их ин­трузивных аналогов: мельтейгитов—ийолитов, нефелиновых и лей-цитовых сиенитов. Экспериментальные данные подтверждают на­личие широкой области несмесимости между щелочными силикатными и карбонатными расплавами при относительно низ­ком давлении (≤ 1000 МПа) и не исключают существования подоб­ной области при более высоком давлении. Таким образом, если карбонатсодержащая магма, поднимаясь из мантийного источни­ка, достигает глубины ≤30 км, она может разделиться на две жид­кие фазы, одна из которых затем затвердевает в виде карбонатитов.

Карбонатитовый расплав, обладая малой вязкостью (~5 • 10^-3 Па*с), плотностью (~2.2 г/см³) и низкой температурой солидуса (~650 °С), весьма подвижен. Перемещаясь автономно, он заполня­ет камеры, которые затвердевают позднее силикатных интрузивных пород.

Карбонатитовый расплав испытывает дополнительную диффе­ренциацию, связанную с отделением ранних некарбонатных фаз (апатита, магнетита и др.) и последовательной кристаллизацией карбонатов разного состава (кальцит → доломит → анкерит → си­дерит). Легко растворимые щелочные карбонаты выносятся водны­ми растворами, которые, в свою очередь, могут вступать в химиче­ское взаимодействие с вмещающими алюмосиликатными породами, что может служить одной из причин образования фени-товых ореолов вокруг карбонатитов.

______________ б. Магматические породы мантийного происхождения___________ ^

Дополнительная литература

Богатиков О.А. Анортозиты СССР. М.: Наука, 1979.

Богатиков О.А., Рябчиков И.Д., Кононова В.А. и др. Лампроиты. М.: На­ука, 1991.

ГринД.Х., РингвудА.Э. Петрология верхней мантии. М: Мир, 1968.

Джейке А., Луис Дж., Смит К Кимберлиты и лампроиты Западной Австралии. М.: Мир, 1989.

ДоусонДж. Кимберлиты и ксенолиты в них. М.: Мир, 1983.

Егоров Л, С. Ийолит-карбонатитовый плутонизм. Л.: Недра, 1991.

ЙодерХ. Образование базальтовой магмы. М.: Мир, 1979.

Кокс КГ,, БеллДжД., Панкхерст Р.Дж. Интерпретация изверженных горных пород. М.: Недра, 1982.

КолманР.Г. Офиолиты. М.: Мир, 1979.

Магматические горные породы. Основные породы. Ультраосновные породы. М.: Наука, 1985,1988.

Уэйджер Л., Браун Г. Расслоенные изверженные породы. М.: Мир,

1970.

Хьюджес Ч. Петрология изверженных пород. М.: Недра, 1988. Шарков Е.В. Петрология расслоенных интрузий. Л.: Наука, 1980.