Le Carbonatiti

La carbonatiti (Fig.2) sono definite come rocce magmatiche contenenti una percentuale modale di minerali carbonatici > 50%. Geochimicamente sono rocce arricchite in Sr, Ba, P e LREE. Sono suddivise in base al minerale carbonatico dominante e in base agli elementi maggiori presenti (Mg, Ca, Fe, REE):

Calciocarbonatiti: Il minerale dominante è costituito da calcite. Se la roccia è a grana grossa e detta Sövite, se invece a grana fin, e
Magnesiocarbonatiti: Il minerale dominante è costituito da dolomite. Sono dette anche Beforsiti.
Ferrocarbonatiti: Il minerale dominante è costituito da siderite o Fe-carbonati.
Natrocarbonatiti: Sono costituite da carbonati di Na, K e Ca. Attualmente l'unico luogo in cui si rinvengono è il vulcano Oldoinyo Lengai in Tanzania.

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Fig.2: Diagramma classificativo delle carbonatiti; Tratto da Woolley e Kempe 1989.


Le carbonatiti si rinvengono generalmente in stretta associazione con rocce ignee alcaline e peralcaline come, pirosseniti, nefeliniti, meliltiti, ijoliti ecc o in associazione a rocce più evolute come fonoliti e nefelin sieniti.

Per quanto riguarda l'origine delle carbonatiti, le tre maggiori teorie sono:

1. Fusi residuali derivanti dalla cristallizzazione frazionata di magmi nefelinitici ricchi in carbonatati o da liquidi melilititici.
2. Immiscibilità tra liquidi.
3. Formazione da un mantello peridotitico carbonatato a seguiti di fusione parziale.

Secondo molti autori, la combinazione di questi tre processi, è più plausibile. Ad esempio liquidi carbonatitici generati dalla fusione parziale di un mantello metasomatizzato possono infliltrarsi nelle sovrastanti peridotiti, interagendo con esse, e formando liquidi carbonatitici poveri in silice che, a loro volta, possono infiltrarsi nella crosta e subire processi di immiscibilità tra liquidi o mescolarsi con altri magmi.(Yaxley and Brey 2004).

Proprietà e caratteristiche dei magmi carbonatitici

I fusi carbonatitici sono liquidi composti da anioni e cationi che instaurano tra di loro legami di tipo ionico (Kleppa , 1981); la viscosità e densità che caratterizza i fusi carbonatitici sono legate alla composizione chimica del liquido; la bassa concentrazione di cationi come Si e Al ("costruttori di struttura") correlata ad una alta concentrazione di Ca, K, Na, Fe, Mg, ecc., ("distruttori di struttura") fanno sì che il liquido risulti poco polimerizzato. Queste caratteristiche determinano altre peculiari proprietà fisiche.

Proprietà liquidi Carbonatitici:

Densità (kg/m3) 2.2
Temperatura Solidus (K) 760
Temperatura Liquidus (K) 1000

le temperature di liquidus e di solidus sono più basse rispetto ai fusi silicatici, sull'Oldoinyo Lengai sono state misurate temperature di fuoriuscita dell’ordine di 850- 866 K

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Cristalli giallo miele di Niocalite e cristalli scuri di Perovskite in una carbonatite plutonica di Oka. Quebec, Canada



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Sovite proveniente da Jacupiranga, Brasile. Calcite (bianco), Magnetite (nero), olivina (verde).



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Calciocarbonatite (sovite) proveniente da Magnet Cove, Hot Spring County, Arkansas, USA.



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Sovite con pirocloro (riflessi metallici) proveniente da Oka. Quebec, Canada



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Sovite proveniente da Oka. Quebec, Canada



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Vene carbonatitiche in una ijolite (roccia a foidi). Oka. Quebec, Canada



Bibliografia



Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Streckeisen, A., (1979): Classification and nomenclature of volcanic rocks, lamprophyres, carbonatites, and melilitic rocks: Recommendations and suggestions of the IUGS Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. Geology. The Geological Society of America. Boulder, Co. Vol.7, p.331–335.
• Woolley, A.R., kempe, D.R.C., (1989): Carbonatites: nomenclature, average chemical compositions and element distribution. In: K. Bell (Editor), Carbonatite Genesis and Evolution. Unwin Hyman, London. p.1–14.
• Kjarsgaard I.H. (1998): Rare Earth Elements in Sovitic Carbonatites and their Mineral Phases. J.Of Petrology 39, vol11-12. 2105–2121.
• Kaj Hoernle; George Tilton; Mike J. Le Bas; Svend Duggen; D. G. Schoenberg (2002): Geochemistry of oceanic carbonatites compared with continental carbonatites: mantle recycling of oceanic crustal carbonate. Contrib Mineral Petrol 142: 520–542.