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Tab. 3.5
Karbonatittypen und ihre Hauptminerale.
Karbonatit
Hauptminerale
Kalzitkarbonatit:
Sövit (grobkörnig)
Alvikit (feinkörnig)
Kalzit, CaCO
3
Dolomitkarbonatit
Dolomit, CaMg(CO
3
)
2
Ferrokarbonatit
Ankerit, Ca(Fe,Mg)(CO
3
)
2
, oder Siderit, FeCO
3
Natrokarbonatit
Nyerereit, Na
2
Ca(CO
3
)
2
, und Gregoryit,
(Na
2
,K
2
,Ca)CO
3
nur relativ kleine Volumen haben (
.
Tab. 3.5
). Es gibt kleine
Intrusionen (»Stöcke«), Sills und Gänge, manchmal auch Tuffe
oder Lavaströme. Meist treten sie zusammen mit alkalinen mag-
matischen Gesteinen auf. Fast alle Karbonatite befinden sich in
kontinentalen Grabensystemen. Es gibt aber auch einige Aus-
nahmen in Kollisionsorogenen und zwei auf Hotspot-Ozean-
inseln. Uns interessieren sie hier vor allem wegen ihrer teils
hohen Gehalte an Seltenerdelementen und Niob. Außerdem
werden Phosphat (Apatit beziehungsweise Fluorapatit, vor allem
für die Düngerproduktion) und das quellfähige Tonmineral
Vermiculit (
7
Abschn. 7.5
) gewonnen. Ein ungewöhnlicher Kar-
bonatit ist die Kupferlagerstätte Phalaborwa (
7
Kasten 3.15
).
Karbonatit ist definiert als magmatisches Gestein, das zu
mehr als 50 % aus Karbonatmineralen besteht, oft ist deren
Anteil aber deutlich höher. Typischerweise dominiert entweder
Kalzit (Kalzitkarbonatit; grobkörnig: Sövit, feinkörnig: Alvikit)
oder Dolomit (Dolomitkarbonatit), manchmal Ankerit oder
gar Siderit (Ferrokarbonatit). Ein exotischer Sonderfall ist der
Natrokarbonatit vom Oldoinyo Lengai (
.
Abb. 3.47
) mit den
Natriumkarbonaten Nyerereit und Gregoryit. Abgesehen von
Karbonatmineralen enthalten Karbonatite in variablen Propor-
tionen auch Silikatminerale wie Olivin, Klinopyroxen, Glimmer
und Amphibol; Oxide wie Magnetit, Hämatit, Ilmenit, Rutil,
Perowskit und Pyrochlor; Phosphate wie Apatit und Monazit;
Sulfide wie Pyrit.
Karbonatitmagmen sind extrem dünnflüssig und aufgrund
der guten Benetzbarkeit sind selbst geringe Schmelzmengen in
einem Gestein mobil. Die Schmelztemperatur von Dolomit-
karbonatit und Kalzitkarbonatit liegt in einer ähnlichen Größen-
ordnung wie bei silikatischen Magmen, bei Natrokarbonatit ist
sie deutlich tiefer.
Dass es magmatische Karbonatgesteine gibt, war lange Zeit
eine von nur wenigen Forschern vertretene Hypothese. Die
Mehrheit hielt diese Gesteine für Kalksteine oder Dolomite, die
durch die magmatische Hitze in Marmor umgewandelt worden
seien. Das änderte sich erst in den 1960er-Jahren. Als Meilenstein
zu werten ist die Entdeckung des Oldoinyo Lengai in Tansania,
des einzigen aktiven Karbonatitvulkans der Erde (Guest 1956,
Dawson 1962, Bell & Keller 1995) - der allerdings eine unge-
wöhnliche Zusammensetzung hat, es handelt sich um das welt-
weit einzige Vorkommen von Natrokarbonatit. Aber auch an
Vorkommen »normaler« Karbonatite, die überwiegend aus
Kalzit oder aus Dolomit bestehen, fand man Karbonatittuffe, die
Abb. 3.45
In Alkaligesteinskomplexen drangen in mehreren Pulsen
sehr unterschiedliche alkaline Magmen ein. Hier ist ein Pyroxenit
(schwarz) von unzähligen Äderchen aus Syenit (weiß) durchzogen.
Tamazeght-Komplex, Marokko. © F. Neukirchen.
ne Kristallkumulate sind, deren Zusammensetzung mehr oder
weniger weit von der Schmelzzusammensetzung liegt.
Entsprechend gibt es einen ganzen Katalog verschiedener
alkaliner Magmatite. Gemeinsam haben sie, dass sie SiO
2
-arme
Minerale enthalten, wie zum Beispiel Olivin, Foide (Nephelin,
Sodalith, Leucit) oder Melilith. Außerdem sind die Minerale
möglichst alkalireich, zum Beispiel Ägirin (Alkalipyroxen) oder
Arfvedsonit (Alkaliamphibol). Weitere typische Minerale sind
Melanit (ein Granat) und Perowskit.
Alkaline Magmen kommen (neben Basalten) an Hotspots
und kontinentalen Grabensystemen vor. Je nach Alter und Grad
der Erosion kann das ein aktiver oder erloschener Vulkan sein,
oder aber die darunter liegenden Intrusionen oder auch verein-
zelte Gänge. Man spricht auch von Alkaligesteinskomplexen, in
der Regel bestehen sie aus einer Reihe unterschiedlicher alkaliner
Magmatite. Diese sind weltweit weit verbreitet (Woolley 1987,
2001, Kogarko et al. 1995). Unzählige aktive Vulkane mit alka-
liner Zusammensetzung gibt es zum Beispiel im Ostafrikani-
schen Grabensystem.
Nur ein Bruchteil dieser Gesteine ist ökonomisch interessant,
uns interessieren hier vor allem Karbonatite und agpaitische
Nephelinsyenite (
7
Abschn. 3.11
). Das von alkalinen Magmen
abgegebene Wasser kann auch exotische hydrothermale be-
ziehungsweise metasomatische Lagerstätten bilden. Außerdem
können ungewöhnliche Pegmatite entstehen. Nennenswert ist
Thor Lake (Northwest Territories, Kanada), wo im Zusammen-
hang mit einem Syenit und einem peralkalinen Granit entstan-
dene Pegmatite und metasomatische Zonen hohe Gehalte an
Seltenerdelementen, Thorium, Niob und Beryllium aufweisen.
3.10
Karbonatit
Karbonatite sind exotische magmatische Karbonatgesteine, die
mit mehr als 500 bekannten Vorkommen nicht selten sind, aber
