Las carbonatitas y rocas afines son la principal fuente de yacimientos de elementos ligeros de tierras raras (LREE). Aquí esbozamos un modelo de formación de mineral para las carbonatitas mineralizadas con LREE, conciliando las observaciones de campo y petrológicas. Observaciones con los recientes avances experimentales e isotópicos. Los LREE pueden partición fuertemente a los fundidos de carbonatita, que o bien derivan directamente del manto o son inmiscibles a partir de fundidos de silicato. A medida que los fundidos de las carbonatitas evolucionan, los álcalis y los LREE se concentran en el fundido residual debido a su incompatibilidad con los primeros minerales cristalíferos. En la mayoría de las carbonatitas, el fraccionamiento adicional de calcita o dolomita ferrosa conduce a la evolución del líquido residual hacia un “fundido salino” alcalino móvil a partir del cual pueden formarse carbonatos primarios de REE alcalinos. Estos carbonatos primarios raramente se conservan debido a la disolución por fluidos posteriores, y son reemplazados in situ por monacita y carbonatos (flúor) REE libres de álcali
3. Tabla de Contenido
• ¿Qué es una carbonatita?
• Elementos de tierras raras
• Introducción
• Formación del manto y partición
inicial del REE
• Fraccionamiento ígneo (>600 °C)
• Fase del fundido salino (600-400
°C)
• Fluido hidrotermal
• Meteorización
• Incógnitas y estudio futuro
• Bibliografía
4. ¿QUÉ ES UNA CARBONATITA?
• Una carbonatita es una roca
carbonatada magmática
asociada con kimberlitas y
rocas ácidas alcalinas a
intermedias, constituida en
un 80% por cristales con
gran desarrollo de
carbonato
Extraída de: CARBONATITAS. Scribd
5. ELEMENTOS DE TIERRAS RARAS
Los elementos de tierras raras
(REE) son un grupo de 17
elementos químicos que se
encuentran en la corteza
terrestre. A pesar de su
nombre, no son raros, pero no
se encuentran en altas
concentraciones en la
naturaleza.
Extraído de : ARconsultores: Clasificación de REE
6. INTRODUCCIÓN
• Las carbonatitas son uno de los tipos de roca con mayor
potencial como yacimiento de la Tierra.
• Principales materias extraídas de las carbonatitas fosfato,
niobio, fluorita, REE, vermiculita, hierro y circonio, así
como su uso como fuente de piedra caliza, cemento y
fines agrícolas.
• las carbonatitas son probablemente más conocidas por la
extracción de REE.
• Las carbonatitas albergan la mayoría de las minas de
REE y son el centro de muchos proyectos de exploración
debido al excepcional enriquecimiento de la mena
• Casi todas las carbonatitas están dominadas por LREE:
(La, Ce, Pr y Nd), de los cuales el Nd y el Pr son
especialmente comercializables.
Extraído de: Mina Särkijärvi en abril de 2016.
7. FORMACIÓN DEL MANTO Y PARTICIÓN
INICIAL DEL REE
• La mayoría de las carbonatitas tienen su origen en la
fusión del manto
• Las composiciones isotópicas radiogénicas de los
depósitos de REE asociados a carbonatitas sugieren
un origen a partir de dominios de manto enriquecido
tipo 1, EM1; tipo 2, EM2; y tipo HIMU, es decir, alto μ
= 238U/204Pb).
• Los fundidos carbonatados enriquecidos en REE se
originan a partir de fuentes del manto que fueron
previamente refertilizadas por diferentes
componentes.
8. Ejemplo:
• Los depósitos de REE de
Mianning-Dechang en China se
originan de un manto litosférico
subcontinental previamente
metasomatizado. Antes de la
formación de la carbonatita, este
dominio del manto se enriqueció
con fluidos ricos en REE y CO
derivados de sedimentos
marinos subducido, lo que
resultó en una firma isotópica
radiogénica final intermedia
entre los miembros finales EM1 y
Extraído de: A model for carbonatite
hosted REE mineralisation
9. • Esta variedad de escenarios
tectónicos nos indica que, no
existe una única fuente para
las carbonatitas ricas en REE
que se forman en cualquier
manto enriquecido de CO2 y
no importar como se genere el
enriquecimiento y el tiempo de
la fusión parcial que genera
los magmas de carbonatita.
Extraído de: ISSUU Límites de placas
10. FRACCIONAMIENTO ÍGNEO (>600 °C)
• Los principales minerales de cristalización
temprana son la magnetita, el olivino y el
clino-piroxeno, todos los cuales excluyen
los REE, y en particular los LREE, de sus
estructuras cristalinas. Una vez que los
fundidos se saturan de calcita y se forman
grandes cúmulos de carbonatita, los REE
se enriquecen (concentran) fuertemente en
el líquido debido a su incompatibilidad con
la calcita.
• Aunque los REEs pueden ser compatibles
en fluorapatita, pero esto es muy poco
probable en sistemas de carbonatita de
alta temperatura. Se puede dar solo si se
intruyen en rocas saturadas de sílice
ejemplo: granitos.
11. FASE DEL FUNDIDO SALINO (600-400 °C)
• Esta etapa se conoce comúnmente como
"transición magmática-hidrotermal"
• Presenta una transición continua de magma
carbonatitico de alta temperatura, a un fundido
salino de baja temperatura
• los REE no se separan significativamente en
esta fase acuosa y permanecen disueltos en el
fundido salino para formar minerales REE
• el fundido salino altamente evolucionado tiene
una viscosidad extremadamente baja y ángulos
de humectación bajos y puede infiltrarse en la
roca de la pared, esto elimina HREE del cuerpo
de la carbonatita
12. FLUIDO HIDROTERMAL
• La última evolución de las
carbonatitas, el fundido salino
evoluciona a un fluido hidrotermal
primitivo, debido al crecimiento de
H2O
• Los fluidos de la carbonatita tienen
temperaturas de 400 °C, mientras
los fluidos externos son más fríos
(hasta 250 °C)
• Se genera ebullición que fractura
la roca circundante provocando
filtraciones de agua meteóricas
generando disolución de los
carbonatos alcalinos-REE.
13. • Puede conducir al
fraccionamiento de los REE
ligeros de los pesados debido a
la estabilidad preferencial del
complejo
• los datos de isótopos estables
sugieren diversos caminos
evolutivos influenciados por la
profundidad de emplazamiento
de la carbonatita y los efectos
del enfriamiento, la mezcla y la
reacción fluido-roca
14. METEORIZACIÓN
• la meteorización también puede dar lugar a la descomposición de fases
primarias de REE y al transporte de REE a fases de nueva formación.
• a escala local, puede ser difícil diferenciar ambos procesos.
• La meteorización aumenta la concentración de toda la roca debido a la
erosión de esta misma
• esto puede marcar la diferencia entre que la minería resulte económica o
no
15. INCÓGNITAS Y ESTUDIO FUTURO
• Se busca resumir aquí los pasos clave que consideramos importantes para la formación
de depósitos de REE alojados en carbonatitas
• evolución de las carbonatitas son demasiado sensibles y numerosas como para
encontrar un modelo que se ajuste perfectamente a todos los casos.
• Debido a la mala conservación de los minerales que se forman durante la etapa de fusión
de la salmuera, la temperatura y composición de estos fluidos mineralizados es difícil de
cuantificar y todavía representa una importante laguna de conocimiento en nuestra
comprensión de la mineralización de REE
16. BIBLIOGRAFIA
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Carbonatites. Elements 2021;; 17 (5): 327–332.
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https://es.scribd.com/doc/162133503/CARBONATITAS
• Xie, Y., Li, Y., Hou, Z., Cooke, D. R., Danyushevsky, L. V., Dominy, S. C., & Yin, S. (2015).
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https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2014.10.027
• León, V. E. A. (2015, March 24). Los yacimientos minerales [Slide show]. SlideShare.
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• Adriana Espinoza Sánchez (15/9/20) Material didáctico.pdf.
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al%20did%C3%A1ctico.pdf?sequence=5&isAllowed=y
