Carbonatiet is een zeldzaam soort stollingsgesteente, dat voor meer dan 50% van zijn volume uit carbonaten bestaat.
Carbonatiet is een zeldzaam soort stollingsgesteente, dat voor meer dan 50% van zijn volume uit carbonaten bestaat.
Carbonatiet komt alleen voor bij intercontinentale riftsystemen. De meeste carbonatieten hebben een Proterozoïsche of Fanerozoïsche ouderdom en ze lijken in de loop van de geschiedenis van de Aarde minder zeldzaam te zijn geworden. Vrijwel alle voorkomens zijn intrusieve gesteenten. Dit is omdat carbonatiet snel met de atmosfeer reageert en uitvloeiingsvarianten niet lang bewaard blijven. De meeste carbonatietvoorkomens zijn beperkt in omvang, zoals kleine plugs in gezoneerde complexen van alkaliene intrusies, gangen of tektonische breccies. De enige actieve vulkaan die in historische tijden carbonatitische lava heeft geproduceerd, is de Ol Doinyo Lengai in Tanzania.
Carbonatiet bestaat gewoonlijk uit rond de 70% carbonaten, zoals calciet, dolomiet, ankeriet of zeldzame carbonaten als ancyliet, nyerereïet of gregoryiet. Vanwege de lage concentratie silica (SiO2) komen in carbonatieten vaak mineralen als natroliet, sodaliet, meliliet, olivijn (met name forsteriet) en pyroxeen (met name diopsied en aegirien) voor. Andere mogelijke silicaten zijn mica (met name flogopiet), kaliveldspaat, alkalirijke amfibool, zirkoon, vermiculiet, wollastoniet en titaniet. Daarnaast kunnen diverse oxiden (bijvoorbeeld magnetiet, ilmeniet, rutiel, perovskiet, pyrochloor, chalcopyriet), sulfaten, fosfaten (bijvoorbeeld bariet, apatiet) en halogeniden (fluoriet) voorkomen.
Chemisch gezien zijn carbonatieten verrijkt in incompatibele elementen als barium, cesium of rubidium; en verarmd in compatibele elementen als hafnium, zirkonium en titanium. Samen met de onderverzadiging in silica wordt dit als een aanwijzing gezien dat ze hun oorsprong in een zeer lage graad van partieel smelten hebben.
In het veld kan carbonatiet veel op marmer lijken, een veel minder zeldzaam gesteente. Beide zijn kristallijne gesteenten die voor het grootste deel uit carbonaten bestaat. Carbonatiet valt te onderscheiden door mineralen die alleen in stollingsgesteente voorkomen. Marmer is van oorsprong een sedimentair gesteente waarin dergelijke mineralen niet voorkomen. Carbonatieten worden vaak met andere silica-onderverzadigde stollingsgesteenten geassocieerd zoals ijoliet, melteigiet, tescheniet, lamprofier, fonoliet, foyaïet, shonkiniet, foïdehoudende pyroxeniet (essexiet) en nefelien-syeniet.
Een typische vorm van metasomatisme van carbonatieten is fenitisatie, waarbij de mineralen arfvedsoniet, barkevikiet, glaucofaan en diverse titanium- en ijzeroxiden in metasomatische halo's voorkomen.
Carbonatiet met een afanitische textuur wordt alvikiet genoemd, met een faneritische textuur soviet. Andere onderverdelingen zijn rauhaugiet (rijk in dolomiet), beforsiet (rijk in ankeriet) en lengaïet (rijk in alkalimetalen). Wanneer het gesteente uit 50-70% carbonaten bestaat, wordt het een silico-carbonatiet genoemd.
Carbonatiet waarin het belangrijkste carbonaat calciet is kan "calciet-carbonatiet" genoemd worden. Als het voornaamste carbonaat dolomiet is heet het gesteente "dolomiet-carbonatiet". Als het belangrijkste carbonaat rijk in ijzer is verandert de naam van het gesteente in "ferrocarbonatiet". Een "natrocarbonatiet" bevat veel natrium en kalium.
Een belangrijk maar niet overheersend mineraal kan in de naam tot uitdrukking komen. Als het mineraal minder dan 10% van de modale samenstelling uitmaakt, kan dit met het achtervoegsel -houdend verduidelijkt worden. Een "meliliethoudend carbonatiet" bestaat bijvoorbeeld tot 10% uit het mineraal meliliet. Op dezelfde manier wordt lamprofier met minder dan 10% calciet "calciethoudend lamprofier" genoemd. Als het tussen 10-50% carbonaat bevat wordt de naam "calcitische lamprofier".
Carbonatiet kan economisch winbare erts zijn voor zeldzame aarden, fosfor, niobium, tantaal, uranium, thorium, koper, ijzer, titanium, vanadium, barium, fluor, zirkonium en andere zeldzame incompatibele elementen. De belangrijkste mineralen die als erts dienen zijn apatiet, bariet en vermiculiet. In het contactaureool van carbonatiet kunnen zich economisch winbare hydrothermale ertsafzettingen van fluoriet of ertsen van thorium of zeldzame aarden bevinden.