Нефелиновый сиенит — полнокристаллическая плутоническая порода , состоящая в основном из нефелина и щелочного полевого шпата . [1] Породы в основном бледноокрашенные, серые или розовые, и по общему виду они не отличаются от гранитов , но известны также темно-зеленые разновидности. Фонолит — мелкозернистый экструзивный эквивалент.
Нефелиновые сиениты являются недосыщенными кремнеземом, а некоторые из них являются перщелочными (термины обсуждаются в магматических породах ). Нефелин является фельдшпатоидом , минералом твердого раствора, который не сосуществует с кварцем ; скорее, нефелин будет реагировать с кварцем, образуя щелочной полевой шпат.
Они отличаются от сиенитов не только наличием нефелина, но и наличием многих других минералов, богатых щелочами , редкими землями и другими несовместимыми элементами . В нефелиновых сиенитах преобладает щелочной полевой шпат, обычно представленный ортоклазом , а выделившийся пластинчатый альбит образует пертит . В некоторых породах преобладает калиевый полевой шпат , в других — натриевый полевой шпат. Свежий чистый микроклин очень характерен для некоторых типов нефелиновых сиенитов.
Содалит , бесцветный и прозрачный в тонком сечении , но часто бледно-голубой в образцах для рук, является основным фельдшпатоидным минералом в дополнение к нефелину. Красновато-коричневый или черный энигматит также встречается в этих породах. Чрезвычайно богатый железом оливин встречается редко, но присутствует в некоторых нефелиновых сиенитах. Другие минералы, распространенные в небольших количествах, включают богатый натрием пироксен , биотит , титанит , оксиды железа , апатит , флюорит , меланитовый гранат и циркон . Канкринит встречается в нескольких нефелиновых сиенитах. Большое количество интересных и редких минералов было зарегистрировано в нефелиновых сиенитах и пегматитовых жилах, которые их пересекают.
_Kangerdluarssaq_Fjord,Greenland.jpg/1280px-Kakortokite_(eudialytic_nepheline_syenite)_Kangerdluarssaq_Fjord,Greenland.jpg)
Макроскопические аспекты нефелинового сиенита аналогичны аспектам гранита . Присутствие нефелина и отсутствие кварца являются фундаментальным отличием. Биотит , как правило, имеет низкое содержание, а основными мафическими минералами являются клинопироксен (±) и амфибол (±). Макроскопический цвет серый, немного темнее гранита. Существует высокосортная метаморфическая порода, происходящая из нефелинового сиенита, которая характеризуется гнейсовой текстурой очень редкого происхождения. Она называется нефелиновый сиенит-гнейс или литчфилдит . Пример найден в деревне Канаа, штат Рио-де-Жанейро , Бразилия .
Порода полнокристаллическая, в целом равномернозернистая , равномерно направленная и крупная с размером зерен от 2 мм до 5 мм. В некоторых редких случаях порода содержит вкрапленники щелочного полевого шпата длиной от 2 см до 5 см и толщиной от 5 мм до 2 см. Вкрапленники демонстрируют ориентацию и в конечном итоге демонстрируют кумулятивную текстуру.
Основные минералы: щелочной полевой шпат , нефелин , клинопироксен (±), амфибол (±) и биотит (±). Нефелин является основным фельдшпатоидом . Кварц и ортопироксен отсутствуют. Согласно номенклатуре классификации IUGS (Международный союз геологических наук, Штрекейзен, 1978), нефелиновый сиенит имеет 10% < F /( F + A + P ) < 60% и P /( A + P ) < 10% (где F – фельдшпатоиды, A – щелочной полевой шпат и P – плагиоклаз объемные доли). Фонолит является мелкозернистым эквивалентом. Если нефелина менее 10%, порода называется щелочным сиенитом с нефелином или пуласкитом. Подобная порода без кварца и нефелина называется щелочным сиенитом или сиенитом. Из-за присутствия фельдшпатоидов нефелиновый сиенит классифицируется как типичная щелочная порода.
Щелочной полевой шпат не калиевый, а в целом натриево-калиевый, который характеризуется взаимосвязанным анортоклазом , называемым пертитом . В щелочном полевом шпате наблюдаются почти чистые домены альбита . Нефелин обычно демонстрирует частичное изменение в натролит и канкринит . Клинопироксен натриевый, состав которого варьируется от геденбергита до эгирин-авгита . Этот минерал в конечном итоге имеет форму резорбции . Обычно наблюдается реакционная кайма, образованная амфиболом и/или биотитом . Амфибол имеет высокую щелочность, такую как щелочная роговая обманка и рибекит . Щелочной клинопироксен и амфибол характерны для типичных щелочных пород. Биотит представляет собой аннит с высоким отношением Fe/Mg.
Акцессорные минералы — магнетит , ильменит , апатит и титанит . Наконец, содалит встречается вдоль гидротермальных трещин. В отличие от гранита, циркон встречается редко, а если и присутствует, то в виде ксенокристаллов . С другой стороны, нефелиновый сиенитовый гнейс содержит обильные и крупные кристаллы циркона.
Недосыщенные кремнием магматические породы обычно образуются при низких степенях частичного плавления в мантии Земли . Углекислый газ может доминировать над водой в регионах-источниках. Магмы таких пород образуются в различных средах, включая континентальные рифты, океанические острова и надсубдукционные положения в зонах субдукции . Нефелиновый сиенит и фонолит могут быть получены путем кристаллического фракционирования из более мафических недосыщенных кремнием мантийных расплавов или как частичные расплавы таких пород. Магматические породы с нефелином в их нормативной минералогии обычно связаны с другими необычными магматическими породами, такими как карбонатит .
Нефелиновые сиениты и фонолиты встречаются, например, в Бразилии , Канаде , Камеруне , Китае , Гренландии , Италии , Норвегии , Пиренеях , Швеции , регионе Трансвааля , Уральских горах , в магматическом комплексе Магнет-Коув в США , в горах Центральной Монтанской щелочной провинции [2] , а также на океанических островах.
Фонолитовые лавы образовались в Восточно-Африканском рифте в особенно больших количествах, и их объем может превышать объем всех других фонолитовых залежей вместе взятых, как об этом говорил Баркер (1983).
Нефелин-нормативные породы тесно связаны с магматическим комплексом Бушвельда и, возможно, образовались в результате частичного плавления вмещающих пород этой крупной ультрамафической слоистой интрузии .
Нефелиновые сиениты редки; есть только одно месторождение в Великобритании (Loch Borralan) [3] и одно во Франции и Португалии . Они известны также в Богемии и в нескольких местах в Норвегии , Швеции и Финляндии . В Америке эти породы были найдены в Техасе , Арканзасе , Нью-Джерси (комплекс Бимервилл [4] ) и Массачусетсе , а также в Онтарио , Британской Колумбии и Бразилии . Южная Африка , Мадагаскар , Индия , Тасмания , Тимор и Туркестан являются другими местами находок пород этой серии.
Породы этого класса также встречаются в Бразилии (Серра-де-Тингуа), содержащие содалит и часто много авгита, в западной Сахаре и на островах Зеленого Мыса ; также в Зварте-Коппис в Трансваале , Мадагаскар , Сан-Паулу в Бразилии , Пайзано-Пасс в Западном Техасе , США , и Монреале , Квебек , Канада . Порода Салема, Массачусетс , США, представляет собой слюду -фойяит, богатую альбитом и эгирином : она сопровождает гранит и эссексит . Литчфилдит — еще один хорошо выраженный тип нефелинового сиенита, в котором альбит является доминирующим полевым шпатом . Он назван в честь Литчфилда, Мэн , США, где он встречается в разбросанных блоках. Для этой породы характерны биотит, канкринит и содалит. Похожий нефелин-сиенит известен из округа Гастингс, Онтарио , и содержит едва ли ортоклаз , а только альбитовый полевой шпат. Нефелин очень распространен, а также есть канкринит, содалит, скаполит, кальцит, биотит и роговая обманка. Луджауриты отличаются от вышеописанных пород темным цветом, который обусловлен обилием таких минералов, как авгит, эгирин, арфведсонит и другие виды амфибола . Типичные примеры известны около Луджаура на Белом море , где они встречаются с умптекитами и другими весьма своеобразными породами. Другие местонахождения этой группы находятся в Джулианехаабе в Гренландии с содалит-сиенитом; на их краях они содержат псевдоморфозы по лейциту . Луджауриты часто имеют параллельно-полосчатую или гнейсовидную структуру. Содалит-сиениты, в которых содалит в значительной степени или полностью заменяет нефелин, встречаются в Гренландии, где они содержат также микроклин-пертит, эгирин, арфведсонит и эвдиалит.
Канкринитовый сиенит с большим содержанием канкринита был описан в Далекарлии , Швеции и Финляндии . Уртиты из Луджаур-Урт на Белом море в основном состоят из нефелина с эгирином и апатитом, но не содержат полевого шпата. Якупирангит (из Якупиранги в Бразилии) — черноватая порода, состоящая из титансодержащего авгита, магнетита , ильменита , перовскита и нефелина с вторичным биотитом.
Существует большое разнообразие кремнеземисто-ненасыщенных и перщелочных магматических пород , включая множество неофициальных разновидностей с географическими названиями, названных в честь мест, где они были впервые обнаружены. Во многих случаях это простые нефелиновые сиениты, содержащие один или несколько редких минералов или минералоидов, которые не требуют новой формальной классификации. К ним относятся:
Фойяит : фойяиты названы в честь Фойи в Серра-де-Моншике , на юге Португалии . Это калий-полевошпат-нефелиновые сиениты, содержащие <10% ферромагнезиальных минералов, обычно пироксена , роговой обманки и биотита .
Лаурдалит : Лаурдалиты из Лаурдала в Норвегии серые или розоватые и во многом очень похожи на ларвикиты южной Норвегии, с которыми они встречаются. Они содержат анортоклазовые полевые шпаты, биотит или зеленоватый авгит, много апатита и в некоторых случаях оливин.
Дитроит : Дитроит получил свое название от Дитрау, Трансильвания , Румыния . По сути, это микроклиновая , содалитовая и канкринитовая разновидность нефелинового сиенита. Он также содержит ортоклаз , нефелин , биотит, эгирин , акмит .
Химические особенности нефелиновых сиенитов хорошо выражены. Они чрезвычайно богаты щелочами и глиноземом (отсюда обилие фелшпатоидов и щелочных полевых шпатов), с кремнеземом, варьирующимся от 50 до 56%, в то время как известь , магнезия и железо никогда не присутствуют в больших количествах, хотя и несколько более изменчивы, чем другие компоненты. Ниже приведено мировое среднее содержание основных элементов в нефелиновых сиенитах, табулированное Баркером (1983), выраженное в весовых процентах оксидов.
Нефелиновый сиенит характеризуется высоким отношением (Na 2 O+K 2 O)/SiO 2 и (Na 2 O+K 2 O)/Al 2 O 3 , которые представлены соответственно существованием нефелина и щелочных основных минералов. Поэтому он классифицируется геохимически как щелочная порода. Эта порода имеет низкое содержание Fe и Mg, в общей сложности около 3% по весу, и в этом смысле он классифицируется как кислая порода . Однако содержание SiO 2 не так высоко, составляя 53% до 62% по весу, что эквивалентно андезиту и диориту . В этом смысле он соответствует промежуточной породе . Легкие редкоземельные элементы имеют высокую концентрацию, что указывает на высокую дифференциацию магмы.
Нормативная минералогия этого среднего состава содержит около 22% нефелина и 66% полевого шпата .
Поскольку в нефелиновом сиените отсутствует кварц и содержится много полевого шпата и нефелина, его используют в производстве стекла и керамики.
Промышленное использование нефелинового сиенита включает огнеупоры, производство стекла , керамики , а также пигментов и наполнителей. В этих применениях нефелиновый сиенит измельчается, а темные минералы тщательно отделяются, оставляя смесь, в основном, полевого шпата и нефелина. Эта смесь содержит больше щелочи и алюминия и, как правило, меньше железа и кремния, чем полевые шпаты из пегматитов, что делает ее хорошим сырьем. В 1994 году производство нефелинового сиенита в Канаде и Норвегии, крупнейших странах-производителях, составило 600 000 тонн и 330 000 тонн соответственно. [5]
Требования к нефелиновому сиениту как сырью для производства стекла включают: [6]
Типичный минералогический и химический анализ нефелинового сиенита керамического сорта: [7]
