Группа нефелинового сиенита-фонолита. (семейство фельдшпатойдных или фойдовых пород)
Эта группа горных пород, характеризуется максимальным содержанием щелочей, а присутствие, относительно, умеренного количества Si приводит к тому, что вместо полевых шпатов появляются фельдшпатойды, главным из которых является нефелин и лейцит, кроме того, присутствует гаюин, нозеан, содалит, анальцим, которые также относятся к фельдшпатойдам.
Главным минералом этой группы пород является КПШ, который количественно преобладает над всеми другими минералами. Присутствие нефелина дает сиениту название, то есть любые его концентрации (редко более 40%) дают название нефелиновый сиенит. В составе породы появляются щелочные амфиболы и пироксены, правда, они могут быть и не щелочные.
Все щелочные породы, по химическому составу, разделяются на два ряда:
1 Миаскитовые щелочные породы.
2 Агпаитовые породы. Коэффициент агпаитности (Кагп >1).
Минералогическим отличием агпаитовых горных пород является характер цветных минералов. Для миаскитовых пород характерны - биотит, роговая обманка, клинопироксен. Для агпаитовых - эгирин, рибекит, арфедсонит.
Щелочные горные породы содержат больше всего элементов примесей:
Они обогащены элементами магматических эманаций: F, P, Cl, а также элементы S, As, I не характерны, они являются типоморфными.
Редкие щелочи Li, Ru, Cs - эти элементы хорошо корелируются с натриево-калиевыми породами.
Редкоземельные элементы. Для щелочных пород характерны легкие редкие земли лантан-цезиевой группы.
Щелочные земли: Ва и SR, они типоморфны.
Радиоактивные элементы: U, Тi, хорошо корелируются с калием.
Литофильные элементы: Мо, Си, РЬ образуют высокие концентрации даже месторождения молибдена.
Минеральный состав:
Главные – алюмосиликаты: фельдшпатойды: нефелин, содалит, канкринит, уссингит (Nа2AlSi3O8), анальцим, цеолиты и др. Цветные минералы - метасиликаты: пекталит, шезолит, серанлит, меланит.
Акцессорные: апатит, сфен, магнетит, ильменит. Апатит и сфен из ряда акцессориев переходят в разряд второстепенных минералов.
Цирконосиликаты: эвдиалит, ловозерит, катаплеит.
Титаносиликаты: сфен (титанит), рамзаит, ломоносовит, мурмаиит, лампрофилит, астрофилит, велерит, ловелит.
Окислы титана и ниобия: перовскит (СаТiO3), в этом минерале часть титана замещается ниобием, он имеет важное промышленное значение, источник ниобия; лопарит (Na,Cr,Ca)(Ti,Nb)O3, тоже наиболее важный минерал в промышленном отношении, часто его замещает металапорит (Сr,Ca)1-x(Ti, Nb)0,3-x(ОН)x; пирохлор; колумбит-танталит.
Вся группа фосфатных минералов: апатит, штаффелит (карбонат-апатит образуется в коре выветривания).
Карбонатосульфиды тоже участвуют в образовании этих пород.
Галогениды: Флюорит, виллиомит.
Для всей группы этих пород характерны вторичные минералы: цеолиты, содалит, анальцим, канкринит и альбит, очень часто по нефелину развивается белая слюда, эта псевдоморфоза называется либенерит, по нефелину также могут развиваться и цеолиты, такая псевдоморфоза называется - шпреуштейн.
Форма залегания нефелиновых сиенитов.
Нефелиновые сиениты образуют небольшие лакколиты, для них так же характерны кольцевые массивы. Крупных массивов мало, но среди них можно выделить: Хибинский массив, площадь 1250 км (массив гигант); Ловозерскии массив, сложен агпаитами, площадь 600 км, этот массив примыкает к Хибинскому; Илемауссак (Гренландия) – самый щелочной массив в мире; Пиланзберский массив (Африка), имеет площадь 600 км и прорывает Бушвелдский массив; Поссес-Декальдес (Бразилия), этот массив замечателен тем, что одна его половина сложена нефелиновыми сиенитами, а другая фонолитами (его площадь 600 км); массив Лос (Гвинея), площадь 100 км, его слагают миаскитовые и агпаитовые нефелиновые сиениты, на этом массиве много нозиановых разновидностей.
Все выше перечисленные массивы это натриевые массивы, а калиевыми массивами являются: Сыинырский массив (Забайкалье), площадь 1250 км, замечателен большим количеством ультраосновных пород; Ишимский массив (Казахстан).
Глубина залегания.
В принципе массивы нефелиновых сиенитов встречаются в широком диапазоне глубин, начиная от приповерхностных и иногда доходит до 18 - 20 км, но, тем не менее 6ольшинство из них приурочено к малым и средним глубинам.
Формации нефелиновых сиенитов.
Ассоциация чисто миаскитовых нефелиновых сиенитов, например Ильмено-Вишневогорскии массив.
Ассоциация агпаитовых нефелиновых сиенитов (Xибино-Ловозерскии комплекс).
Ассоциация миаскитовых нефелиновых сиенитов (провинция Осло).
Ассоциация псевдолеицитовых нефелиновых сиенитов (Шонкин-Саг в США, Итальянская провинция, Сынныр, Ишим).
Тектонический контроль.
Щелочные горные породы встречаются на других планетах: на Венере (были обнаружены калиевые щелочные базальтоиды), а также на Марсе. В метеоритах отмечены нефелин, анальцим и содалит.
Распространенность щелочных пород на континентах главным образом и является признаком платформ, они встречаются и в океанах, но в угнетенном виде.
Щелочные породы - это чисто платформенное явление. Как правило, щелочные
массивы являются многократными и многофазными образованиями.
В массиве Лос (Гвинея) выделены три фазы внедрения:
1.- 2. миаскитовые, нозеановые, гаюиновые нефелиновые сиениты.
3. агпаитовые нефелиновые сиениты - фойалиты.
Сначала внедряются миаскитовые, а затем все более и более агпаитовые нефелиновые сиениты, т. е. чем моложе, тем щелочнее. Если рассмотреть последовательность других массивов, то она будет такой же. Каждая из фаз состоит из нескольких инъекций.
Эффузивные разновидности.
Фонолиты. Эти породы являются эффузивными кайнотипными разновидностями нефелиновых сиенитов. Фонолиты – породы светло-серого цвета, как и все эффузивные породы, они имеют порфировые вкрапленники, представленные, с одной стороны: нефелином, лейцитом или КПШ (санидином, ортоклазом и анортоклазом), с другой стороны, во вкрапленниках присутствует титан-авгит, эгирин, арфведсонит, фаялит (изредка железистые разновидности оливина).
Основная масса состоит из табличек щелочного полевого шпата, обычно ортоклаза, и короткостолбчатых кристаллов нефелина, которые в поперечном сечении дают разрезы квадратной или прямоугольной формы. Наличие этих прямоугольных кристаллов и определяет фонолитовую структуру основной массы.
Породы редкие, но надо сказать, что они имеют промышленное значение. Например, в Англии из них изготавливают наилучшее в мире бутылочное стекло.
Жильные разновидности
Пегматиты нефелиновых сиенитов. В группе нефелиновых сиенитов встречаются, кроме пегматитов, и нефелиновые сиенит-порфиры и аплиты. У нефелиновых сиенитов аплитовая структура, но вместо кварца в них присутствует нефелин и КПШ.
Тингуаит. Наиболее широко эти породы представлены в массиве Коссас Лекальдес. Тингуаиты представляют промышленный интерес как апатит-нефелиновые месторождения. Макроскопически это породы зеленовато-серого или светло-серого цвета, очень плотные, тонкозернистые, афировые, немного напоминающие зеленые яшмы, но тингуаиты не полосчатые. Текстура массивная или флюидальная.
Под микроскопом порфировые выделения представлены КПШ и нефелина, а также эгирином. Основная масса состоит из беспорядочно ориентированных микролитов ортоклаза и интерстиционного игольчатого эгирина, который и придает породе зеленый цвет.
В заключении хотелось бы показать схематичный разрез массива Иллимдуссак (Рис. 36).
авгитовые сиениты |
пуласкиты |
содалитовые фойялиты |
науяиты |
луявриты |
какортокиты |
Рис. 36
Интрузивные разновидности миаскитового ряда.
Натриевые разновидности.
Первая наиболее типичная разновидность - фойяиты.
Фойяиты. Эти породы на 65-70% состоят из щелочного шпата, который представлен ортоклазом с пертитовым строением, либо микроклином. Количество нефелина невелико, около 20%. Содержание цветных минералов колеблется в пределах 10-15% и, как правило, это могут быть: авгит, эгирин-авгит, полущелочная роговая обманка (гастингсит, баркисвикит) а также биотит в виде лепидомелана. Признаки щелочности цветных минералах плохо выражены.Акцессорные минералы: апатит, титанит, циркон, магнетит. Структура: гипидиоморфная. Текстура: трахитоидная.
Миаскиты обладают целым рядом особенностей. Для них характерна полосчатая и гнейсовая текстура. В качестве цветного минерала присутствует лепидомелан, который ориентирован, как в гнеисах, субпараллельно.
Структура: аллотриоморфная - типичный пример перекристаллизации.
Порода на 30 - 40% состоит из микроклина или ортоклаза, на 20% из нефелина и на 5 - 10% из лепидомелана.
Довольно характерны вторичные минералы: канкринит в виде вишневита, который развивается по нефелину; довольно часто встречается кальцит в виде крупных зерен, содалит; альбит.
Акцессории: апатит, титанит, циркон (иногда очень крупные зерна), пирохлор (промышленный минерал).
Вместо или наряду с лепидомиланом появляется гастингсит - полущелочная роговая обманка.
Мариуполиты. Щелочной ПШ: представлен альбитом в количестве 50-70%, а нефелина содержится в количестве 15- 30 %. Присутствует игольчатый эгирин, несмотря на то, что породы миаскитового типа присутствует лепидомелан.
Акцессории: хорошие зерна циркона (промышленный), апатит, ильменит, пирохлор.
Вторичные минералы: содалит, канкринит.
Лаурдалиты (из провинции Осло). Эта порода замечательна тем, что щелочной полевой шпат представлен анортоклазом с ромбическим сечением. Нефелина в лаурдалитах всего 15%. Цветные минералы: диопсид с каймами эгирин-авгита, лепидомелан.
К миаскитовым нефелиновым сиенитам также относятся литроиты, канадиты, личфильдиты.
Нефелин-нозеановые сиениты. Состоят из ортоклаза на 7%, из нозеана на 11%, из нефелина на 7%, из гастингсита на 6% и на 4% из апатита, биотита, магнетита.
Кроме выше перечисленных пород встречаются и содалитовые, канкринитовые и анальцимовые нефелиновые сиениты, которые замечательны тем, что все эти минералы (содалит, канкринит, анальцим) являются первичными.
Калиевые разновидности.
Псевдолейцитовые сиениты (из Сыннырского массива). Состоят из ортоклаза и микроклина на 50%. Фельшпатоидный минерал представлен псевдолейцитом (30%), который представляет со6ои псевдоморфозу ортоклаза и кальсилита по лейциту и образует дактилоскопическую структуру; нефелина 12%.
Цветные минералы: эгирин-диопсид 3%, биотит (лепидомелан) З%.
Вторичных минералов довольно много: серицит, цеолит, содалит и др.
Акцессорные минералы: сфен, магнетит, апатит, циркон, флюорит.
Структура глазковая, а также аллотриоморфная и пойкилитовая.
Агпаитовыи ряд.
Xибиниты. Это крупно, грубозернистые и даже пегматоидные горные породы. Различают массивные и трахитоидные хибиниты. Эти породы обладают довольно часто линейной структурой (эгирин ориентирован).
Порода в целом зеленовато-серого цвета, который определяется окраской КПШ и Nе, эгирин и иногда небольшое количество эвдиалита также придают ей необычный облик.
Хибиниты в основном состоят из КПШ (45%) и Nе (48%), а также из эгирина, арфедсонита, лепидомилана и в сумме с вторичными минералами (альбит и содалит) составляют всего 7 % от общего количества, т. е. порода лейкократовая (мало цветных минералов). Акцессории: сфен, апатит, эвдиалит, флюорит, ринколит. Нефелин под микроскопом переполнен иголочками эгирина, а КПШ представлен очень своеобразным не решетчатым микроклин-пертитом и иногда анортоклазом.
Луявриты - породы серо-зеленого, либо темно-зеленого цвета, относительно меланократовые нефелиновые сиениты, так как содержание цветных минералов достигает иногда 40%, что для них вообще не характерно. Текстура у них трахитоидная, но одновременно может быть и параллельная.
Из характерных примеров можно привести Ловозерский плутон, который о6ладает стратифицированным или псевдостратифицированным строением.
Эта стратификация проявляется в том, что идет чередование различных луявритов (эгириновых, амфиболовых и т. д.).
О6ычно луявриты состоят на 20-35% и эгирина, то есть эгирина в этих породах очень много. Количество КПШ, представленного микроклин-пертитом, колеблется от 35 до 55%, альбита содержится порядка 5 -10%. Эгирина в луявритах содержится от 10 до 38%. Кроме эгирина, в качестве цветного минерала, присутствует эвдиалит и арфведсонит.
Главнейшие разновидности луявритов связаны с количественным отношением эгирина, эвдиалита, арфведсонита.
Из акцессорных минералов можно отметить лопарит, ринколит, лампрофилит, эвдиалит, катаплеит, металопарит. Причем катаплеит и металопарит образуют псевдоморфозы по лопариту.
Наиболее характерны следующие вторичные минералы: содалит, канкринит, цеолиты. Содалит довольно часто представлен гакманитом.
Науяиты. Науяиты представляют со6ои лейкократовые разновидности нефелиновых сиенитов. Это породы серого или 6елого цвета, иногда бывают грубозернистые, причем настолько, что кристаллы КПШ могут достигать колоссальных размеров (до 20см), также весьма крупные кристаллы эгирина и эвдиалита. Все эти минералы имеют пойкилитовые включения содалита и нефелина, причем содержание содалита может достигать 30-55%.
КПШ, представленный микроклин-пертитом слагает от 10 до 40% породы. Нефелина, относительно, мало всего 5-10%, также особым распространением, в этих породах, не пользуется такие минералы как эгирин (1-8%), арфедсонит (1-15%), эвдиалит (0.1-10%). Более редки такие минералы как энигматит, лампрофилит, мурманит, ринколит, вельгомит и др.
Вторичные минералы представлены: анальцимом, натролитом, катоплеитом, развивающимся по эвдиалиту, альбитом, содалитом (поздним гакманитом).
Какортокиты. Какортокиты являются породами наиболее богатыми редкими землями. Они представляют собой грубозернистые полосчатые породы, в которых чередуют собой белые, черные и красные слои. Черные слои слагаются, существенно, эгирином и арфедсонитом, красные - эвдиалитом и нефелином. В качестве иллюстрации можно привести в пример один из наиболее мощных ритмов Илимо-Уссакской провинции.
Белый слой- 8-12 м
Красных слой – 1.5 м
Черный слой 1.5 м
Калиевые разновидности
Рисчориты. Рисчориты это породы Хибинского массива. Макроскопически бывают массивными и гнейсовидно-линейными. Породы зеленовато-серого цвета, которые главным образом состоят из табличек калий-натриевого полевого шпата (около 70%). Фельдшпатоидные минералы, представленные нефелином и кальсилитом, содержатся в количестве около 26%.
Цветных минералов относительно мало, обычно и количество не превышает 7%. Наиболее характерными минералами из них являются эгирин, лепидомелан, астрофилит, лампрофилит, сфен (титанит), апатит, эвдиалит и немного лопарит.
Рисчориты обладают пойкилитовой структурой (таблички КПШ содержат включения нефелина).
Рисчориты - ультракалиевые породы, так как и нефелин, и кальсилит существенно калиевые минералы. Нефелин и кальсилит образуют псевдоморфозы по лейциту, а также пегматитовые прорастания.
Происхождение щелочных и субщелочных пород.
При рассмотрении происхождения этих пород необходимо учитывать два
обстоятельства:
Преобладание щелочных и субщелочных пород над всеми, как древними, так и не очень древними породами.
В фонолитах и других щелочных породах встречаются мантийные включения, такие как и в кимберлитах.
В наиболее активной гипотезе об образовании этих пород, предпологается, что фонолиты возникают, как последний продукт дифференциации базальтовой магмы. Но фонолитам Карелии не предшествуют базальты, то есть совершенно ясно, что это чисто мантийные выплавки. В последнее время предпологают, что фонолиты образуются в результате плавления каких-то мантийных пород, например эклогитов, то есть эти породы образуются в результате анатексиса эклогитов в мантийных условиях.
Следует отметить, что дифференциация играет огромную роль при образовании щелочных, субщелочных и даже ультращелочных пород. Главным направлением дифференциации является увеличение щелочности, накопление элементов примесей и летучих компонентов в последних продуктах дифференциации.
Полезные ископаемые.
Традиционными месторождениями апатита являются Хибинские массивы, лопаритовые титанониобиевые руды Ловозерского массива.
98% добываемого стронция связано с нефелиновыми сиенитами .
Из щелочных пород добываятся 98% Zr и Nb, 96% - Y, 56% Тi , 50% - RЬ и
редких земель. Штаффелитовые руды добываемые в массиве Сокли – одно из наиболее крупных месторождений в мире. Следует обратить внимание на то, что щелочные породы являются сырьем на берилий, который является стратегическим материалом он извлекается из:
Барилита BaBeSi2O7 (Солт-Лейк-Сити)
Чкаловита Na2BeSi2O6 (Илимо-Уссакская провинция).
Исключительно важны эти породы, как месторождения редких земель, таких как:
Стенструпин Ce4CaNaSi3O12
Вастнезит Ce(CO3)F
Из щелочных пород добывают флюорит, вермикулит, пирохлор, баделеит.