Нефелиновые сиениты

Федеральное агентство по образованию

Ухтинский государственный технический университет

Реферат по петрографии

на тему: «Нефелиновые сиениты» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:                                             студент группы ГНГ-08(б) Дождиков Н.А. 

Проверил:                                                                                            Довжикова Е.Г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ухта, 2010. 

Введение 

   НЕФЕЛИНОВЫЙ СИЕНИТ  — полнокристаллическая  магматическая щелочная горная  порода, состоящая из щелочного полевого шпата (65-70%), нефелина, редко другого фельдшпатоида (около 20%) и небольшого количества (10-15%) цветных минералов — биотита, щелочного пироксена и амфибола. Иногда содержит плагиоклаз. Обычно как акцессории в нефелиновых сиенитах присутствуют цирконосиликаты (циркон, эвдиалит и др.), титаносиликаты (сфен, лампрофиллит и др.), а также минералы, содержащие F, R2О5, CO2 (канкринит, апатит, флюорит и др.) и редкие земли (ринколит, лопарит и др.). Количество нефелина в нефелиновых сиенитах сильно колеблется вплоть до полного вытеснения им полевого шпата в уртитах. Структура средне-, иногда крупнозернистая. По набору минералов и структуре выделяют большое число разновидностей: миаскит — сланцеватый биотитовый нефелиновый сиенит; хибинит — крупнозернистый эгириновый с пегматоидной структурой; луяврит — зеленовато-чёрный с резко выраженной трахитоидной текстурой, и другие нефелиновые сиениты образуют крупные самостоятельные интрузивные массивы, а также входят в состав щелочных и щелочно-ультрабазитовых комплексов, где образуют отдельные зоны. Распространены на территории древних щитов и складчатых областей, где слагают молодые интрузивные тела. В CCCP наибольшей известностью пользуются нефелиновые сиениты Кольского полуострова (Хибины и Ловозерские Тундры), Украины (Мариупольский массив), Урала (массивы Вишнёвых и Ильменских гор). Имеются массивы нефелиновых сиенитов в Средней Азии и Красноярском крае. За рубежом наиболее известны нефелиновые сиениты Норвегии, Южной Гренландии, Канады, Южной Африки.

Нефелиновые сиениты с небольшим количеством темноцветных минералов — стекольное сырьё. С этой целью в CCCP разрабатываются нефелиновые сиениты пегматитовых жил Вишнёвых гор на Урале; за рубежом — нефелиновые сиениты гор Блу-Маунтин в провинции Онтарио в Канаде. С нефелиновыми сиенитами связаны месторождения апатита (Кольский полуостров), графита (Саяны), вермикулита (Урал), криолита (Гренландия) и руд ряда редких элементов. 

Химический  состав 

  В химическом составе Нефелиновый  сиенит содержится 50-56% SiO2, 19-24% Al2O3, небольшое количество Ca и Mg, 15-17% К и Na. Среди Нефелиновый сиенит выделяют большое количество разновидностей: хибиниты - зеленовато-серые крупнозернистые пироксеновые Нефелиновый сиенит с пегматоидной структурой; рисчорриты - желтовато-  или зеленовато-серые породы с пойкилитовой структурой; луявриты - зеленовато-чёрные породы с резко выраженной трахитоидной текстурой; миаскиты - слюдяные полосчатые Нефелиновый сиенит Урала; мариуполиты - Нефелиновый сиенит с их своеобразным богатством альбитов; сайбариты - меланократовые Нефелиновый сиенит Сибири, и др. В зарубежных странах Нефелиновый сиенит распространены в районе Осло (Норвегия), в Южной Гренландии, Канаде, Южной Африке, на Мадагаскаре и др. С Нефелиновый сиенит связаны месторождения полезных ископаемых: апатитов (Кольский полуостров), графита (Саяны), криолита (в Гренландии) и ряда редких элементов.

  По  Левинсон-Лессингу и Струве, в составе  нефелиновых сиенитов содержится 50% ортоклаза, 16% альбита, 23% роговой обманки, 8% садалита и 3% анальцима.  

Хибинский массив

 Хибинский  массив – это структура, содержащая  наибольшее количество нефелиновых  сиенитов. Они встречаются на  горе Вудъяврчорр, в ущелье  Гакмана, на плато Расвумчорр, горе Эвеслогчорр, горе Кукисвумчорр  в виде массивных пород зеленовато-серого цвета, в которых содержание калиевого полевого шпата составляло около 70%, нефелина - 10-15%, эгирина - 7-10%, эвдиалита около 5% и другие включения - 2-3%. Часто зерна полевого шпата и эгирина ориентированы параллельно (трахитоидная структура).

  В  действительности выделяют следующие  интрузивные фазы нефелиновых  сиенитов: хибиниты, трахитоидные хибиниты, неравномернозернистые нефелиновые  сиениты и фойяиты. Выделяемые  породы различаются по геологическому  положению, текстурно-структурным  признакам и количественному соотношению породообразующих минералов ("Минералогия Хибинского массива", I т., г.).

      Нефелиновые сиениты занимают  большую часть Хибинского массива.  Среди нефелиновых сиенитов массива  развиты пироксеновые, амфиболовые,  амфибол-пироксеновые, пироксен-амфиболовые и биотит-амфиболовые разности. Все разности нефелиновых сиенитов заметно обогащены Si и K и относительно обеднены Ca, Mg, Fe и Ti по сравнению с мельтейгит-уртитами. Состав породообразующих минералов нефелиновых сиенитов зависит от степени лейкократовости пород и количественного соотношения полевого шпата и нефелина.

      В пироксеновых и в амфибол-пироксеновых  разностях нефелиновых сиенитов (среднезернистых трахитоидных хибинитах,  неравномернозернистых нефелиновых  сиенитах) эвдиалит, энигматит, лампрофиллит, ринкит, пектолит, рамзаит, лопарит и другие минералы - являются ведущими акцессориями, хотя в тех же породах встречаются также сфен, ильменит и апатит. Амфиболовые и содержащие лепидомелан нефелиновые сиениты обогащены щелочным и полевым шпатом.

       В Хибинском массиве изучены  две разновидностисти пироксена  в нефелиновых сиенитах: а) черные  грубокристаллические выделения  в интерстициях зерен полевого  шпата и нефелина, б) зелеными  игольчатыми агрегатами. Зеленый  игольчатый пироксен имеет состав практически чистого эгирина. Встречающиеся тонкоигольчатые агрегаты эгирина пронизывают зерна других минералов, выделяются по плоскостям спайности в полевом шпате и нефелине, выполняют пустотки растворения в породе. Между породообразующими минералами часто наблюдаются реакционные взаимоотношения: эгирин-салит замещается арфведсонитом, лепидомеланом и эгирином, арфведсонит - лепидомеланом и эгирином. Следовательно, эгирин является наиболее поздним темноцветным породообразующим минералом. Все это свидетельствует о неравновесных соотношениях минералов в нефелиновых сиенитах и о проявлении в них поздней эгиринизации.  
 

Интрузия  хибинитов

     Хибиниты - это равномерно-крупнозернистые  нефелиновые сиениты, содержащие 44% микроклин-пертита, 33% нефелина, 20% эгирина и арфведсонита, иногда с энигматитом и 3% эвдиалита, титанита, иногда лампрофиллита (Петрографический словарь, Ф. Ю. Левинсон-Лессинга, Э. А. Струве, 1963г.).

     В плане интрузия хибинитов  образует серповидное тело, обращенное выпуклостью на юго-запад. С внешней стороны она контактирует с вмещающими массив породами комплекса имандра-варзуга, с внутренней стороны с - трахитоидными хибинитами и зажатым между нефелиновыми сиенитами блоком ромбен-порфиров и мелкозернистых нефелиновых сиенитов.

    Интрузия имеет неоднородное  строение. Ее лежачий бок сложен  крупнозернистыми хибинитами с  нечетко выраженной трахитоидностью.  В висячем боку интрузии развиты  грубозернистые хибиниты пегматоидного  облика. Вдоль контакта с вмещающими породами распространен неравномернозернистый нефелиновый сиенит, в котором у самого контакта проявилась сиенитизация породы (уменьшение содержания в ней нефелина и пироксена). 

Состав  и свойства 

   Состав: внешне похожа на гранит, но почти или совсем не содержащая кварца (менее 5%; порода с 5 — 10% кварца — кварцевый сиенит).

   Структура от крупно— до мелкозернистой, чаще равномернозернистая, иногда  порфировидная. Главные породообразующие  минералы калиевый полевой шпат (обычно микроклин-пертит) и в  меньшем количестве плагиоклаз; темноцветные (роговая обманка, биотит и иногда пироксен, чаще всего авгит) составляют в сумме от 24 до 30-35%.

Обычные акцессорные и рудные минералы —  апатит, титаномагнетит, магнетит, ильменит, титанит, циркон.

Щелочные  сиениты не содержат нефелина или других фельдшпатоидов, но в них присутствуют щелочные пироксены и/или амфиболы (арфведсонит, рибекит), а олигоклаз уступает место альбиту.

   Генетическая классификация: магматическая  интрузивная (глубинная) порода 

   Физические свойства:

Окраска розовая, розовато-серая или серая (в зависимости от цвета калиевого  полевого шпата и содержания темноцветных минералов).  

Происхождение 

  Сиениты и нефелиновые сиениты нередко  залегают в виде крупных интрузивных  тел (плутонов, массивов). Щелочные и известково-щелочные сиениты часто слагают небольшие массивы (штоки и т.п.). Нефелиновые сиениты могут образовывать небольшие тела.

  Месторождения. В США сиенитовые породы развиты  в горах Уайт-Маунтинз (Нью Гэмпшир), в северной части Висконсина, южнее и западнее Литл-Рока (Арканзас). В Европе особенной известностью пользуются выходы сиенитов в окрестностях Осло (Норвегия) и Дрездена (Германия).

  Наиболее  известные районы распространения  сиенитов в России Урал, Енисейский кряж, Забайкалье, а щелочных сиенитов Кольский п-ов. Нефелиновые сиениты широко развиты в Карело-Кольском регионе (горы Хибины, Ловозерские тундры), на Урале (Ильменские и Вишневые горы), в северном Прибайкалье, Восточном Саяне, Кузнецком Алатау, в горах Сенгилен (юго-восточная Тува), на Алдане и севере Красноярского края.

  На  Украине они встречаются в  Приазовье (Мариупольский массив), в  Казахстане в Приишимье. Широко распространены нефелиновые сиениты в южной  Скандинавии, Финляндии, Гренландии, Канаде, Бразилии, ЮАР, Восточной Африке (Кении, Уганде и др.).  

Применение 

    Сиениты в небольшом объеме  добывают карьерами, и они поступают  на рынок под маркой гранитов . Особое применение находят нефелиновые  сиениты как заменители полевого  шпата в производстве стекла  и керамики. С этой целью нефелиновые сиениты разрабатывают в провинции Онтарио (Канада).

  Наиболее  важная область промышленного использования нефелиновых сиенитов, самых богатых нефелином, т.е. с высоким содержанием Al2O3, получение глинозема; такие породы представляют основной вид небокситового сырья для алюминиевой промышленности. Попутно при их переработке получают соду, цемент и удобрения для кислых почв.

  С нефелиновыми сиенитами в России связаны крупнейшие месторождения  апатита (Хибины), редких металлов (Ловозерские  тундры), а также глиноземного сырья (Кия-Шалтырь в Кузнецком Алатау). 

Интересные  факты

  Щелочные  сиениты — эффузивы прорезаны во многих местах рядом довольно крупных штоков сиенитов, при внимательном изучении обнаруживающих несомненную генетическую связь с наиболее поздними продуктами вулканической деятельностью-ортофирами. Именно этими сиенитами сложены известные красноярские «Столбы»

      В противоположность сиенито-диоритовой  интрузии сиениты очень монотонны  и однообразны по своему составу  и сравнительно редко среди  них появляются разности, сколько  нибудь отличающиеся от обычных.  В типичном виде это – желтовато-серые в свежем состоянии, а в более выветрелом-розовато-красные и мясо-красные породы, обычно крупозернистые, ровнозернистые или порфировые с характерной миаролитовой текстурой, благодаря наличию которой они оказываются чрезвычайно рыхлыми и при выветривании легко рассыпающимися в дресву.

  В образцах порода кажется состоящей, главным образом, из сероватого или  красного полевого шпата, проявляющегося в виде хорошо ограниченных табличек, в пустотках между которыми иногда сидят хорошо образованные кристаллики кварца. В сравнительно небольшом количестве присутствуют биотит,. роговая обманка и пироксен.

  При изучении наших пород под микроскопом  прежде всего бросается оригинальный характер щелочного полевого шпата. Сравнительно редко он представлен  свежими прозрачными и совершенно однородными зернами, ясно моноклинными, но с несколько отличающейся от ортоклаза ориентировкой: ANp=13 -14 и 2v колеблется от 60 до 84 . В таких однородных зернах нередко замечается очень тонкая изящная зоиарность.

  Чаще  такие однородные зерна несколько неравномерно погасают и, местами, в них присутствует тончайшая микроклиновая решетка; такие зерна уже ясно триклинны: 7 (001) образует с Nm угол 13 , Np-78 , Ng-80 ; 2v очень постоянно и равно (-) 85 .

  Еще чаще зерна полевого шпата оказываются сильно пертитизированньши; цри чем пертитизацией захвачены или только краевые части зерен или же все зерна целиком. В пертитах альбитовая составная часть, имеющая состав плагиоклаза 7, почти вдвое превышает количество ортоклаза, и такие образования заслуживают названия антипертита. Интересно отметить, что в сиенитах, содержащих моноклинный полевой шпат, который можно назвать криптопертитом, никогда не встречаются плагиоклазы.

  Сиениты же с триклинным щелочным полевым  шпатом, обладающим всеми свойствами и, как это увидим ниже, составом анортоклаза, иногда содержат крайне незначительную примесь кислого олигоклаза. Кроме того такие анортоклазовые разности сиенитов иногда совершенно незаметно переходят в олигоклазовые породы.

  Таким образом, здесь очень ясно видно, что триклинные свойства анортоклаза обусловливаются высоким содержанием альбитовой и анортитовой молекулы, что находится в полном соответствии со взглядом Фохта на взаимоотношения системы ортоклаз-альбит-анортит.

  Содержание  щелочного полевого шпата достигает не менее 80 /о, а иногда и больше. Остальная масса породы представлена кварцем, сильно разложенными и побуревшими биотитом, уралитового характера роговой обманкой, редко-диопсидом, в одном случае арфведсонитом, довольно значительным количеством магнетита, титанитом и апатитом.

      Из структурных признаков очень  характерен резкий идиоморфизм  щелочного полевого шпата; кварц  всегда выполняет промежутки  между зернами полевых шпатов, а темноцветные компоненты всегда  сильно корродированы последними.

  Гранит  порфир — порода изверженная

  Цвет. Серый, темно-серый, желтоватый, красноватый  или кирпично красный.

  Строение. Порода имеет массивную и порфировую структуры. Основная масса тонкозернистая, не содержит вулканического стекла.

  Происхождение. Жильная порода, по составу отвечает гранитной магме. Слагает жилы в краевых частях гранитных массивов.

  Сиенитовый  порфир — порода изверженная

  Цвет. Желтовато-серый, зеленоватый, красноватый  или голубоватый.

  Строение. Порода имеет массивную и порфировую структуру с тонкозернистой, почти плотной основной массой. Образует жилы или слагает краевые части тел сиенитов.  
 
 
 

Сиенит 

  Название  камня от Syene — Сиена, греческое  название древнеегипетского города Сун, ныне Асуан)

  Генетическая  классификация полнокристаллическая изверженная горная порода

  Cостав:  в основном калиевый полевой  шпат, плагиоклазов, с примесью цветных  минералов: роговой обманки, биотита,  пироксена, изредка оливина. Иногда  присутствует кварц. В зависимости  от содержания цветных минералов  сиенит называют роговообманковыми, слюдяными, кварцевыми и др.

  В химическом отношении сиенит характеризуются  содержанием кремнезёма от 55 до 65%, а  по содержанию щелочей разделяются  на нормальные и щелочные. В нормальных сиенитах плагиоклазы представлены олигоклазом и андезином; в щелочных сиенитах присутствуют калиевые полевые шпаты, реже — альбит.

  При содержании щелочей свыше 12% и уменьшении содержания кремнезёма в породе образуются нефелины (или др. фельдшпатоиды  — лейцит, содалита группа минералов), щелочные сиениты переходят в нефелиновые сиениты или др. фельдшпатоидные сиениты. К сиенитам близки монцониты или габбро-сиениты, состоящие из лабрадора и ортоклаза с примесью цветных минералов (пироксена).

  Распространены  на Ю. Украины (Волынская область), на Урале, а также в Казахстане, на Кавказе, в Средней Азии (монцониты).

  Применение. Сиениты применяются подобно  гранитам 

Нефелин 

Нефелин - минерал из класса каркасных силикатов. Название нефелинпроисходит от греческого «нефеле» облако (при его разложении в кислотах образуется «облако» геля SiO2).

Химический  состав

KNa3[AISiO4]4. Обычно присутствует избыточное  количество Si и примесь Ca, Mg, реже Fe, Be, Cl, H2O, Ga. В основе структуры  нефелина лежит несколько искаженная  структура тридимита, в крупных  полостях которой расположены щелочные катионы. Расположение (Si, Al)-тетраэдров искажает ее таким образом, что она остается без плоскости симметрии. Нефелин кристаллизуется в гексагональной системе. Образует сплошные зернистые агрегаты, реже короткопризматические кристаллы.

Кристаллы редки, встречаются в пустотах щелочных пород или их пегматитов и имеют  облик толстых шестигранных табличек либо коротких призм. Обычно сплошные или зернистые массы; зерна неправильной формы. Распространен значительно  меньше, чем полевые шпаты. Образуется только в магмах, обедненных кремнеземом; не встречается в породах, содержащих кварц (свободный кремнезем).

Твердость по минералогической шкале 5,5 - 6; плотность 2,5 - 2,6 г/м3. Спайность несовершенная, блеск от стеклянного до жирного.

Обычно  бесцветный, розовый, серый или зеленоватый. В кислоте легко разлагается  с выделением хлопьевидного кремнезема. При изменении приобретает красноватый  или коричневатый оттенок. Нефелин - один из главных минералов щелочных горных пород (нефелиновых сиенитов и их пегматитов). Под действием постмагматических растворов замещается содалитом, канкринитом, цеолитами. В гипергенных условиях переходит в гидрослюду, монтмориллонит, галлуазит, а при латеритном выветривании - в гиббсит.

Месторождения нефелина

 В  СССР - на Кольском полуострове, в Ильменских горах на Урале, в Красноярском крае, в Алайском хребте и др.; за рубежом - в Гренландии, Норвегии, Швеции, ФРГ, Кении и др.

Применение  нефелина

 Исследования  показали, что он совсем нефелин  не может может удобрять землю, это верно. Но он годится во многих других делах и приносит там большую пользу.

Крупные куски нефелина попали в руки гранильщиков, и стали выходить из шлифовальных мастерских в виде красивых темно-красных  ларцов, пепельниц, чернильных приборов и статуэток.

Нефелиновая мука точно в таких же мешках, как и апатитовая, целыми эшелонами  пошла на кожевенные заводы и на заводы по выработке стекла. Везде  ей нашлось должное применение. На кожевенных заводах нефелином дубят  кожи, придавая им прочность и гибкость. На керамических заводах, где вырабатывается метлахская плитка, гончарные трубы, глиняная глазированная посуда и многие другие полезные вещи, нефелин стал заменять собой полевой шпат.

На текстильных  предприятиях нефелиновую муку стали  обрабатывать кислотами, и от их воздействия эта мука превратилась в полупрозрачную массу, наподобие расплавленного стекла. Стоит этой массой пропитать ткань, и она не горит, не поддается кислотам, не пропускает воду. То же самое происходит и с деревом, пропитанным нефелиновой массой.

И хоть много нефелина отправляется на текстильные  предприятия, на заводы по выработке  керамических изделий и кож, а  все же самые большие эшелоны  с нефелиновой мукой идут не туда, а на алюминиевые заводы. Нефелин  богат содержанием алюминия. Ежегодно из него получают тысячи тонн легкого серебристого металла, который нужен и для самолетов, и для автомобилей, и для выработки обыкновенных домашних кастрюль.

Лечебные  свойства

В народной медицине бытует мнение, что нефелин  зеленовато-серой окраски благотворно влияет на нервную систему. Считается, что для улучшения зрения и снятия напряжения глаз нужно в конце дня несколько минут созерцать этот камень. Некоторые народные целители предполагают, что желтовато-серые минералы способны улучшать пищеварение и работу кишечника, возбуждать аппетит. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы 

1. «Известия Западно-Сибирского Геолого-разведочного треста, том XII, вып. 2, Ответственный  редактор проф. М.А. Усов Геология района г. Красноярска (Отчет о 10-верстной геологической  съемке 1929 г.) Ю. А. КУЗНЕЦОВА Томск, 1932, 46 c.»
2. Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.
3. Интернет.