ПРОМЫШЛЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ

 

НЕФЕЛИНОВЫЕ СИЕНИТЫ, нефелин

 

 

Сиениты представляют собой сравнительно редкую группу полнокристаллических изверженных пород, которые в основном состоят из полевых шпатов, обычно альбита и микроклина. В некоторых сиенитах содержится нефелин — минерал, имеющий следующий состав: К^О • 3Na20 • 4А120з • 9Si02.

 

Нефелин обычно встречается в виде небольших зерен, образующих кристаллические сростки с полевыми шпатами. Он обладает стекловидным обликом и жирным блеском (несколько подобным блеску кварца) и с трудом распознается без помощи специальных петрографических методов. В нефелине содержится меньше кремнезема, чем в полевых шпатах, и наличие нефелина в породе в действительности указывает на дефицит кремнезема в материнской магме. В нефелиновых породах отсутствует кварц (свободный кремнезем). Обычные второстепенные и акцессорные минералы представлены мусковитом, биотитом, корундом, роговой обманкой, натровым пироксеном и магнетитом.

 

В южной части провинции Онтарио расположено крупное и сложное поле щелочных изверженных пород, которые привлекали внимание петрологов. Здесь нефелиновые сиениты встречаются во многих местах. К одному из этих массивов, носящему название Блу-Маунтин, приурочено единственное в западном полушарии эксплуатирующееся месторождение нефелиновых сиенитов, С 1937 по 1942 г. нефелиновые сиениты разрабатывались в небольшом количестве в районе Банкрофт, находящемся примерно в 45 милях север-северо-восточнее Блу-Маунтин. В нескольких районах США известны непромышленные проявления нефелиновых сиенитов. Например, Магнет-Ков в штате Арканзас (Smothers, Williams, Reynolds, 1952), Бимервилл в штате Нью-Джерси (Wilkerson, 1946) и горы Бэрпо в штате Монтана (Ресога, 1942).

 

Свойства и применение

 

Свойства нефелина, определяющие его практическое применение, аналогичны свойствам полевого шпата, и оба эти ми" нерала используются для одних и тех же целей. Поэтому нефелиновый сиенит, представляя собой смесь этих двух минералов, используется как таковой целиком. Он применяется в качестве ингредиента в производстве стекла, особенно контейнерного стекла; в производстве фарфора и керамических глазурей и эмалей.

 

Применение нефелинового сиенита в этих отраслях про* мышленности обусловлено двумя его свойствами, по которым он имеет большую ценность, чем полевой шпат, а именно: большим содержанием глинозема и связанных щелочей (калия и натрия). Глинозем, входя в состав стекла, увеличивает его устойчивость к физическим и термическим воздействиям. Присутствие большого количества щелочей понижает температуру плавления, что придает нефелиновому сиениту качества превосходного флюса. Применение нефелинового сиенита в керамике снижает затраты горючего и увеличивает срок службы огнеупорного припаса, используемого для обжига керамических изделий.

 

анализы нефелинового сиенита месторождения Блу-Маунтин, а в  7.2 (стр. 350)—анализы полевых шпатов из промышленных залежей. Практическую ценность имеют только нефелиновые сиениты с очень низким содержанием железа, что собственно ограничивает возможности использования нефелиновых сиенитов на большинстве месторождений. Даже нефелиновые сиениты месторождения Блу-Маунтин, в которых в среднем содержится мало Fe203, необходимо подвергать значительному обогащению. Главные железосодержащие минералы в нефелиновых сиенитах — магнетит и биотит — удаляются путем магнитной сепарации.

 

В промышленности нефелиновые сиейиты начали применяться с 1935—1937 гг. и оставались в ведении одной компании до 1956 г. В конце 1956 г . на месторождении Блу-Маунтин начала работы вторая компания. Только к середине 1950-х годов стоимость ежегодной продукции нефелинового сиенита превысила 1 млн. долл. Большие исследовательские работы по изучению свойств и применению нефелинового сиенита были проведены в университете штата Огайо Кёнигом (Кое- nig, 1939а, 19396, 1942). Этот же исследователь составил две аннотированные библиографии по нефелиновым сиенитам (Koenig, 1947, 1958).

 

Месторождение Блу-Маунтин, провинция Онтарио (Канада)

 

Это месторождение расположено в южной части провинции Онтарио, примерно на полпути между городами Торонто и Оттава. Оно находится в церковном приходе Метьен в округе Питерборо, в 18 милях северо-восточнее Литчфилда. Гора Блу-Маунтин располагается в пределах группы сглаженных ледниками гряд, которые возвышаются на 200—350 футов над окружающей болотистой низменностью. Главное тело нефелиновых сиенитов имеет северо-восточное простирание; длина его около 3 миль при ширине 0,5 мили: от этого массива отходит узкая апофиза, простирающаяся на 2,25 мили к юго-западу.

 

На юго-западной оконечности этой апофизы расположен первый крупный карьер. В 1956 г. был заложен карьер в северовосточной части месторождения Блу-Маунтин.

Массив нефелиновых сиенитов имеет неправильную форму. Он слагает гору Блу-Маунтин и заключен в метаосадоч- ные породы гренвиллской серии, представленные главным образом гнейсами, кристаллическими сланцами, мраморами и амфиболитами. Северо-восточное простирание тела сиенитов согласуется с простиранием пережатых складок и направлением интенсивной листоватости вмещающих пород. Породы гренвиллской серии и сами нефелиновые сиениты секутся розовыми сиенитами. В нефелиновых сиенитах- встречается несколько «биотитовых линз», которые, по-видимому, представляют собой измененные силлы основных пород. Зсе описываемые породы имеют докембрийский возраст.

 

Нефелиновые сиениты от средне- до мелкозернистых, светлоокрашенные, состоят из нефелина (около 23%), альбита (59%) и микроклина (16%). Остальная часть породы (2%) представлена главным образом магнетитом и биотитом. Полевой шпат и слюда образуют кристаллы с несовершенными гранями, а нефелин выполняет промежутки между этими двумя минералами. Повсюду нефелиновые сиениты характеризуются листоватой или полосчатой текстурой. Такая текстура обусловлена главным образом неоднородностью минерального состава этих сиенитов. Например, биотит и другие темноцветные минералы обычно скапливаются в определенных зонах. Кроме того, содержание нефелина различно в отдельных зонах (Derry, Phipps, 1957, стр. 191). Результаты замеров листоватости нефелиновых сиенитов в поле явно указывают на то, что они собраны в несколько сжатых складок, осевые плоскости которых круто падают на юго-восток.

 

Ранее было сказано, что нефелиновые сиениты представляют собой интрузивные породы, и действительно, к этому выводу пришли некоторые геологи относительно данного месторождения. Кейт (Keith, 1939) считал, что нефелиновые сиениты месторождения Блу-Маунтин представляют собой интрузивный шток. Он предположил, что магма во время внедрения была щелочной и имела почти тот же состав, какой имеют породы на месторождении в настоящее время. Хьюитт (Hewitt, 1957) поддержал эту гипотезу.

 

Однако, по его мнению, интрузивное тело было смято в складки во время или после его внедрения, а кроме того, во время внедрения имело место частичное замещение (нефелинизация) вмещающих гнейсов, приведшее в результате в некоторых местах к постепенным контактам между этими породами. Согласно представлениям других исследователей, нефелиновые сиениты не являются изверженными породами, а образовались в результате селективного замещения некоторых пород гренвиллской серии посредством нефелинизирующих растворов. В самом деле, Гаммер и Берр (Gummer, Burr, 1946), а также Мойд (Moyd, 1949) защищали точку зрения о неинтрузивном происхождении всех щелочных пород юго-восточной части провинции Онтарио, включая и породы месторождения Блу-Маунтин. Дерри и Фиппс (Derry, 1951; Derry, Phipps, 1957) пришли к тому же выводу только в отношении месторождения Блу-Маунтин. Согласно Мойду (Moyd, 1949), образование нефелиновых сиенитов путем замещения других пород происходило при участии растворов, богатых кремнеземом, которые поступали из обычной гранитной магмы при ее охлаждении и кристаллизации. Проходя известковистые породы гренвиллской серии, эти растворы теряли кремнезем и насыщались углекислым газом, глиноземом и щелочами. Непрерывное воздействие этих растворов на темноцветные гнейсы гренвиллской серии приводило к превращению кальциевого полевого шпата в щелочной полевой шпат и нефелин.

 

Эти противоположные гипотезы происхождения сиенитов были развиты в статьях Хьюитта (Hewitt, 1957), а также Дерри и Фиппса (Derry, Phipps, 1957). Некоторые расхождения во взглядах на происхождение сиенитов вытекают из противоречивых полевых данных. Например, Дерри и Фиппс считают, что контакты между сиенитами и вмещающими гнейсами обычно постепенные, тогда как Хьюитт указывает на резкие, а местами секущие контакты у северо-восточной оконечности тела нефелиновых сиенитов. Дерри и Фиппс не обнаружили никаких интрузивных взаимоотношений между сиенитами и окружающими породами, хотя Хьюитт указывает на то, что апофиза, отходящая от главного тела нефелиновых сиенитов и имеющая длину несколько сот футов, внедряется в метаосадочные породы и сечет их. Имеются и другие противоречия в приводимых авторами полевых данных, а кроме того, существуют разногласия в вопросе, является ли сланцеватость сиенитов реликтом слоистости первичных пород или нет. По-видимому, все эти спорные моменты в конце концов будут разрешены. Хотя в настоящей книге нефелиновые сиениты рассматриваются как изверженные породы, мы должны помнить, что, возможно, они имеют неинтрузивное происхождение.

 

При поисках участка, пригодного для заложения нового карьера, вначале производят разведочное картирование, чтобы выделить залежи качественного полезного ископаемого, удобные для разработки (Derry, Phipps, 1957, стр. 194). После того как выделена определенная залежь, производят ее детальное геологическое картирование и оконтуривание. Если результаты этой предварительной разведки положительные, то проводят алмазное колонковое бурение по профилям, которые отстоят друг от друга на 100—200 футов и проходят вкрест простирания залежи. Керновые пробы подвергаются обогащению в лабораторных условиях; в полученных концентратах определяется содержание железа и периодически— глинозема. Если в результате такого опробования выясняется, что основная масса залежи отвечает промышленным требованиям и не содержит больших количеств пустой породы, то производят вскрышные работы и закладывают карьер. Так как гряды, сложенные сиенитами, очень сильно сглажены ледниками, то вскрыша имеет довольно небольшую мощность. Максимальная высота уступа карьера достигает 40 футов, причем разработка в карьере ведется в направлении простирания. Очевидно, как и для большинства других месторождений минерального сырья, «добыча нефелинового сиенита вовсе не представляет собой простой разработки залежи и сплошной выемки исходного сырья» (Derry, Phipps, 1957, стр. 195). Необходимо тесное сотрудничество между геологическими, горными и обогатительными подразделениями.

 

Добытое сырье на грузовиках транспортируется в хранилища или прямо на обогатительную фабрику. На фабрике порода дробится, просеивается и подвергается магнитной сепарации. Для получения продукта, применяемого в стекловарении, производят дальнейший помол и просеивание сырья (до размера песчаных фракций), а для использования в керамике его растирают до порошкообразного состояния. Тонкий помол раньше производился на обогатительной фабрике около Роче- стера в штате Нью-Йорк, а в 1951 г. эта обогатительная фабрика была демонтирована и переведена в Лейкфилд, расположенный в 18 милях от месторождения. Спустя пять лет это помольное предприятие еще более приблизилось к карьеру, и сейчас оно расположено в Нефтоне, где производится полное обогащение сырья. Карьер и обогатительная фабрика второй горнодобывающей компании размещены у северо-восточной окраины месторождения Блу-Маунтин. Суммарная годовая производительность этих двух обогатительных фабрик составляет более 150 тыс. т. конечного продукта . Большая часть этой продукции экспортируется в США. «Достоверные» или «вполне достоверные» запасы только одного старого участка месторождения, выявленные при помощи алмазного бурения, оцениваются более чем в 4,5 млн. г.

 

Добыча и обогащение нефелиновых сиенитов на месторождении Блу-Маунтин описаны Дитом (Deeth, 1957)  a

 

 

ЛИТЕРА ТУРА

Chayes F. (1942). Alkaline and carbonate intrusives near Bancroft, Ontario, Bull. Geol. Soc. Amer., 53, 449—512. Crockett W. E., Foxhall H. B. (1948). Preliminary report of occurrence and properties of nepheline syenite in Arkansas, Bull. Amer. Ceramic Soc., 27, 64—67. Deeth H. R. (1957). Nepheline syenite at Blue Mountain, Min. Eng., 9, 1241—1244.

Derry D. R. (1951). The Lakefield nepheline syenite: evidence of a non-

intrusive origin, Roy. Soc. Canada Trans., sec. IV, 45, 31—40. Derry D. R., Phipps С. V. G. (1957). Nepheline syenite deposit, Blue Mountain, Ontario, Geology of Canadian Industrial Mineral Deposits, Montreal, Can. Inst. Min. and Met. 190—195. Fairbairn H. W. (1941). Petrofabric relations of nepheline and albite in litchfieldite from Blue Mountain, Ontario, Amer. Mineralogist, 26, 316—320.

Gummer W. K., Burr S. V. (1946). Nephelinized paragneisses In the

Bancroft area, Jour. Geology, 54, 137—168. Hewitt D. F. (1957). Nepheline syenite, Geology of Canadian Industrial

Mineral Deposits, Montreal, Can. Inst. Min. and Met., 186—190. Hewitt D. F.t Peach P. A., Mo yd L. (1953). Petrology of the nepheline and corundum rocks, Bancroft area, eastern Ontario, Geol. Soc. Amer. and Geol. Assoc. Can., Joint Meeting, Nov. 1953, Guidebook for Field Trip, № 1. Keith M. L. (1939). Petrology of the alkaline intrusive at Blue Mountain,

Ontario, Bull. Geol. Soc. Amer. 50, 1795—1826. Koenig C. J. (1939a). Fundamental properties of nepheline syenite, Jour.

Amer. Ceramic Soc., 22, № 2, 35—38. Koenig C. J. (19396). Nepheline syenite in ceramic wares, Ohio State

Univ., Eng. Exp. Sta. Bull., 103. Koenig C. J. (1942). Nepheline syenite in Low-temperature vitreous wares,

Ohio State Univ., Eng. Exp. Sta. Bull., 112. Koenig C. J. (1947). Literature abstracts pertaining to nepheline syenite, Ohio State Univ., Eng. Exp. Sta. Bull., 130.

Koenig С. J. (1958). Literature abstracts of ceramic applications of nepheline syenite, Ohio State Univ., Eng. Exp. Sta. Bull., 167.

Mo yd L. (1949). Petrology of the nepheline and corundum rocks of southeastern Ontrio, Amer. Mineralogist, 34, 736—751.

Pecora W. T. (1942). Nepheline syenite pegmatites, Rocky Boy stock, Bearpaw Mountains, Montana, Amer. Mineralogist, 27, 397—424.

Smothers W. J., Williams N. F., Reynolds H. J. (1952). Ceramic evaluation of Arkansas nepheline syenite, Ark. Div, Geology Inf. Circ., 16.

S pence H. S. (1942). Nepheline syenite: a new ceramic raw material from Ontario, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 148, 122—131.

Wilkerson A. S. (1946). Nepheline syenite from Beemerville, Sussex County, New Jersey, Amer. Mineralogist, 31, 284—287.

 

 

 

 Смотрите также:

 

ШЛАМ НЕФЕЛИНОВЫЙ. Нефелиновый шлам для получения...

ШЛАМ НЕФЕЛИНОВЫЙ. — отход производства окиси алюминия из нефелинов, сиенитов и др. аналогичных горных пород.

 

ЦЕМЕНТ НЕФЕЛИНОВЫЙ. Производство нефелинового цемента...

Основной составной частью нефелинового цемента является шлам нефелиновый — отход произ-ва глинозема из нефелинов, сиенитов и др. аналогичных горных пород.

 

Нефелин. Нефелиновый белитовый шлам. ТЕХНОЛОГИИ...

...частью нефелинового цемента является шлам нефелиновый — отход произ-ва глинозема из нефелинов Сухой способ производства цемента. ...доменные шлаки, нефелиновый шлам и т...

 

где добывают сапфир. Кристаллы сапфира ПЕГМАТИТОВЫЕ...

Мелкие месторождения сапфира находятся в пределах пояса нефелиновых сиенитов, который протягивается от округа Петербаре до округа Ренфру в провинции Онтарио.

 

Нефелин. Магические и лечебные свойства полу драгоценных...

Нефелин относится к семейству фельдшпатоидов. Название «нефелин» происходит от греческого слова, которое в пере