La sienita nefelínica es una roca plutónica holocristalina que se compone principalmente de nefelina y feldespato alcalino . [1] Las rocas son en su mayoría de color pálido, gris o rosa, y en apariencia general no se diferencian de los granitos , pero también se conocen variedades de color verde oscuro. La fonolita es el equivalente extrusivo de grano fino .
Las sienitas nefelínicas están subsaturadas en sílice y algunas son peralcalinas (términos discutidos en roca ígnea ). La nefelina es un feldespatoide , un mineral en solución sólida, que no coexiste con el cuarzo ; en cambio, la nefelina reaccionaría con el cuarzo para producir feldespato alcalino.
Se distinguen de las sienitas no sólo por la presencia de nefelina sino también por la aparición de muchos otros minerales ricos en álcalis y en tierras raras y otros elementos incompatibles . En las sienitas nefelínicas predomina el feldespato alcalino, representado comúnmente por la ortoclasa y la albita laminar exsolvente , forma la pertita . En algunas rocas predomina el feldespato potásico , en otras el feldespato sódico. La microclina clara fresca es muy característica de algunos tipos de sienita nefelínica.
La sodalita , incolora y transparente en sección delgada , pero frecuentemente azul pálido en los especímenes manuales, es el principal mineral feldespatoides además de la nefelina. La aenigmatita de color marrón rojizo a negro también se encuentra en estas rocas. El olivino extremadamente rico en hierro es raro, pero está presente en algunas sienitas nefelínicas. Otros minerales comunes en cantidades menores incluyen piroxeno rico en sodio , biotita , titanita , óxidos de hierro , apatita , fluorita , granate melanita y circón . La cancrinita se encuentra en varias sienitas nefelínicas. Se ha registrado una gran cantidad de minerales interesantes y raros de las sienitas nefelínicas y las vetas de pegmatita que las intersecan.
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Los aspectos macroscópicos de la sienita nefelínica son similares a los del granito . La presencia de nefelina y la ausencia de cuarzo son la diferencia fundamental. La biotita es generalmente de bajo contenido y los principales minerales máficos son clinopiroxeno (±) y anfíbol (±). El color macroscópico es gris, siendo un poco más oscuro que el granito. Existe una roca metamórfica de alto grado originada a partir de la sienita nefelínica que se caracteriza por una textura de gneis de ocurrencia muy rara. Se llama gneis de sienita nefelínica o litchfieldita . Un ejemplo se encuentra en la aldea de Canaã, Estado de Río de Janeiro , Brasil .
La roca es holocristalina, generalmente equigranular , equidireccional y gruesa, con un tamaño de grano de 2 mm a 5 mm. En algunos casos raros, la roca contiene fenocristales de feldespato alcalino de 2 cm a 5 cm de longitud y de 5 mm a 2 cm de espesor. Los fenocristales muestran orientación y, finalmente, una textura acumulativa.
Los principales minerales son feldespato alcalino , nefelina , clinopiroxeno (±), anfíbol (±) y biotita (±). La nefelina es el principal feldespatoide . El cuarzo y el ortopiroxeno están ausentes. Según la nomenclatura de clasificación IUGS (Unión Internacional de Ciencias Geológicas, Streckeisen, 1978), la sienita nefelínica tiene 10% < F /( F + A + P ) < 60% y P /( A + P ) < 10% (donde F – feldespatoides, A – feldespato alcalino y P – fracciones de volumen de plagioclasa). La fonolita es el equivalente de grano fino. En caso de que la nefelina sea inferior al 10%, la roca se denomina sienita alcalina con nefelina o pulaskita. La roca similar sin cuarzo y nefelina se denomina sienita alcalina o sienita. Debido a la presencia de feldespatoides , la sienita nefelínica se clasifica como una roca alcalina típica.
El feldespato alcalino no es potásico, sino generalmente sódico-potásico, que se caracteriza por el entrelazamiento de anortoclasa , llamada pertita . En el feldespato alcalino se observan dominios de albita casi puros. La nefelina generalmente muestra alteración parcial en natrolita y cancrinita . El clinopiroxeno es sódico cuya composición varía desde hedenbergita hasta aegirina-augita . Este mineral eventualmente presenta forma de reabsorción . El borde de reacción constituido por anfíbol y/o biotita se observa comúnmente. El anfíbol es de alto álcali, como la hornblenda alcalina y la riebeckita . El clinopiroxeno y el anfíbol alcalinos son característicos de rocas alcalinas típicas. La biotita es annita, con alta relación Fe/Mg.
Los minerales accesorios son magnetita , ilmenita , apatita y titanita . Finalmente, la sodalita se encuentra a lo largo de fracturas hidrotermales. A diferencia del granito, el circón es raro y, si está presente, es en forma de xenocristales . Por otro lado, el gneis sienita nefelina contiene abundantes y grandes cristales de circón.
Las rocas ígneas subsaturadas en sílice se forman típicamente por grados bajos de fusión parcial en el manto de la Tierra . El dióxido de carbono puede dominar sobre el agua en las regiones de origen. Los magmas de estas rocas se forman en una variedad de entornos, incluyendo rifts continentales, islas oceánicas y posiciones de suprasubducción en zonas de subducción . La sienita y la fonolita nefelina pueden derivarse por fraccionamiento de cristales a partir de fundidos derivados del manto subsaturados en sílice más máficos, o como fundidos parciales de dichas rocas. Las rocas ígneas con nefelina en su mineralogía normativa comúnmente se asocian con otras rocas ígneas inusuales como la carbonatita .
Las sienitas y fonolitas nefelínicas se encuentran, por ejemplo, en Brasil , Canadá , Camerún , China , Groenlandia , Italia , Noruega , los Pirineos , Suecia , la región de Transvaal , los Montes Urales , en el complejo ígneo Magnet Cove de Arkansas , en los Estados Unidos, en las montañas de la provincia alcalina de Montana central, [2] y también en islas oceánicas.
Las lavas fonolíticas se formaron en la grieta de África Oriental en cantidades particularmente grandes, y el volumen allí puede exceder el volumen de todas las demás ocurrencias de fonolita combinadas, como lo analiza Barker (1983).
Las rocas normativas nefelinas se encuentran en estrecha asociación con el Complejo Ígneo Bushveld , posiblemente formado a partir de la fusión parcial de las rocas de la pared de esa gran intrusión estratificada ultramáfica .
Las sienitas nefelinas son raras; sólo hay una aparición en Gran Bretaña (Loch Borralan) [3] y una en Francia y Portugal . También se conocen en Bohemia y en varios lugares de Noruega , Suecia y Finlandia . En América, estas rocas se han encontrado en Texas , Arkansas , Nueva Jersey (complejo Beemerville [4] ) y Massachusetts , también en Ontario , Columbia Británica y Brasil . Sudáfrica , Madagascar , India , Tasmania , Timor y Turkestán son otras localidades de las rocas de esta serie.
Rocas de esta clase también se encuentran en Brasil (Serra de Tingua) que contiene sodalita y a menudo mucha augita, en el Sahara occidental y en las islas de Cabo Verde ; también en Zwarte Koppies en el Transvaal , Madagascar , São Paulo en Brasil , Paisano Pass en el oeste de Texas , Estados Unidos , y Montreal , Quebec , Canadá . La roca de Salem, Massachusetts , Estados Unidos, es una mica -foyaíta rica en albita y aegirina : acompaña al granito y a la essexita . La litchfieldita es otro tipo bien marcado de nefelina-sienita, en la que la albita es el feldespato dominante . Recibe su nombre de Litchfield, Maine , Estados Unidos, donde se encuentra en bloques dispersos. La biotita, la cancrinita y la sodalita son características de esta roca. Se conoce una nefelina-sienita similar en el condado de Hastings, Ontario , que apenas contiene ortoclasa , sino solo feldespato de albita. La nefelina es muy abundante y también hay cancrinita, sodalita, escapolita, calcita, biotita y hornblenda. Las lujauritas se distinguen de las rocas descritas anteriormente por su color oscuro, que se debe a la abundancia de minerales como augita, aegirina, arfvedsonita y otros tipos de anfíboles . Se conocen ejemplos típicos cerca de Lujaur en el Mar Blanco , donde se encuentran con umptekitas y otras rocas muy peculiares. Otras localidades de este grupo están en Julianehaab en Groenlandia con sodalita-sienita; en sus márgenes contienen pseudomorfos después de leucita . Las lujauritas frecuentemente tienen una estructura de bandas paralelas o gneisosa . Las sienitas-sodalitas en las que la sodalita reemplaza en gran medida o totalmente a la nefelina se encuentran en Groenlandia, donde también contienen microclina-pertita, aegirina, arfvedsonita y eudialita.
La sienita cancrinita , con un gran porcentaje de cancrinita, se ha descrito en Dalekarlia , Suecia y en Finlandia . La urtita de Lujaur Urt en el Mar Blanco se compone en gran parte de nefelina, con aegirina y apatita, pero sin feldespato. La jacupirangita (de Jacupiranga en Brasil) es una roca negruzca compuesta de augita titanífera , magnetita , ilmenita , perofskita y nefelina, con biotita secundaria.
Existe una amplia variedad de rocas ígneas peralcalinas y subsaturadas en sílice , incluidas muchas variedades con nombres de lugares informales que llevan el nombre de los lugares en los que se descubrieron por primera vez. En muchos casos, se trata de sienitas nefelinas simples que contienen uno o más minerales o mineraloides raros, que no justifican una nueva clasificación formal. Entre ellas se incluyen:
Foyaíta : las foyaítas reciben su nombre de Foya, en la Serra de Monchique , en el sur de Portugal . Se trata de sienitas de feldespato potásico y nefelina que contienen <10 % de minerales ferromagnésicos, generalmente piroxeno , hornblenda y biotita .
Laurdalita : Las laurdalitas, procedentes de Laurdal, en Noruega , son de color gris o rosado y, en muchos aspectos, se parecen mucho a las larvikitas del sur de Noruega, con las que se encuentran. Contienen feldespatos de anortoclasa , biotita o augita verdosa, mucha apatita y, en algunos casos, olivino.
Ditroíta : La ditroíta deriva su nombre de Ditrau, Transilvania , Rumania . Es esencialmente una variedad de sienita nefelina compuesta por microclina , sodalita y cancrinita . También contiene ortoclasa , nefelina , biotita, aegirina y acmita .
Las peculiaridades químicas de las nefelinas-sienitas están bien marcadas. Son extremadamente ricas en álcalis y en alúmina (de ahí la abundancia de feldespatos alcalinos y feldespatos alcalinos), con sílice que varía del 50 al 56%, mientras que la cal , la magnesia y el hierro nunca están presentes en gran cantidad, aunque son algo más variables que los otros componentes. A continuación se muestra un promedio mundial de los principales elementos en la nefelina-sienita tabulados por Barker (1983), expresados como porcentaje en peso de óxidos.
La sienita nefelínica se caracteriza por una alta proporción de (Na2O + K2O ) /SiO2 y (Na2O + K2O ) / Al2O3 , que se representan respectivamente por la existencia de minerales nefelínicos y máficos alcalinos. Por lo tanto, se clasifica geoquímicamente como roca alcalina. Esta roca tiene bajos contenidos de Fe y Mg, en total alrededor del 3% en peso, y en este sentido se clasifica como roca félsica . Sin embargo, el contenido de SiO2 no es tan alto, siendo del 53% al 62% en peso, lo que equivale a andesita y diorita . En este sentido, corresponde a una roca intermedia . Los elementos ligeros de tierras raras están altamente concentrados, lo que indica que el magma está altamente diferenciado.
La mineralogía normativa de esta composición media contiene aproximadamente un 22% de nefelina y un 66% de feldespato .
Debido a que la sienita nefelínica carece de cuarzo y es rica en feldespato y nefelina, se utiliza en la fabricación de vidrio y cerámica.
El uso industrial de la sienita nefelínica incluye refractarios, fabricación de vidrio , cerámica y pigmentos y cargas. En estas aplicaciones, la sienita nefelínica se muele y los minerales oscuros se separan cuidadosamente dejando una mezcla principalmente de feldespato y nefelina. Esta mezcla tiene un mayor contenido de álcali y aluminio y, por lo general, un menor contenido de hierro y sílice que los feldespatos de las pegmatitas, lo que la convierte en una buena materia prima. En 1994, la producción de sienita nefelínica en Canadá y Noruega, los mayores países productores, fue de 600.000 toneladas y 330.000 toneladas respectivamente. [5]
Los requisitos para la sienita de nefelina como materia prima para la fabricación de vidrio incluyen: [6]
Los análisis mineralógicos y químico típicos de una sienita nefelínica de grado cerámico son: [7]
