Нефелиновый сиенит — полнокристаллическая магматическая плутоническая порода, состоящая в основном из нефелина, щелочного полевого шпата и небольшого количества (10-15 %) цветных минералов — биотита, щелочного пироксена и амфибола.^[1] Породы в основном имеют слабую окраску (серую или розовую) и по общему виду не отличаются от гранитов, но известны и темно-зеленые разновидности. Фонолит — тонкозернистый экструзивный эквивалент.

С массивами нефелиновых сиенитов связаны месторождения полезных ископаемых: Апатитов (Хибинский массив), графита (Саяны), криолита (в Гренландии) и ряда редких элементов (ниобия, циркония, редкоземельных элементов, тория). Нефелиновые сиениты с малым количеством цветных минералов — лучшее сырье для стеклянной и керамической промышленности, служат наполнителями для строительных смесей.

Нефелиновые сиениты являются недонасыщенными кремнеземом, а некоторые из них — слабощелочными. Нефелин — это полевой шпат, минерал твердого раствора, который не сосуществует с кварцем; скорее, нефелин реагирует с кварцем, образуя щелочной полевой шпат.

От сиенитов они отличаются не только наличием нефелина, но и многими другими минералами, богатыми щелочами, редкоземельными и другими несочетаемыми элементами. В нефелиновых сиенитах преобладает щелочной полевой шпат, обычно представленный ортоклазом и растворенным пластинчатым альбитом, образующим пертит. В некоторых породах преобладает калиевый, в других — натриевый полевой шпат. Свежий прозрачный микроклин очень характерен для некоторых типов нефелиновых сиенитов.

Содалит, бесцветный и прозрачный в тонком срезе, но часто бледно-голубой в обработанных образцах, — главный полевошпатовый минерал в дополнение к нефелину. В этих породах также встречается красновато-коричневый или чёрный энигматит. Крайне богатый железом оливин встречается редко, но присутствует в некоторых нефелиновых сиенитах. Другие минералы, встречающиеся в незначительных количествах, включают богатый натрием пироксен, биотит, титанит, оксиды железа, апатит, флюорит, меланитовый гранат и циркон. Канкринит встречается в нескольких нефелин-сиенитах. Из нефелиновых сиенитов и пересекающих их пегматитовых жил известно большое количество интересных и редких минералов.

Макроскопические аспекты нефелинового сиенита сходны с таковыми гранита. Принципиальным отличием является наличие нефелина и отсутствие кварца. Содержание биотита обычно невелико, а основными мафическими минералами являются клинопироксен и амфибол. Макроскопический цвет — серый, немного темнее гранита. Очень редко встречается высокосортная метаморфическая порода, происходящая из нефелинового сиенита, которая характеризуется гнейсовой текстурой. Её называют нефелиновым сиенитовым гнейсом или литчфилдитом. Пример такой породы найден в деревне Канаа, штат Рио-де-Жанейро, Бразилия.

Порода полнокристаллическая, обычно эквигранулярная, равнонаправленная и крупнозернистая с размером зерен от 2 мм до 5 мм. В редких случаях в породе встречаются вкрапленники щелочного полевого шпата размером от 2 см до 5 см в длину и от 5 мм до 2 см в толщину. Вкрапленники демонстрируют ориентацию и в конечном итоге проявляют кумулятивную текстуру.

Ненасыщенные кремнеземом магматические породы обычно образуются при низкой температуре частичного плавления в мантии Земли. В районах источников диоксид углерода может преобладать над водой. Магмы таких пород образуются в самых разных условиях, включая континентальные рифты, океанические острова. Нефелиновые сиениты и фонолиты могут быть получены путем фракционирования кристаллов из более слабых расплавов мантийного происхождения, не насыщенных кремнеземом, или как частичные расплавы таких пород. Игнезиальные породы с нефелином в нормативной минералогии обычно ассоциируют с другими необычными магматическими породами, такими как карбонатиты.

Нефелин-сиениты чрезвычайно богаты щелочами и глиноземом (отсюда обилие фельшпатоидов и щелочных полевых шпатов), кремнезем содержится в количестве от 50 до 56 %, а известь, магнезия и железо никогда не присутствуют в большом количестве, хотя и несколько более вариативны в сравнении с другими компонентами. Ниже приводится среднемировой список основных элементов в нефелиновом сиените, составленный Баркером (1983), выраженный в весовых процентах оксидов.

Нефелиновый сиенит характеризуется высоким соотношением (Na₂O+K₂O)/SiO₂ и (Na₂O+K₂O)/Al₂O₃, которые представлены соответственно существованием нефелина и щелочных мафических минералов. Поэтому в геохимическом отношении она классифицируется как щелочная порода: имеет низкое содержание Fe и Mg, в общей сложности около 3 % (масс), и в этом смысле она классифицируется как фельзитовая порода. Однако содержание SiO₂ не так велико — от 53 до 62 массовых процентов, что эквивалентно андезиту и диориту. В этом смысле он соответствует промежуточной породе. Легкие редкоземельные элементы представлены в высокой концентрации, что указывает на высокую степень дифференциации магмы.

• SiO₂: 54,99 %
• TiO₂: 0,60 %
• Al₂O₃: 20,96 %
• Fe₂O₃: 2,25 %
• FeO: 2,05 %
• MnO: 0,15 %
• MgO: 0,77 %
• CaO: 2,31 %
• Na₂O: 8,23 %
• K₂O: 5,58 %
• H₂O: 1,47 %
• P₂O₅: 0,13 %

Нормативная минералогия этого среднего состава содержит около 22 % нефелина и 66 % полевого шпата.

В промышленности нефелиновый сиенит используется для производства огнеупоров, стекла, керамики, а также в качестве пигментов и наполнителей. В этих случаях его измельчают и тщательно отделяют тёмные минералы, оставляя смесь, состоящую в основном из полевого шпата и нефелина. Эта смесь содержит больше различных щелочных элементов и алюминия и, как правило, меньше железа и кремнезема, чем полевые шпаты из пегматитов, что делает её хорошим сырьем. В 1994 году добыча нефелинового сиенита в Канаде и Норвегии, крупнейших странах-производителях, составила 600 000 тонн и 330 000 тонн соответственно.^[2]

Требования к нефелиновому сиениту как к сырью для производителей стекла включают:^[3]

• Al2O3 >23 %; >14 % Na2O + K2O; Fe2O3 <0,1 %,
• Отсутствие тугоплавких минералов.
• Помол обычно −40 до +200 меш.

Типичный минералогический и химический анализ нефелинового сиенита керамического качества:^[4]

В середине 1930-х годов начали разрабатывать массив нефелиновых сиенитов Блю Маунтин (Blue Mountain) в Канаде. Этому способствовали значительные масштабы, расположение месторождения в экономически развитом районе, большие запасы руды и возможность вести её разработку открытым способом. На месторождении, разрабатываемом сегодня компанией Unimin Canada Ltd, работают две обогатительные фабрики мощностью 400 и 600 т/сутки по руде.

Несколько позже началось промышленное освоение нефелиновых сиенитов в Норвегии. Месторождения нефелиновых сиенитов, находящиеся за Полярным кругом на островах Сгьерньо, Серьо и Сейланн, изучены и описаны в работах Гейера (Heier, 1961, 1964) и Апплайерда (Appleyard, 1974). Нефелиновые сиениты состоят из пертитизированного калиевого шпата (50 %), нефелина (38 %), биотита (2,5 %), роговой обманки (4 %), кальцита (3 %), ильменита (1 %) и магнетита (1,5 %). Породы массива вмещают также канадитовые и личфельдитовые пегматиты, сиениты. Последние иногда вмещают корунд, шонкинит, карбонатиты. Месторождение на острове Сгьерньо, которое разрабатывается компанией North Cape Minerals AS, имеет длину 1,8 км и ширину 250 м залежи имеют форму штока и прорывают гнейсы основного состава. Месторождение вскрыто по вертикали на 500 м. Его Южный контакт находится на высоте 200 м, а Северный — 700 м над уровнем моря. На месторождении выделяют две разновидности нефелиновых сиенитов: биотитовые и нефелиновые сиениты с диопсид-геденбергитом и роговой обманкой. В нефелиновых сиенах обычно присутствуют примеси кальцита, Апатита и сфена. По химическому составу нефелиновые сиениты месторождения Сгьерньо схожи с нефелиновыми сиенитами месторождения Блю Маунтин. Производство товарного концентрата в 2015 году составило около 400 тыс. т.

Концентрат крупностью −0,6 мм используют для производства стеклоизделий. Измельченный до −0,074 мм концентрат применяется в керамической промышленности для производства санитарного фарфора, фаянса, керамической плитки, а также поливы и эмалей.

В России районом Вишневогорского месторождения нефелиновых сиенитов (Урал) заинтересовались ещё в 1925 году. В результате проведенных поисковых работ в пределах Вишневогорского щелочного массива в содержащих породах найдено более двух десятков полезных ископаемых: полевой шпат и нефелин, вермикулит, графит, мрамор, корунд, золото, титан, ниобий, цирконий, гафний, уран, торий и другие. Геологическая разведка по поиску циркона и пирохлора проведена в 1937-39 гг., в результате которой было обнаружено около 30 пирохлорсодержащих пегматитовых тел. Во время Второй мировой войны на месторождении была построена обогатительная фабрика для выпуска цирконового концентрата. В послевоенные годы фабрику реконструировали и перепрофилировали на выпуск пирохлорового концентрата. В 1990-е годы ОАО «Вишневогорский ГОК» полностью перешел на производство нефелин-полевошпатового концентрата. На сегодня предприятие производит до 650 тыс. т концентрата в год.

Нефелиновые сиениты и фонолиты встречаются, например, в Бразилии, Канаде, Камеруне, Китае, Гренландии, Италии, Норвегии, Пиренеях, Швеции, Трансваальском регионе, в магматическом комплексе Магнет Коув в Арканзасе, в горах щелочной провинции Центральной Монтаны,^[5] а также на океанических островах.

Особенно много фонолитовых лав образовалось в Восточно-Африканском рифте, и их объём может превышать объём всех остальных фонолитовых месторождений вместе взятых, о чём свидетельствует Баркер (1983).

Породы этого класса также встречаются в Бразилии (Сьерра-де-Тингуа), содержащие содалит и часто много авгита, в западной Сахаре и на островах Зелёного Мыса; также в Зварте-Коппис в Трансваале, на Мадагаскаре, в Сан-Паулу в Бразилии, на перевале Пайсано в Западном Техасе, США, и в Монреале, Квебек, Канада. Порода из Салема, штат Массачусетс, США, представляет собой слюду-фойяит, богатую альбитом и эгирином: она сопровождает гранит и эссексит. Литчфилдит — ещё один хорошо выраженный тип нефелин-сиенита, в котором альбит является доминирующим полевым шпатом. Он назван в честь города Литчфилд, штат Мэн, США, где встречается в виде разрозненных блоков. Для этой породы характерны биотит, канкринит и содалит. Похожий нефелин-сиенит известен из округа Гастингс, Онтарио, и содержит почти не ортоклаз, а только альбитовый полевой шпат. Весьма распространен нефелин, а также канкринит, содалит, скаполит, кальцит, биотит и горнбленд. От вышеописанных пород луяуриты отличаются темным цветом, который обусловлен обилием таких минералов, как авгит, эгирин, арфведсонит и другие виды амфибола. Типичные примеры известны у Луяура на Белом море, где они встречаются с умптекитами и другими весьма своеобразными породами. Другие местонахождения этой группы — Юлианехааб в Гренландии с содалитом-сиенитом; на окраинах они содержат псевдоморфы лейцита. Луяуриты часто имеют параллельно-полосчатую или гнейсовую структуру. Содалит-сиениты, в которых содалит в значительной степени или полностью занимает место нефелина, встречаются в Гренландии, где они содержат также микроклин-пертит, эгирин, арфведсонит и эвдиалит.

Канкринитовый сиенит с большим содержанием канкринита обнаружен в Далекарлии, Швеция, и в Финляндии. Уртит из Луяур-Урта на Белом море состоит в основном из нефелина, эгирина и апатита, но без полевого шпата. Якупирангит (из Якупиранги в Бразилии) — это черноватая порода, состоящая из титаноносного авгита, магнетита, ильменита, перовскита и нефелина со вторичным биотитом.

Горные породы
Магматические	Андезит Анортозит Аплит Базальт Базанит Вулканический туф Габбро Гавайит Гарцбургит Гиалокластит Горнблендит Гранит Гранодиорит Гранофир Дацит Долерит Диорит Дунит Игнимбрит Карбонатит Кимберлит Коматиит Лампроиты Лампрофир Лерцолит Норит Обсидиан Пироксенит Пегматит Перидотит Порфир Пемза Риолит Сиенит Тефрит Тоналит Трахит Троктолит Фонолит
Осадочные	Алевролит Аргиллит Аргиллиты Аркозы Брекчия Бурый уголь Глинистый сланец Горючий сланец Граувакка Гравелит Диатомит Известняк Итаколумит Калькаренит Конгломерат Котелец Кремень Кремнистый сланец Кремнистый туф Латерит Мел Мергель Оолит Песчаник Сильвинит Травертин Туф Турбидит Уголь Фосфорит Эвапориты
Метаморфические	Антрацит Амфиболит Гнейс Гранулит Кварцит Кристаллические сланцы Мрамор Милонит Пелит Роговик Серпентинит Скарн Талькохлорит Тектониты Шунгит Филлит Эклогит
Особенные разновидности	Афганский лазурит Вад Вариолит Гиалокластит Тигровый глаз Рапакиви Таконит Унакит Фельзит