Карбонатитовый комплекс Сийлинъярви — расположен в центральной части Финляндии , недалеко от города Куопио . Он назван в честь соседней деревни Сийлинъярви , расположенной примерно в 5 км к западу от южного продолжения комплекса. Сийлинъярви — второй по величине карбонатитовый комплекс в Финляндии после формации и одно из старейших месторождений карбонатита на Земле — 2610 ± 4 млн лет . Карбонатитовый комплекс состоит примерно из 16 круто простирающихся лентикулярных тел длиной около километра, окружённых гранитными гнейсами . Максимальная ширина тела составляет 1,5 км, площадь поверхности — 14,7 км ² . Комплекс был обнаружен в 1950 году с помощью местных сборщиков минералов. Разведочное бурение началось в 1958 году компанией фин. Lohjan Kalkkitehdas Oy . Typpi Oy продолжала бурение в период с 1964 по 1967 год, а Apatiitti Oy — с 1967 по 1968 год. После бурения были проведены лабораторные и опытно-промышленные работы. Рудник был открыт Kemira Oyj в 1979 году как открытый карьер . В 2007 году он был продан компании Yara .

Апатитовый рудник Сийлинъярви является крупнейшим открытым карьером в Финляндии. В настоящее время он состоит из двух карьеров; большой южный карьер Сяркиярви и меньший северный карьер Сааринен. Карьер Сяркиярви имеет глубину около 250 м, а высоту уступа — 28 м , карьер Сааринен находится около 5 км к северу от основного карьера Сяркиярви .

Общая мощность добычи в карьере составляет 600 тыс тонн в неделю, из них 450 тыс тонн из карьера Сяркиярви и 150 тыс тонн из карьера Сааринен. Почти все породы серии - карбонатит являются рудными породами; и сквозные диабазы являются отходами. Однако имеются некоторые поздние бедные апатит -карбонатные руды и некоторые блоки карбонатит-глиммерита с < 0,5 % P ₂ O ₅ по массе. Причина, по которой эти апатиты бесплодны, неизвестна, но это может быть связано с метаморфизмом и течением жидкости .

Карьер Сийлинъярви является единственным действующим фосфорным рудником в Европейском Союзе . С 1979 года добыто более 400 млн тонн породы, из которых около 65 % приходится на руду. К 2016 году на карьере было произведено 24,7 млн тонн основного продукта — апатита. Запасы руды в январе 2016 года составили 205 млн тонн. Текущая добыча составляет примерно 11 млн тонн руды в год, в то время как средняя добыча на месте составляет 4,0 % P ₂ O ₅ по массе . Примерно 85 % апатитового концентрата перерабатывается на месте в Сийлинъярви для производства фосфорной кислоты и удобрений , остальная часть концентрата используется на других заводах компании. Побочными продуктами являются слюдяные и кальцитовые концентраты . Апатитовый концентрат получают путём флотации в обогатительной фабрике рядом с карьером Сяркиярви. Затем концентрат перерабатывается в фосфорную кислоту с использованием серной кислоты . В настоящее время серная кислота добывается из пирита шахты .

Окружающие скалы

Коренная порода Сийлинъярви — архейская , хотя граница между архейской и палеопротерозойской породами близка. Ближайшие палеопротерозойские породы относятся к чёрным сланцам области Северного Саво .

- карбонатитовая интрузия в Сийлинъярви расположена в юго-восточной части Ийсалми , гранитно - гнейсовой местности . Группа пластов характеризуется двумя — самым молодым и самым древнейшим архейскими — событиями в Фенноскандийском щите : 2,6 млрд лет и почти 3,2 млрд лет по обнаруженным в гранулитах мезосомам . Сейсмические исследования показали, что толщина земной коры внутри Ийсалми сложена необычайно толстыми пластами, около 55–60 км . Толщина пластов обусловлена несколькими процессами, такими как наползание плит во время столкновений со и постколлизионное . На нынешнем уровне эрозии западная часть пластов в основном метаморфизуется в фации зелёных сланцев во время Свекофеннского орогенеза .

Доминирующим типом окружающих пород в районе Сийлинъярви является гранитный гнейс с различной текстурой и в некоторой степени минералогией. Основными минералами являются полевой шпат плагиоклаза , кварц , полевой шпат микроклина , биотит и роговая обманка . Окружающий гранит гнейс простирается примерно на 100 км к северу от Сийлинъярви . Карельские (2,0—1,9 млрд лет) осадочные горные породы встречаются на западе и северо-западе Сийлинъярви. Скалы сложены слюдяными сланоподобными гнейсами .

Габбры Лапинлахти и Сийлинъярви происходят из архейского карельского орогенеза. Мелкозернистый кварц- диорит , который проникает в окружающие гранитные гнейсы, расположен на северо-восточной стороне Сийлинъярви .

Скальные типы комплекса

Пять различных пород характеризуют рудник Сиилинъярви: породы -карбонатитового ряда, фениты, диабазовые преграды, тоналит-диориты и гнейсы . Апатит связан с глиммеритом-карбонатитами .

Обычно карбонатитовые комплексы содержат ядро из внедрённого карбонатита, который разрезает последовательность пород, богатых флогопитом . В Сийлинъярви, однако, глиммериты и карбонатиты хорошо смешаны и встречаются как субвертикальные по отношению к вертикальным слоистым почти чистым глиммеритам и почти чистым карбонатитам. Объём карбонатита больше в центре интрузии, а породы у краёв руды почти полностью мерцают .

Рудоносные породы

Центральное рудное тело состоит из глиммеритов и карбонатитов. Богатые флогопитом рудоносные породы варьируются от почти чистого глиммерита до карбонат-глиммерита и силикокарбонатов. Карбонатиты, которые содержат более 50 % карбонатов, составляют лишь около 1,5 % основного проникновения. Эти карбонатитовые породы более распространены в центре интрузии и встречаются в виде тонких жил в глиммерите. Рудное тело также содержит сине-зелёные породы, которые составляют до 50 % модального рихтерита . Основными минералами рудных пород являются тетраферрифлогопит, кальцит , доломит , апатит и рихтерит. Циркон , магнетит , пирротин , халькопирит и пироксены встречаются в качестве дополнительных минералов. Апатит — это , а количество C O ₂ варьируется .

Глиммерит — слоистая, зеленовато-чёрная, тёмная или красновато-коричневая порода (в зависимости от доминирующего слюдяного минерала), содержащая 0—15 % карбонатных минералов. Ориентированные породы мелкозернистые и среднезернистые и обычно . Матрица состоит из мелкозернистого флогопита , а порфировая структура представляет собой зернистые флогопитовые зёрна. Мелкозернистые глиммериты часто бывают более равносторонними. Минеральный состав глиммеритов составляет в среднем 82 % флогопита, 8 % апатита, 7 % амфиболов , 2 % кальцита и 1 % доломита. В некоторых районах содержание апатита настолько высоко, что порода называется апатитовой (не менее 25 % апатита). Апатит встречается в этих породах в виде гранул большого размера, а диаметр кристаллов может достигать нескольких дециметров . Акцессорные минералы глиммеритов включают ильменит , магнетит и пирохлор .

Карбонат-глиммериты — более светлые породы по сравнению с чистыми глиммеритами. Это очевидно из-за содержания карбоната (15—25 % карбонатных минералов), а также из-за более светло-красновато-коричневого цвета слюды. Они менее ориентированы, чем глиммериты, и более равномернозернистые. Размер зерна средний. Минеральный состав карбонат-глиммеритов в среднем составляет 64 % флогопита, 10 % апатита, 10 % кальцита, 9 % доломита и 7 % амфиболов .

Силикокарбонаты содержат 25—50 % карбонатных минералов и довольно светлые, оттенок зависит от цвета слюды. Текстура очень похожа на карбонат-глиммериты, за исключением областей, где карбонаты и слюды связаны и встречаются как их разновидности. Средний минеральный состав составляет 46 % флогопита, 22 % доломита, 19 % кальцита, 9 % апатита и 4 % амфиболов, хотя количество кальцита должно быть выше, чем у доломитов . Акцессорные минералы силикокарбонатов включают стронцианит , барит , циркон, ильменит и магнетит .

Карбонатитовые породы (более 50 % карбонатов) в Сийлинъярви имеют брекчиевание и в основном состоят из кальцита, доломита и апатита. Акцессорные минералы включают флогопит, ильменит и магнетит . Как правило, содержание доломитов в карбонатных породах довольно сильно варьируется. Содержание в основном очень низкое, и порода состоит в основном из кальцита, но в некоторых районах содержание доломита может достигать 50 %. Карбонаты Сийлинъярви представляют собой светло-серые, белые или слегка красноватые мелкозернистые или среднезернистые породы со средним размером зёрен около 0,9—1,2 мм. Эти породы обычно встречаются в виде вертикальных преград .

Минералы недр Сийлинъярви

Наиболее распространёнными минералами недр Сийлинъярви являются слюды, карбонаты, апатиты и амфиболы. Средний состав руды Сийлинъярви составляет 65 % флогопита (включая тетраферрифлогопит), 19 % карбонатов (соотношение кальцит / доломит 4 к 1), 10 % апатита (эквивалентно 4 % P ₂ O ₅ во всей породе), 5 % рихтерита и 1 % дополнительных минералов (в основном магнетит и циркон ) .

Слюды

Наиболее распространённым слюдяным минералом в комплексе Сийлинъярви является тетраферрифлогопит , на долю которого приходится 65 % содержания. Некоторые глиммериты содержат более 90 % тетраферрифлогопита. Цвет минерала чёрный или зеленовато-чёрный, тёмно-коричневый или красновато-коричневый. Цвет зависит от вмещающей породы и интенсивности деформации породы. Красновато-коричневая слюда обычно встречается с карбонат-глиммеритами, а чёрная слюда встречается с глиммеритами . Флогопиты проявляют очень сильный обратный плеохроизм от красно-коричневого до розовато-жёлтого, что связано с высоким содержанием Fe ³⁺ . Флогопит Сийлинъярви продаётся как под торговым названием «Яра биотит» ( англ. «Yara biotite» ).

Флогопит встречается в виде рассеянных чешуек, табличных кристаллов и пластинчатых или слоистых . Размер зерна слюд варьируется от пары микрометров до нескольких сантиметров, средний размер составляет 1—2 мм в диаметре . Флогопит превращается в коричневый биотит-флогопит в зонах сдвига, а в зонах наиболее интенсивного сдвига — в биотит и хлорит . Наиболее распространённым минералом включения в слюде является магнетит, но обычно включения редки. Некоторые включения циркона также встречаются .

Карбонаты

Доломит Сийлинъярви желтоватый или коричневато-белый, трудно отличим от кальцита. Наиболее распространённой формой доломита являются округлые зёрна диаметром 0,2—0,4 мм. Доломиты также встречаются в виде крупных, почти эвгедральных зёрен диаметром 4—6 мм. Другими распространёнными текстурами являются и растворённые ламеллы ^{[ уточнить ]} с кальцитом. Эвдонические зёрна встречаются только в карбонатитах . Микрозондовые исследования доломита Сийлинъярви показывают однородные составы с низким содержанием Fe O , Sr O и Mn O .

Апатиты

Апатит в Сийлинъярви в основном в виде , но также можно найти карбонат-фторапатит . Рудоносные породы Сийлинъярви содержат примерно равное количество (около 10 %) от светло-зелёного до серого апатита. Количество фтора составляет около 2—4 % от массы апатита Сийлинъярви . Апатитовые шахты содержат довольно большое количество Sr O , а иногда и C O ₂ . Апатит встречается в сочетании со слюдой в скальных породах и с кальцитом, доломитом или слюдой в карбонатных породах .

Обычно апатит встречается в виде округлых зёрен или в виде шестиугольных призматических кристаллов . Размер зерна варьируется от 10 мкм до нескольких дециметров в диаметре, поэтому отложение рассеяно. Обычно размер зёрен апатита больше в карбонатах и меньше в деформированных областях. Шестиугольные стержни и поперечные сечения редки в деформированных областях, где зёрна распадаются и ломаются. Включения в апатите более распространены в срезанных частях руды. Количество также больше в больших зёрнах по сравнению с более мелкими. Некоторые зёрна вообще не имеют включений. Наиболее распространёнными минералами включения являются карбонаты, в основном доломит. Тёмные зёрна появляются также в виде включений, но они редки .

Амфиболы

Самым распространённым амфиболом в Сийлинъярви является сине-зелёный рихтерит, который составляет около 5 % от общего объёма интрузии и обычно менее 15 % глиммеритов . Наибольшее содержание амфиболов обнаружено в разрезанных частях рудных глиммеритов, где оно может достигать до 40—50 %. У некоторых карбонатитовых жил нет амфиболов вообще. Амфиболы Сийлинъярви обычно субгедральны , и типичный размер зерна составляет около 0,1 мм. Тем не менее, размер зерна варьируется довольно сильно, и крупные кристаллы диаметром несколько сантиметров не являются редкостью. Самые крупные найденные кристаллические скопления имеют длину до 30 см. Включения редки, а минералы включения чаще всего являются флогопитом и тёмными. Изменение минерала встречается редко.

Акцессорные минералы

Магнетит является наиболее распространённым вспомогательным минералом в рудных породах и обычно составляет менее 1 % всей руды; в основном встречается в глиммеритах . Сульфидные минералы , представленные в руде, представляют собой пирит , пирротин и меньшее количество халькопирита . Сульфиды могут локально встречаться в массивной форме, несмотря на их пропорциональную редкость .

Барит , стронцианит , монацит , пирохлор , циркон , бадделеит , рутил и ильменит были определены в Сийлинъярви как редкие акцессорные минералы . Барит может встречаться в виде сростков со стронцианитом в <50 мкм включениях в кальците. Монацит встречается в двух типах: субгедральные включения <50 мкм в кальците или апатите и немного бо́льшие субангедральные зёрна вдоль границ зёрен. Пирохлорит существует в виде включений в основном во флогопите, зёрна обычно имеют ширину 50—200 мкм. Циркон встречается в виде эвгедральных зёрен размером от 100 мкм до нескольких сантиметров в длину. Однако циркон является редким минералом в карбонатах из-за низкой активности кремнезёма в расплаве. Бадделеит встречается в виде включений в цирконе.

Геологические структуры

Доминирующее направление опускания пластов находится в области Сяркиярви, — почти северо-восточное, 265—275°, слои опускаются почти вертикально (85—90°) по отношению к западу. Опускающиеся наслоения пластов также являются доминирующим направлением сдвига. Другая тенденция сдвига — с северо-запада на юго-восток, но она слабее. Это направление также является доминирующим направлением диабазов .

Сдвиг является общей характеристикой основной рудной массы Сийлинъярви и зоны контакта между горной породой страны и рудной массы. Есть также зоны контакта, которые показывают первичный магматический контакт. Палеопротерозойские диабазовые преграды пересекают зону сдвига. По крайней мере, две стадии деформации обнаруживаются в породах комплекса Сийлинъярви. Деформация, безусловно, имела место во время , но могли иметь место и другие более ранние стадии деформации .

Примечания

Литература

• Al-Ani T. «Минералогия и петрография Сийлинъярви карбонатитовых и глиммеритовых пород восточной Финляндии» = «Mineralogy and petrography of Siilinjärvi carbonatite and glimmerite rocks, eastern Finland» (англ.) . — Archive Report. — Finland: Geological Survey of Finland, 2013. — 164 p.
• Härmälä O. «Минералы и минералогические свойства руд обогащения рудника Сийлинъярви» = «Siilinjärven kaivoksen mineraaleista ja malmin rikastusmineralogisista ominaisuuksista» (фин.) . — Master's thesis, University of Turku, Department of Geology and Mineralogy, 1981. — 121 с.
• Korsman K., Korja T., Pajunen M., Virransalo P., GGT/SVEKA working groupм. «Трансект GGT / SVEKA: структура и эволюция континентальной коры в палеопротерозойском свекофеннском орогене в Финляндии» = «The GGT/SVEKA transect: structure and evolution of the continental crust in the Paleoproterozoic Svecofennian orogen in Finland» (англ.) . — International Geology Review 41. — 1999. — P. 287—333.
• Lukkarinen H. «Основа областей карт Сийлинъярви и Куопио. Реферат: Пред-четвертичные породы областей картографических данных Сийлинъярви и Куопио. Геологическая карта Финляндии 1: 100 000: пояснения к картам коренных пород, журналы 3331, 3242» = «Siilinjärven ja Kuopion kartta-alueiden kallioperä. Summary: Pre-Quaternary rocks of the Siilinjärvi and Kuopio map-sheet areas. Suomen geologinen kartta 1:100 000: kallioperäkarttojen selitykset lehdet 3331, 3242» (фин.) . — Geological Survey of Finland, 2008. — 228 с.
• Mänttäri I., Hölttä P. «Датирование U–Pb цирконов и монацитов из архейских гранулитов в Варпайсярви, Центральная Финляндия: данные о множественном метаморфизме и неоархейской аккреции террейнов. Докембрийские исследования 118, 101—131.» = «U–Pb dating of zircons and monazites from Archean granulites in Varpaisjärvi, Central Finland: Evidence for multiple metamorphism and Neoarchean terrane accretion. Precambrian Research 118, 101—131.» (англ.) . — 2002.
• O’Brien H., Heilimo E., Heino P. «Архейский Сийлинъярви карбонатитовый комплекс. В: Maier, W., O’Brien, H., Lahtinen, R. (Eds.) Минеральные месторождения Финляндии, Эльзевир, Амстердам» = «The Archean Siilinjärvi carbonatite complex. In: Maier, W., O’Brien, H., Lahtinen, R. (Eds.) Mineral Deposits of Finland, Elsevier, Amsterdam» (англ.) . — 2015. — P. 327—343.
• Puustinen K. «Геология карбонатитового комплекса Сийлинъярви, Восточная Финляндия» = «Geology of the Siilinjarvi carbonatite complex, Eastern Finland» (англ.) . — Bulletin of the Geological Society of Finland 249. — Finland: Geological Survey of Finland, 1971. — 43 p.
• Salo A. «Геология района Яаконлампи в карбонатитовом комплексе Сийлинъярви» = «Geology of the Jaakonlampi area in the Siilinjärvi carbonatite complex» (англ.) . — Bachelor's thesis. — Oulu Mining School, University of Oulu, 2016. — 27 p.
• Sorjonen-Ward P., Luukkonen E. J. «Архейские скалы. В кн.: М. Лехтинен, П. А. Нурми, О. Т. Рямо (ред.), Докембрийская геология Финляндии — ключ к эволюции Фенноскандинавского щита, Эльзевир» = «Archean rocks. In: M. Lehtinen, P. A. Nurmi, O. T. Rämö (Eds.), Precambrian Geology of Finland—Key to the Evolution of the Fennoscandian Shield, Elsevier» (англ.) . — 2005. — P. 19—99.