Siilinjärvi karbonatit - Siilinjärvi carbonatite
Siilinjärvi carbonatite kompleksi şehrine merkezi Finlandiya yakındır bulunur Kuopio . Adını, kompleksin güney uzantısının yaklaşık 5 km batısında bulunan yakındaki Siilinjärvi köyünden almıştır . Siilinjärvi, Sokli oluşumundan sonra Finlandiya'daki en büyük ikinci karbonatit kompleksidir ve 2610±4 Ma'da Dünya üzerindeki en eski karbonatitlerden biridir. Karbonatit kompleksi, granit gnays ile çevrili yaklaşık 16 km uzunluğunda dik eğimli bir merceksi gövdeden oluşur. Gövdenin maksimum genişliği 1,5 km ve yüzey alanı 14,7 km 2'dir . Kompleks, 1950'de Finlandiya Jeolojik Araştırmaları tarafından keşfedildi.yerel mineral toplayıcıların yardımıyla. Keşif sondajı 1958'de Lohjan Kalkkitehdas Oy tarafından başladı. 1964-1967 yılları arasında Typpi Oy, 1967-1968 yılları arasında Apatiitti Oy sondajlarına devam etti. Sondajların ardından laboratuvar ve pilot tesis çalışmaları yapıldı. Maden, 1979 yılında Kemira Oyj tarafından açık ocak olarak açılmıştır . Operasyon 2007 yılında Yara'ya satıldı .
Siilinjärvi apatit madeni Finlandiya'daki en büyük açık ocaktır . Şu anda maden iki ocaktan oluşmaktadır; daha büyük güney Särkijärvi ve daha küçük kuzey Saarinen uydu çukuru. Särkijärvi çukuru yaklaşık 250 m derinliğinde ve 28 m'lik bir sıra yüksekliğine sahiptir. Saarinen çukuru, ana Särkijärvi çukurunun yaklaşık 5 km kuzeyinde yer almaktadır.
Madendeki toplam patlama oranı haftada 600 kt, Särkijärvi ocağından 450 kt ve Saarinen ocağından 150 kt'dir. Glimmerit - karbonatit serisi kayaçların hemen hepsi cevher dereceli kayaçlardır; fenites ve enine kesen diyabaz olan atık kayalar . <0,5 ağırlık% 'si ile biraz geç apatit-düşük carbonatite damarlar ve carbonatite-Glimerit bazı blokları, bununla birlikte, var P 2 O 5 . Bunların apatitten yoksun olmasının nedeni bilinmiyor, ancak metamorfizma ve sıvı akışıyla ilgili olabilir.
Siilinjärvi madeni, Avrupa Birliği'nde faal olan tek fosfor madenidir . 1979'dan bu yana, yaklaşık %65'i cevher olmak üzere 400 Mt'dan fazla kaya çıkarıldı. 2016 yılına kadar maden, ana ürün olan apatitten 24,7 Mt üretmişti. Ocak 2016'da cevher rezervleri 205 Mt idi. Mevcut üretim yılda yaklaşık 11 Mt cevher iken, ortalama yerinde tenör P 2 O 5'in ağırlıkça % 4.0'ı . Apatit konsantresinin yaklaşık %85'i fosforik asit ve gübre üretmek için Siilinjärvi'de yerinde işlenir, konsantrenin geri kalanı şirketin diğer fabrikalarında kullanılır. Yan ürünler mika ve kalsit konsantreleridir. Apatit konsantresi, Särkijärvi çukurunun yakınındaki yoğunlaştırıcıda yüzdürme yoluyla üretilir. Konsantre daha sonra sülfürik asit kullanılarak fosforik asitte işlenebilir. Sülfürik asit şu anda Pyhäsalmi maden piritinden elde edilmektedir.
Çevredeki kayalar
Siilinjärvi saldırı çevreleyen kaya olduğunu Arkeen Arkeen arasındaki sınır rağmen Paleoproterozoyik ana kaya yakın gereğidir. En yakın Paleoproterozoik kayaçlar, Kuzey Savo Kara Şist bölgesine aittir .
Glimerit - carbonatite Siilinjärvi'de içinde izinsiz güneydoğu kesiminde yer alır Iisalmi granit - gnays arazi. Arazi, Fennoscandian Shield'deki en genç ve en eski Archean olaylarından bazılarını , 2.6 Ga Siilinjärvi izinsiz girişini ve granülitlerde bulunan yaklaşık 3.2 Ga mezozomu kaydeder . Sismik çalışmalar , Iisalmi arazisi içindeki kabuk kalınlığının alışılmadık derecede kalın olduğunu, yaklaşık 55-60 km olduğunu göstermiştir. Arazilerin kalınlığı, Svecofennian çarpışması sırasında bindirme istifleme ve çarpışma sonrası alt kaplama gibi çeşitli işlemlerden kaynaklanmaktadır . Mevcut erozyon seviyesinde, arazinin batı kısmı çoğunlukla Svecofennien orojenezi sırasında yeşil şist fasiyesinde metamorfozlanmıştır.
Siilinjärvi bölgesindeki hakim çevreleyen kaya türü, değişen dokuya ve bir dereceye kadar mineralojiye sahip bir granit gnaysdır. Ana mineraller plajiyoklaz feldispat , kuvars , mikroklin feldispat , biyotit ve hornblend'dir . Çevredeki granit gnays, Siilinjärvi'den yaklaşık 100 km kuzeye doğru uzanır. Karelian (2,0-1,9 Ga) tortul kayaçlar batı ve Siilinjärvi'de kuzey-batısında görülür. Kayalar kıvrımlı mika şist benzeri gnayslardır.
Gabroların ait Lapinlahti ve Siilinjärvi'de Arkeen Karelian orojeni gelmektedir. Siilinjärvi gabrosunun kuzey-doğu tarafında, çevreleyen granitik gnays içine giren ince taneli bir kuvars diyorit yer alır.
Kompleksin kaya türleri
.jpg)
Siilinjärvi madenini beş farklı kaya karakterize eder: glimmerit-karbonatit serisi kayaçlar, fenitler, diyabaz daykları , tonalit-diyoritler ve gnayslar. Apatit , glimmerit-karbonatitler ile ilişkilidir.
Genel olarak, karbonatit kompleksleri , bir dizi flogopit bakımından zengin kayaları kesen izinsiz karbonatit çekirdeği içerir . Bununla birlikte, Siilinjärvi'de, glimeritler ve karbonatitler iyi karışmıştır ve dikeyden dikeye doğru lamine edilmiş neredeyse saf glimmeritler ve neredeyse saf karbonatitler olarak ortaya çıkar. İntrüzyonun merkezinde karbonatitin hacmi daha fazladır ve gövdenin kenarlarına yakın kayalar neredeyse tamamen parıltılıdır.
Cevherli kayaçlar
Merkezi cevher gövdesi glimmeritler ve karbonatitler içerir. Flogopit bakımından zengin cevher içeren kayaçlar, neredeyse saf glimmeritten karbonat-glimmerite ve silikokarbonatlara kadar değişir. %50'den fazla karbonat içeren karbonatitler, ana müdahalenin sadece hacimce yaklaşık %1.5'ini temsil eder. Bu karbonatit kayaçları intrüzyonun merkezinde daha boldur ve glimmerit içinde ince damarlar halinde bulunurlar. Cevher gövdesi ayrıca modal olarak %50'ye varan oranda richteritten oluşan mavi-yeşil kayaçlar içerir . Cevher kayaçlarının ana mineralleri tetraferriflogopit , kalsit , dolomit , apatit ve richterittir. Aksesuar mineraller olarak zirkon , manyetit , pirotit , kalkopirit ve piroksenler oluşur . Apatit olan hemihidrat ve CO miktarı 2 arasında değişir.
Glimmerite, %0-15 karbonat mineralleri içeren (baskın mika mineraline bağlı olarak) yoğun yapraklı, yeşilimsi siyah, koyu veya kırmızımsı kahverengi kayaçtır. Yönlendirilmiş kayaçlar ince-orta tanelidir ve genellikle porfiriktir . Matris, ince taneli, afanitik flogopitten oluşur ve porfiroklastlar, tabular flogopit taneleridir. İnce taneli parıltılar genellikle daha eş tanelidir. Glimmeritlerin mineral bileşimi ortalama olarak %82 flogopit, %8 apatit, %7 amfibol, %2 kalsit ve %1 dolomittir. Bazı bölgelerde apatit içeriği o kadar yüksektir ki, kayaya apatit kayası adı verilir (en az %25 apatit). Apatit bu kayaçlarda büyük boyutlu taneler halinde bulunur ve kristallerin çapı birkaç desimetreye kadar çıkabilir. Glimmeritlerin aksesuar mineralleri arasında ilmenit , manyetit ve piroklor bulunur .
Karbonat-glimmeritler, saf glimmeritlere kıyasla daha açık renkli kayalardır. Bu açıkça karbonat içeriğinden (%15-25 karbonat mineralleri) ve mikanın daha açık, kırmızımsı kahverengi renginden kaynaklanmaktadır. Parıltılardan daha az odaklılar ve daha eş tanelidirler. Tane boyutu orta. Karbonat-glimmeritlerin mineral bileşimi ortalama olarak %64 flogopit, %10 apatit, %10 kalsit, %9 dolomit ve %7 amfiboldür.
Silikokarbonatlar %25-50 karbonat mineralleri içerir ve oldukça açık renklidir, ton mika rengine bağlıdır. Karbonat ve mikaların bantlandığı ve kendi fazları halinde oluştuğu alanlar dışında, doku karbonat-glimeritlere oldukça benzerdir. Ortalama mineral bileşimi %46 flogopit, %22 dolomit, %19 kalsit, %9 apatit ve %4 amfiboldür, ancak kalsit miktarının dolomitlerden daha fazla olması gerekir. Silikokarbonatların yardımcı mineralleri stronsiyanit , barit , zirkon, ilmenit ve manyetittir.
Siilinjarvi karbonatitik kayalar (>% 50 karbonatlar) vardır breşleşmiş ve çoğunlukla, kalsit, dolomit ve apatit oluşmaktadır. Yardımcı mineraller arasında flogopit, ilmenit ve manyetit bulunur. Genel olarak karbonatlı kayaçların dolomit içeriği oldukça değişkendir. İçerik çoğunlukla çok düşüktür ve kayaç esas olarak kalsitten oluşur, ancak bazı bölgelerde dolomit içeriği %50'ye kadar çıkabilir. Siilinjärvi karbonatları, ortalama tane boyutu yaklaşık 0,9-1,2 mm olan açık gri, beyaz veya hafif kırmızımsı ince ila orta taneli kayalardır. Bu kayaçlar genellikle dikey dayklar halinde bulunur .
Fenitler
Fenitler , Siilinjärvi kompleksindeki cevher içeren kayaları çevreler. Karbonatit-glimmerit kayaçları granit gnays konağına girdiğinde metasomatik olarak oluşmuşlardır. Fenites esas pertitik mikroklinden, richterite amfibol ve piroksence oluşur, ama aynı zamanda piroksence, amfibol, karbonat, kuvars, apatit ve kuvars gibi mineraller içerir Fenit türleri geniş bir çeşitlilik vardır Ejirin . Fenitler ayrıca glimmerit-karbonatitlerde ksenolitler olarak bulunur. En yaygın fenit türü, değişen tane boyutuna sahip kırmızımsı veya yeşilimsi gri bir kayadır. Fenitlerin mikroklin içeriği ortalama %50'dir ve mikroklin pertitte bol miktarda bulunur. Plajiyoklaz miktarı çok daha fazla değişkenlik gösterir ve bulunan en yüksek yüzdeler yaklaşık %20-30'dur. Tek tek plajiyoklaz tanelerindeki anortoklaz içeriği % 10-15'tir . Amfibol yüzdesi kayanın %0-30'u ve piroksen yüzdesi ise %0-15'i kadardır. Bazı fenit türleri %15'e kadar biyotit içerir.
çapraz kesen dayklar
Bazaltik diyabaz daykları tüm Siilinjärvi kompleksini keser. Genişlikleri birkaç santimetreden 60 metreye kadar değişir. Diyabaz daykları çok belirgin bir kuzeybatı-güneydoğu veya kuzey-kuzeybatı-güney-güneydoğu dikey yönelimine sahiptir. Diyabazlar, makroskopik yönelimi olmayan koyu yeşil, neredeyse siyah afanitik kayaçlardır. Hornblend Siilinjärvi diyabazlar içeriği% 50-70 olan ve plajiyoklaz içeriği% 25-40 olan. Temas bölgelerinde hornblend biyotite dönüşmüştür ve plajiyoklaz albitiktir. Hornblend daykının değişen kenarları yaklaşık 50 cm genişliğindedir. Aksesuar mineraller titanit, epidot, pirit, apatit, kuvars ve zirkondur. Ön çalışmalar en az üç farklı diyabaz çeşidi olduğunu göstermektedir: kalsit içeren, sülfür içeren ve çorak diyabaz. Daha fazla makaslanmış kayalarda sülfür içeriği daha yüksektir.
Kompleksin diyabaz daykları dışında tüm diğer kısımlarını kesen mela siyenit alkali feldispat , biyotit, alkali amfibol, apatit ve manyetitten oluşur. Mafık melasyenite daykı 4 km uzunluğunda ve 20-30 metre genişliğinde ve bir gibi görünüyor lamprofirik karakter. Kompleksin kuzey kesiminde yer alır ve muhtemelen karbonatit ile aynı müdahaleci olayla ilişkilidir.
Siilinjärvi saldırısının mineralleri
Siilinjärvi müdahalesinin en yaygın mineralleri mikalar, karbonatlar, apatitler ve amfibollerdir. Siilinjärvi cevherinin ortalama bileşimi %65 flogopit (tetraferriflogopite dahil), %19 karbonatlar (kalsit/dolomit oranı 4:1), %10 apatit ( tüm kayaçta %4 P 2 O 5'e eşdeğer ), %5 richterittir. , ve %1 yardımcı mineraller (esas olarak manyetit ve zirkon).
Mikalar
Siilinjärvi kompleksindeki en yaygın mika minerali, intrüzyonun %65'ini oluşturan tetraferriplogopittir. Bazı glimmeritler %90'ın üzerinde tetraferriplogopit içerir. Mineralin rengi siyah veya yeşilimsi siyah, koyu kahverengi veya kırmızımsı kahverengidir. Renk, ana kayaya ve kayanın deformasyonunun yoğunluğuna bağlıdır. Kırmızımsı kahverengi mika genellikle karbonat-glimeritler ile, siyah mika ise glimmeritler ile oluşur. Phlogopites sarı ters pembemsi çok güçlü kırmızı-kahverengi göstermektedir pleokroizma yüksek bir Fe nedeniyle, 3+ içeriği. Siilinjärvi'nin flogopiti, “Yara biyotit” ticari adı altında toprak düzenleyici olarak satılmaktadır .
Phlogopite, saçılmış pullar, tabular kristaller ve katmanlı veya yapraklanmış agregalar halinde oluşur . Mikaların tane boyutu sadece birkaç µm ile birkaç santimetre arasında değişir, ortalama boyut 1-2 mm çapındadır. Flogopit, kesme bölgelerinde kahverengi biyotit-flogopitte ve en yoğun makaslama bölgelerinde biyotit ve klorite dönüşmektedir. Mikalarda en yaygın inklüzyon minerali manyetittir, ancak genellikle inklüzyonlar nadirdir. Bazı zirkon kapanımları da bulunabilir.
karbonatlar
Siilinjärvi dolomiti sarımsı veya kahverengimsi beyazdır ve onu kalsitten ayırt etmek zordur. Dolomitin en yaygın şekli 0,2-0,4 mm çapında yuvarlakımsı özşekilsiz tanelerdir. Dolomitler ayrıca büyük, neredeyse özşekilli, 4-6 mm çapında taneler halinde bulunur. Diğer yaygın dokular, mirmekit ve kalsitli eksolüsyon lamelleridir . Özşekilli taneler sadece karbonatitlerde bulunur. Mikroprob Siilinjärvi dolomit çalışmalar düşük FeO-, SRO- ve MnO -içerikleri homojen bileşimleri göstermektedir.
apatitler
Siilinjärvi'deki apatit esas olarak florapatittir , ancak aynı zamanda karbonat-florapatit de bulunabilir. Siilinjärvi'nin cevher içeren kayaları kabaca eşit miktarlarda (yaklaşık %10) açık yeşil ila gri apatit içerir. Siilinjärvi apatitinde flor miktarı ağırlıkça yaklaşık %2-4'tür. Madenin apatitleri oldukça yüksek miktarda SrO ve bazen de CO 2 içerir . Apatit, mikaca zengin kayaçlarda mika, karbonatça zengin kayaçlarda kalsit, dolomit veya mika ile birlikte bulunur.
Tipik olarak, apatit yuvarlak taneler veya altıgen prizmatik kristaller olarak oluşur . Tane boyutu, çap olarak 10 µm ila birkaç desimetre arasında değişir, bu nedenle tortu yayılır. Apatitin tane boyutu genellikle karbonatlarda daha büyük ve deforme olmuş alanlarda daha küçüktür. Altıgen çubuklar ve enine kesitler, tanelerin parçalandığı ve kırıldığı deforme alanlarda seyrektir. Apatit içindeki kapanımlar, cevherin makaslanmış kısımlarında daha fazladır. Miktar, daha küçük tanelere kıyasla daha büyük tanelerde daha fazladır. Bazı tahıllarda hiç kapanım yoktur. En yaygın inklüzyon mineralleri, çoğunlukla dolomit olmak üzere karbonatlardır. Opaklar da kapanımlar olarak görünür, ancak bunlar nadirdir.
amfiboller
Siilinjärvi'deki en yaygın amfibol , izinsiz girişin toplam hacminin yaklaşık %5'ini ve genellikle glimmeritlerin hacimce %15'inden azını oluşturan mavi-yeşil richterittir . Amfibollerin en büyük yüzdeleri, yüzde yerel olarak %40-50'ye kadar çıkabilen cevher glimmeritlerinin makaslanmış kısımlarında bulunur. Bazı karbonatit damarlarında hiç amfibol bulunmaz. Siilinjärvi'nin amfibolleri genellikle yarı özşekillidir ve tipik tane boyutu yaklaşık 0.1 mm'dir. Bununla birlikte, tane boyutu oldukça değişkendir ve birkaç santimetre çapında büyük kristaller nadir değildir. Bulunan en büyük kristal kümeleri 30 cm uzunluğa kadardır. İnklüzyonlar nadirdir ve inklüzyon mineralleri en yaygın olarak flogopit ve opaktır . Mineralin değiştirilmesi nadirdir.
aksesuar mineraller
Manyetit, cevher kayaçlarında en yaygın aksesuar mineraldir ve genellikle cevherin hacimce %1'inden daha azını oluşturur. Çoğunlukla glimmeritlerde bulunur. Cevherde temsil edilen sülfür mineralleri pirit , pirotit ve daha az miktarda kalkopirittir . Sülfürler, orantısal olarak nadir olmalarına rağmen, yerel olarak masif biçimde oluşabilirler.
Siilinjärvi'de barit , strontianit , monazit , piroklor , zirkon , baddeleyit , rutil ve ilmenit nadir aksesuar mineraller olarak tanımlanmıştır. Barit, kalsit içinde < 50 μm kapanımlarda stronsiyanit ile iç içe büyümeler olarak oluşabilir. Monazit iki tipte bulunabilir: kalsit veya apatitte <50 µm özşekilli kapanımlar ve tane sınırları boyunca biraz daha büyük özşekil altı taneler. Piroklorit çoğunlukla flogopit içinde kapanımlar halinde bulunur, taneler genellikle 50-200 µm genişliğindedir. Zirkon, boyutları 100 μm'den birkaç santimetre uzunluğa kadar değişen özşekilli taneler halinde bulunur. Bununla birlikte, zirkon, eriyikteki düşük silika aktivitesi nedeniyle karbonatlarda yaygın olmayan bir mineraldir. Baddeleyit, zirkonda kapanımlar halinde bulunur.
jeolojik yapılar
Särkijärvi bölgesindeki baskın yapraklanma eğim yönü neredeyse KG (265-275 °)'dir ve batıya doğru neredeyse dikey olarak (85-90°) eğimlidir. Yapraklanmanın çarpması da kaymanın baskın yönüdür. Diğer kayma eğilimi kuzey-batı-güneydoğu yönündedir, ancak daha zayıftır. Bu yön aynı zamanda diyabazların hakim yönüdür .
Kesme, ana Siilinjärvi cevher gövdesinde ve kır kayası ile cevher gövdesi arasındaki temas bölgesinde yaygın bir özelliktir. Birincil magmatik dokanağı gösteren kontak bölgeleri de vardır. Paleoproterozoik diyabaz daykları makaslanmış bölgeyi keser . Siilinjärvi karmaşık kayalarında en az iki deformasyon aşaması bulunabilir. Deformasyon kesinlikle Svecofennian orojenezi sırasında gerçekleşti, ancak deformasyonun daha önceki diğer aşamaları da meydana gelmiş olabilir.
Referanslar
Kaynaklar
- Al-Ani, T. 2013. Siilinjärvi karbonatit ve glimmerit kayalarının mineralojisi ve petrografisi, doğu Finlandiya. Finlandiya Jeolojik Araştırması, Arşiv Raporu, 164.
- Härmälä, O. 1981. Siilinjärven kaivoksen mineraaleista ve malmin rikastusmineralogisista ominaisuuksista. Yüksek lisans tezi, Turku Üniversitesi, Jeoloji ve Mineraloji Anabilim Dalı. 121 s.
- Korsman, K., Korja, T., Pajunen, M., Virransalo, P., & GGT/SVEKA çalışma grubu. 1999. GGT/SVEKA kesiti: Finlandiya'daki Paleoproterozoyik Svecofennien orojeninde kıtasal kabuğun yapısı ve evrimi. Uluslararası Jeoloji İncelemesi 41, 287-333.
- Lukkarinen, H. 2008. Siilinjärven ve Kuopion kartta-alueiden kallioperä. Özet: Siilinjärvi ve Kuopio harita sayfa alanlarının Kuaterner öncesi kayaları. Suomen geologinen kartta 1:100 000: kallioperäkarttojen selitykset lehdet 3331, 3242. Finlandiya Jeolojik Araştırması. 228 s.
- Mänttäri, I. & Hölttä, P. 2002. Varpaisjärvi, Orta Finlandiya'daki Archean granülitlerinden zirkon ve monazitlerin U–Pb tarihlemesi:: Çoklu metamorfizma ve Neoarchean terrane birikimi için kanıt. Prekambriyen Araştırma 118, 101-131.
- O'Brien, H., Heilimo, E. & Heino, P. 2015. Archean Siilinjärvi karbonatit kompleksi. İçinde: Maier, W., O'Brien, H., Lahtinen, R. (Eds.) Mineral Deposits of Finland, Elsevier, Amsterdam, 327–343.
- Puustinen, K. 1971. Siilinjarvi karbonatit kompleksinin jeolojisi, Doğu Finlandiya. Finlandiya Jeolojik Araştırması. Finlandiya Jeoloji Derneği Bülteni 249, 43 s.
- Salo, A. 2016. Siilinjärvi karbonatit kompleksindeki Jaakonlampi bölgesinin jeolojisi. Lisans tezi, Oulu Madencilik Okulu, Oulu Üniversitesi. 27 s.
- Sorjonen-Ward, P., & Luukkonen, EJ 2005. Archean kayaları. İçinde: M. Lehtinen, PA Nurmi, OT Rämö (Ed.), Precambrian Geology of Finland—Key to the Evolution of the Fennoscandian Shield, Elsevier, 19–99.