Нефелиновые породы в основном средне-, крупно-, реже мелкозернистые, как правило, равномернозернистые, светло- до темно-серого, иногда зеленоватого цвета. Неравномерное распределение минералов нередко обуславливает появление шлирово-такситовых и полосчатых текстур; типичны гипидиоморфно-идиомирфно-аллотриоморфно-призматически зернистая, пойкилитовая, иногда гломеро-кристаллическая и реакционная структуры.
               Вторичные процессы значительно изменяют облик пород, но чаще всего сохраняется реликтовая структура, а при интенсивном характере процессов в отдельных участках, зонах она становится скрыто-кристаллической, сливной; нефелин обычно теряет блеск, мутнеет, по краям кристаллов наблюдаются белые, розовато-красные каемки. Иногда эти псевдоморфозы приобретают землистую, сахаровидную или порошковатую текстуру. Гнездо-, жилообразные снежно-белые (цеолит), желтовато-розовые (канкринит), голубые (содалит) выделения, светло-зеленые, иногда с зернистой текстурой (хлорит), красновато- или желтовато-коричненые (гранат) выделения минералов, развивающихся по пироксенам, секущие прожилки новообразования различного состава характеризуют облик измененной нефелиновой породы. Под микроскопом видно, что текстурные особенности породы нередко сохраняются, но структуры очень разнообразны и изменчивы (в пределах рудного тела, участки и даже отдельного образца) : грано- и порфиробластовые, гломеробластические реликтовые, криптокристаллические, реакционные и др. В зонах изменений часто наблюдаются катакластические структуры, вплоть до милонитовых, типичны гнейсовидно-полосчатые, линейно-ориентированные текстуры.
               Основными породообразующими магматическими минералами щелочных алюмосиликатных пород являются следующие салические — нефелин или кальсилит, полевые шпаты (калиево-натриевые и плагиоклазы); цветные — пироксены, амфиболы, биотиты и гранаты. Проявление послемагматических процессов приводит к образованию множества вторичных минералов, развивающихся как по нефелину, так и по цветным компонентам. Первые в основном представлены минералами трех групп — фельдшпатоидами (канкринит, содалит, цеолиты, анальцим), слюдами и карбонатами. Роль вторичных минералов в некоторых разностях настолько велика, что они приобретают значение породообразующих и оказывают заметное влияние на состав и качество руд. Акцессорные и рудные минералы довольно немногочисленны — это апатит, сфен, реже — циркон, корунд, титаномагнетит, магнетит, ильменит, гематит, сульфиды и другие, встречающиеся спорадически.
               В группу нефелина входят четыре минерала; нефелин, кальсилит трикальсилит и калиофилит. Важнейшие из них — нефелин и кальсилит — породообразующие минералы щелочных пород. Их изучению на протяжении 150 лет посвящена обширная литература. Комплексное обобщение последних современных данных сделано Н.С.Самсновой. Как показали исследования О.Таттла, Дж. Смита и Т.Сахама, калиофилит и трикальсилит — метастабильные соединения и в природных условиях встречаются очень редко. Нефелин и кальсилит образуют ограниченную серию твердых растворив с разрывом смесимости в интервале составов примерно Не75-Не0. Кальсилит — предельный калиевый член в серии нефелиновых твердых растворов устойчивый при низких температурах и давлениях.
               Нефелин преобладает над кальсилитом по количественному отношению и разнообразию природных ассоциаций. Он установлен в составе большинства щелочных горных пород, различных по составу, возрасту и условиям формирования. Н.С. Самсонова все ассоциации нефелина по набору минералов делит на три группы, каждая из которых характерна для одной из формаций щелочных пород. Это следующие ассоциации: 1) бесполевошпатовые; 2) нефелина с основными плагиоклазами; 3) нефелина с калиевым полевым шпатом и кислым плагиоклазом.
               Кальсилит (KAlSiO₄) из бесполевошпатовой ассоциации был впервые обнаружен в молодых вулканических породах мафуритовой серии в Уганде. В полевошпатовой ассоциации он впервые установлен А.Я. Жидковым в 1958 г. в псевдолейцитовых породах Сыннырского массива.
               Из анализа и обобщения данных по основным природным ассоциациям минералов группы нефелина Н.С. Самсонова делает вывод что нефелин и кальсилит могут присутствовать в эффузивных и интрузивных породах, пегматитовых жилах, метасоматических образованиях, зонах контактов габброидов и известняков, т.е. по генезису они практически тождественны. Однако наиболее известным и широко распространенным минералом является нефелин — главный породообразующий минерал нефелиновых руд изученных, эксплуатируемых и некоторых перспективных месторождений. Содержание его в различных типах руд варьирует от 30 до 70 %, нередко он сохраняется лишь в виде реликтов.
               В большинстве пород нефелин кристаллизовался первым, в шлифах под микроскопом имеет изометрические или гексагональные очертания. Иногда он содержит микровключения других минералов, в частности, игольчатого эгирин-авгита, прозрачный, бесцветный. Нередко в результате процессов перекристаллизации зерна нефелина укрупнены, появляются гломеробластические скопления.
               В гипергенных условиях и зонах разломов нефелин подвергается выветриванию с образованием калиевых гидрослюд, бейделлита, монтмориллонита, сапонита, цеолитов, халцедона, кварца. В процесс постмагматических и гидротермальных изменений по нефелину развивают альбит, кальцит, содалит, канкринит, цеолиты, аналъцим, серицит, мусковит, либенерит, а в некоторых случаях нефелин переходит в гидраты алюминия — гиббсит, бемит, диаспор.
               По данным Т. Сахама, решетка нефелина имеет в своей основе структуру тридимита. При замещении тетраэдра кремнезема в тридимите тетраэдром алюминия и заполнения всех больших пустот атомами щелочных металлов — для уравнения потери положительного заряда, вызванного этим замещением, получается структура нефелина. Замещение кремния алюминием придает гексагональной оси полярный характер, который отсутствует в первоначальной структуре тридимита. Чистый натриевый нефелин, как показано Т. Сахамой, формирует только тогда, когда в среде кристаллизации нет калия. Поэтому наиболее полно состав нефелина отражает формула Nа₃КАl₄Si₄O₁₆. Так как ион Са²⁺ имеет приблизительно такой же размер, как ион К⁺, он может занять место Na+, в этом случае либо уменьшается количество щелочного металла, либо увеличивается отношений Al:S.
               Н.Боуэн еще в 1936 г. высказал предположение, что по составу нефелин представляет собой твердый раствор чистого нефелина (Nа₈Al₈Si₈O₃₂), калиофилита (до 1942 г. идентифицировался с кальсилитом — К₈Al₈Si₈О₃₂), альбита (Na₄Al₄Si₄₁₂О₃₂) и анортита (Са₄Al₈Si₈O₃₂). В настоящее время состав нефелина рассматривается в виде твердого раствора трех молекул: нефелина, кальсилита и кварца.
               Особенности химического состава природных нефелинов таковы: 1) преобладание атомов кремния над алюминием, составляющее 0,3—16,9 %, в среднем 4,9 %: суммарное число атомов двух элементов обычно приближается к 16 на ячейку; 2) постоянный дефицит щелочей, изменяющийся в зависимости от отношения Na:K от 1,1 до 12,0 % (в средним 6,0 %); 3) постоянные элементы-примеси — кальций, магний, железо, вода, реже — титан, марганец, фосфор. По мнению Н.С.Самсоновой, возможен изоморфизм Fe³⁺ А1³⁺ (данные электронного парамагнитного резонанса нефелина и др.), а не только механическое загрязнение.
               Химический состав нефелина непостоянен и изменяется в довольно широких пределах в зависимости от геологической обстановки, происхождения и состава пород, компонентом которых он является. В.П.Костюк, основываясь на большом сравнительном материале, доказал наличие сложной функциональной зависимости состава нефелина от таких главных факторов, как температурные условия кристаллизации и общий химизм среды. Он высказал предположение, что первый фактор предопределяет повышенное содержание кремнезема, а второй — соотношение между натрием и калием. Так, в высококалиевых породах нефелины наиболее насыщены кальсилитовой составляющей. В нефелинах из уртитов различных месторождений соотношение этих миналов мало меняется — нефелиновый минал (70—77 %) резко преобладает над кальсилитовым (18—24 %) и кварцевым (0—4 %). В то же время в нефелине из существенно калиевой породы — сынырита — количество нефелинового минала снижается (до 59 %), а кальсилитового возрастает (до 30 % при кварцевом более 8 %). Оптические константы нефелина отражают эти особенности его состава.
               Полевые шпаты в нефелиновых рудах представлены калиевыми разностями (с различной изоморфной примесью натрия) и плагиоклазами (от лабрадора до альбита, но преобладают средние плагиоклазы — андезин, олигоклаз-андезин). К бесполевошпатовым нефелиновым породам принадлежат лишь типичные уртиты Кия-Шалтырского месторождения и Дахунурского проявления.
               Щелочные полевые шпаты наиболее характерны для нефелиновых пород щелочно-сиенитового формационного типа (Баянкольское, Сыннырское, Сакунское месторождения), где они являются породообразующими минералами, тогда как в рудах щелочно-габброидных формаций они играют роль второстепенных. Чаще всего встречается микроклин (Мухальское, Горячегорское месторождения, рудопроявления Медведкинское и др.), реже - ортоклаз и аноргоклаз (ювиты Горячегорского массива). Ортоклаз более типичен для пород щелочно-сиенитовой формации и особенно сынныритов.
               Под микроскопом калиевые полевые шпаты наблюдаются в виде изомефичных или удлиненных зерен с неправильными очертаниями, мелких ксеноморфных выделений в промежутках между зернами пироксена и нефелина. Для них характерны структуры в виде микроклиновой решетки или тонких полисинтетических двойников, пертитовые вростки альбита. Отмечается микроклин и в гранобластовых агрегатах, нередко в ассоциации с вторичными образованиями (кальцит, гранат, биотит, хлорит) по пироксену и амфиболу. Процесс вторичной микроклинизации часто сопровождается биотитизацией (Мухальский массив).
               Микроклин образует мелкие включения в крупных зернах пироксена, амфибола, нефелина, и. наоборот, нередко мелкие зерна последних пойкилитически включены и крупные зерна этого полевого шпата; часто он корродирует нефелин.
               Плагиоклазы (лабрадор, андезин, олигоклаз, альбит) являются породообразующими минералами в некоторых разновидностях пород щелочно-габброидной формации Кузнецкого Алатау - в плагиоклазовых ийолитах-уртитах, а также а ювитах Горячегорского и Медведкинского массивов, в берешитах массива Андрюшкина Речка. Под микроскопом плагиоклаз наблюдается в виде удлиненных кристаллов, иногда с неровными краями, ксеноморфных выделений между зернами нефелина; отличается большим светопреломлением, четкой структурой полисинтетического двойникования. Встречается плагиоклаз (в основном — андезин) более поздней генерации, образующий каемки вокруг зерен пироксена на стыке его с нефелином.
               Альбит отмечен практически во всех нефелиновых рудах. Чаще всего он имеет вторичное происхождение (пертиты, пойкилитовы включения в калиевом полевом шпате). Химический состав полевых шпатов варьирует весьма значительно. Диапазон средних содержаний основных компонентов таков (в %): SiO₂ - 58-68; А1₂О₃ - 16—19; К₂О - 10-17. Иногда в одной и той же породе (полевошпатовые уртиты, ийолит-уртиты Мухальского месторождения) устанавливается наряду с андезином основной плагиоклаз — анортит, что, возможно, связано с составом первичной магмы, обогащенной кальцием.
               Пироксены в нефелиновых породах почти всех месторождений и перспективных рудопроявлений представлены в основном клино-пироксенами рядов эгирин — эгирин-фассаит, фассаит — диопсид — геденбергит и являются главными магматическими темноцветными минералами этих пород.
               Амфиболы типичны для нефелиновых руд многих известны месторождений и проявлений, однако роль их различна, и генезис не однозначен. В некоторых. разновидностях пород они приобретая существенное значение, вплоть до породообразующего минерала, но в большинстве случаев развиваются как вторичные продукты замещения пироксена — в виде реакционных каемок, частичных и полных псевдоморфоз. В то же время нередки крупные индивидуализированные выделения, скопления удлиненно-призматических и ксеноморфных зерен. Характерны тесные срастания амфиболов с пироксенами, биотитом, гранатом.
               Амфиболы образуются, по-видимому, на различных стадиях формирования интрузий: в позднемагматическую, кристаллизуясь позже пироксена и одновременно с ним, и послемагматическую, замещая пироксен. В породах некоторых рудопроявлений амфиболы отсу ствуют или развиты лишь в виде вторичных каемок (Кия-Шалтырское, Дахунурское, Сыннырское).
               В состав амфиболов из нефелиновых руд входят летучие компоненты - такие, как фтор, хлор и Н2О.
               Характерная особенность амфиболов из щелочных пород состоит в том, что нередко результаты химического анализа не могут быть пересчитаны на кристаллохимическую формулу амфибола. Судя по справочной литературе, это явление распространено достаточно широко. Вместе с тем те же данные вполне удовлетворительно рассчитываются на кристаллохимическую формулу пироксена. Видимо, в данном случае амфибол следует рассматривать как постериорный по пироксену, наследующий и соотношения минералообразующих элементов замещаемого минерала. Возможно также, что в процессе замещения возникают промежуточные соединения, когда структура пироксена еще не полностью преобразуется в структуру амфибола. В этом случае анализируемый материал, вероятно, можно рассматривать как смесь минералов — исходного и замещающего.
               Сходна с ролью амфиболов и роль таких темноцветных минералов, как слюды и гранаты. Эти обычно второстепенные или акцессорные минералы в некоторых разновидностях пород содержатся в существенно повышенном количестве.
               Для слюд и гранатов характерны совместные ассоциации, взаимные прорастания, но нередки и их мономинеральные скопления; для гранатов типичны цепочечные агрегаты. Выделяются слюды и гранаты, видимо, как в позднемагматическую, так и в постмагматическую стадию. При широком развитии поздних генераций цветных минералов (в породах Мухальского массива) они образуют кальцит-биотитовые, пироксен-кальцит-амфиболовые, гранат-пироксен-кальцитовые прожилки и зоны, нередко пегматоидной структуры.
               Слюды — биотит-лепидомелан, характерные для нефелиновых пород, имеют разнообразные формы выделения — округлые, изометричные, удлиненные, чешуйчатые, призматические зерна распределены в породе неравномерно, образуя пятна, линзы, полосы, прослои и др.
               В нефелин-кальсилитовых сиенитах (сынныритах) биотит относится наряду с клинопироксеном к основным породообразующим цветным минералам и отвечает по составу магнезиально-железистому лепидомелану.
               Химический состав слюд из нефелиновых пород варьирует весьма значительно, иногда даже в пределах одного массива, что, видимо, объясняется генетическими особенностями. Одной из характерных черт рассмотренных слюд является их высокая железистость — как в калиево-натриевых (уртиты, ийолит-уртиты и ювиты), так и в калиевых (сынныриты) породах, а также довольно высокие содержания титана и глинозема. В слюдах постоянно присутствует Н₂О (от 1,50 до 2,45 %), отмечаются фтор (0,21—0,24 %), хлор (0,03%), сера (0,025—0,08 %) и очень редко оксид фосфора (0,01—0,58 %). Почти во всех слюдах фиксируются редкие щелочи — Rb, Cs и др., что указывает на образование их в поздние, заключительные стадии формировании пород.
               Гранаты в нефелиновых рудах распространены широко. Гранат является постоянным, иногда главным минералом контактово-реакционных пород и скарнов во многих щелочных массивах. Окраска граната различна: желтовато-бурая, темно-бурая, коричневатая, часто зональная в пределах отдельных зерен — с более темным ядром и светлыми краями. Гранат как первичный породообразующий минерал известен во многих разновидностях нефелинсодержащих пород (святоноситы., бороланиты др.), однако и нефелиновых породах-рудах резко преобладает гранат метосоматического генезиса — второй генерации.
               В сынныритах гранат встречен в виде индивидуализированных выделений, цепочечных агрегатов, часто в ассоциации и срастаниях с биотитом, сфеном, причем нередко биотит замещает гранат.
               По своему составу гранат из нефелиновых пород разных месторождений относится к ряду гроссуляр — андрадит. В сынныритах он представлен, вероятно, меланитом с примесью гроссу-ляра. Наблюдаемая а шлифах зональность свидетельствует о том, что состав граната меняется даже в пределах одного фенокристалла.
               Акцессорные минералы нефелиновых руд довольно однотипны. К наиболее характерным относится апатит. В основном он наблюдается в нефелине и пироксенах в виде включений удлиненных призматических, игольчатых кристаллов. Нередко в рудах встречается апатит более поздней генерации, представленный довольно крупными бочонкообразными зернами или их скоплениями в составе вторичных продуктов изменения. Химический состав апатита из различных нефелиновых пород изменяется слабо, но состав содержащихся в нем элементов-примесей варьирует в зависимости от принадлежности к разным формациям и провинциям.
               Титаномагнетит является наиболее характерным рудным минералом щелочных пород, в том числе нефелиновых руд почти всех рассмотренных месторождений. Довольно часто зерна титаномагнетита окружены каймой из эпидота, сфена и биотита. Нередко титаномагнетит содержит вростки ильменита, реже шпинели (плеонаст и герцинит). По соотношению основных минералообразующих компонентов - железа и титана — титаномагнетиты из нефелиновых пород довольно однородны.
               Магнетит, как правило, — вторичный минерал, развивается по сульфидам и цветным породообразующим минералам и в свою очередь замещается гематитом.
               Сульфиды чаще всего рассеяны в породах в виде мелких изометричных зерен или их скоплений размером до 3x5 см; отмечаются и прожилки мощностью до 5 мм. Крупные выделения сульфидов концентрируются в эндоконтакте интрузии уртитов с известняками, а также в неизмененных уртитах. В ийолит-уртитах сульфиды встречаются реже — в виде мелкой рассеянной вкрапленности; нередко возникает псевдосидеронитовая структура. Также в некоторых массивах встречаются сфен, корунд, циркон, клиноцоизит.