Меренский риф

Карта с указанием шахт Бушвельдского магматического комплекса — Шахты Меренского рифа

Риф Меренский — это слой магматической породы в вулканическом комплексе Бушвельд (BIC) на северо-западе , Лимпопо , Гаутенг и Мпумаланга в провинциях Южной Африки , который вместе с нижележащим слоем, рифом Верхней группы 2 (UG2), содержит большую часть известные в мире запасы платиновой группы металлов (МПГ) или элементов платиновой группы (МПГ) — платины , палладия , родия , рутения , иридия и осмия . Риф имеет толщину 46 см и ограничен тонкими хромитовыми швами или стрингерами. ^[1] В состав входят преимущественно кумулятивные породы, включающие лейконорит, анортозит , хромитит и меланорит. ^[2]

Состав

Риф UG2, состав которого относительно однороден на всем протяжении BIC, богат хромитом . Однако на рифе UG2 отсутствуют побочные продукты Меренского золота , меди и никеля , хотя его запасы могут быть почти вдвое больше, чем у рифа Меренского. В целом Меренский риф представляет собой нижний слой, состоящий из анортозита или норита с тонким слоем хромитита поверх него. ^[3] Кроме того, обычно над ними имеется слой, состоящий из полевошпатового пироксенита . ^[3] Слои хромитита обычно встречаются в крупных базитовых расслоенных интрузиях. Современная теория предполагает, что хромититы образуются в результате внедрения и смешивания химически примитивной магмы с более развитой магмой , что приводит к перенасыщению хромита в смеси и образованию почти мономинерального слоя на дне магматического очага . ^[2] Ведущая теория образования рифа Меренского заключается в том, что кристаллы, происходящие из основного источника магмы, накапливаются и охлаждаются по мере подъема магмы, что приводит к кристаллизации. ^[4] Однако природа кристаллизации сложна.

Слои

Риф Меренский состоит из пяти различных слоев. ^[5] Первый слой представляет собой пестрый анортозит , представляющий собой ойкокристаллы пироксена и описываемый как темные полосы. ^[5] Пятнистый анортозит сложен следами минералов кварца , титанита и апатита . ^[5] Второй слой – меренские хромититы, представляющие собой сильно неравномерные зерна базального хромитита. Третий слой аналогичен второму с меренскими хромититами, однако базальный хромитит компактен и имеет меньшие размеры. ^[5] Четвертый слой представляет собой меренский пегматит и сложен крупнозернистым силикатом примерной мощностью 2,6 см. В четвертом слое хромит разрежен, присутствуют сульфиды. ^[5] Пятый слой — меланорит Меренского и представляет собой мелкозернистую халькопиритовую матрицу , богатую кварцем и полевым шпатом . ^[5]

Цельная химия

Меренский риф отличается высокой концентрацией хромититов . Однако хромититы отличаются друг от друга по содержанию иридия, рутения, родия и платины. ^[5] Сообщается об обогащении микроэлементами мышьяком , кадмием , оловом и теллуром . ^[5] Риф Меренский похож на Платриф из-за наличия примитивной мантии, слоистых интрузий и уровней никеля и меди . ^[5] Рифы Меренского типа разделены на две категории: ортомагматические и гидромагматические. ^[6] Ортомагматическая группа сложена минерализацией элементов платиновой группы . ^[6] Гидромагматическая группа состоит из минерализации элементов платиновой группы и богатых летучими флюидами, отделяющихся от твердой кумулятивной груды. ^[6]

Кристаллизация

Существует несколько теорий, предполагающих, как произошла кристаллизация на Меренском рифе. Первая принятая гипотеза о Меренском рифе предполагает, что кристаллизация хромита произошла из гибридных расплавов и значительного латерального смешивания новой и постоянной магмы. ^[6] В частности, первая гипотеза предполагает, что высокие концентрации ЭПГ были результатом сульфидного и силикатного расплава. ^[6] Сульфидный расплав играет важную роль в этой гипотезе , поскольку сульфидный расплав плотный и осаждение расплава через столб магмы на дно очага позволило произойти такому перемешиванию. ^[6] Одна теория предполагает, что кристаллизация хромита произошла в результате гибридных расплавов и латерального смешивания. ^[7] Другая теория предполагает, что кристаллизация произошла из капель хромита и сульфида. ^[8] Однако существует и другая теория, согласно которой кристаллизация возникла в результате слияния внедренной магмы с расплавами кровельных пород. ^[9] Согласно теории расплавов кровельных пород, произошло загрязнение новой магмы и местного расплава, богатого кремнеземом. ^[9] Загрязнение привело к кристаллизации хромита и МПГ, поскольку зерна хромита притягивали кристаллы МПГ. ^[9] После кристаллизации кристаллы переносились в разрушающиеся края и образовывали слои хромитита и ЭПГ. ^[9]

История

Бушвельдского комплекса Хромититы впервые были описаны Холлом и Хамфри в 1908 году. ^[7] Первоначальная добыча платины в Южной Африке происходила на нескольких крупных золотых рудниках Ист-Рэнда, а первый отдельный платиновый рудник был недолговечным предприятием недалеко от Набумспрута, который работал на очень неоднородных кварцевых рифах. Открытие месторождений Бушвельдского магматического комплекса было совершено в 1924 году фермером Лиденбургского района А. Ф. Ломбардом. ^[2]^[10] Зафиксировано, что его длина составляла около 80 километров. ^[2]^[10] Это было аллювиальное месторождение, но его важность была признана Гансом Меренски, чьи геологоразведочные работы обнаружили основной источник в Бушвельдском магматическом комплексе и проследили его на несколько сотен километров к 1930 году. ^[4] Обширная добыча рост спроса на металлы платиновой группы, используемые для борьбы с загрязнением на Рифе не велась до тех пор, пока в 1950-х годах выхлопными газами, не сделал разработку экономически целесообразной. Извлечение металлов из хромитита UG2 стало возможным только в 1970-х годах, когда были достигнуты значительные успехи в металлургии . ^[4] Первый рудник был сосредоточен на добыче богатой хромом платины UG2 на рифе и получил название рудника Лонмин. ^[11]

Ссылки

^ Барнс, Сара-Джейн (январь 2002 г.). «Элементы платиновой группы и микроструктуры нормального рифа Меренского из платиновых рудников Импала, комплекс Бушвельд» . Журнал петрологии . 43 (1): 103–128. дои : 10.1093/petrology/43.1.103 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д [ Геология для южноафриканских студентов. CNA Ltd Южная Африка ]
^ Jump up to: ^а ^б Коуторн, Р. Грант; Берст, Кевин (март 2006 г.). «Происхождение пегматитового пироксенита в Меренской толще Бушвелдского комплекса, Южная Африка» . Журнал петрологии . 47 (8): 1509–1530. CiteSeerX 10.1.1.560.4971 . doi : 10.1093/petrology/egl017 – через Oxford Academic.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Матез, Э,А. (1995). Магматический метасомализм и формирование Меренского рифа Бушвельдского комплекса. Вклад минеральной нефти 119, 277–286.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Хатчинсон, Дэйв; Фостер, Джеффри (январь 2015 г.). «Концентрация твердых минералов платиновой группы во время внедрения магмы; пример Меренского рифа, комплекс Бушвельд» . Журнал петрологии . 56 : 113–159. doi : 10.1093/petrology/egu073 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Латыпов, Раис; Чистякова, Софья; Пейдж, Алан; Хорнси, Ричард (июль 2015 г.). «Полевые данные кристаллизации рифа Меренский in situ» . Журнал петрологии . 56 (12): 2341–2372. doi : 10.1093/petrology/egv023 .
^ Jump up to: ^а ^б Скун, Роджер (август 1994 г.). «Платиновая элементная минерализация в критической зоне западного Бушвельдского комплекса: I. Сульфидные бедные хромититы» . Экономическая геология . 89 (5): 1094–1121. дои : 10.2113/gsecongeo.89.5.1094 .
^ Налдретт, Энтони (январь 2011 г.). «Генезис обогащенных ЭПГ Меренского рифа и хромититовых пластов Бушвельдского комплекса» . Магматические месторождения Ni-Cu и платиновых металлов: геология, геохимия и генезис .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Киннэрд, Дж. А. (июль 2012 г.). «Образование хромитита — ключ к пониманию процессов обогащения платины». Прикладная наука о Земле . 111 : 23–35. дои : 10.1179/aes.2002.111.1.23 . S2CID 129225819 .
^ Jump up to: ^а ^б Металлические рудники Platinum Group в Южной Африке, 2007 г., Департамент полезных ископаемых и энергетики ЮАР. Архивировано 19 марта 2009 г. в Wayback Machine.
^ Джонс, Р. Майкл (март 2005 г.). «История добычи платины в Бушвельдском комплексе» . викинвест . Архивировано из оригинала 2 апреля 2018 года . Проверено 2 апреля 2018 г.

Журнал петрологии
Платина топливных элементов ( архивная версия получена 31 января 2018 г. на Wayback Machine)
Металлы платиновой группы

[1] Барнс, Сара-Джейн (январь 2002 г.). «Элементы платиновой группы и микроструктуры нормального рифа Меренского из платиновых рудников Импала, комплекс Бушвельд» . Журнал петрологии . 43 (1): 103–128. дои : 10.1093/petrology/43.1.103 .

[:0-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д [ Геология для южноафриканских студентов. CNA Ltd Южная Африка ]

[:7-3] Jump up to: ^а ^б Коуторн, Р. Грант; Берст, Кевин (март 2006 г.). «Происхождение пегматитового пироксенита в Меренской толще Бушвелдского комплекса, Южная Африка» . Журнал петрологии . 47 (8): 1509–1530. CiteSeerX 10.1.1.560.4971 . doi : 10.1093/petrology/egl017 – через Oxford Academic.

[:1-4] Jump up to: ^а ^б ^с Матез, Э,А. (1995). Магматический метасомализм и формирование Меренского рифа Бушвельдского комплекса. Вклад минеральной нефти 119, 277–286.

[:2-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Хатчинсон, Дэйв; Фостер, Джеффри (январь 2015 г.). «Концентрация твердых минералов платиновой группы во время внедрения магмы; пример Меренского рифа, комплекс Бушвельд» . Журнал петрологии . 56 : 113–159. doi : 10.1093/petrology/egu073 .

[:5-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Латыпов, Раис; Чистякова, Софья; Пейдж, Алан; Хорнси, Ричард (июль 2015 г.). «Полевые данные кристаллизации рифа Меренский in situ» . Журнал петрологии . 56 (12): 2341–2372. doi : 10.1093/petrology/egv023 .

[:3-7] Jump up to: ^а ^б Скун, Роджер (август 1994 г.). «Платиновая элементная минерализация в критической зоне западного Бушвельдского комплекса: I. Сульфидные бедные хромититы» . Экономическая геология . 89 (5): 1094–1121. дои : 10.2113/gsecongeo.89.5.1094 .

[8] Налдретт, Энтони (январь 2011 г.). «Генезис обогащенных ЭПГ Меренского рифа и хромититовых пластов Бушвельдского комплекса» . Магматические месторождения Ni-Cu и платиновых металлов: геология, геохимия и генезис .

[:4-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Киннэрд, Дж. А. (июль 2012 г.). «Образование хромитита — ключ к пониманию процессов обогащения платины». Прикладная наука о Земле . 111 : 23–35. дои : 10.1179/aes.2002.111.1.23 . S2CID 129225819 .

[:6-10] Jump up to: ^а ^б Металлические рудники Platinum Group в Южной Африке, 2007 г., Департамент полезных ископаемых и энергетики ЮАР. Архивировано 19 марта 2009 г. в Wayback Machine.

[11] Джонс, Р. Майкл (март 2005 г.). «История добычи платины в Бушвельдском комплексе» . викинвест . Архивировано из оригинала 2 апреля 2018 года . Проверено 2 апреля 2018 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]