Rafa Merenska - Merensky Reef

Mapa przedstawiająca kopalnie kompleksu magmowego Bushveld
Kopalnie rafy Merensky

Merensky Reef jest warstwa skały magmowej w Bushveld magmowych Complex (BIC) w North West , Limpopo , Gauteng i Mpumalanga prowincji Południowej Afryki , która razem z warstwą bazowych, Górna Grupa 2 Reef (UG2), zawiera większość znane światowe zasoby metali z grupy platynowców (PGM) lub pierwiastków z grupy platynowców (PGE) - platyny , palladu , rodu , rutenu , irydu i osmu . Rafa ma 46 cm grubości i jest ograniczona cienkimi chromitowymi szwami lub podłużnicami. Skład składa się głównie ze skał kumulacyjnych, w tym leukonorytu, anortozytu , chromitytu i melanorytu.

Kompozycja

Rafa UG2, której skład jest stosunkowo spójny w całym BIC, jest bogata w chromit . Jednak na rafie UG2 brakuje produktów ubocznych ze złota , miedzi i niklu z Merensky'ego , chociaż jej zasoby mogą być prawie dwa razy większe niż w rafie Merensky. Ogólnie rzecz biorąc, Merensky Reef jest dolną warstwą złożoną z anortozytu lub noritu z cienką warstwą chromitu na wierzchu. Ponadto, zwykle istnieje warstwa pokrywająca obie warstwy składające się ze skalenia piroksenitu . Warstwy chromitytu występują powszechnie w dużych włamaniach warstwowych mafijnych . Prąd teorii sugeruje chromitites powstające w wyniku wprowadzenia i mieszania chemicznie pierwotnej magmy Bardziej wydzielającego magmy , co prowadzi do przesycenia chromit mieszaniny i powstawania prawie monomineralic warstwy na komory magmy podłogi. Wiodącą teorią dotyczącą formowania się rafy Merensky'ego jest to, że kryształy pochodzące z głównego źródła magmy gromadziły się i schładzały, gdy magma rosła, powodując krystalizację. Jednak natura krystalizacji jest złożona.

Warstwy

Rafa Merensky składa się z pięciu różnych warstw. Pierwsza warstwa to nakrapiany anortozyt, czyli oikokryszt piroksenu, opisywany jako ciemne pasma. Cętkowany anortozyt składa się ze śladowych ilości minerałów kwarcu , tytanitu i apatytu . Druga warstwa to chromityty Merensky'ego, które są bardzo nieregularnymi ziarnami podstawowego chromitytu. Trzecia warstwa jest podobna do drugiej warstwy z chromitynami Merensky'ego, jednak podstawowy chromityn jest zwarty i mniejszy. Czwarta warstwa to pegmatyt Merensky'ego i składa się z gruboziarnistego krzemianu o przybliżonej grubości 2,6 cm. W czwartej warstwie chromit jest rzadki i obecne są siarczki. Piąta warstwa to melanoryt Merensky'ego i jest to matryca bogata w drobnoziarnisty chalkopiryt , kwarc i skalenie .

Chemia całej skały

Siarczkowy chromityn z Merensky Reef (wielkość próbki: 45 mm)

Rafa Merensky ma wysokie stężenie chromitytów . Jednak chromityny różnią się między sobą zawartością irydu, rutenu, rodu i platyny. Istnieją doniesienia o wzbogaceniu w pierwiastki śladowe arszeniku , kadmu , cyny i telluru . Rafa Merensky jest podobna do Platreef ze względu na obecność prymitywnego płaszcza, warstwowych intruzji i poziomów niklu i miedzi . Rafa typu Merensky została podzielona na dwie kategorie, ortomagmatyczną i hydromagmatyczną. Grupa ortomagmatyczna składa się z mineralizacji pierwiastków z grupy platynowców . Grupa hydromagmatyczna składa się z mineralizacji pierwiastków z grupy platynowców do płynów bogatych w substancje lotne oddzielających się od stałego kumulacji.

Krystalizacja

Istnieje kilka teorii, które sugerują, jak doszło do krystalizacji na rafie Merensky. Pierwsza zaakceptowana hipoteza rafy Merensky'ego sugeruje, że krystalizacja chromitu pochodzi z topnienia hybryd i znacznego bocznego zmieszania nowej i obecnej magmy. W szczególności pierwsza hipoteza sugeruje, że wysokie stężenia PGE były wynikiem wytopu siarczku i krzemianu . Siarczek stopu odgrywa ważną rolę w tej hipotezy, ponieważ siarczek jest gęsty w stanie stopionym, a osadzanie stopionego materiału przez kolumnę magmy do dna komory pozostawiono mieszanie takie występują. Jedna z teorii sugeruje, że krystalizacja chromitu pochodzi z topienia hybryd i mieszania bocznego. Inna teoria, która sugeruje, że krystalizacja pochodzi z kropelek chromitu i siarczku. Jednak istnieje również inna teoria, że ​​krystalizacja pochodzi z scalenia umiejscowionej magmy ze stopionymi stropowo-skałami. W teorii topnienia skał stropowych występowało zanieczyszczenie pomiędzy nowym roztopem bogatym w magmę i krzemionkę. Zanieczyszczenie spowodowało krystalizację chromitu i PGM, ponieważ ziarna chromitu przyciągały kryształy PGM. Po krystalizacji kryształy zostały przeniesione na zapadających się krawędziach i utworzyły warstwy chromitytu i PGE.

Historia

Chromityty z kompleksu Bushveld zostały po raz pierwszy wykryte przez Halla i Humphreya. Początkowe wydobycie platyny w Afryce Południowej miało miejsce w kilku dużych kopalniach złota w East Rand, a pierwsza oddzielna kopalnia platyny była krótkotrwałym przedsięwzięciem w pobliżu Naboomspruit, które działało na bardzo nierównych rafach kwarcowych. Odkrycia złóż kompleksu magmowego Bushveld dokonał w 1924 r. Rolnik powiatowy z Lydenburga, AF Lombaard. Odnotowano, że ma około 80 kilometrów długości. To był łęgowych depozyt ale jej znaczenie zostało uznane przez Hans Merensky którego prace poszukiwawcze odkryto pierwotne źródło w bushveld magmowych Complex i przypisać go do kilkuset kilometrów od 1930. Rozległa górnictwie rafy nie odbywają się aż z coraz częstszymi przypadkami popyt na metale z grupy platynowców stosowane w kontroli zanieczyszczenia spalin w latach pięćdziesiątych XX wieku sprawił, że ich eksploatacja stała się ekonomicznie opłacalna. Ekstrakcja metali z chromitytu UG2 mogła nastąpić dopiero w latach siedemdziesiątych XX wieku wraz z dużymi postępami w metalurgii . Pierwsza kopalnia koncentrowała się na wydobyciu bogatej w chrom platyny UG2 na rafie i została nazwana kopalnią Lonmin.

Bibliografia