El Arrecife Merensky es una capa de roca ígnea en el Complejo Ígneo Bushveld (BIC) en las provincias del Noroeste , Limpopo , Gauteng y Mpumalanga de Sudáfrica que, junto con una capa subyacente, el Arrecife del Grupo 2 Superior (UG2), contiene la mayor parte de las reservas mundiales conocidas de metales del grupo del platino (PGM) o elementos del grupo del platino (PGE): platino , paladio , rodio , rutenio , iridio y osmio. El arrecife tiene 46 cm de espesor y está delimitado por finas costuras o largueros de cromita. [1] La composición consiste predominantemente en rocas acumuladas, que incluyen leuconorita, anortosita , cromitita y melanorita. [2]
Composición
El UG2 Reef, cuya composición es relativamente constante en todo el BIC, es rico en cromita . Sin embargo, el arrecife UG2 carece de los subproductos de oro , cobre y níquel de Merensky , aunque sus reservas pueden ser casi el doble de las del arrecife de Merensky. En general, se observa que el Arrecife Merensky es una capa inferior compuesta de anortosita o norita con una fina capa de cromitita en la parte superior. [3] Además, comúnmente hay una capa superpuesta a ambos compuestos de piroxenita feldespática . [3] Las capas de cromitita ocurren comúnmente en grandes intrusiones de capas máficas . Una teoría actual sugiere cromititas se forman como resultado de la introducción y mezcla de químicamente primitivo magma con un más evolucionado magma , que resulta en la sobresaturación de cromita en la mezcla y la formación de una capa casi monomineralic en la cámara de magma piso. [2] La teoría principal con respecto a la formación del arrecife Merensky es la de los cristales que se originan en una fuente principal de magma acumulados y enfriados a medida que el magma se eleva dando como resultado la cristalización. [4] Sin embargo, la naturaleza de la cristalización es compleja.
Capas
El arrecife Merensky se compone de cinco capas diferentes. [5] La primera capa es anortosita moteada que son oicocristales de piroxeno y se describe como bandas de color oscuro. [5] La anortosita moteada se compone de trazas de minerales de cuarzo , titanita y apatita . [5] La segunda capa son las cromititas de Merensky, que son granos muy irregulares de cromitita basal. La tercera capa es similar a la segunda capa con cromititas de Merensky, sin embargo, la cromitita basal es compacta y de menor tamaño. [5] La cuarta capa es pegmatita de Merensky y está compuesta de silicato de grano grueso con un espesor aproximado de 2,6 cm de espesor. En la cuarta capa, la cromita es escasa y hay sulfuros. [5] La quinta capa es melanorita de Merensky y es una matriz rica en calcopirita , cuarzo y feldespato de grano fino . [5]
Química de roca entera
El arrecife Merensky tiene una alta concentración de cromititas . Sin embargo, las cromititas se diferencian entre sí por sus niveles de iridio, rutenio, rodio y platino presentes. [5] Se ha informado de un enriquecimiento de oligoelementos mostrado por arsénico , cadmio , estaño y telurio . [5] El arrecife Merensky es similar al Platreef debido a la presencia de manto primitivo, intrusiones en capas y niveles de níquel y cobre . [5] El arrecife de tipo Merensky se ha dividido en dos categorías, el ortomagmático y el hidromagmático. [6] El grupo ortomagmático se compone de mineralización de elementos del grupo del platino . [6] El grupo hidromagmático se compone de mineralización de elementos del grupo del platino a fluidos ricos en volátiles que se separan de una pila acumulada sólida. [6]
Cristalización
Hay varias teorías que sugieren cómo ocurrió la cristalización en el Arrecife Merensky. La primera hipótesis aceptada del Arrecife Merensky sugiere que la cristalización de cromita se originó a partir de derretimientos híbridos y una mezcla lateral significativa de magma nuevo y residente. [6] En detalle, la primera hipótesis sugiere que las altas concentraciones de PGE fueron el resultado de la fusión de sulfuros y silicatos . [6] La masa fundida de sulfuro juega un papel importante en esta hipótesis porque la masa fundida de sulfuro es densa y la sedimentación de la masa fundida a través de la columna de magma hasta el piso de la cámara permitió que ocurriera tal mezcla. [6] Una teoría sugiere que la cristalización de la cromita se originó a partir de fusiones híbridas y mezcla lateral. [7] Otra teoría que sugiere que la cristalización se originó a partir de gotitas de cromita y sulfuro. [8] Sin embargo, también existe otra teoría de que la cristalización se originó a partir de magma emplazado que se fusionó con derretimientos de roca de techo. [9] En la teoría de los derretimientos de rocas de techo, había contaminación entre el nuevo magma y el derretimiento residente rico en sílice. [9] La contaminación resultó en la cristalización de cromita y PGM porque los granos de cromita atrajeron los cristales de PGM. [9] Después de la cristalización, los cristales se llevaron a los márgenes colapsados y formaron las capas de cromitita y PGE. [9]
Historia
Las cromititas del complejo Bushveld fueron detectadas por primera vez por Hall y Humphrey. [7] La recuperación inicial de platino en Sudáfrica tuvo lugar en varias de las grandes minas de oro de East Rand y la primera mina de platino separada fue una empresa de corta duración cerca de Naboomspruit que trabajó en arrecifes de cuarzo muy irregulares. El descubrimiento de los depósitos del Complejo Ígneo Bushveld fue realizado en 1924 por un agricultor del distrito de Lydenburg, AF Lombaard. [2] [10] Se registró que tenía aproximadamente 80 kilómetros de longitud. [2] [10] Este era un depósito aluvial, pero su importancia fue reconocida por Hans Merensky, cuyo trabajo de prospección descubrió la fuente principal en el Complejo Ígneo Bushveld y lo rastreó por varios cientos de kilómetros en 1930. [4] La minería extensa del Arrecife no lo hizo. Esto tendrá lugar hasta que un aumento en la demanda de metales del grupo del platino utilizados en el control de la contaminación de los gases de escape en la década de 1950 hizo que la explotación fuera económicamente viable. La extracción de metales de la cromitita UG2 solo pudo tener lugar en la década de 1970 con importantes avances en la metalurgia . [4] La primera mina se concentró en la extracción de platino UG2 rico en cromo en el arrecife y recibió el nombre de mina Lonmin. [11]
Referencias
- ^ Barnes, Sarah-Jane (enero de 2002). "Elementos del grupo del platino y microestructuras del arrecife Merensky normal de las minas Impala Platinum, complejo Bushveld" . Revista de Petrología . 43 (1): 103-128. doi : 10.1093 / petrology / 43.1.103 .
- ^ a b c d [ Geología para estudiantes sudafricanos. CNA Ltd Sudáfrica ]
- ^ a b Cawthorn, R. Grant; Boerst, Kevin (marzo de 2006). "Origen de la piroxenita pegmatítica en la unidad Merensky, complejo Bushveld, Sudáfrica" . Revista de Petrología . 47 (8): 1509-1530. CiteSeerX 10.1.1.560.4971 . doi : 10.1093 / petrology / egl017 - a través de Oxford Academic.
- ^ a b c Mathez, E, A. (1995). MagmaUc metasomaUsm y formación del arrecife Merensky, Bushveld Complex. Contrib Mineral Petrol 119, 277-286.
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- ^ a b c d e f Latypov, Rais; Chistyakova, Sofya; Page, Alan; Hornsey, Richard (julio de 2015). "Evidencia de campo para la cristalización in situ del arrecife Merensky" . Revista de Petrología . 56 (12): 2341–2372. doi : 10.1093 / petrology / egv023 .
- ^ a b Scoon, Roger (agosto de 1994). "Mineralización de elementos del grupo del platino en la zona crítica del complejo Bushveld occidental: I. Cromititas pobres en sulfuro" . Geología económica . 89 (5): 1094-1121. doi : 10.2113 / gsecongeo.89.5.1094 .
- ^ Naldrett, Anthony (enero de 2011). "Génesis del arrecife de Merensky enriquecido con PGE y vetas de cromitita del complejo Bushveld" . Depósitos magmáticos de Ni-Cu y PGE: Geología, Geoquímica y Génesis .
- ^ a b c d Kinnaird, JA (julio de 2012). "Formación de cromitita: una clave para comprender los procesos de enriquecimiento de platino". Ciencias de la Tierra aplicadas . 111 : 23–35. doi : 10.1179 / aes.2002.111.1.23 . S2CID 129225819 .
- ^ a b Platinum Group Metal Mines en Sudáfrica 2007, SA Departamento de minerales y energía Archivado el 19 de marzo de 2009 en Wayback Machine.
- ^ Jones, R. Michael (marzo de 2005). "Historia de la minería de platino en el complejo Bushveld" . wikinvest . Archivado desde el original el 2 de abril de 2018 . Consultado el 2 de abril de 2018 .
- Revista de Petrología
- Platino de pila de combustible ( versión archivada recuperada el 31 de enero de 2018 en Wayback Machine)
- Metales del grupo del platino