ZŁOŻA MAGMOWE

Złoża magmowe powstają w procesie dyferencjacji metalonośnej magmy bezpośrednio ze stopu, w wyniku czego powstają następujące typy złóż:

• likwacyjne, gdzie magma siarczkowo- krzemianowa przy ochładzaniu rozdziela się na dwie nie mieszające się ze sobą fazy ciekłe (rudna, siarczkowa)

• wczesnomagmowe (segregacyjne, akumulacyjne), gdzie w magmach krzemianowych metale mogą wejść w skład minerałów wczesnej krystalizacji, skoncentrować się w nich jeszcze przed całkowitym zastygnięciem pozostałej części stopu

• późnomagmowe (histeromagmowe, fuzywne), gdzie w magmach krzemianowych o podwyższonej zawartości składników lotnych, metale i ich tlenki krystalizują w niższych temperaturach ze stopów resztkowych, po zastygnięciu głównej masy krzemianów skałotwórczych

WARUNKI FIZYKO-CHEMICZNE POWSTAWANIA ZŁÓŻ

Głównymi czynnikami geochemicznymi wpływającymi na likwację stopu siarczkowego magmy są:

• koncentracja siarki

• ogólny skład magmy krzemianowej, gdzie główną rolę odgrywa zawartość Fe, Mg, Si

• zawartość pierwiastków chalkofilnych w krzemianowej fazie ciekłej

Obecność żelaza w stopie krzemianowym podwyższa rozpuszczalność siarczków. W magmach o niskiej zawartości siarki tworzy się stop siarczku miedzi, natomiast żelazo pozostaje w stopie, podnosząc rozpuszczalność siarczku miedzi, hamując w ten sposób powstawanie dużych złóż. W magmach o podwyższonej zawartości siarki tworzy się stop żelazowy, w skład którego wchodzą w postaci rozpuszczonych składników siarczki Cu, Ni tworzących duże złoża rud miedziowo- niklowych. Impulsem do likwacji stopu krzemianowego i siarczkowego może być asymilacja przez magmę skał osłony powodujących zaburzenie równowagi chemicznej. W czasie likwacji siarczkowa część stopu wyodrębnia się w postaci kropel, które w wyniku większej gęstości zaczynają opadać w stopie. W zależności od szybkości zastygania stopu krzemianowego, wydziela się następujące typy lokalizacji siarczkowych ciał rudnych:

1. Przy szybkim zastyganiu na niewielkiej głębokości wydzielone krople siarczków mogą nie dotrzeć do dna intruzji i krystalizując tworzą złoża zawieszone rud impregnacyjnych

2. Przy powolniejszym stygnięciu stop siarczkowy może się skoncentrować w dolnej części intruzji, tworząc złoża denne rud impregnacyjnych i masywnych.

3. Podczas normalnej krystalizacji intruzji, przed zastygnięciem stopu siarczkowego, część tego stopu może być tektonicznie wyciśnięta z dennej i centralnej części masywu wzdłuż szczelin i powierzchni uławicenia skał otaczających, tworząc siarczkowe żyły i pseudopokłady.

4. W intruzji mogą się wyodrębniać resztkowe skupienia siarczków, które zastygają powoli, w spokojnych warunkach tworząc grubokrystaliczne pegmatoidowe sztoki siarczkowo- krzemianowe.

5. Podczas likwacji magmy na większych głębokościach może dojść do jednoczesnego wyciśnięcia stopu krzemianowego i siarczkowego w górne części skorupy i utworzenie złóż rozwarstwionych.

6. Podczas likwacji magmy rudonośnej na dużej głębokości, przy bardzo powolnym przebiegu procesu dochodzi do iniekowania stopu krzemionowego, a po jego wykrystalizowaniu może docierać z głębi rudonośny stop siarczkowo- krzemianowy tworząc niezgodne epigenetyczne ciała rudne.

Oddzielenie stopu rudnego odbywa się wskutek frakcyjnej krystalizacji, lub częściowej likwacji. W procesie frakcyjnej krystalizacji w dolnej części ogniska magmowego gromadzą się minerały żelazowo- magnezowe. Stopniowo powstający resztkowy stop rudny również się pogrąża w dół, skupia się nad minerałami żelazowo- magnezowymi, natomiast lżejsze skalenie i inne krzemiany unoszą się do góry tworząc pokrywę poziomu rudnego. W ten sposób powstają zgodne złoża rud w intruzjach rozwarstwionych (automagmowe). Jeśli przed krystalizacją stop rudy zostanie pod wpływem nacisków tektonicznych wyciśnięty wzdłuż rozłamów, powstają niezgodne złoża rudne iniekcji późnomagmowych (heteromagmowe). Większość złóż magmowych występuje w rozwarstwionych masywach zdyferencjowanych skał intruzywnych o budowie pasowej. Stopień tej dyferencjacji uwarunkowany może być stopniowym przejściem stref o różnym składzie. Mogą się tworzyć wyraźnie różnicowane i rozwarstwione intruzje tzw. stratyfikowane. Pasmowe różnicowanie skał magmowych, jest związane z procesem dyferencjacji magmy przed (dyferencjacja likwacyjna) i w czasie jej intrudowania (dyferencjacja krystalizacyjna). W obu przypadkach pod wpływem różnic gęstości ciekłych i stałych faz stopu następuje ich grawitacyjna dyferencjacja, na który mają wpływ:

• reakcje wymiany między wydzielonymi fazami

• prądy konwekcyjne

• niejednorodny ruch dyferencjatów w zbiorniku magmowym

• oddziaływanie naprężeń tektonicznych

• obecność składników gazowych

• procesy asymilacji

Dyferencjacja magmowa może być pierwotna (wgłębna), oraz wtórna czyli zachodząca na miejscu zastygania stopów. W wyniku czego wyróżnia się następujące hipotezy tworzenia się rozwarstwionych intruzji zawierających złoża magmowe:

• likwacyjne rozwarstwienie magmy w głębi i późniejsza iniekcja poszczególnych warstw o różnym składzie w górne części skorupy

• likwacyjna lub krystalizacyjna dyferencjacja magmy w głębi i jednorazowe intrudowanie heterogenicznych stopów w górne części skorupy

• likwacyjna dyferencjacja magmy rudonośnej w miejscu zastygania masywów i różnicowane przemieszczenie się cząstek lub tworzących się minerałów w zbiorniku magmowym

• metasomatyczne pochodzenie rozwarstwionych masywów rudonośnych

OPIS ZŁÓŻ

Złoża chromitów

1. Bushveld

2. Turcja

3. Tąpadła

4. Great Dyke

5. Kemi

Turcja

• Ze względu na budowę geologiczną złoża Cr w Turcji dzielimy na:

1. usytuowane głęboko w harzburgitach

2. w harzburgitach pomiędzy tektonitami i kumulatami w spągu

3. w dunitach

4. w dunitowej części kumulatów

• Ze względu na strukturę złoża

1. przylegające równolegle do wewnętrznej struktury perydotytów

2. przecinające strukturę perydotytów

3. umieszczone w spękaniach i strefie melanżu

Obszar Guleman

• Położony w S-E Turcji, złoża zdeponowane w późnej J, wczesnej Cr w perydotytach, dunitach, werlitach, piroksenitach, gabrach.

1. Region Goldon

• Utwory silnie zserpentynizowane utraciły pierwotną kierunkowość.

• Rudy masywne, spiwo typu matrix.

1. Region Rut- Tascitepa

• Zlokalizowany na E krańcu ofiolitu.

• Skałą otaczającą jest harzburgit z wkładkami dunitu.

• Harzburgit posiada wyrażne struktury wewnętrzne zaznaczające się okruszcowaniem oraz wypełnieniami oliwino- piroksenowymi. W harzburgicie widoczna flotacja, laminacja, oraz tekstura mozaikowa wywołana rekrystalizacją oliwinów. Krawędzie minerałów są zaokrąglone.

• W tym regionie występuje 6 poziomow chromitowych ułożonych zgodnie z warstwowaniem, całkowita ich miąższość wynosi 2km.

• Chromity występują również jako warstwy lub soczewy 1cm- 50m.

Obszar Fethiye

• Dominującą skałą jest zserpentynizowany perydotyt i harzburgit.

• Występują żyły i soczewki dunitowe, dajki dolerytowe tnące perydotyty.

1. Region Ilikadere- Kayamakam

• Zbudowany z harzburgitu z żyłami i soczewami dunitowymi.

• Warstwy zapadają na S-E, pod kątem od 0-10^o

• Dajki dolerytowe tną harzburgit i mają przebieg N-W, zgodny z głównym kierunkiem spękań, grubość dajek od 0,5-20m.

• Przeciętna grubość ciał rudnych 2-10m.

1. Region Kandak

• Ciała rudne znajdują się w harzburgitach o strukturach antyklinalnych

• Ciała rudne zanurzają się na W pod kątem 45^o

• Ruda masywna, grubość ciał rudnych od 2-8m.

S Turcja

1. Region Pozanti- Kara

• Masyw perydotowy w części centralnej tektonity i kumulaty.

• Pod perydotami znajdują się bazalty, skały metamorficzne, wapienie, osady platformowe.

• Występuje około 100 ciał rudnych, zlokalizowanych w popękanych harzburgitach.

2. Region Dereocak- Kawasak- Dorucali

• Rudy znajdują się w harzburgitach.

• Złoże zapada na S- W pod kątem 75^o

3. Region Kizilyusek-Yataardie

Występują tutaj dunity na których zalegają harzburgity.

Tąpadła

• Występowanie chromitów związane jest z serpentynitami, powstałymi wskutek autohydrometamorfozy z zasadowej magmy dunitowo- perydotowej.

• Skały występujące w obrębie chromitów to serpentynity oraz żyły kwarcowo- skaleniowe z domieszką łyszczyków, żyły lamprofirowe, żyłki magnezytowo- kalcytowe.

• W obrębie serpentynitów można wydzielić trzy odmiany:

1. Nieznacznie zwietrzały, ciemny, prawie czarny, dobrze wykrystalizowany.

2. Serpentynit wykazujący silniej postępujące wietrzenie, zielonoszary z rdzawymi i szarordzawymi plamami. Głównym składnikiem jest antygoryt oraz agregaty chryzotylu.

• Minerałami kruszcowymi jest chromit i magnetyt, tworzących choryzonty.

1. Największe przeobrażenie wykazują serpentynity w sąsiedztwie żył kwarcowo- skaleniowych i lamprofirowych.

• Chromity występują w formie gniazdowych skupień, wrzecionowato wydłużonych, koncentrują się w postaci zbitej, groniastej, ospowatej.

• Ruda zbita wykształcona jest w postaci grubokrystalicznego chromitu, tkwiącego w masie serpentynitowo- chlorytowo- węglanowej, tworzącą sieć żyłek, które mogą przecinać chromity.

• Ruda groniasta charakteryzuje się odizolowanymi zaokrąglonymi skupieniami rudy zbitej tkwiących w masie serpentynitowo- chlorytowo- węglanowej. Ułożenie tych skupień bywa czasem kierunkowe.

• Ruda ospowata charakteryzuje się sporadycznym występowaniem ziarn chromitu.

• Powstanie złoża tłumaczy się działalnością roztworów hydrotermalnych pochodzących z intruzji gabra ślężańskiego. Ługowały one chrom rozproszony w serpentynitach, a następnie odkładały go tworząc gniazda rudne.

Great Dyke

• Dajkę tworzą 4 łączące się ciała magmowe o jednakowej strukturze i odmianach skalnych, ale różniące się ilością warstw, ich miąższością i rozmieszczeniem.

• Od północy wyróżnia się kolejno Musengezi, Hartley, Selukwe, Wedza.

• Skały budujące Great Dyke wykazują pseudostratyfikację, a w przekroju tworzą płaską synklinę.

• Przypuszcza się, że na początku utworzyła się wielka szczelina, w którą magma wtargnęła licznymi kanałami. W głębszych partiach utwory zasadowe tworzą klin. Intruzja ta u góry kończy się strukturą w kształcie grzyba utworzonych na granitach. Został on następnie zerodowany. W otoczeniu szczeliny podłoże zapadło się tak, że powstała strefa synklinalna.

• W najgłębszych partiach intruzja składa się z dunitów oraz serpentynitu o charakterze harzburgitu. W serpentynicie wykształciły się pokłady chromitu, tworzące płaskie formy synklinalne. Ponad serpentynitem występują piroksenity z poziomem platyno i niklonośnym, oraz skaleniowe noryty.

• Pokłady chromitowe rozdzielone są zmiennej miąższości pakietami dunitowego serpentynitu. zapadają one ku centrum Great Dyke i tworzą nieckę, której oś jest zgodna z osią intruzji.

• Zaburzenia tektoniczne prostopadłe do biegu pokadów, spękania wypełnione kwarcem i magnezytem. Miąższość pokładów od 1-2 cm do 3,5 m.

• Ogólnie pokłady rozmieszczone są w serpentynicie lub nie zmienionym webserycie. Składają się z chromitów współwystępujących z enstatytem. Występują również żyły dolerytowe, towarzyszące spągowi pokładów chromitowych.

• W stropie nad właściwym pokładem występuje strefa z serpentynitem i chromitem, podczas gdy skała spągowa ostro graniczy z rudą. Zawartość Cr rośnie ku dołowi, a Fe, Mg, Al ku górze.

• Uważa się że skały budujące Great Dyke itrudowały impulsami po których następowała krystalizacja i dyferencjacja grawitacyjna, część Cr gromadziła się przy stropie i ścianach intruzji, a następnie opadała na dno w późniejszych stadiach. Ta stopniowość uwarunkowana jest od temperatury w wewnątrz intruzji i aktywności.

• Intruzje z nieregularnymi soczewowymi ciałami rudnymi poza strefą Great Dyke związane są ze starszymi poziomami tzw. kompleksu podstawowego. Skadają się z serpentynitów częściowo skrzemionkowanych oraz łupków chlorytowych i talkowych częściowo skarbonatyzowanych, należaą tutaj 4 obszary: Selukwe, Mashaba, Belingwe, Gwanda.

• Obszar Selukwe budują zmienione serpentynity w których występują łupki talkowe, skały talkowo- węglanowe i horfelsy. Ciała rudne występują w grupach i stromo zapadają.

Kemi

• Złoże związane z sillem ultrabazytowym znajdującym się pomiędzy granitami migmatycznymi i łupkami, silnie zmetamorfizowanymi

• W serii łupkowej najniżej znajdują się:

1. ultrabazyty

2. zieleńce

3. kwarcyty

• Wyróżnia się 8-m horyzontów chromitowych

Złoża rud tytanomagnetytu

1. Bushveld

2. Krzemionka

3. Kaczkanar

4. Otanmäki

Krzemionka

• Złoże zbudowane jest z wielu ciał rudnych, których grubość waha się od kilku do 100 m, pomiędzy którymi występują noryty i anortozyty ze szlirami lub żyłkami rudnymi.

• W obrębie norytów i rud ilmenitowo- magnetytowych kontakty są dość wyraźne i prostoliniowe. Kontakty rud z anortozytami są postrzępione lub faliste, z licznymi zazębieniami rud z anortozytami.

• Kontakty ciał rudnych ze skałami otaczającymi oraz kontakty między różnymi gatunkami rud są nachylone pod kątem 45^o. Takie samo nachylenie ma większość szlir i żyłek.

• Noryty i rudy wykazują makrostrukturę kierunkową. Ciała rudne rozciągają się z południa ku północy i zapadają ku zachodowi pod kątem 45^o.

• Złoże składa się z dwóch części: południowo- zachodniej i północno- wschodniej. Zbudowane są z ciał rudnych mających formę soczewek, pseudopokładów i żył. Długość ciał rudnych po rozciągłości wynosi 2 km, szerokość złoża w kierunku upadu wynosi 1,5 km.

• W przekroju pionowym ciała rudne mają charakter pakietów złożonych z szlirów rudnych różnej miąższości, przedzielonych norytami i anortozytami. W wyniku ruchów dysjunktywnych doszło do przerwania ciągłości ciał rudnych.

• Głównymi minerałami kruszcowymi są magnetyt tytanonośny i ilmenit.

• W skałach płonnych występuje równowaga między magnetytem i ilmenitem, w anortozytach zaznacza się przewaga ilmenitu, w rudach wraz ze wzrostem składników rudnych rośnie przewaga magnetytu tytanonośnego nad ilmenitem.

• W skałach płonnych mamy do czynienia z hemo- ilmenitem, tj. zawiera odmieszany hematyt, a magnetyt charakteryzuje się małą zawartością TiO₂. W bogatych rudach ilmenit nie zawiera magnetytu.

• Magnetyt zawiera ulvöspinel stając się w ten sposób nośnikiem Ti, zawierającc spinel szeregu hercynit- pleonasyt jest źródłem V.

• Minerałami towarzyszącymi są: pirotyn, piryt, chalkopiryt, pentlandyt, mackinawit, kubanit, markasyt, bravoit, bornit, chalkozyn, sfaleryt. W skałach płonnych jest mniej siarczków zaś więcej jest pirytu.

• Hipotezy dotyczące powstania złoża rud ilmenitowo- magnetytowych Suwalszczyzny:

1. Wg Zawarickiego (1937) materiał rudny oddzielił się od krzemianowego podczas upłynnienia magmy, a minerały rudne utworzyły się w wyniku krystalizacji resztek magmy rudnej wzbogaconej w składniki lotne, powstałe przy stygnięciu skał macierzystych (złoża fuzywne), a następnie oddzielają się od krzemianów.

2. Wg Kratza (1957) krzemiany i minerały kruszcowe krystalizowały jednocześnie, te ostatnie ze względu na duży ciężar opadały i gromadziły się w dolnej części intruzji. Czynnikiem decydującym w utworzeniu okruszcowania tj. segregacyjnego lub fuzywnego miało ciśnienie zewnętrzne, przy którym zachodzi krystalizacja i dyferencjacja magmy.

3. Wg Schneiderhöhna (1962) złoże tego typu należą do złóż magmowo- likwacyjnych, przy czym podstawowym procesem koncentracji rud była dyferencjacja krystalizacyjna.

4. Wg Uspienskiego (1971) złoża powstały przez metasomatozę skał zasadowych lub ultrazasadowych. Pod wpływem naprężeń tektonicznych w masywie tych skał utworzyły się strefy zluźnień, którymi dochodziły roztwory o dużej alkaliczności. Na skutek procesów metasomatycznych powstały pegmatyty anortozytowei inne skały. Temperatura roztworów ulegała obniżeniu, a wzrastał w nich potecjał żelaza, a następnie rozpoczęła się precypitacja rudy.

5. Wg Juskowiaka (1971) magma zasadowa intrudowała podczas ruchów orogenicznych, przy czym jej krystalizacja rozpoczęła się w głębszych partiach skorupy, a proces dyferencjacji był związany z likwacją, asymilacją i selekcją grawitacyjną. Starsze skały uległy asymilacji i zmianie składu, a pod wpływem nacisków spowodowanych ruchami orogenicznymi następowało selektywne przetapianie skał. Wskutek tego mogły powstać noryty oraz skupienia magmy plagioklazowej, z której wykrystalizowały anortozyty.

6. Wg Kubickiego i Siemiątkowskiego (1979) mineralizacja złożowa nie pochodzi bezpośrednio ze skał otaczających, aczkolwiek pochodzi z tej samej magmy macierzystej, a więc musiała być doprowadzona z głębszych partii intruzji. Procesami które ukształtowały skład mineralny skał i rud były procesy deuteryczne tj. autometamorficzne, metasomatyczne i hydrotermalne.

Kaczkanar

• Złoże związane z lakolitem gabrowo- piroksenowym poprzecinanym licznymi dajkami

• Rudy tytanomagnetytu w postaci impregnacji, skupień, form masywnych

• Minerały typomorficzne: tytanomagnetyt, piryt, chalkopiryt, pirotyn

Otanmäki

• Złoże związane z amfibolitami, gabrami i anortozytami prekambryjskimi

• W N części złoża występują granity, granitognejsy

• W S części złoża występują skały typu zasadowego

• Złoże zaburzone tektonicznie

Złoża rudy magnetytowej z apatytem

1. Kirunavaara

2. Grangesberg

Kirunavaara

• Złoża obszaru Kiruna występują wśród prekambryjskich granitów, syenitów, gabra, zasadowych wulkanitów, łupków fylitowych i kwarcytów z konglomeratami, tworzących serię Vakko.

• Główne cialo rudne leży między pokładowymi intruzywami porfirów kwarcowych a porfirami syenitowymi. Formy o charakterze pokładowym.

• Ciało rudne występuje w strefach tektonicznie osłabionych, granice ciała ostre.

• Rudy głównego poziomu uległy metamorfizmowi.

• W sąsiedztwie brekcje, dajki wnikające w złoże co wskazuje na wulkanizm równowiekowy.

• Minerałami rudnymi są: magnetyt, hematyt, magnetyt V- nośny, apatyt fluorowy.Minerały płonne: aktynolit, diopsyd, kalcyt, biotyt , kwarc, hbl, tytanit, talk, albit, cyrkon, monacyt, REE. Nie widać genetycznego związku pomiędzy intruzjami a złożem.

1. Koncepcja sedex

• kontakty ciala rudnego ze skałami otaczającymi: spąg złoża leżący na keratofirach jest zerodowany

• w spągowej części skały osadowej przykrywającej rudy występuje detrytus, jest to skała o charakterze piaskowca z przekątnym warstwowaniem hematytu i magnetytu.

• odgałęzienia ciała rudnego są wywołane tektoniką lub działalnością młodszych dajek

• keratofiry kwarcowe przykrywające złoże zawierają ostrokrawędziaste okruchy rudy

• brak śladów metasomatozy na kontakcie, płaszczyzn poślizgu, brekcji przy widzwignięciu ciała

• obecność skał o charakterze zlepieńców

• ciągłe przejścia od rud apatytowo-hematytowych do kwarcowo- hematytowych

• brekcje rudne są remobilizacją procesów złożowych

• brekcje zawierają konglomeraty tylko w spągu

1. Koncepcja magmowa

• konglomeraty słabo rozpowszechnione i mogą być brekcją intruzywną

• skonsolidowany detrytus- jest to pierwotnie kwaśna lawa typu porfiru zmetasomatyzowana z warstwowaniem przekątnym są przejawem struktur fluidowych

• występowanie w ciałach rudnych skarnów aktynolitowych równoczesne z powstaniem rud. Ich obecność związana z przejściem magnetytu w hematyt.

• skład chemiczny magnetytu z brekcji i centrum rud wykazują identyczny skład

• rudy kwarcowe są pierwotnie rudami w których doszło podczas metasomatozy do zastąpienia krzemionką

Grangesberg

• Formacja swekofenidów rozpoczyna się od utworów swekowulkanicznych- leptytów, helflindów. Podstawową skałą otaczającą są leptyty od typów bogatych w sód po bogate w potas. Pierwsze z nich są barwy szarej, drugie czerwonej. Oba typy są bogate w aglomeraty co wskazuje na silny wulkanizm. Występują również leptyty o składzie pośrednim z fenokryształami oligoklazu lub andezynu. Są one przeławicone wapieniami i dolomitami.

• Złoża Fe i Mn zawsze są związane ze skałami wulkanicznymi.

• Dalej występują łupki, szarogłazy, bazalty zmienione w zieleńce, dacyty, andezyty. Kompleks ulega sfałdowaniu i złupkowaniu, równocześnie z ruchami fałdowymi dochodzi do wzmożonej aktywności magmatycznej i utworzenia najstarszych granitów, które ulegają zgnejsowieniu. Wtedy tworzy się wyraźne brekcjowanie. Wokół intruzji granitowej tworzą się skarny. Dochodzi do zapadania i przetapiania, tworzą się pegmatyty oraz granity późnosfekofeńskie. Tworzą się również gnejsy pegmatytowe i skarny.

• Apatytowe rudy żelaza tworzą horyzonty o kształtach soczewkowatych zakończonych apofizami w leptytach. Występują formy w kształcie małych dajek występujących w skałach otaczających. Mineralizacja kruszcowa to magnetyt, hematyt, apatyt.

• Jest to złoże śródwulkaniczne nie będące produktem normalnej dyferencjacji magmowej.

Formacja miedziowo-niklowa

1. Bushveld

2. Sudbery

Bushveld

• Jest to fragment większej intruzji, który oparł się erozji, przebijając górną część prekambryjskiej serii Pretoria.

• W geologicznej historii masywu można wyróżnić kilka etapów:

1. w pierwszym z nich sille diabazowe intrudowały w utwory serii Pretoria, głównie poniżej stropu kwarcytów Magaliesburg, tworzących spąg masywu

2. w drugim etapie nastąpiła intruzja sillu norytowego, który przybrał formę lopolitu. Obecnie jest to pas wychodni o szerokości od 8-32 km zapadający łagodnie ku centrum.

3. trzecim etapem było powstanie intruzji czerwonych granitów, które wdarły się pomiędzy strefę Upper i nadległą serię Rooiberg

Wypiętrzenie serii Pretoria felzyt Rooiberg kwarcyt, łupek, wapień
kwarcyt Magaliesburg leptyty, granofir, mikrogranit	granit Bushveldu	Sn, F, Au, Zn, Pb
Kompleks Transwaalu kwarcyty Magaliesburg tufy dolomity	Strefa Upper- Górna dioryty gabro Strefa Main- Główna noryty piroksenity Strefa Critical- Skrajna budują naprzemianległe perydotyty, piroksenity, chromity, anortozyt, noryty Strefa Basal- Dolna bronzytyt harzburgity Strefa Chill harzburgity	Pozim magnetytowy       Meresky Reef UG-2 UG-1 Główny Poziom Chromitowy
zlepińce serii Wittwatersrand		Au, U

Kompleks dzieli się na dwie części: zasadową i kwaśną.

1. Zasadowa część kompleksu

• Część zasadowa charakteryzuje się swą znaczną dyferencjacją i warstwowaniem, tak ciągłym, że można mówić o stratygrafii.

• Kompleks wydaje się mieć formę arkuszowych intruzji, bardziej lub mniej podobnych, co daje w wyniku wzór z zatokami.

• Poniżej podstawy sekwencji zasadowych znajdują się osady grupy Pretoria intrudowne przez wiele silli i dajek diorytowych.

• Ciągła część kompleksu rozpoczyna się sekwencją warstwowaną (Basal Zone) składającą się z piroksenitów i perydotytów z przewarstwieniami norytu. Przy stropie znajdują się serie warstwowanych skał, które zwykle zawierają wstęgi chromitytów czego kulminacją jest tak zwany główny szew chromitowy, brany jako granica pomiędzy strefą bazalną a strefą krytyczną.

• Strefą krytyczna jest to bardziej regularnie warstwowana sekwencja, w której każda wstęga jest bogata w pirokseny przy podstawie, a przy szczycie bogata w skalenie, ale ze znacznymi odmianami teksturalnymi.

• Merensky Reef jest grubo ziarnistą wstęgą i jest z grubsza traktowny jako szczyt tej strefy.

• Ta znacząca jednostka skalna jest gruboziarnistym skaleniowym piroksenitem o znacznej jednorodności i ciągłości. Wydaje się być transgresywny względem podścielających go warstwowanych anortozytów i piroksenitów, a jego podstawa jest zaznaczona przez cienką warstwę kryształów chromitów. Ponad chromitem występuje gruboziarnisty piroksenit, bogatszy w skalenie przy stropie, gdzie dalsze, lecz mniej ciągłe warstwy chromitowe znaczą początek nadległej warstwy.

• W pobliżu podstawy poziomu występuje znaczna różnorodność metalicznych i siarczkowych minerałów w tym pirotyn, pentlandyt, chalkopiryt, roztwory żelazo- platynowe, sperrylit wiele innych. Razem te minerały dają zawrtość w poziomie w pewnych obszarach 6 g/t szlachetnych metali 0.3% Ni i Cu razem wziętych.

• Poziom naśladuje strukturę warstwowanej sekwencji zapadającą w stronę centrum kompleksu pod kątem zmieniającym się od 5 do 30 .

• Poziom zmienia swą grubość, ale zawartość metali pozostaje względnie stała.

• Na wychodniach poziom wietrzeje do brązowawej gleby, i w szczytowych kilku metrach od odsłonięcia zawartość Pt jest niewiele większa niż normalna, a większość siarczków utleniona.

• Merensky Reef był śledzony na wychodni przez 250 km, miejscami zanurzał się do głębokości 2 km; jego miąższość jest zmienna ale rzadko przekracza 0.3m .

• Strefa główna, jako następna jest znów wstęgowna i zawiera wstęgi bardziej równo teksturownego norytu i niemal czysty anortozyt, który służy jako horyzont przewodni w sekwencji. Następna strefa górna jest nieco odmienna. Odznacza się ponownym pojawieniem się oliwinu, choć znacznie bogatszego w Fe od tych znajdownych w perydotytach srefy bazalnej, wzrost w zawrtości alkaliów w skaleniach, i pojawienie się wstęg i ciał wanadonośnego magnetytu.

1. Kwaśna część kompleksu

• Powyżej leżą granofiry i skały granitowe, które nie występują jako regularnie warstwowana sekwencja. Znaczne partie wewnętrznego kompleksu składają się z czerwonawo zabarwionego granitu. Granity zawierają pegmatoidowe kominy turmalino- i kasytertyto-nośne. Granity kompleksu mają wiek radiometryczny 1.96 Ga

• Wskroś sekwencji regularne warstwowanie jest przerwane przez facje gróboziarniste lub pegmatoidowe w formie kominów i nieregularnych ciał.

• Kominy dunitowe występują w strefie krytycznej, kominy bronzytytowe powiązane z siarczkami w strefie bazalnej, a magnetytonośne ciała pegmatoidowe w strefie głównej i górnej.

• Bogactwo minerałów występuje w i wokół kompleksu. Chromit i wanadonośny magnetyt występują w części zasadowej, w dodatku w poziomie Merenskyego znajduje się platyna, złoto, nikiel i miedź. Występuje dodatkowy nikiel i miedź związane z bronzytytami strefy bazalnej, a pegmatoidowe rury czerwonego granitu zawierają cynę.

• Andaluzyt był wydobywany ze złóż aluwialnych pochodzących ze strefy metamorfizmu kontaktowego wokół kompleksu.

• Uważa się, że kompleks był intrudowany z magmy, która przechodziła pewną dyferencjację, ale była intrudowana w nieciągłych fazach. Warstwowanie pojedynczych jednostek skalnych jest związane z osadzaniem się kryształów w zależności od gęstości i prądów konwekcyjnych w magmie.

• Temperatura pomiędzy nowym pulsem magmy, a zalaną komorą wynosi około 100- 50 C.

• W tych warunkach magma mogłaby się wznieść w postaci turbulentnych pióropuszy na krótki dystans powyżej dna komory. Ochłodzenie w-wy hybrydowej spowodowałoby w likwacji cieczy siarczkowej tworzenie krzemianów i ewentualnie koncentracyjny odwrót, który mógłby przenieść hybrydowy stop do spągu komory magmowej.

• Merensky Reef wydaje się leżeć w podstawie jednostki, która reprezentowała nowe wstrzyknięcie magmy. Również lotne składniki magmy mogły odgrywać rolę w formowaniu różnych tnących ciał pegmatoidowych. Jest niemal pewne, że lotne składniki odgrywały znaczącą rolę w przypadku formowania się Sn-nośnych kominów w czerwonym granicie.

Sudbury

• Sudbury leży na granicy pomiędzy obszarem archaicznych granitognejsów i młodszymi skałami Apheb pasa fałdowego Penok należących do supergrupy Huron.

• Po północnej stronie kompleksu skały te są przecięte przez serię granitów przecięty brekcją Sudbury.

• W centrum obszaru Sudbury znajduje się grupa Whitewater, rozpoczynająca się od brekcji kwarcytowej przykrytej przez kilka warstw ignimbrytów, tufów i pumitytów, które z kolei przykryte są przez węglanowe argilty, łupki i piaskowce.

• Zasadowy i kwaśny kompleks magmowy, z którymi zasocjowane są złoża mineralne całkowicie oddziela grupę Whitewater od powierzchni skał archaicznych i afebiańskich

• Intruzja o formie lopolitu tworzy nieckę. Zewnętrzna część składa się z gabra hiperstenowego (norytu) z koncentracjami oliwinonośnymi przy podstawie. Wewnętrzna część składa się z granofiru (mikropegmatyt).

• Oddzielone od siebie strefą przejściową składającą się z diorytu kwarcowego i podobnych skał znajdowanych jako dajki wybiegające od głównego ciała.

• Spąg intruzji zapada ku centrum pod kątem 35-50 , lokalnie na SW i NE pod innymi kątami.

• Uskoki mają rozciągłość równoleżnikową lub równoległą do osi intruzji, są stromo nachylone, rzadziej pionowe.

• Na południe od Sudbury znajduje się duża strefa tektoniczna o kierunku NW, ograniczająca ją od jednostki Grenville.

• Złoża okręgu Sudbury mają formy pochylonych, wydłużonych soczew, warstwowe lub nieregularne.

• Zawierają rudy siarczkowe o teksturach masywnych, rozproszonych, brekcjowych lub drobnożyłkowych.

• Odmiany masywne obecne są głównie w spągu ciał rudnych, przechodząc ku górze w warstwowe skupienia rud rozproszonych. Rudy siarczkowe występują również w skałach podścielających intruzję (złoże Creighton). Związane są ze strefami tektonicznymina granicy norytu (złoże Falconbridge). Rudy masywne złożone z ziarn 1-50 mm, przechodzą w rudy rozproszone lub brekcjowe.

• Rudy rozproszone związane są z diorytem kwarcowym, stanowiącym dolną granicę strefy norytowej lub budującym dajki off- sets. Większość ciał rudnych posiada pokrywy gossanowe.

• Większość złóż siarczków Ni-Cu występuje wzdłuż spągowego kontaktu intruzji w norytach lub granicznych diorytach kwarcytowych bądź w skałach podścielających intruzję.

• Głównymi minerałami rud są pirotyn, chalkopiryt, pentlandyt, sporadycznie kubanit. Ni występuje w pentlandycie, rzadziej w pirotynie, gdy tworzy on rudy rozproszone.

• Rudy zawierają Pt, Pd w ilości 0,855g Pt/t. Pt obecna jest w sperrylicie, a Pd w michnerycie lub froodycie. Część platynowców tworzy domieszkę w siarczkach. Występują związki Au, Ag, Co, Pb, Zn, Bi, As, Sb, Se, Te.

• Geneza złoża

1. Łagodnie sfadowany arkusz lub sill.

2. Lopolit z głęboko usytuowanymi partiami korzeniowymi

3. Astroblem, związany z występowaniem stożków uderzeniowych w skałach otaczających oraz brekcji sudbury. Do wywołania podobnego zjawiska potrzebny byłby kamienny meteoryt o średnicy 4 km

4. Hydrotermalne i zasocjowane z granitami

5. Wynik odmieszania stopu siarczkowego w czasie chłodzenia norytu, przy czym pewne ilości tego stopu pozostały jako kropelki w skale dając w ten sposób rudę rozproszoną, inne skupiały się w większe masy w brekcjach wzdłuż kontaktów lub depresji w podłożu. Przy czym bogaty w siarczki stop zawierający Fe, Ni i Cu pozostaje ciągle stopiony jeszcze długo po tym jak większość krzemianów zdążyła wykrystalizować. Stopione zaś siarczki migrują poza intruzję do korzystnych zbiorników takich jak strefy brekcji lub obrzeża dajek.

---