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
Kompleks Transwaalu kwarcyty Magaliesburg tufy dolomity	granit Bushveldu	Sn, F, Au, Zn, Pb
	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.

2

---