Abstract

The abundances of the platinum-group elements (PGE), and their relative proportions, are summarized for all the mines exploiting the Merensky Reef on both western and eastern limbs of the Bushveld Complex, in South Africa. Grades for the mined reef interval are uniform over 100 km of strike length, at 5–7 g/t, except for Union mine, where it is currently 8 g/t. The relative proportions of the various PGE are extremely constant over this same distance. In contrast, the platinum-group minerals (PGM) vary enormously. On a regional scale around the western limb, the mineralogy ranges from alloy-dominated in the northwest to sulfide- or telluride–arsenide-dominant in the southeast. Local features that are important in terms of mining are potholes and discordant ultramafic bodies. Comparative studies of the PGE from close to and within such structures again show constant absolute and relative abundances. Limited data on the PGE from PGE-mineralized pipes (Onverwacht, Mooihoek and Driekop) suggest that they are Pt-dominated, and have a totally different relative pattern of distribution of the PGE than that in the stratiform mineralization. The PGM in the vicinity of these pipes also tends to be dominated by alloys, and in potholes by alloys and tellurides and arsenides. Hence, on both a regional scale and very local scale associated with disturbances in the reef, there is a dichotomy between the constancy of the PGE and the variability of the PGM. These observations suggest that the primary mechanism concentrating the PGE is a first-order process, and that the evolution of the PGM is the result of secondary processes related to cooling, local changes in f(S2) in the crystallization environment, and subsolidus re-equilibration. The debate as to whether the PGE are derived by fluid scavenging of a footwall succession or have accumulated from supernatant magma is reexamined, and unresolved problems pertaining to both processes are highlighted.

Abstract

Le niveau de concentration des éléments du groupe du platine (EGP), ainsi que leurs proportions relatives, sont examinés pour toutes les mines exploitant le banc de Merensky, dans les secteurs ouest et est du complexe de Bushveld, en Afrique du Sud. Les teneurs des sections exploitées de ce banc sont uniformes, entre 5 et 7 g/t, sur une distance de 100 km, sauf à la mine Union, où la teneur est présentement 8 g/t. Les proportions relatives des EGP sont d’une constance frappante sur cette distance. En revanche, les assemblages de minéraux du groupe du platine varient énormément. Sur une échelle régionale autour du secteur ouest, ces minéraux vont d’alliages dans le nord-ouest aux minéraux sulfurés ou bien aux tellurures et arséniures vers le sud-est. Les “nids-de-poule” et les venues ultramafiques discordantes sont des accidents locaux qui exercent une influence sur les activités minières. Des études comparatives des EGP près de et à l’intérieur de ces structures montrent de nouveau que les abondances absolues et relatives sont constantes. Des données limitées sont disponibles pour les pipes minéralisées en EGP (Onverwacht, Mooihoek et Driekop). Ces structures sont à dominance de Pt, avec une distribution relative des EGP totalement différente que dans la minéralisation stratiforme. Les minéraux du groupe du platine près de ces pipes sont surtout des alliages, et dans les “nids-de-poule”, surtout des alliages, tellurures et arséniures. Donc, sur une échelle régionale aussi bien que sur une échelle très locale, près des accidents dans le banc de Merensky, la constance des EGP contraste avec la variabilité dans leur expression minéralogique. Ces observations font penser le mécanisme d’accumulation des EGP était de premier ordre, tandis que l’évolution des minéraux porteurs des éléments du groupe du platine résulterait de processus secondaires liés au refroidissement, aux changements locaux en f(S2) dans le milieu de cristallisation, et au ré-équilibrage subsolidus. Les EGP ont-ils été extraits d’une succession de cumulats inférieurs ou bien accumulés à partir d’un magma susjacent? Les aspects non résolus de ce débat sont mis en relief.

(Traduit par la Rédaction)

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