Abstract

Heavy-mineral concentrates were obtained from a recent exploration campaign for diamond in the Somabula gravels, a paleoplacer of Upper Karoo (Triassic, ~200 Ma) age near Gweru, Zimbabwe. The polymict spectrum of heavy minerals in the Somabula placers comprises staurolite, zircon, monazite, columbite–tantalite, cassiterite, chromite, native gold, platinum-group minerals (PGM), and other components, which suggests derivation from a variety of source lithologies. Age determinations revealed that most of the detrital grains of zircon, monazite and columbite–tantalite originate from Pan-African source rocks. Altogether, 622 detrital PGM grains were identified. Pt and Pt alloys, mainly with Fe, Rh, Pd and Ru, predominate (79%), followed by Os–Ir–Ru–Rh–Pt alloys (10%), rustenburgite [Pt3Sn] (9%), and rare Pt-rich phases (1%). The compositions of the alloys suggest high-temperature crystallization from a complex Pt–Pd–Rh–Os–Ir–Ru–Fe solid solution in a sulfur-poor magmatic environment, probably mafic–ultramafic rocks. The suite of PGM markedly differs from that of detrital PGM originating from the Great Dyke and from the primary platinum-group element mineralization of the Main Sulfide Zone of the Great Dyke. The mineralogical evidence and Os isotope data obtained for the Os–Ir–Ru alloy rule out the possible derivation of the PGM from the Great Dyke. Instead, they are likely derived from late Archean greenstone belts of the Zimbabwe craton.

Abstract

Nous avons étudié des concentrés de minéraux lourds prélevés lors d’une campagne récente d’exploration pour le diamant ciblée sur les graviers alluvionnaires de Somabula, un paléoplacer d’âge Karoo supérieur (triassique, ~200 Ma) près de Gweru, au Zimbabwe. Le spectre polymicte de minéraux lourds dans les placers de Somabula comprend staurolite, zircon, monazite, columbite–tantalite, cassitérite, chromite, or natif, minéraux du groupe du platine, et autres composants, évidence d’une variété de types de roches à la source. Une étude radiométrique révèle que la plupart des grains détritiques de zircon, monazite, et columbite–tantalite proviennent d’un socle Pan-Africain. En tout, 622 grains de minéraux du groupe du platine ont été identifiés. Le Pt et les alliages de Pt, surtout avec Fe, Rh, Pd et Ru, prédominent (79%); viennent ensuite des alliages de Os–Ir–Ru–Rh–Pt (10%), la rustenburgite [Pt3Sn] (9%), et des phases platinifères plus rares (1%). La composition des alliages indique une cristallisation à température élevée à partir d’une solution solide complexe Pt–Pd–Rh–Os–Ir–Ru–Fe dans un milieu magmatique à faible teneur en soufre, par exemple des roches mafiques–ultramafiques. La suite de minéraux du groupe du platine diffère de façon marquée des minéraux détritiques dérivés du Great Dyke et des minéraux primaires décrits de la zone principale de sulfures de ce complexe. Les caractéristiques des minéraux et les données isotopiques de l’osmium obtenues pour l’alliage Os–Ir–Ru éliminent toute possibilité que ces minéraux aient été dérivés du massif de Great Dyke. En revanche, ils auraient été dérivés de ceintures de roches vertes de l’Archéen tardif du craton de Zimbabwe.

(Traduit par la Rédaction)

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