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La formation des minérais de platinoïdes et le rôle des magmas dans leur origine

La formation des minérais de platinoïdes et le rôle des magmas dans leur origine. Le complexe du Bushveld Afrique du Sud. J-F. Moyen. University of Stellenbosch, South Africa. De quoi on parle?. Usages et production des platinoïdes Le complexe du Bushveld : géologie et formation

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La formation des minérais de platinoïdes et le rôle des magmas dans leur origine

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Presentation Transcript

  1. La formation des minérais de platinoïdes et le rôle des magmas dans leur origine Le complexe du Bushveld Afrique du Sud J-F. Moyen University of Stellenbosch, South Africa.

  2. De quoi on parle? • Usages et production des platinoïdes • Le complexe du Bushveld : géologie et formation • Les minerais de platine dans le Bushveld • Exploitation minière

  3. Les platinoïdes « PGM » (ou PGE) =Platinum Group Metals (Elements) Pt-Platine Ir-Iridium Os-Osmium Re-Rhenium Pd-Palladium Rh-Rhodium Ru-Ruthenium

  4. Propriétés

  5. Usage des platinoïdes • Industriels • Catalyseurs (chimie organique, automobile) • Electronique • Bijouterie 1 once (oz) = 28.34 g, 7 mil. Oz ≈ 200 T. Pt densité 21, 1 Oz ≈ 1 cm3

  6. Cours et données économiques 7 mil. Oz Pt ≈ 9 milliards US$ (cours 2007) 15 mil. Oz PGE ≈ 20 milliards US$ (cours 2007)

  7. Importance relative 1 ct = 0.2 g; 1 Oz = 28.34 PIB France: 2500 milliards

  8. Producteurs

  9. Signification économique en Afrique du Sud En 2007, 1 Oz ≈ 1250 US$; 1 kg (35 Oz) = 44 000 $

  10. 2055 Ma

  11. Le complexe du Bushveld Winter, 2001

  12. Un complexe basique lité Cuestas de gabbros (Zone Critique) dominant des roches ultrabasiques (zone inférieure). Entre Polokwane et Burgersfort (Lobe Est)

  13. Stratigraphie (!) Doc. J. Miller, Stellenbosch

  14. Intermède:un peu de nomenclature Olivine Dunite 90 Peridotites Wehrlite Harzburgite Lherzolite 40 Pyroxenites Olivine Websterite Orthopyroxenite 10 Websterite 10 Clinopyroxenite Orthopyroxene Clinopyroxene Plagioclase Anorthosite 90 Cpx: Gabbro Cpx+Opx: Gabbronorite Opx: Norite Gabbro Troctolite Olivine gabbro Plagioclase-bearing ultramafic rocks Pyroxene Olivine Winter, 2001

  15. Intrusive sill of Bushveld dolerite in Transvaal sequence Near Burgersfort

  16. Zone inférieure Doc. J. Miller, Stellenbosch

  17. Lower zone Peridotites/pyroxenites (Jagdlust, Burgersfort-Polokwane Road)

  18. Lower zone Peridotites/pyroxenites (Jagdlust, Burgersfort-Polokwane Road)

  19. Zone critique Doc. J. Miller, Stellenbosch

  20. Different pyroxenite types, Critical zone (Mandaagshoek, near Burgersfort)

  21. Norite and anorthosite, Critical zone (Mandaagshoek, near Burgersfort)

  22. Layered anorthosite, Critical zone (Tweefontein, Lydenburg-Burgersfort area)

  23. Anorthosite and chromitite, Critical zone (Dwars River, Lydenburg-Burgersfort area)

  24. Cyclicité de la zone critique Harzburgite (Ol + Opx) Pyroxènite Chromitite (UG3) Anorthosite Chromitite (Chr.) Anorthosite (Pl) Norite (Opx + Pl) Pyroxènite (Opx) Toutes ces roches sont des cumulats! Harzburgite (Ol + Opx)

  25. Formation de cycles de cumulats Winter, 2001

  26. Formations des chromitites Kinnaird et al 2002 (EGRI 369) Naslund & McBirney 1996

  27. Réalimentations en magma Sri = marqueur de magmas différents • Sri très variable, change à chaque cycle • Multiples injections de petites quantités de magmas de caractéristiques distinctes

  28. Zone principale Doc. J. Miller, Stellenbosch

  29. Massive black gabbros (« Belfast black »), Main zone (Near Stoffberg, Belfast area)

  30. Modal layering in gabbros, Main zone (Lydenburg-Burgersfort area)

  31. Zone supérieure Doc. J. Miller, Stellenbosch

  32. Gabbros and magnetite (Main Magnetite Layer), Upper zone (Magnet Heights)

  33. Upper zone gabbronorite (Magnet Heights)

  34. Main magnetite layer, Upper zone (Magnet Heights)

  35. Refroidissement in-situ • Sri varie peu • Deux (?) injections de grands volumes de magmas qui évoluent in-situ Ces roches sont des gabbronorites à texture “ordinaire” (non-cumulative) Eales & Cawthorn 1996

  36. Modèle de construction du complexe du Bushveld Krüger 2004 (EGRI 377)

  37. Et les platinoïdes? • MERENSKY REEF • UPPER GROUP CHROMITE SEAM 2 (UG2) • PLATREEF

  38. Localisation des principaux gisements Platreef Merensky + UG2 Merensky + UG2

  39. “reefs” Merensky UG2 Doc. J. Miller, Stellenbosch

  40. UG2 (Northam, lobe Ouest) UG2 CHROMITITE Lumière réfléchie chr Sulfures de PGE sil sulf Doc. J. Miller, Stellenbosch

  41. Merensky Reef(Northam, lobe Ouest) chr chr chr Chromitite sup. chr Pyroxenite pegmatoïde Chromitite inf. Doc. J. Miller, Stellenbosch

  42. Teneurs en PGE – Merensky Reef Wing & Cowell 1999

  43. Minéraux à PGE – Merensky Reef chr pxite pl px Doc. J. Miller, Stellenbosch

  44. Minéraux à PGE – Merensky Reef SULFURES Pyrrhotite Fe8S9 Chalcopyrite CuFeS2 Pentlandite NiFeS2 P G M Braggite (Pt, Pd, Ni) S Doc. J. Miller, Stellenbosch

  45. Merensky Reef : variations latérales Smith et al. 2003

  46. “potholes” Smith et al. 2003

  47. Faciès du Merensky Reef (Northam) Smith et al. 2003

  48. Cartes du Merensky Reef (Northam) Epaisseur PGE total Smith et al. 2003

  49. Doc. J. Miller, Stellenbosch

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