Shear aggregation (convective scavenging) and cascade enrichment of PGEs and chromite in mineralized layers of large layered intrusions |
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| Authors: | Dr A Rice Prof G von Gruenewaldt |
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| Institution: | (1) Department of Theoretical Geophysics, University of Utrecht, The Netherlands;(2) Institute for Geological Research on the Bushveld Complex, University of Pretoria, South Africa;(3) Present address: Department of Geology, Rhodes University, 6140 Grahamstown, South Africa;(4) Present address: Foundation for Research Development, PO Box 2600, 0001 Pretoria, South Africa |
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| Abstract: | Summary Shear driven coagulation/aggregation is a common method to concentrate and separate suspended particulate matter from fluids. Convective boundary layers are of primary importance in securing concentration. The theoretical indication is that ore grade PGEs may be scavenged from a primary melt of Bushveld composition and aggregated in convective boundary layers well within the expected lifetime of a magma chamber. The boundary layer dynamics should also secure the observed peculiarities of Bushveld PGE concentration profiles: peaks at top and bottom of, say, hosting chromitite layers. In the environment of double diffusive convection, precipitates of immiscible sulphide liquids in the cooler upper sections of the magma will be transported downward through undersaturated, hotter layers of melt, to be resorbed and to enrich the lower layers, similar in operation to a chemical fractionation cascade. Further cooling secures 1) ore grade levels of concentrates in zones of higher shear at the bottom and 2) supersaturation, assistingin situ solidification there.
Scher-Aggregation und Kaskaden-Anreicherung von PGEs und Chromit in mineralisierten Lagen großer, geschichteter Intrusionen Zusammenfassung Koagulation/Aggregation, die durch Scherung verursacht wird, ist eine verbreitete Methode um in Suspension gehaltene Feststoffe aus fluiden Phasen zu konzentrieren und abzutrennen. Konvektive Grenzlagen sind von grundsätzlicher Bedeutung um eine Konzentration zu ermöglichen. Es gibt theoretische Hinweise dafür, daß PGEs in abbauwürdigem Ausmaß aus einer primären Schmelze von Bushveld-Zusammensetzung abgetrennt und in konvektiven Grenzlagen aggregiert werden können; dies kann durchaus in der wahrscheinlichen  Lebenszeit einer Magmenkammer stattfinden. Die Dynamik der Grenzschichten sollte auch die beobachteten Besonderheiten von PGE Konzentrationsprofilen im Bushveld erklären: Peaks am oberen und unteren Rand von, beispielsweise, Chromititlagen. Im Milieu doppelt diffusiver Konvektion werden Prezipitate von entmischter Sulfidschmelze in den kühleren oberen Bereichen des Magmas nach unten transportiert, um im untersättigten, heisseren unteren Bereich des Magmas resorbiert zu werden und die unteren Lagen anzureichern, heir bestehen Ähnlichkeiten zu einer chemischen Fraktionierungskaskade. Weitere Abkühlung stellt sicher, daß 1. abbauwürdige Gehalte in Zonen von intensiver Scherung am unteren Rand der Magmenkammer auftreten und daß 2. Übersättigung zur Verfestigung in situ beiträgt.
With 2 Figures |
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