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メレンスキー岩礁は、南アフリカの北西州、リンポポ州、ハウテン州、ムプマランガ州にあるブッシュフェルト火成岩複合体（BIC）の火成岩層で、下層のアッパーグループ2岩礁（UG2）とともに、白金族金属（PGM）または白金族元素（PGE）（白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム）の世界で知られている埋蔵量のほとんどを含んでいます。岩礁の厚さは46cmで、薄いクロム鉄鉱の層またはストリンガーで区切られています。[1]岩石は主に集積岩で構成されており、白鉛岩、斜長岩、クロム鉄鉱、黒鉛岩などがあります。[2]
構成
UG2リーフは、その組成がBIC全体で比較的一貫しており、クロム鉄鉱が豊富です。しかし、UG2リーフにはメレンスキーリーフの金、銅、ニッケルの副産物はありませんが、その埋蔵量はメレンスキーリーフのほぼ2倍である可能性があります。全体的に、メレンスキーリーフは、上部にクロム鉄鉱の薄い層がある斜長岩またはノーライトで構成される下層であると観察されています。[ 3 ]さらに、通常、両方の上に長石質輝岩で構成される層があります。[3]クロム鉄鉱層は、大規模な苦鉄質層状貫入岩でよく見られます。現在の理論では、化学的に原始的なマグマがより進化したマグマと混ざり合った結果としてクロム鉄鉱が形成され、その結果、混合物中のクロム鉄鉱が過飽和になり、マグマ溜まりの底にほぼ単一鉱物の層が形成されると示唆されています。[2]メレンスキー礁の形成に関する有力な説は、主なマグマ源から生じた結晶がマグマの上昇とともに蓄積し、冷却されて結晶化したというものである。[4]しかし、結晶化の性質は複雑である。
レイヤー
メレンスキー岩礁は5つの異なる層で構成されています。[5]最初の層は斑入り斜長岩で、輝石オイコクリストスであり、暗い色の帯として説明されています。[5] 斑入り斜長岩は、微量の石英、チタン石、アパタイト鉱物で構成されています。[5] 2番目の層はメレンスキークロミタイトで、基底クロミタイトの非常に不規則な粒子です。3番目の層はメレンスキークロミタイトを含む2番目の層に似ていますが、基底クロミタイトはコンパクトでサイズが小さくなっています。[5] 4番目の層はメレンスキーペグマタイトで、厚さ約2.6cmの粗粒のケイ酸塩で構成されています。4番目の層では、クロム鉄鉱はまばらで、硫化物が存在します。[5] 5番目の層はメレンスキー黒鉛岩で、細粒の黄銅鉱、石英、長石が豊富なマトリックスです。[5]
全岩化学
メレンスキー礁にはクロミタイトが高濃度に含まれています。しかし、クロミタイトはそれぞれイリジウム、ルテニウム、ロジウム、プラチナの含有量が異なります。[5]ヒ素、カドミウム、スズ、テルルなどの微量元素が豊富に含まれていることが報告されています。[5]メレンスキー礁は、原始マントル、層状貫入岩の存在、ニッケルと銅の含有量の点でプラットリーフに似ています。[5]メレンスキー型礁は、正マグマ性岩石と水マグマ性の2つのカテゴリに分けられます。[6]正マグマ性岩石グループは、白金族元素の鉱化で構成されています。 [6]水マグマ性岩石グループは、固体の集積山から分離した揮発性物質に富む流体への白金族元素の鉱化で構成されています。[ 6]
結晶
メレンスキー礁での結晶化がどのように起こったかを示す理論はいくつかある。メレンスキー礁に関する最初に受け入れられた仮説は、クロム鉄鉱の結晶化は混成溶融物と新しいマグマと既存のマグマの大幅な横方向の混合によって発生したというものである。[6]詳細には、最初の仮説は、PGE 濃度の高さは硫化物とケイ酸塩の溶融物の結果であると示唆している。[6]硫化物溶融物は密度が高く、溶融物がマグマ柱を通ってマグマ溜まりの底に沈降することでこのような混合が起こったため、この仮説では硫化物溶融物が重要な役割を果たしている。[ 6]ある理論では、クロム鉄鉱の結晶化は混成溶融物と横方向の混合によって発生したと示唆している。 [7]別の理論では、結晶化はクロム鉄鉱と硫化物の液滴によって発生したと示唆している。[8]しかし、結晶化は定置マグマが天岩溶融物と融合することによって発生したという別の理論もある。[9]ルーフロックメルトの理論では、新しいマグマとシリカを豊富に含む既存のメルトの間に汚染があった。[9]汚染の結果、クロム鉄鉱とPGMの結晶化が起こった。これはクロム鉄鉱の粒子がPGMの結晶を引き付けたためである。 [9]結晶化後、結晶は崩壊縁に運ばれ、クロム鉄鉱とPGEの層を形成した。 [9]
歴史
ブッシュフェルト複合岩石のクロミタイトは、1908年にホールとハンフリーによって初めて報告されました。[7]南アフリカにおけるプラチナの最初の採掘は、イーストランドのいくつかの大規模な金鉱山で行われました。最初の独立したプラチナ鉱山は、非常に不均一な石英礁を採掘したナブームスプルート近くの短命な事業でした。ブッシュフェルト火成岩複合鉱床は、1924年にライデンバーグ地区の農家であるAFロンバードによって発見されました。[2] [10]その長さは約80キロメートルと記録されています。[2] [10]これは沖積鉱床であったが、ハンス・メレンスキーがその重要性を認識し、彼の探鉱活動によりブッシュフェルト火成岩複合体の主な鉱床が発見され、1930年までに数百キロメートルにわたってその痕跡が辿られた。 [4] 1950年代に排気ガス汚染制御に使用される白金族金属の需要が急増し、採掘が経済的に実行可能になるまで、リーフの大規模な採掘は行われなかった。UG2クロミタイトからの金属の抽出は、冶金学の大きな進歩により1970年代にようやく可能になった。[4]最初の鉱山は、リーフでのクロムを豊富に含むUG2プラチナの抽出に集中し、ロンミン鉱山と名付けられた。[11]
参考文献
- ^ Barnes, Sarah-Jane (2002年1月). 「ブッシュフェルト複合岩体、インパラプラチナ鉱山産の通常のメレンスキー岩礁の白金族元素と微細構造」. Journal of Petrology . 43 (1): 103–128. doi : 10.1093/petrology/43.1.103 .
- ^ abcd [南アフリカの学生のための地質学。CNA Ltd 南アフリカ]
- ^ ab Cawthorn, R.Grant; Boerst, Kevin (2006年3月). 「南アフリカ、ブッシュフェルト岩石群、メレンスキー岩石ユニットのペグマタイト輝石岩の起源」. Journal of Petrology . 47 (8): 1509–1530. CiteSeerX 10.1.1.560.4971 . doi :10.1093/petrology/egl017 – Oxford Academic経由.
- ^ abc マテズ、E、A. （1995年）。マグマ宇宙のメタソーマとメレンスキー礁の形成、ブッシュフェルト複合体。投稿ミネラル ガソリン 119、277-286。
- ^ abcdefghiハッチンソン、デイブ; フォスター、ジェフリー (2015 年 1 月)。「マグマ定置 中の白金族微粒子鉱物の濃度、メレンスキー岩石礁、ブッシュフェルト岩体の事例研究」。Journal of Petrology。56 : 113–159。doi : 10.1093 /petrology/egu073。
- ^ abcdef Latypov, Rais; Chistyakova, Sofya; Page, Alan; Hornsey, Richard (2015年7月). 「メレンスキー礁の原位置結晶化に関する現地証拠」. Journal of Petrology . 56 (12): 2341–2372. doi : 10.1093/petrology/egv023 .
- ^ ab Scoon, Roger (1994年8月). 「ブッシュフェルト西部複合岩体の臨界地帯における白金族元素の鉱化作用: I. 硫化物に乏しいクロミタイト」.経済地質学. 89 (5): 1094–1121. doi :10.2113/gsecongeo.89.5.1094.
- ^ Naldrett, Anthony (2011 年 1 月)。「ブッシュフェルト複合体の PGE に富むメレンスキー岩礁とクロミタイト層の生成」。マグマ性 Ni-Cu および PGE 鉱床: 地質学、地球化学、および生成。
- ^ abcd Kinnaird, JA (2012 年 7 月). 「クロミタイトの形成 - プラチナ濃縮のプロセスを理解する鍵」.応用地球科学. 111 : 23–35. doi :10.1179/aes.2002.111.1.23. S2CID 129225819.
- ^ ab 南アフリカのプラチナグループ金属鉱山 2007、南アフリカ鉱物エネルギー省 2009-03-19ウェイバックマシンにアーカイブ
- ^ Jones, R. Michael (2005年3月). 「ブッシュフェルト複合鉱山におけるプラチナ採掘の歴史」. wikinvest . 2018年4月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月2日閲覧。
- 岩石学ジャーナル
- 燃料電池プラチナ（アーカイブ版は2018年1月31日にWayback Machineで取得）
- 白金族金属
