El arrecife Merensky es una capa de roca ígnea en el complejo ígneo Bushveld (BIC) en las provincias del noroeste , Limpopo , Gauteng y Mpumalanga de Sudáfrica que, junto con una capa subyacente, el arrecife del grupo superior 2 (UG2), contiene la mayoría de las reservas conocidas del mundo de metales del grupo del platino (PGM) o elementos del grupo del platino (PGE): platino , paladio , rodio , rutenio , iridio y osmio . El arrecife tiene 46 cm de espesor y está delimitado por delgadas vetas o cordones de cromita. [1] La composición consiste predominantemente en rocas acumuladas, que incluyen leuconorita, anortosita , cromitita y melanorita. [2]
El arrecife UG2, cuya composición es relativamente consistente en todo el BIC, es rico en cromita . Sin embargo, el arrecife UG2 carece de los subproductos de oro , cobre y níquel de Merensky, aunque sus reservas pueden ser casi el doble de las del arrecife Merensky. En general, se observa que el arrecife Merensky es una capa inferior compuesta de anortosita o norita con una fina capa de cromitita en la parte superior. [3] Además, comúnmente hay una capa superpuesta a ambas compuesta de piroxenita feldespática . [3] Las capas de cromitita ocurren comúnmente en grandes intrusiones estratificadas máficas . Una teoría actual sugiere que las cromititas se forman como resultado de la introducción y mezcla de magma químicamente primitivo con un magma más evolucionado , lo que resulta en la sobresaturación de cromita en la mezcla y la formación de una capa casi monominerálica en el piso de la cámara de magma . [2] La teoría principal sobre la formación del arrecife Merensky es que los cristales se originaron a partir de una fuente principal de magma que se acumuló y enfrió a medida que el magma ascendía, lo que resultó en la cristalización. [4] Sin embargo, la naturaleza de la cristalización es compleja.
El arrecife Merensky está compuesto de cinco capas diferentes. [5] La primera capa es anortosita moteada que son oikocristales de piroxeno y se describe como bandas de color oscuro. [5] La anortosita moteada está compuesta de trazas de minerales de cuarzo , titanita y apatita . [5] La segunda capa son cromititas de Merensky que son granos altamente irregulares de cromitita basal. La tercera capa es similar a la segunda capa con cromititas de Merensky, sin embargo, la cromitita basal es compacta y de menor tamaño. [5] La cuarta capa es pegmatita de Merensky y está compuesta de silicato de grano grueso con un espesor aproximado de 2,6 cm de espesor. En la cuarta capa, la cromita es escasa y hay sulfuros presentes. [5] La quinta capa es melanorita de Merensky y es una matriz rica en calcopirita de grano fino , cuarzo y feldespato . [5]
El arrecife Merensky tiene una alta concentración de cromititas . Sin embargo, las cromititas difieren entre sí en sus niveles de iridio, rutenio, rodio y platino presentes. [5] Se ha informado de un enriquecimiento de elementos traza demostrado por arsénico , cadmio , estaño y telurio . [5] El arrecife Merensky es similar al Platreef debido a la presencia de un manto primitivo, intrusiones en capas y niveles de níquel y cobre . [5] El arrecife de tipo Merensky se ha separado en dos categorías, el ortomagmático y el hidromagmático. [6] El grupo ortomagmático está compuesto por mineralización de elementos del grupo del platino . [6] El grupo hidromagmático está compuesto por mineralización de elementos del grupo del platino a fluidos ricos en volátiles que se separan de una pila acumulada sólida. [6]
Existen varias teorías que sugieren cómo ocurrió la cristalización en el arrecife Merensky. La primera hipótesis aceptada del arrecife Merensky sugiere que la cristalización de cromita se originó a partir de fundidos híbridos y una mezcla lateral significativa de magma nuevo y residente. [6] En detalle, la primera hipótesis sugiere que las altas concentraciones de PGE fueron el resultado del fundido de sulfuro y silicato . [6] El fundido de sulfuro juega un papel importante en esta hipótesis porque el fundido de sulfuro es denso y la sedimentación del fundido a través de la columna de magma hasta el suelo de la cámara permitió que se produjera dicha mezcla. [6] Una teoría sugiere que la cristalización de cromita se originó a partir de fundidos híbridos y mezcla lateral. [7] Otra teoría sugiere que la cristalización se originó a partir de gotitas de cromita y sulfuro. [8] Sin embargo, también existe otra teoría que sostiene que la cristalización se originó a partir de magma emplazado que se fusionó con fundidos de roca del techo. [9] En la teoría de fundidos de roca del techo, hubo contaminación entre el nuevo magma y el fundido residente rico en sílice. [9] La contaminación resultó en la cristalización de cromita y PGM porque los granos de cromita atrajeron los cristales de PGM. [9] Después de la cristalización, los cristales fueron arrastrados en los márgenes colapsados y formaron las capas de cromitita y PGE. [9]
Las cromititas del complejo Bushveld fueron descritas por primera vez por Hall y Humphrey en 1908. [7] La recuperación inicial de platino en Sudáfrica tuvo lugar en varias de las grandes minas de oro de East Rand y la primera mina de platino independiente fue una empresa de corta duración cerca de Naboomspruit que trabajó en arrecifes de cuarzo muy irregulares. El descubrimiento de los depósitos del complejo ígneo Bushveld fue realizado en 1924 por un agricultor del distrito de Lydenburg, AF Lombaard. [2] [10] Se registró que tenía aproximadamente 80 kilómetros de longitud. [2] [10] Este era un depósito aluvial, pero su importancia fue reconocida por Hans Merensky , cuyo trabajo de prospección descubrió la fuente primaria en el complejo ígneo Bushveld y lo rastreó por varios cientos de kilómetros en 1930. [4] La minería extensiva del arrecife no tuvo lugar hasta que un aumento en la demanda de metales del grupo del platino utilizados en el control de la contaminación por escape en la década de 1950, hizo que la explotación fuera económicamente factible. La extracción de metales de la cromitita UG2 solo pudo llevarse a cabo en la década de 1970 con importantes avances en la metalurgia . [4] La primera mina se concentró en la extracción de platino UG2 rico en cromo en el arrecife y se denominó mina Lonmin. [11]
