กลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์
กลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์ ( BIC )เป็นกลุ่มหินอัคนีที่มีการแทรกตัวเป็นชั้นขนาด ใหญ่ที่สุด [ 1 ] [ 2 ]ภายในเปลือกโลก[ 3 ] มันถูกเอียงและกัด เซาะจนเกิด เป็นหินโผล่ขึ้นมาตามขอบของแอ่งทางธรณีวิทยา ขนาดใหญ่ นั่นคือ แอ่ง ทรานส์วาลมีอายุประมาณสองพันล้านปี[ 4 ]และแบ่งออกเป็นสี่แขนหรือกลีบ ได้แก่ เหนือ ตะวันออก ใต้ และตะวันตก ประกอบด้วยชุดหินชั้นรุสเตนเบิร์ก หินแกรนิตเลโบวา และหินเฟลซิกรูเบิร์ก ซึ่งถูกปกคลุมด้วยตะกอนคารู[ 5 ]สถานที่แห่งนี้ได้รับการเผยแพร่ครั้งแรกราวปี 1897 โดยกุสตาฟ โมเลนกราฟ ฟ์ ผู้ซึ่งพบชนเผ่าพื้นเมืองแอฟริกาใต้ที่อาศัยอยู่ในและรอบๆ บริเวณนั้น[ 6 ]
BIC ซึ่งตั้งอยู่ในแอฟริกาใต้ มีแหล่ง แร่ที่ อุดมสมบูรณ์ที่สุดแห่งหนึ่ง บนโลก[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] ที่นี่มีแหล่งสำรอง โลหะกลุ่มแพลทินัม (PGMs) และธาตุกลุ่มแพลทินัม (PGEs) ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ได้แก่ แพลทินัมพัลลาเดียม ออสเมียมอิริเดียมโรเดียมและรูทีเนียมรวมถึงเหล็ก ดีบุก โครเมียม ไทเทเนียม และวานาเดียมในปริมาณมหาศาลแร่เหล่านี้ถูกนำไปใช้ใน อุตสาหกรรม ต่างๆเช่น เครื่องประดับ รถยนต์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ยังมีการขุดหินแกบโบรหรือนอไรต์จากบางส่วนของแหล่งแร่ และนำไปแปรรูปเป็นหินก่อสร้างมีการทำเหมืองมากกว่า 20 แห่ง[ 10 ]มีการศึกษาเกี่ยวกับแหล่งแร่ยูเรเนียมที่มีศักยภาพ[ 11 ]แหล่งแร่แห่งนี้เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องของแหล่งแร่โครไมต์ โดยเฉพาะแหล่งแร่เมเรนสกีและแหล่งแร่ยูจี2 คิดเป็นประมาณ 75 เปอร์เซ็นต์ของทรัพยากรแพลทินัมทั่วโลกและประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ของทรัพยากรแพลเลเดียมทั่วโลก ในแง่นี้ กลุ่มแร่บุชเวลด์มีความพิเศษและเป็นหนึ่งในกลุ่มแร่ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจมากที่สุดในโลก[ 12 ]
ธรณีวิทยา
ที่มาและการก่อตัว
กลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์ (Bushveld Igneous Complex) ครอบคลุมพื้นที่รูปทรงคล้ายลูกแพร์ในตอนกลางของแคว้นทรานส์วาล (Transvaal ) โดยแบ่งออกเป็นส่วนตะวันออกและส่วนตะวันตก และยังมีส่วนต่อขยายทางเหนืออีกด้วย
ทั้งสามส่วนของระบบนี้ก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน คือประมาณ 2 พันล้านปีก่อน และมีความคล้ายคลึงกันอย่างน่าทึ่ง หินหลอมเหลวปริมาณมหาศาลจากชั้นแมนเทิล ของโลก ถูกนำขึ้นสู่พื้นผิวโลกผ่านรอยแตกแนวตั้งยาวในเปลือกโลก ก่อ ให้เกิดการแทรกตัว ของหินอัคนี แบบ โค้ง ขนาดใหญ่ ทำให้เกิดการแทรกตัวทางธรณีวิทยาที่รู้จักกันในชื่อกลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์ (Bushveld Igneous Complex)
เชื่อกันว่าการแทรกตัวเหล่านี้เกิดขึ้นก่อนการชนของ Vredefort ที่อยู่ใกล้เคียง ทางทิศใต้ประมาณ 30 ล้านปี[ 13 ]ผลกระทบจากการฉีดหินหลอมเหลวเหล่านี้เมื่อเวลาผ่านไป ประกอบกับการตกผลึกของแร่ธาตุต่างๆ ที่อุณหภูมิต่างกัน ส่งผลให้เกิดโครงสร้างที่คล้ายกับเค้กหลายชั้นซึ่งประกอบด้วยชั้นหินที่แตกต่างกัน รวมถึงชั้นที่มี PGM สามชั้น ซึ่งเรียกว่าแนวปะการัง พื้นที่ส่วนใหญ่ของบริเวณตอนกลางถูกปกคลุมด้วยหินที่อายุน้อยกว่า
หินอัคนีที่ปะทุขึ้นมานั้นวางตัวอยู่เหนือชั้นหินอัคนีไดอะเบสิกยุคแรก ซึ่งสามารถมองเห็นชั้นหินโผล่ได้ทางด้านตะวันออกเฉียงใต้ของกลุ่มหิน หินเหล่านี้มักมีสีเขียวและประกอบด้วยไคลโนไพรอกซีนซึ่งแปรสภาพเป็นฮอร์นเบลนด์และแพลจิโอเคลสและถือเป็นหินยุคแรกสุดของกลุ่มหินนี้
กลุ่มหินนี้ประกอบด้วยชั้นหินอัคนีมาฟิก (ชุดหินอัคนีรุสเตนเบิร์ก) และ ชั้น หินอัคนีเฟลซิก ศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ของกลุ่มหินนี้ตั้งอยู่ทางเหนือของเมืองพริทอเรียในแอฟริกาใต้ที่ละติจูดประมาณ25° ใต้ และลองจิจูด 29° ตะวันออกครอบคลุมพื้นที่กว่า66,000 ตารางกิโลเมตร(25,000 ตารางไมล์)ซึ่งมีขนาดเท่ากับประเทศไอร์แลนด์
ชั้นหินนี้มีความหนาแตกต่างกันไป บางแห่งมีความหนา ถึง 9 กิโลเมตร (5.6 ไมล์) องค์ประกอบของหินมีความหลากหลาย ตั้งแต่หินอัลตรามา ฟิกเพ ริโด ไทต์ โครไมไทต์ฮาร์ซเบอร์ไจต์และบรอนซิไทต์ในส่วนล่าง ไปจนถึงหินมาฟิกนอไรต์แอนอร์โทไซต์และแกบโบรในส่วนบน และกลุ่มหินมาฟิก Rustenburg Layered Suite ตามด้วยชั้นหินเฟลซิก ( กลุ่ม หินแกรนิต Lebowa )
แหล่งแร่ภายในกลุ่มหินซับซ้อนนี้ประกอบด้วยชั้นหิน UG2 (กลุ่มบน 2) ซึ่งมีแร่โครไมต์ สูงถึง 43.5% และชั้นหินที่มีแร่แพลทินัม ได้แก่ ชั้นหินเมเรน สกี และ ชั้นหินแพลทท รีฟชั้นหินเมเรนสกีมีความหนาตั้งแต่ 30 ถึง 90 เซนติเมตร เป็นหินนอไรต์ที่มีชั้นหรือโซนของแร่ โครไมต์และซั ลไฟด์ จำนวนมาก
ชั้นหิน Merensky และ UG2 มีโลหะกลุ่มแพลทินัมเฉลี่ย 10 ppmในแร่ไพร์โรไทต์ เพนท์แลนไดต์และไพไรต์รวมถึงแร่และโลหะผสม กลุ่มแพลทินัมหายากอื่น ๆ ชั้นหิน Merensky และ UG2 มีปริมาณสำรองโลหะกลุ่มแพลทินัมที่รู้จักกันทั่วโลกประมาณ 90% ประมาณ 80% ของแพลทินัมและ 20% ของแพลเลเดียมที่ขุดได้ในแต่ละปีมาจากชั้นหินเหล่านี้
กลไกการก่อตัวที่เสนอ
กลไกการก่อตัวของชั้นหินโครไมไทต์ในกลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก โดยมีการเสนอหลายกลไก ต่อไปนี้เป็นรายการที่ไม่ครบถ้วนสมบูรณ์ของกระบวนการก่อตัวของหินโครไมไทต์
- การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพทำให้แมกมามีความเข้มข้นของโครไมต์มากขึ้น เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น เส้นลิควิดัสจะปราศจากเฟสอื่นใด ดังนั้น โครไมต์จึงเป็นแร่ธาตุเพียงชนิดเดียวที่ตกผลึกในเนื้อหลอมเหลว จึงสะสมตัวเป็นชั้นโมโนมิเนอรัลบนพื้นห้องแมกมา[ 14 ]
- การเพิ่มขึ้นของความดันรวมของระบบ ความดันไอของออกซิเจน และอัลฟาซิลิกา[ 14 ]
- หนึ่งในกลไกที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดได้รับการเสนอโดย Irvine: มีการเสนอแนะว่าโครไมต์อาจก่อตัวขึ้นเมื่อแมกมาที่มีองค์ประกอบทางเคมีดั้งเดิมแทรกตัวเข้าไปในห้องที่มีอยู่เพื่อผสมกับแมกมาที่มีการแยกตัว[ 14 ] [ 15 ]
- การตกตะกอนและการแยกตัวของเม็ดโครไมต์ (พร้อมกับโอลิวีนและ OPX) ภายในสารละลายที่มีผลึกเข้มข้นโดยอาศัยแรงโน้มถ่วงและขนาด[ 14 ]
- การผสมของแมกมาในพื้นที่และหินแกรนิตหลอมเหลวที่ได้มาจากหินพื้นฐาน ที่หลอมละลายได้ [ 15 ]
- การผสมของแมกมาอัลตรามาฟิกของการแทรกตัวเป็นชั้นกับแมกมาต้นกำเนิดของแอนอร์โทไซต์[ 15 ]
- การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของห้องแมกมา การก่อตัว การขึ้นและการขยายตัวของฟองก๊าซ หรือการวางตัวของแมกมาชุดใหม่ทำให้สภาวะความดันโดยรวมเพิ่มขึ้น[ 15 ]
- การเพิ่มขึ้นของความดันออกซิเจนของแมกมาภายในห้องอาจเกิดจากการปล่อยความดันก๊าซ การแพร่ของไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน หรือการสูญเสียก๊าซโดยการแพร่[ 15 ]
- การดูดซับน้ำโดยแมกมา[ 15 ]
มีการเสนอแนวคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของกระบวนการอย่างน้อยสามกระบวนการที่แตกต่างกัน ซึ่งใช้ในการสร้างแบบจำลองการเกิดแร่ PGE ในพื้นที่ดังกล่าว:
โครงสร้าง
ชั้นต่างๆ
กลุ่มหินอัคนีบุ ชเวลด์ (Bushveld Igneous Complex) เป็นกลุ่มหินอัคนีแทรกซ้อนแบบชั้น (Layered Mafic Intrusion: LMI) ที่มีแหล่งแร่โครไมต์แบบชั้นที่ชัดเจน กระจุกตัวอยู่ในบริเวณที่เรียกว่าเขตวิกฤต (Critical Zone) ซึ่งเรียกกันว่าแนวปะการังแหล่งแร่แนวปะการังหลักสามแห่ง ได้แก่แนวปะการังเมเรน สกี (Merensky reef ) แนวปะการังยูจี2 (UG2 Reef) และแนวปะการังแพลทรี (Platreef) แนวปะการัง เหล่านี้ ส่วนใหญ่เป็นชั้นโครไมต์ต่อเนื่องถึงไม่ต่อเนื่องที่มีแร่แพลทินัมกลุ่ม (PGE) อยู่ด้วย หินบนพื้นผิวปรากฏเป็นส่วนแยกหรือแขนง (ส่วนหลักคือแขนงตะวันออก ตะวันตก และเหนือ) ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 66,000 ตารางกิโลเมตรแหล่งหินอัคนีขนาดใหญ่นี้ประกอบด้วยชุดหินอัคนีหลักสามชุด ได้แก่ ชุดหินแกรนิตเลโบวา (Lebowa Granite Suite) (หินแกรนิตชนิด A ขนาดใหญ่) ชุดหินชั้นรุสเตนเบิร์ก (Rustenburg Layered Suite) (ลำดับชั้นหินสะสมตัวแบบมาฟิก-อัลตรามาฟิกหนาประมาณ 8 กิโลเมตร ) และชุดหินแกรโนไฟร์ราชูป (Rashoop Granophyre Suite) (หินแกรโนไฟร์) [ 20 ]สิ่งเหล่านี้ปรากฏให้เห็นเป็นลำดับชั้นของการแทรกตัวแบบแผ่นที่โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นห้าโซนหลัก (จากล่างขึ้นบน): โซนชายขอบ โซนล่าง โซนวิกฤต โซนหลัก และโซนบน สามารถมองเห็นสิ่งเหล่านี้เรียงลำดับภายในกลีบที่กล่าวถึง สำหรับบริเวณตรงกลางนั้น ส่วนใหญ่เป็นหินแกรนิตและหินอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
ตรวจพบ วงแหวนสัมผัสการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ภายในแขนด้านเหนือบริเวณPotgietersrus [ 21 ]
โครงสร้างการกระทบของ Vredefortเกิดขึ้นก่อนการแทรกตัวของ BIC และแสดงให้เห็นว่าไม่น่าจะเกี่ยวข้องกับการเกิดแร่ของ BIC [ 22 ]
แนวปะการังเมเรนสกีสามารถแบ่งย่อยได้เป็นห้าชั้น (จากล่างขึ้นบน): [ 16 ]
- แอนอร์โทไซต์ลายจุด (เมอร์-อะโน) : แอนอร์โทไซต์สีอ่อนที่อยู่ด้านล่าง (ฐานของชั้นโครไมต์ที่อยู่ด้านบน) มีแถบสีเข้มของผลึกไพรอกซีน ชั้นนี้มีอัตราส่วนของแร่ Pd/Pt สูงกว่ามาก (~20:2) และประกอบด้วยซัลไฟด์ที่มีเหล็กต่ำ เช่น แชลโคไพไรต์ เพนท์แลนไดต์ ไพร์โรไทต์ และมีแร่กาเลนาและสฟาเลอไรต์ในปริมาณเล็กน้อย
- ชั้น โครไมไทต์ล่าง (Mer-ChL) : ชั้นสีเข้มของโครไมต์ที่มีรูปร่างกึ่งเหลี่ยมถึงไม่เป็นเหลี่ยม มีขนาดเม็ดแร่แตกต่างกันตั้งแต่ 0.5 ถึง 2 มิลลิเมตร ล้อมรอบด้วยแพลจิโอเคลส (พบเศษซากบางส่วนภายในเฟลด์สปาร์แบบโพยคิลิติกที่มีขนาดใกล้เคียงกับชั้นฐานแอนอร์โทไซต์) และผลึกออร์โทไพรอกซีน ชั้นนี้สิ้นสุดลงด้วยรอยสัมผัสที่ผนังด้านล่างอย่างชัดเจน ในแง่ของแร่ธาตุ ประกอบด้วยเพนท์แลนไดต์ แชลโคไพไรต์ ไพร์โรไทต์ และไพไรต์ในปริมาณเล็กน้อย (ประมาณ 0.7%) แร่กลุ่มแพลทินัม (PGE) ส่วนใหญ่เป็นซัลไฟด์ของแพลทินัมและแร่แพลทินัมอื่นๆ โดยมีแร่แพลเลเดียมในปริมาณเล็กน้อย ส่งผลให้มีอัตราส่วน Pt/Pd สูง (ประมาณ 106:4)
- ชั้น โครไมไทต์บน (Mer-ChU) : ค่อนข้างคล้ายกับชั้นโครไมไทต์ล่าง แต่เม็ดแร่โครไมต์มีขนาดเล็กกว่า (0.2 ถึง 4 มม.) และอัดแน่นกว่า โดยยังคงมีแร่แพลทินัมเป็นแร่หลักเมื่อเทียบกับแพลเลเดียม และมีแร่ซัลไฟด์ที่อุดมด้วยทองแดงและนิกเกลในปริมาณเล็กน้อย (แร่ชาลโคไพไรต์ เพนท์แลนไดต์ และแร่ไพร์โรไทต์ในปริมาณเล็กน้อย)
- เมเรนสกี เพกมาไทต์ (เมอร์-เพก) : ชั้นหินสีเขียวอมน้ำตาลที่มีเนื้อหยาบถึงแบบเพกมาไทต์เมลาโนไรต์ หนาประมาณ 2.4 ถึง 2.8 เซนติเมตร ประกอบด้วยกลุ่มของแร่แพลจิโอเคลสที่แทรกอยู่ระหว่างผลึก และแร่ไพรอกซีไนต์ขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ โดยมีผลึกออร์โทไพรอกซีนบางส่วนที่มีขนาดใหญ่ถึง 5 เซนติเมตร ผลึกโครไมต์แทบไม่มีเลย มีปริมาณเล็กน้อยใกล้กับขอบบนของโครไมไทต์ การเกิดแร่ซัลไฟด์มีปริมาณน้อยกว่าประมาณ 0.7% ของแร่ธาตุทั้งหมด และส่วนใหญ่เป็นซัลไฟด์ที่อุดมด้วยเหล็ก (มีแร่ไพร์โรไทต์มากกว่าเพนท์แลนไดต์และแร่ชาลโคไพไรต์) และมีปริมาณโลหะมีค่ากลุ่มแพลทินัม (PGMs) น้อยกว่าเมื่อเทียบกับโครไมไทต์
- เมเรนสกี เมลาโนไรต์ (เมอร์-นอร์) : ค่อนข้างคล้ายกับชั้นก่อนหน้า แต่เป็นเมลาโนไรต์แบบออร์โธคิวมูเลตที่มีเนื้อละเอียดกว่า (ขนาดเม็ดปานกลาง) โดยมีแร่ซัลไฟด์ที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลักกระจายตัวและแทรกอยู่ระหว่างเม็ดแร่หรือเป็นเม็ดแร่คิดเป็น 1.6% (ไพร์โรไทต์ที่มีเพนท์แลนไดต์และแชลโคไพไรต์บ้าง) มีแชลโคไพไรต์มากกว่า แต่มีลักษณะเป็นเม็ดแร่ขนาดเล็กกว่า (< 1.5 มม.) เมื่อเทียบกับที่พบในเพกมาไทต์ มีควอตซ์แทรกอยู่ระหว่าง เม็ดแร่ แร่ธาตุที่มีธาตุหายากและซิมเพล็กไทต์อัลไบต์-แอนอร์ไทต์-ออร์โธเคลส
UG2 ไพรอกซีไนต์ (แนวปะการัง): หินต้นกำเนิดของ UG2 โครไมต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออร์โธไพรอกซีนแบบเม็ด แพลจิโอเคลสแทรก และไคลโนไพรอกซีน พร้อมด้วยแร่เสริมอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อยที่แปรผันได้ เช่น ฟลอโกไพต์ โครไมต์ UG2 อยู่บนฐานหินไพรอกซีไนต์ที่แตกต่างจากฐานหินไพรอกซีไนต์ด้านบน เม็ดโครไมต์ที่มีรูปร่างกึ่งเหลี่ยมถึงกึ่งกลม ( ขนาดเล็กกว่า 0.5 มม.) เป็นเฟสเล็กน้อย (ประมาณ 4%) แต่คงที่ ซึ่งฝังตัวอยู่กับออร์โธไพรอกซีน (และเฟสแทรกอื่นๆ เช่นที่กล่าวถึง) ตลอดทั้งฐานหินไพรอกซีไนต์นี้ ผลึกขนาดใหญ่สามารถมองเห็นได้ในบริเวณที่หินโผล่และบนผนังเหมือง[ 14 ]
แนวปะการัง Platreef : โครงสร้างแนวปะการังนี้แบ่งออกเป็นสามส่วน: [ 16 ]
- ชั้นหินปะการังตอนล่างประกอบด้วยหินนอไรต์และหินไพรอกซีไนต์ที่มีเฟลด์สปาร์เป็นองค์ประกอบ ซึ่งผ่านกระบวนการตกผลึกใหม่และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ชั้นนี้มีหินแปลกปลอมจากหินพื้นฐานอยู่เป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณใกล้ฐานของชั้น
- แนวปะการังตอนกลางหรือตอนกลางประกอบด้วยหินเพริโดไทต์ที่เกิดจากหินอัคนีและหินมาฟิกที่มีเนื้อสัมผัสหลากหลายซึ่งเกิดการตกผลึกใหม่ โดยมีหินตะกอนแปรสภาพปะปนอยู่ด้วย
- แนวปะการังตอนบนประกอบด้วยแร่แพลจิโอเคลส-ไพรอกซีไนต์และนอไรต์เป็นหลัก ซึ่งค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นนอไรต์และแกบโบรนอไรต์เมื่อเข้าใกล้เขตหลัก (ดูหน่วยต่างๆ) มีหินแปลกปลอมอยู่บ้าง แต่เป็นโครไมไทต์ที่แตกหักค่อนข้างน้อยในไพรอกซีไนต์ที่มีเฟลด์สปาร์ใกล้กับส่วนบนของแนวปะการัง
รอยเลื่อนและโครงสร้างเฉือน
BIC ประกอบด้วยเขตเฉือน หลายแห่ง ซึ่งบางแห่งอยู่ภายในรอยเลื่อน ที่รู้จักกันดี โดยที่สำคัญที่สุด ได้แก่เขตเฉือนJagersfontein (JSZ), เขตเฉือน Klerksdorp (KSZ), เขตเฉือน Potgietersrus (PSZ), แนวรอยเลื่อน Thabazimbi -Murchison (TML), เขตเฉือน Brits (BSZ), เขตเฉือน แม่น้ำ Olifants (ORSZ) และ เขตเฉือน Steelpoort (SSZ)
โครงสร้างเฉือนเหล่านี้ควบคุมปัจจัยหลายประการและมีนัยสำคัญทางธรณีวิทยาที่สำคัญภายใน Bushveld Igneous Complex รวมถึงโครงสร้างแร่ธาตุ ธรณีแปรสัณฐานการเปลี่ยนแปลงทาง ธรณีวิทยา และเศรษฐกิจการควบคุมโครงสร้างบางประการ ได้แก่ ทิศทางและการไหลของแมกมาและการแทรกซึมกับดักโครงสร้างสำหรับการเกิดแร่ และวิวัฒนาการโครงสร้างของคอมเพล็กซ์ การเกิดแร่ควบคุมธาตุกลุ่มแพลทินัม (PGEs)และโลหะกลุ่มแพลทินัม (PGMs) โครเมียมทองแดงนิกเกล ทองคำและวานาเดียมเข้มข้น การก่อตัวและการวาง แนวของแนวปะการัง และส่งผลต่อประเภทของการเกิดแร่ เช่นแหล่งแร่แมกมาและ ไฮโดรเทอร์มอ ล[ 23 ] [ 24 ]การควบคุมและผลกระทบทางธรณีแปรสัณฐานสามารถมองเห็นหรือบ่งชี้ได้จาก การหนาและการบางลง ของชั้นหินและเปลือกโลกบันทึกกิจกรรมทางธรณีแปรสัณฐานตามประเภทของโครงสร้าง เช่นการชนและการแยกตัวและอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของ BIC การควบคุมการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาเป็นการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาเฉพาะที่และการเปลี่ยนแปลงในเขตเฉือน ซึ่งส่งผลต่อการก่อตัวและความเสถียรของแร่ และอาจแสดงหลักฐานของ เส้นทาง ความดัน - อุณหภูมิ - เวลา (PTT) [ 25 ]การควบคุมทางเศรษฐกิจรวมถึง แหล่ง แร่ซึ่งช่วยชี้นำการทำเหมืองและการสำรวจ รวมถึงการประมาณและการสกัดทรัพยากรและปริมาณสำรอง
กลีบตะวันออก
ส่วนตะวันออกของกลุ่มหินบุชเวลด์ประกอบด้วยสามโซนที่แตกต่างกัน โดยแต่ละโซนแยกจากกันด้วยขอบเขตโครงสร้าง โซนทางใต้และตอนกลางแยกจากกันด้วยรอยเลื่อนสตีลพอร์ต ส่วนตะวันออกยังถูกแบ่งย่อยออกไปอีกโดยรอยเลื่อนสตอฟพอร์ตและวันเดอร์คอปซึ่งทำหน้าที่แยกส่วนตะวันออกเฉียงเหนือออกจากโซนกลาง รอยเลื่อนสตอฟพอร์ตตั้งอยู่ใกล้กับแม่น้ำโอลิแฟนต์ ส่วนโซนตะวันตกแยกจากส่วนที่เหลือของภูมิภาคด้วยโครงสร้างโค้งนูนสองแห่ง ได้แก่ แคทลูฟและโฟซิริ[ 26 ]
แนวปะการังเมเรนสกีถูกเคลื่อนตัวไปทางใต้ 2 กิโลเมตรในบริเวณใกล้เคียงกับเซเบดิเอลาอันเป็นผลมาจากรอยเลื่อนมาดิกา รอยเลื่อนมาดิกาขนานกับรอยเลื่อนวันเดอร์คอป ซึ่งตั้งอยู่ในเขตเทศบาลเมืองโบจานาลาแพลทินัมใกล้กับเมืองวันเดอร์คอป เขตวิกฤตของกลุ่มชั้นรุสเตนเบิร์กถูกเคลื่อนตัวไปทางใต้ 500 เมตรโดยรอยเลื่อนมาควัง[ 26 ]
รอย เลื่อน เซคฮูคูนมีทิศทางเหนือ-ใต้และมีการเคลื่อนตัวไปทางทิศตะวันตกได้ไกลถึง 2 กิโลเมตร รอยเลื่อนเซคฮูคูนตั้งอยู่ทางทิศตะวันออกของแนวโค้งฟอร์ตดราไอ รอยเลื่อนลาเออร์สดริฟต์ตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือของกลุ่มหินบุชเวลด์ตะวันออก[ 27 ]
กลีบตะวันตก
กลุ่มหิน Pilanesbergตั้งอยู่ในกลีบตะวันตกของกลุ่มหิน Bushveld ส่วนทางใต้ของกลุ่มหิน Pilanesberg แสดงเส้นไอโซแพช NW–SE ที่ขนานกับรอยเลื่อน Rustenburg ซึ่งลาดเอียงไปในทิศทางเดียวกันไปยังศูนย์กลางของกลุ่มหิน Bushveld ตะวันตก[ 27 ]
กลีบใต้
แอ่งบริทส์ตั้งอยู่ในภูมิภาคตะวันออก ใกล้กับฮาร์เตบีสปอร์ตแอ่งนี้ถูกจำกัดด้วยรอยเลื่อนขนานหลายชุด ซึ่งรอยเลื่อนที่โดดเด่นที่สุดคือรอยเลื่อนบริทส์ ซึ่งมีทิศทางตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต้ และตัดกับกลุ่มหินชั้นรุสเตนเบิร์กกลุ่มหินทรานส์วาอัลและกลุ่มหินพรีโทเรีย[ 27 ] BSZ มีทิศทางตะวันตกเฉียงเหนือ-ตะวันออกเฉียงใต้ และตั้งอยู่ภายในรอยเลื่อนบริทส์
กลีบเหนือ
รอยเลื่อน Ysterberg–Planknek (YPF) ที่วางตัวในแนวตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ ตั้งอยู่ภายในกลีบด้านเหนือของกลุ่มหิน Bushveld นอกจากนี้ยังมีรอยเลื่อนที่วางตัวในแนวตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ ตั้งอยู่ภายในกลีบด้านเหนือและเรียกว่ารอยเลื่อน Grasvally [ 27 ]
ขอบเขตระหว่างกลีบทางเหนือและทางใต้ถูกกำหนดโดยรอยเลื่อนเมลินดา ซึ่งเอียงไปทางทิศตะวันตกและตั้งอยู่ภายใน เทอร์เรน ปีเตอร์สเบิร์กรอยเลื่อนเมลินดาขยายไปทางทิศตะวันออกตามแนวรอยเลื่อนปาลาลา (PSZ) รอยเลื่อนนี้และ PSZ รวมกันเรียกว่าแนวเส้นปาลาลา-โซเอตฟอนเทน[ 28 ]
TML แสดงถึงขอบเขตระหว่างส่วนใต้ของ Northern Limb และส่วนที่เหลือของ Bushveld โดยกำหนดขอบเขตระหว่าง Pietersburg terrane และส่วนกลางของKaapvaal craton [ 28 ]โดยทั่วไป TML เป็นเขตเฉือนขนาดใหญ่ที่วางตัวในทิศตะวันออก-ตะวันตก ซึ่งเป็นขอบเขตระหว่าง Bushveld Complex และLimpopo Belt และมีความกว้าง 20 ถึง30 กิโลเมตร JSZ ตั้งอยู่ภายใน TML มีทิศทางตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ และมีความกว้างระหว่าง 10 ถึง 15 กิโลเมตร KSZ วิ่งขนานกับ JSZ มีทิศทางเหนือ-ใต้ และอาจมีความหนาถึง 10 กิโลเมตรในบางจุด ในขณะที่ PSZ ตั้งอยู่ในส่วนเหนือของ BIC มีทิศทางตะวันออก-ตะวันตก และอาจมีความกว้าง 5–10 กิโลเมตร
มีการระบุแนวรอยเลื่อนที่แตกต่างกันสองแนวภายในเขต Pietersburg ได้แก่ แนว NE–SW และแนว ENE–WSW รอยเลื่อนที่เด่นชัดที่สุดที่มีแนวเหล่านี้คือรอยเลื่อน YPF และรอยเลื่อน Zebediela [ 28 ]
การเกิดแร่ภายในเขตเฉือน
การเกิดของแร่ธาตุที่แตกต่างกันมีความสัมพันธ์กันอย่างแน่นแฟ้นมากขึ้นใน BIC [ 25 ]ในเขตเฉือนเฉพาะ PGE โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับเขตเฉือน Jagersfontein, Klerksdorp และ Potgietersrus และแนวเส้น Thabazimbi-Murchison โครเมียมเกี่ยวข้องกับเขตวิกฤต Rustenburg Layered Suites (RLS) และ TML และทองคำเกี่ยวข้องกับเขตเฉือน Jagersfontein และ Klerksdorp แหล่งแร่แวนาเดียมเกี่ยวข้องกับแหล่งแร่แมกเนไทต์ที่อุดมด้วยแวนาเดียมของ Bushveld เช่น TML ซึ่งบางส่วนอาจเกี่ยวข้องกับเขตเฉือน และแหล่งแร่ทองแดงและนิกเกล ซึ่งมักเกิดขึ้นร่วมกันในแหล่งแร่เดียวกัน เกี่ยวข้องกับการแทรกตัวของหินมาฟิกและอัลตรามาฟิกและเขตเฉือน เช่น JSZ
หน่วย
องค์ประกอบแร่ทั่วไปของชั้นโครไมต์ในคอมเพล็กซ์บุชเวลด์ประกอบด้วยโอลิวีน + โครไมต์, โครไมต์ +/- บรอนไซต์ + แพลจิโอเคลส, โครไมต์ + แพลจิโอเคลส และโครไมต์ + ไคลโนไพรอกซีน[ 29 ]
ลำดับชั้นของ BIC โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นห้าโซนที่แตกต่างกัน:
- เขตบน : นี่คือส่วนประกอบบนสุดของ Rustenburg Layered Suite (RLS) เขตนี้เป็นลำดับชั้นหินแกบโบรหนาและมีลักษณะเด่นในแนวราบด้วยหินสะสมที่มีธาตุเหล็กสูงซึ่งเป็นแหล่งทรัพยากรไทเทเนียม-แมกนีไทต์ที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลก[ 30 ]องค์ประกอบหินโดยทั่วไปคือ แกบโบร + โอลิวีนไดโอไรต์ + แอนอร์โทไซต์ เขตบนมีความหนาประมาณ 1,000-2,700 เมตร และประกอบด้วยแกบโบรและแอนอร์โทไซต์ซึ่งทับซ้อนอยู่บนหินที่มีการแยกตัวมากขึ้น เช่น ไดโอไรต์ อย่างต่อเนื่อง เขตบนประกอบด้วยชั้นแมกนีไทต์ขนาดใหญ่ 24 ชั้น หนาประมาณ 6 เมตร การสัมผัสระหว่างเขตหลักและเขตบนมักกำหนดโดยการปรากฏครั้งแรกของหินสะสมแมกนีไทต์ ในทางกลับกัน นักวิจัยบางคนกำหนดขอบเขตไว้ที่ชั้นไพรอกซีไนต์ที่โดดเด่นซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยการกลับทิศทางของแนวโน้มทางธรณีวิทยาของอัตราส่วนไอโซโทป Sr และการเสริมธาตุเหล็กซึ่งตั้งอยู่หลายร้อยเมตรใต้การปรากฏครั้งแรกของหินสะสมแมกนีไทต์[ 20 ]
- เขตหลัก : ประกอบด้วยชั้นหินแกบโบรโนไรต์ที่มีแถบหินไพรอกซีไนต์และแอนอร์โทไซต์[ 30 ]เขตหลักมีความหนาประมาณ 1,600–3,500 เมตร มีลำดับชั้นหินสะสมตัวที่สม่ำเสมอซึ่งประกอบด้วยหินนอไรต์และหินแกบโบรโนไรต์ ชั้นหินแอนอร์โทไซต์คิดเป็นประมาณ 5 เปอร์เซ็นต์ขององค์ประกอบหิน นอกจากนี้ หินไพรอกซีไนต์มีน้อย และหินโอลิวีนแมกนีเซียมและหินสปิเนลโครเมียมก็ไม่มีอยู่ในเขตนี้[ 20 ]
- เขตวิกฤต : มีความหนาประมาณ 930-1500 เมตร กำหนดขอบเขตเป็นส่วนตัดขวางเนื่องจากมีชั้น/เส้นแร่โครไมต์หลายชั้น ซึ่งเป็นบริเวณที่มีชั้นแร่โครไมต์หนาแน่น ประกอบด้วยโครไมต์กลุ่มล่าง (LG) LG1-LG7, LG6 (แบ่งย่อยเป็น LG6A, LG6B), โครไมต์กลุ่มกลาง (พบระหว่าง lcz และ ucz, ขอบเขต t) (MG) MG1 ถึง MG4 และโครไมต์กลุ่มบน (UG) UG1 และ UG2 รวมทั้งหมด 13 เส้นแร่โครไมต์[ 20 ]ที่พบในเขตวิกฤต เขตนี้แบ่งออกเป็นเขตย่อยวิกฤตบนและล่าง มีการระบุชั้นโครไมต์แต่ละชั้นมากถึง 25 ชั้นในเขตวิกฤตเพียงแห่งเดียว[ 29 ]โดย 14 ชั้นถูกระบุว่าเป็นชั้นโครไมต์หลักที่แบ่งออกเป็นสี่ประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่ ประเภท I-วัฏจักรฐาน LCZ ประเภท II-วัฏจักรฐาน UCZ ประเภท III-ชั้นกลางบาง ๆ ภายในวัฏจักร และประเภท IV-สตริงเกอร์ที่เกี่ยวข้องกับเพกมาทอยด์ OPX [ 29 ]
- เขตวิกฤตตอนบน : หนาประมาณ 450-1000 เมตร กำหนดเป็นชั้นแอนอร์โทไซต์ที่พบระหว่างชั้นโครไมต์สองชั้น โครไมต์ MG2 และ MG3 โดยมีชั้นโครไมต์ที่ซ้ำกันหรือเป็นวัฏจักร (ต้นกำเนิดที่เป็นวัฏจักรยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าเกิดจากการฉีดแมกมาใหม่หลายครั้ง[ 31 ] [ 32 ]หรือเกิดจากการตกตะกอนที่ฐานของมวลผลึกที่ถูกขนส่งโดยการไหลของสารละลาย[ 33 ] ) ทับซ้อนด้วยฮาร์ซเบอร์ไจต์ (ไม่ปรากฏเสมอไป) จากนั้นเป็นไพรอกซีไนต์ นอไรต์ และสุดท้ายคือแอนอร์โทไซต์
- เขตวิกฤตล่าง : เป็นหินสะสมอัลตรามาฟิกที่อุดมด้วยโอลิวีนซึ่งมี ความหนาประมาณ 500 เมตร ประกอบด้วยหินสะสมอัลตรามาฟิกทั้งหมด[ 20 ]ส่วนใหญ่เป็นไพรอกซีไนต์ โดยมีแพลจิโอเคลสสะสมอยู่ในชั้นหินบางชั้น LGs (LG1-LG7) ที่อยู่ในไพรอกซีไนต์เฟลด์สปาติกนี้ประกอบด้วย LG6 ซึ่งเป็นชั้นโครไมต์ที่หนาที่สุดและคุ้มค่าที่สุดในบุชเวลด์ โดยมีองค์ประกอบหินทั่วไปเป็นไพรอกซีไนต์ ฮาร์ซเบอร์ไจต์ และดูไนต์[ 29 ]
- โซนล่าง : กลุ่มหินโดยทั่วไปประกอบด้วยไพรอกซีไนต์ + ฮาร์ซเบอร์ไจต์ + ดูไนต์ โซนล่างมีความหนาประมาณ 900–1,600 เมตร และประกอบด้วยชั้นหินสะสมที่อิ่มตัวด้วยโอลิวีนและออร์โธไพรอกซีน ชั้นโครไมต์ในโซนนี้พบเฉพาะในส่วนเหนือและตะวันตกของกลุ่มหินเท่านั้น[ 20 ]
- เขตชายขอบ : (ไม่ปรากฏเสมอไป) เป็นส่วนที่มีความหนาถึง 250 เมตร ประกอบด้วยนอไรต์และแกบโบรนอไรต์เนื้อละเอียดถึงปานกลาง[ 20 ]พร้อมด้วยแร่เสริมในปริมาณที่แตกต่างกัน เช่น ควอตซ์ ฮอร์นเบลนด์ ไคลโนไพรอกซีน และไบโอไทต์ นี่เป็นข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนของการปนเปื้อนของหินตะกอนแปรสภาพในแมกมา[ 34 ]
อุตสาหกรรม
การทำเหมือง
พื้นที่นี้มีแหล่งแร่ที่แตกต่างกันมากมาย แต่ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่PGE (โดยเฉพาะแพลทินัมและแพลเลเดียม) วานาเดียม เหล็ก (โดยทั่วไปมาจากแมกเนไทต์) โครเมียม ยูเรเนียม ดีบุก ... [ 7 ]มีบริษัทเหมืองแร่ขนาดใหญ่หลายแห่งที่เกี่ยวข้องอย่างมากในพื้นที่นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งAngloAmerican , African Rainbow Minerals , Impala Platinum , Northam Platinum Ltd. , Lonmin plcและล่าสุดคือBushveld Mineralsมีรายงานว่ามีการค้นพบ หินแร่ PGE มากกว่า 20 พันล้านตัน ในแอฟริกาใต้โดยบริษัทสำรวจและเหมืองแร่ต่างๆ ซึ่งมีโลหะแพลทินัมประมาณ 38.1 กิโลตันในแหล่งแร่และทรัพยากรใน Bushveld ผลรวมของทรัพยากรและแหล่งแร่ PGE และทองคำมีมูลค่ารวมประมาณ 72 กิโลตันจาก Bushveld Complex เพียงแห่งเดียว[ 20 ]ส่วนใหญ่เป็นเหมืองใต้ดิน (เช่น Longhole Stoping, Drift-and-Fill mining เป็นต้น[ 34 ] ) มีเหมืองเปิดน้อยกว่า เช่นเหมือง Mogalakwenaขนาด ใหญ่ [ 35 ]
ประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ
การศึกษาความเป็นไปได้ของการทำเหมือง ได้ระบุถึงผลกระทบต่อแหล่งน้ำผิวดินน้ำใต้ดินพื้นที่ชุ่มน้ำพืชสัตว์และประเด็นทางสังคมที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ ผลกระทบเหล่านี้ยังรวมถึงการระบายเกลือและตะกอนที่เพิ่มขึ้นผ่านทางช่องทางและลำธารใกล้กับพื้นที่ทำเหมือง มีการเกิดฝุ่นละอองเพิ่มขึ้นซึ่งปนเปื้อนอากาศและน้ำ การไหลของน้ำผิวดินนำไปสู่การลดลงของการเติมน้ำสำหรับผู้ใช้ปลายน้ำ อาจทำให้พืชและสัตว์บางชนิดที่เปราะบางสูญหายไป การอัดแน่นของดินและการกัดเซาะของดิน การปนเปื้อนและการเสื่อมคุณภาพของน้ำผิวดินและน้ำใต้ดินเกิดจากการซึมจากกองหินเหลือทิ้ง กองวัสดุ การรั่วไหลของก๊าซ ฯลฯ กิจกรรมการทำเหมืองที่ใช้น้ำจำนวนมากอาจนำไปสู่การลดระดับน้ำในแหล่งน้ำใต้ดินในท้องถิ่น นอกจากนี้ ผลกระทบจากกิจกรรมการก่อสร้าง เช่น การกำจัดพื้นที่ธรรมชาติและเสียงจากเครื่องจักรและยานพาหนะอาจรบกวนระบบนิเวศโดย รอบ [ 34 ]
ขึ้นอยู่กับวิธีการเพิ่มคุณค่าและความเข้มข้น อาจมีผลกระทบที่แตกต่างกัน เช่น การไหลของกรดจากการชะล้างและตะกอนโลหะ[ 36 ]พบว่าโครเมียมเฮกซาวาเลนต์จากของเสียจากเหมืองแร่มีความเป็นพิษสูง[ 29 ]
การศึกษาหนึ่งแสดงให้เห็นว่าการผลิต PGEs ทั่วโลกมากถึง 5% สูญเสียไปและถูกปล่อยออกมาเป็นฝุ่นเข้าสู่ วัฏจักรทางชีวธรณี เคมีทั่วโลก[ 9 ]เมืองใกล้เคียงแสดงให้เห็นระดับแพลทินัมที่สูงขึ้นในดิน บรรยากาศ และพืชพรรณ เนื่องจากกิจกรรมการผลิตอาหารบางส่วนตั้งอยู่ใกล้กับพื้นที่เหล่านี้ ความกังวลหลักคือประชากรในท้องถิ่น (หลายเมืองและเมืองใหญ่ รวมถึงRustenburgที่มีประชากรมากกว่า 500,000 คน[ 37 ] ) จะได้รับสารปนเปื้อนในที่สุดไม่ว่าจะโดยการสัมผัสทางผิวหนัง การบริโภคอาหาร หรือการสูดดม[ 38 ] PGEs เช่น แพลทินัม พัลลาเดียม และโรเดียม พบว่ามีการสะสมทางชีวภาพในรูปของPGE-คลอไรด์ในตับ ไต กระดูก และปอด การรับเข้าสู่ร่างกายโดยทั่วไปคือผ่านฝุ่นโลหะหรือออกไซด์ที่สูดดมเข้าไปหรือดูดซึมผ่านผิวหนังทำให้เกิดโรคผิวหนังอักเสบจากการสัมผัสในระยะยาวทำให้เกิดอาการแพ้และในที่สุดอาจนำไปสู่โรคมะเร็งได้[ 39 ]การศึกษาจากเดือนมกราคม พ.ศ. 2556 แสดงให้เห็นแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นของการเกิดโรคซิลิโคซิสที่เกิดจากฝุ่นซิลิกาและ เส้นใย แอสเบสตอสที่เกี่ยวข้องกับคนงานที่ทำเหมืองในกลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์[ 40 ]ในทำนองเดียวกัน การศึกษาอีกฉบับหนึ่งพบความเข้มข้นสูงของอนุภาคฝุ่น PGE ในอากาศขนาดเล็ก (<63 μm) ใกล้พื้นที่ทำเหมือง พบว่าอนุภาคเหล่านี้ถูกขนส่งโดยน้ำไหลบ่าบนพื้นผิวและในชั้นบรรยากาศ จากนั้นจึงสะสมตัวมากขึ้นในดินและแม่น้ำ เช่นแม่น้ำเฮ็กซ์ซึ่งไหลตรงไปยังเมืองรุสเตนเบิร์ก เทศบาลที่มีประชากรมากที่สุดของจังหวัดนอร์ทเวสต์ของแอฟริกาใต้[ 8 ]
การศึกษาจาก Maboeta et al.ในปี 2549 ได้เปิดเผยผ่านการวิเคราะห์ทางเคมีว่าดินจากสถานที่กำจัดกากแร่มีระดับ C, N, NH4 และ K สูงกว่าเปรียบเทียบกับสถานที่เก็บตัวอย่างทั่วไปอื่นๆ ความแตกต่างนี้เกิดจากการดำเนินการฟื้นฟูซึ่งลดปริมาณสารอาหาร จุลินทรีย์และ แบคทีเรีย เหล่านี้ [ 41 ]
โดยทั่วไปการดำเนินงานเหมืองแร่ ใช้พลังงานและน้ำเป็นจำนวนมาก ก่อให้เกิดหินเหลือทิ้ง กากแร่ และก๊าซเรือนกระจกจำนวนมาก การศึกษาหนึ่งแสดงให้เห็นว่าการทำเหมืองแร่ PGM มีผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อมโลก ต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมของการทำเหมืองแพลทินัมสูงกว่าเล็กน้อยในด้านพลังงาน ต่ำกว่าเล็กน้อยในด้านน้ำ และสูงกว่าปานกลางในด้าน การปล่อยก๊าซเรือนกระจกเมื่อเทียบกับการทำเหมืองทองคำ[ 42 ]
ประเด็นทางสังคม
เศรษฐกิจของแอฟริกาใต้มีความเชื่อมโยงอย่างมากกับอุตสาหกรรมเหมืองแร่ และได้รับผลกระทบอย่างมากจากราคาสินแร่ที่ตกต่ำ บริษัทเหมืองแร่ต้องลดต้นทุนโดยการลดการผลิต ปิดเหมือง ขายโครงการ และลดจำนวนพนักงาน คนงานเหมืองมักประท้วงเรียกร้องค่าจ้างขั้นต่ำ และเหมืองยังคงไม่ปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยและเผชิญกับความไม่สงบด้านแรงงาน งานวิจัยในปี 2016 โดยeunomixแสดงให้เห็นว่าเมืองรุสเตนเบิร์ก ซึ่งเป็นหนึ่งในเมืองที่เติบโตเร็วที่สุดในแอฟริกาใต้ มี "ความหนาแน่นของชายหนุ่มที่พลัดพรากจากครอบครัวเนื่องจากระบบแรงงานข้ามชาติสูงผิดปกติ" ประชากรเผชิญกับปัญหาการขาดการศึกษา ระดับอาชญากรรมสูง และปัญหาสุขภาพในกลุ่มแรงงาน นอกจากนี้ พวกเขายังเผชิญกับระดับความยากจนสูง การขาดดุลงบประมาณของรัฐบาล และยังคงพึ่งพาอุตสาหกรรมเหมืองแร่แพลทินัมอย่างมาก ซึ่ง "รับผิดชอบมากกว่า 65% ของ GDP ในท้องถิ่นและ 50% ของงานโดยตรงทั้งหมด" (มากกว่า 70,000 ตำแหน่งงาน) ที่พักอาศัยและที่อยู่อาศัยขาดแคลน และบริษัทเหมืองแร่แทบไม่มีความพยายามที่จะปรับปรุงเลย ระหว่างปี 2013 ถึง 2016 บริษัทแพลทินัมได้บริจาคเงินมากกว่า 370 ล้านแรนด์ให้กับเมืองนี้ โดยให้ทุนสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐานในท้องถิ่น ศูนย์จัดหาและบำบัดน้ำ โครงการกีฬา การท่องเที่ยว การขยายถนนสาธารณะ โรงบำบัดน้ำเสีย กิจกรรมทางวัฒนธรรม ข้อกังวลหลักคือการรวมกันของอัตราความยากจนที่สูงและความอยุติธรรมทางสังคม[ 43 ]
การดำเนินงาน
มีการทำเหมืองแร่มากกว่า 30 แห่ง โดยส่วนใหญ่เป็นการขุดหาโลหะกลุ่มแพลทินัมกลุ่มโลหะมีค่า (PGEs) บางส่วนขุดหาโครเมียม ดีบุก และอื่นๆ (ส่วนใหญ่เป็นเหมืองใต้ดิน มีเพียงไม่กี่แห่งที่เป็นเหมืองเปิด) รายชื่อเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง ซึ่งเป็นเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้น:
- กลีบตะวันตก : รุสเทนเบิร์ก, อิมพาลา, บาโฟเคง ราซิโมน , [ 44 ]ยูเนี่ยน, [ 45 ] [ 46 ]อามันเดลบุลต์[ 47 ] (ประกอบด้วยทูเมลาและดิชาบา[ 48 ] ), นอร์แธม , ฮาร์ เทบีสต์ปูร์ต , สติลดริฟท์ , เอลันด์สฟอนไทน์, [ 49 ]แม่น้ำจระเข้, [ 50 ]ทาบา , วาเมตโก ของฉันแพนโดร่า[ 51 ]ลอนมิน มาริคาน่า[ 52 ] Kroondal , [ 53 ] [ 54 ]เหมืองดีบุก Rooiberg , Leeuwpoort, [ 55 ] Pilanesberg, [ 56 ]อนาคตปี 2008: Frishgewaagd Ledig, Leeuwkop [ 57 ]
- กลีบตะวันออก : เลโบวา/โบโคนี , ทวิกเกนแฮม , มารูลา , [ 56 ]โมดิควา , สโมคกี้ฮิล ส์ [ 56 ]แม่น้ำสองสาย[ 56 ] โมโตโต โล เอเวอเรสต์[ 56 ]ลิมโปโป และโมกาลาคเวนา (พอตกีเทอร์สรัส) , [ 58 ]มานดากชูก , มิดเดลปันต์ฮิลล์ , บลูริดจ์[ 56 ]อนาคตปี 2008: Ga-Phasha, [ 59 ] Kennedy's Vale, Sheba's Ridge และ Booysendal [ 60 ]
เงินสำรอง
แหล่งแร่ที่ใหญ่ที่สุดสามแห่งคือMerensky Reef , UG2 Chromitite ReefและPlatreef : [ 20 ]
- แนวปะการังเมเรนสกีเป็น ชั้น ไพรอกซีไนต์ ที่มีซัลไฟด์เป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งถูกขุดขึ้นทั้งทางด้านตะวันออกและตะวันตกของกลุ่มหินบุชเวลด์ ไม่เพียงแต่เป็นแหล่งผลิต PGE ส่วนใหญ่ของโลกเท่านั้น แต่ยังเป็นแหล่งผลิตทองแดง นิกเกล โคบอลต์ และทองคำจำนวนมากเป็นผลพลอยได้อีกด้วย[ 56 ]
- แนวปะการังโครไมต์ UG2หรือที่รู้จักกันในชื่อแนวปะการัง UG2 กลุ่มบน 2เป็น ชั้นที่มี โครไมต์สูงแต่ไม่มีแร่ซัลไฟด์ โดยรวมแล้ว อาจเป็นแหล่งทรัพยากรที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในแง่ของธาตุกลุ่มแพลทินัม ใหญ่กว่าแนวปะการังเมเรนสกีที่อยู่ด้านบน และยังมีการขุดค้นทั้งทางด้านตะวันออกและตะวันตกอีกด้วย[ 56 ]
- Platreef เป็นแหล่งแร่ PGE ที่ใหญ่เป็นอันดับสามของโลก (รองจากแหล่งแร่ UG2 และ Merensky) แหล่งแร่ประกอบด้วย "ชั้นแร่ที่มีแร่ธาตุกระจายตัวอย่างกว้างขวางสามชั้น แทนที่จะเป็นแนวแร่ที่ชัดเจน" [ 56 ]
| แหล่งแร่ | แร่ (ภูเขา) | แพลทินัม (t) | แพลเลเดียม (t) | โรเดียม (t) | รูเทเนียม (t) | อิริเดียม (t) | ทองคำ (t) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| แนวปะการังเมเรนสกี | 4200 | 13000 | 6100 | 800 | 250 | 51 | 1200 |
| UG2 โครไมไทต์ | 7300 | 20000 | 13000 | 3700 | 940 | 230 | 420 |
| แพลทรีฟ | 5200 | 4500 | 5400 | 300 | ไม่มีข้อมูล | ไม่มีข้อมูล | 590 |
| เบ็ดเตล็ด | 850 | 590 | 610 | 58 | ไม่มีข้อมูล | ไม่มีข้อมูล | 58 |
| ทั้งหมด | 17550 | 38090 | 25110 | 4858 | 1190 | 281 | 2268 |
* ตารางดัดแปลงจากUSGS , 2010 [ 20 ]
แร่ธาตุส่วนใหญ่ที่ระบุมาจากแนวปะการังทั้งสามที่อธิบายไว้ ส่วนใหญ่อยู่ในบริเวณปีกด้านตะวันออก แต่แหล่งสำรอง ส่วนใหญ่ อยู่ในบริเวณปีกด้านตะวันตก[ 20 ]
เศรษฐกิจ
แหล่งแร่โครมของบุชเวลด์มีสัดส่วนมากที่สุดเมื่อเทียบกับปริมาณสำรองโครมทั้งหมดที่รู้จักในโลก พื้นที่นี้มีความสำคัญทางยุทธศาสตร์มาก เนื่องจากการทำเหมืองทำได้ง่ายและราคาถูก เพราะมีความต่อเนื่องเป็นชั้นหนาหลายสิบไมล์ตามแนวราบ และมีความคงตัวในระดับความลึก ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วจากการเจาะสำรวจลึก เช่นเดียวกับชั้นแร่โครม ชั้นแร่ไททาโนแมกเนไทต์ของเขตหลักของบุชเวลด์ก็แสดงให้เห็นถึงความต่อเนื่องและความคงตัวที่คล้ายคลึงกัน แม้ว่าจะยังไม่ได้มีการสกัดออกมาจนถึงปัจจุบันก็ตาม ภายในแร่ไททาโนแมกเนไทต์มีวาเนเดียมในปริมาณเล็กน้อยอย่างต่อเนื่อง ปริมาณสำรองของไททาเนียมและวาเนเดียมในแร่เหล็กเหล่านี้อาจมีปริมาณมาก ด้วยเหตุนี้ จึงเห็นได้ชัดว่าแร่ที่มีอยู่ในบุชเวลด์มีบทบาทสำคัญในโลกของทรัพยากรแร่[ 61 ]
แม้ว่าจะมีการค้นพบแหล่งแร่แพลทินัมขนาดใหญ่อื่นๆ ในสถานที่ต่างๆ เช่นแอ่งซัดเบอรีหรือโนริลสค์ (รัสเซีย) แต่แหล่งแร่บุชเวลด์คอมเพล็กซ์ยังคงเป็นแหล่งแร่ PGE หลักแห่งหนึ่ง มีการประท้วงหยุดงานหลายครั้งเนื่องจากค่าจ้างและสภาพการทำงานที่ไม่เป็นธรรม คนงานเหมืองผิดกฎหมาย (ที่เรียกว่า " ซามา-ซามา ") ความขัดแย้งจากการยิงปืนการฉ้อโกงทางการเมือง และการต่อสู้ทางกฎหมาย[ 62 ]การใช้งานหลักของแพลทินัมคือสำหรับตัวแปลงแคตตาไลติกอัตโนมัติ (ในรถยนต์) และเครื่องประดับ[ 63 ]
ความต้องการสุทธิรวมของ PGE ในปี 2012 อยู่ที่ 197.4 เมตริกตัน ตาม การประมาณการของ Johnson Mattheyในปี 2013 ความต้องการแพลทินัมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยได้รับแรงผลักดันจากการใช้งานที่เข้มข้นขึ้นต่อหัวประชากรในพื้นที่ที่กำลังพัฒนาและการขยายตัวของเมือง[ 20 ]ความต้องการแตะระดับสูงสุดตลอดกาลในปี 2005 ที่ 208.3 เมตริกตัน[ 63 ]ตั้งแต่ปี 1975 ถึง 2013 อุตสาหกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาในรถยนต์และเครื่องประดับครองตลาดด้วยความต้องการรวมมากกว่า 70% เครื่องประดับนำหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาในรถยนต์เพียงเล็กน้อยก่อนปี 2002 โดยมีมูลค่าความต้องการรวมโดยประมาณใกล้เคียงกันหรือสูงกว่า ตั้งแต่ปี 2002 ถึง 2003 ความต้องการโดยรวมลดลงอย่างมากในเครื่องประดับ (87.7 ถึง 78.1 ตัน) แต่เพิ่มขึ้นอย่างมากในตัวเร่งปฏิกิริยารถยนต์ (80.6 ถึง 101.7 ตัน) และหลังจากนั้นก็ครองตลาดอย่างต่อเนื่อง (โดยมีปี 2009 [ 64 ]เป็นข้อยกเว้นเนื่องจากยอดขายรถยนต์ที่อ่อนแอ) [ 65 ]ในปี 2016 ตลาดแพลทินัมยังคงขาดดุลเป็นปีที่ 5 ติดต่อกัน โดยมีความต้องการเพียง 200,000 ออนซ์เท่านั้น ในปี 2017 ทั้งสองยังคงครองตลาดความต้องการโดยรวมอย่างมาก[ 66 ]ถึงกระนั้น ความต้องการแพลทินัมทั่วโลกก็ยังคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในอีกหลายปีต่อจากนี้ไปจนถึงปี 2017 [ 20 ]
ราคาแพลทินัมค่อนข้างผันผวนเมื่อเทียบกับทองคำ แต่ทั้งสองอย่างมีราคาสูงขึ้นมากในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา[ 64 ]แม้ว่าแพลทินัมจะหายากกว่าทองคำมาก[ 67 ]แต่ปี 2014 เป็นปีสุดท้ายที่แพลทินัมมีราคาสูงกว่าทองคำ (ปี 2018) [ 64 ]ซึ่งตรงกับเหตุการณ์ การประท้วงหยุด งานของคนงานเหมืองแพลทินัมในแอฟริกาใต้ในปี 2014
แพลทินัมมีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบจากปัญหาทางสังคม สิ่งแวดล้อม การเมือง และเศรษฐกิจมากกว่า ในขณะที่ทองคำได้รับผลกระทบน้อยกว่า เนื่องจากแพลทินัมมีทรัพยากรแร่จำนวนมากที่ได้รับการระบุไว้แล้ว และคาดว่าจะไม่หมดไปในอีกหลายทศวรรษ (อาจถึงปี 2040) นอกจากนี้ แพลทินัมยังจำกัดอยู่ในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่มีทรัพยากรสำคัญที่สุด 3 แห่ง ได้แก่ BIC, แนวหินไดค์ขนาดใหญ่ (ซิมบับเว) และ Noril'sk-Talnakh ในรัสเซีย รายละเอียดที่สำคัญที่ควรทราบคือแพลเลเดียมได้รับการพิจารณาว่าเป็นทางเลือกแทนแพลทินัม[ 20 ]เมื่อเร็วๆ นี้ (2017) ช่องว่างระหว่างอุปทานและอุปสงค์ลดลงอย่างมาก[ 66 ]เมื่อพิจารณาประเด็นทางการเมืองและสังคม พบว่ามีการประท้วงที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองแพลทินัมหลายครั้งตั้งแต่ก่อนศตวรรษที่ 21 ได้แก่ การประท้วงของอิมพาลา[ 68 ]การประท้วงของเจนคอร์ในปี 1986 [ 69 ] การประท้วงของ อิมพาลา[ 70 ]และแองโกลแพลทส์ ในปี 2004 [ 71 ]การประท้วงของคนงานเหมืองแอฟริกาใต้ในปี 2007 การสังหารหมู่ที่มาริคานาในปี 2012การประท้วงของลอนมินในปี 2013 [ 72 ]และการประท้วงแพลทินัมแอฟริกาใต้ในปี 2014
ดูเพิ่มเติม
แหล่งที่มา
- กิลเบิร์ต, จอห์น เอ็ม.; พาร์ค, ชาร์ลส์ เอฟ. จูเนียร์ (1986). ธรณีวิทยาของแหล่งแร่ . นิวยอร์ก: ฟรีแมน. ISBN 978-0-7167-1456-9.
- Richardson, Stephen H.; Shirey, Steven B. (2008). "ร่องรอยของเนื้อโลกภาคพื้นทวีปของหินหนืดบุชเวลด์และเพชรที่เกิดขึ้นในยุคเดียวกัน" Nature . 453 (7197): 910– 913. Bibcode : 2008Natur.453..910R . doi : 10.1038/nature07073 . PMID 18548068 . S2CID 4393778 .
- Viljoen, MJ; Schürmann, LW (1998). "โลหะกลุ่มแพลทินัม". ใน Wilson, MGC; Anhaeusser, CR (บรรณาธิการ). คู่มือสภาธรณีวิทยา เล่มที่ 16 ทรัพยากรแร่ของแอฟริกาใต้ . พรีโทเรีย: สภาธรณีวิทยา. ISBN 978-1-875061-52-5.
ลิงก์ภายนอก
- USGS: ธาตุกลุ่มแพลทินัมในแอฟริกาตอนใต้—การสำรวจแร่และการประเมินทรัพยากรแร่ที่ยังไม่ถูกค้นพบ
- USGS: แบบจำลองแหล่งแร่โครไมต์แบบชั้น
- การสะสมตัวของแร่กลุ่มแพลทินัมในรูปอนุภาคระหว่างการแทรกตัวของแมกมา: กรณีศึกษาจากแนวปะการังเมเรนสกี กลุ่มหินบุชเวลด์
- ที่มาของชั้นหินโครไมต์ UG2 ในกลุ่มหินบุชเวลด์
- สมมติฐานใหม่เกี่ยวกับต้นกำเนิดของโครไมต์ขนาดใหญ่ในกลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์
- หนังสือ Bushveld Igneous Complexโดย Judith A. Kinnaird ( ไฟล์ PDF 39 หน้า) – สืบค้นเมื่อ 22 พฤษภาคม 2552
- ภาพถ่ายของกลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์ (ชุดชั้นหินรุสเตนเบิร์ก) – การสำรวจภาคสนาม (มหาวิทยาลัยเคปทาวน์) สืบค้นเมื่อ 23 มีนาคม 2018
- ภาพถ่ายจุลทรรศน์ของภาคตัดขวางบางๆ ของกลุ่มหินอัคนีบุชเวลด์ (ชุดชั้นหินรุสเตนเบิร์ก) (มหาวิทยาลัยเคปทาวน์) สืบค้นเมื่อ 23 มีนาคม 2018