This is a short script of Bushveld Complex which I needed to write in group for my class test

1. De geologie en ertsvormende processen
van het Bushveld Complex,Zuid Afrika
Studierichting: Delfstofproductie
Vak: Geochemie
Docent: N.Kioe-A-Sen MSc.
Inleverdatum:18 december 2015
Samenstellers: Dwarka Arvind
Parisius Shequille

2. Pagina | 1
Voorwoord:
Voor het vak Geochemie van het 3e semester in het collegejaar 2015/2016 moesten wij een
verslag maken over een onderwerp uit de Geochemie. Wij hebben gekozen voor “De geologie en
ertsvormende processen van het Bushveld Complex, Zuid Afrika”. Het doel van dit verslag is om
de lezer een beter beeld te geven over de geologie van het Bushveld Complex, alsook informatie
over de aanwezige ertsen die in het gebied voorkomen en de ertsvormende processen.

3. Pagina | 2
Inleiding:
Het Bushveld Complex is een grote gelaagde magmatische intrusie in Zuid Afrika. Het complex
is opgeheven,geereodeerd en ontsloten aan de rand van de Transvaal Bekken, die behoort tot een
van de drie bekkens van de Transvaal Supergroup. Het Bushveld Complex bestaat uit een
westelijk deel, een oostelijk deel en een noordelijk deel. Het Bushveld Complex bevat enkele van
de rijkste ertsafzettingen op aarde, waaronder de grootste Platinum-group Metals (PGMs)
reserves op aarde. Grote hoeveelheden ijzer,chroom,tin,titanium en vanadium komen ook voor in
het complex. Het Bushveld Complex is in 1897 ontdekt door de Nederlandse geoloog Gustaaf
Molengraaff. Hij was bezig Zuid Afrika geologisch te karteren toen hij het complex ontdekte.
(https://en.wikipedia.org/wiki/Bushveld_Igneous_Complex)
Wij hebben voor dit onderwerp gekozen omdat het belangrijk is kennis te hebben over een van
de grootste ertsafzettingen op aarde en de manier waarop deze ertsen zijn ontstaan.
Fig.1: Locatie van het Bushveld Complex in Zuid Afrika met de 3 delen aangegeven.
(http://www.sec.gov/Archives/edgar/data/1095052/000113717110000588/technical.htm )

4. Pagina | 3
Inhoudsopgave: Pagina #:
 Geologie van het Bushveld Complex------------------------------------------ 4
 Ertsvormende processen---------------------------------------------------------7
 Conclusie---------------------------------------------------------------------------9
 Bronvermelding------------------------------------------------------------------10

5. Pagina | 4
Geologie van het Bushveld Complex:
Het Bushveld Complex kan onderverdeeld worden in verschillende lithologische eenheden (Zie
fig.2) . Onderzoek heeft uitgewezen dat de verschillende eenheden in dezelfde periode zijn
gevormd, rond 2 miljard jaar terug (Zie fig.3) .
Fig.2: Geologische kaart van het Bushveld Complex met de lithostratigrafische eenheden aangegeven.
(http://dinopedia.wikia.com/wiki/Bushveld_Formation )
Fig.3: Tabel met de ouderdom van de lithostratigrafische eenheden en enkele formaties
(Kinnaird J.A. ,The Bushveld Large Igneous Complex,39 )

6. Pagina | 5
De Transvaal Sequence:
Het Transvaal bekken waarin het Bushveld Complex zich heeft gevormd is een 2.65-2.05 Ga oud
bekken. Het bekken is ontstaan door een combinatie van magmatisme,plaattektoniek en
paleoklimatologische schommelingen. Het behoort tot een van de 3 bekkens van de Transvaal
Supergroup. Het bestaat uit schalie,conglomeraat,kwartsiet en enkele mafische gesteenten.
De Rooiberg Group Volcanics:
Deze groep gesteenten is tot 3,5 km dik in het Loskop gebied. In sommige gebieden zijn de
gesteenten sterk verdund door erosie en in sommige delen helemaal weggeerodeerd. Het staat
discordant met de Transvaal Group. De Rooiberg group bestaat uit verschillende formaties met
verschillende lithologieen zoals shales,tuffs,kwartsieten en rhyolieten.
De Rashoop Granophyre Suite:
Deze granofieren bevinden zich onder de Rooiberg group en zijn ontstaan door magma intrusies
onder de rhyoliet van de Rooiberg group.
De Lebowa Granite Suite:
Verschillende soorten granieten gevormd onder de Rooiberg Group en de Rashoop Granophyre
Suite vormen samen de Lebowa Granite Suite. Deze sheet intrusions varieren van 1.5 tot 3.5 km
in dikte.
Satellite Intrusions:
In dezelfde periode van vorming van de bovengenoemde intrusies en gesteenten waren er ook
een groep mafische en ultramafische intrusies zoals gabbro,dioriet,noriet en pyroxeniet. Deze
intrusies samen worden satellite intrusions genoemd.
(Kinnaird J.A. ,The Bushveld Large Igneous Complex,39 )
De Rustenberg Layered Suite:
De Rustenburg Layered Suite (RLS) vormt de grootste gelaagde intrusie op aarde. Het heeft een
oppervlakte van ongeveer 400 km bij 300 km met een dikte van 7-8 km. Het bevat 75% van de
Platinum (Pt) reserves en 50% van de Palladium (Pd) reserves op aarde.
Fig.4: Pt en Pd reserves van de Rustenberg Layered Suite
(Barnes S.,Maier W.,2002,Platinum-Group Element Distributions in the Rustenberg Layered Suite of the Bushveld
Complex, South Africa,29)

7. Pagina | 6
De RLS kan verdeeld worden in 5 zones: De Marginal Zone,de Lower Zone,de Critical Zone,de
Main Zone en de Upper Zone.
Reef is een mijnbouwkudige term die verwijst naar een laag rijk in PGE (Platinum Group
Elements) die gemijnd kan worden. Er zijn 5 delen met grote gelaagdheid in de Critical Zone.
Die delen zijn de UG2 Reef,de Pseudo Reef,de Merensky Reef, de Bastard Reef en de Plat Reef.
Alleen de Merensky en UG2 worden gemijnd. De overige reefs bevatten niet genoeg PGE om
gemijnd te worden en komen ook discontnue voor. De gesteenten die het meest voorkomen in de
RLS reefs zijn pyroxenieten,chromitites,anorthites en norites.
De Merensky Reef is de meest belangrijke platinumbron ter wereld sinds 1928. De UG2
chromitite layer is wel de gootste PGE bron ter wereld, maar zal de plaats van de Merensky Reef
als belangrijkste platinumbron ter wereld uiteindelijk wel innemen.
(Barnes S.,Maier W.,2002,Platinum-Group Element Distributions in the Rustenberg Layered Suite of the Bushveld
Complex, South Africa,29)
Fig.5: Verschillende horizontale lagen chromitites en anorthosites in de bovenste Critical Zone.
(Kinnaird J.A. ,The Bushveld Large Igneous Complex,39 )

8. Pagina | 7
Ertsvormende Processen
De ertsen van het Bushveld Complex zijn gevormd door magma differentiatie. Verschillende
typen magma zijn in de loop der tijd geintrudeerd en verschillende processen zijn opgetreden. De
magmas verschillen van ultramafische magmas tot noritic magmas. Het Bushveld Complex heeft
een Sill-intrusie karakter. De magma intrusie en differentiatie hebben in horizontale gangen
plaatsgevonden. Nieuwe instromen van magma stroomden naar boven en zijwaarts.
( Kinnaird J.A. ,The Bushveld Large Igneous Complex,39 )
Magmadifferentiatie
Magmadifferentiatie is een verzamelnaam van verschillende processen die ertoe lijden dat
magma binnen de aarde van chemische samenstelling verandert. De dichtheid en viscositeit van
magma worden bepaald door de chemische samenstelling. Bij het partieel smelten van magma in
de onderkorst of mantel van de aarde beweegt de magma onder invloed van de lithostatische
druk meestal omhoog. De magma komt dan in contact met andere gesteenten of in contact met
andere magmas en kan zo van samenstelling veranderen.
( https://nl.wikipedia.org/wiki/Magmadifferentiatie )
Kristalfractionatie
Kristalfractionatie is een magmadifferentiatie proces waarbij bepaalde mineralen in een magma
kristalliseren,terwijl andere componenten in de magma tegelijkertijd vloeibaar blijven. Door de
kristallisatie van bepaalde mineralen verandert de chemische samenstelling van de magma
doordat bepaalde componenten en elementen uit de magma verdwijnen. Volgens de Bowen-
reactiereeks zullen eerst de mafische mineralen uitkristalliseren en daarna de felsische mineralen.
Het uitkristalliseren van mineralen hangt af van de partiele druk,de temperatuur,de
waterconcentratie en andere vluchtige bestanddelen in de magma. Tijdens kristalfractionatie
worden de compatibele elementen gescheiden van de incompatibele elementen. Compatibele
elementen hebben een vookeur voor de vaste fase omdat ze makkelijk in het kristalrooster van
(mafische) mineralen passen. Incompatibele elementen blijven tijdens de kristalfractionatie in
steeds hogere concentraties in de magma aanwezig.
(https://nl.wikipedia.org/wiki/Kristalfractionatie )

9. Pagina | 8
Interactie van de intrusie van nieuwe melt met een dak melt,de granofieren als dak in dit
geval,resulteerde in verschillende isotopenverhoudingen en de productie van grote chromitite
lagen. De dak smelt ontstaat door het contact met de geintrudeerde magma (Zie fig.6 ) .
Fig.6: Schematische weergave van de vorming van chromitite als gevolg van het mengen van geintrudeerde magma
met de ontstane dak smelt.
(Kinnaird J.A. ,The Bushveld Large Igneous Complex,39 )
Tijdens de grootste magma intrusie van het Bushveld Complex heeft een Double Diffusive
Convection (DDC) opgetreden in de magmakamer tijdens de kristallisatie van magnetiet. Bij het
mengen van de nieuwe magma met de aanwezige magma hebben de verschillende
dichtheidsgradienten van de verschillende magmas tot convectie geleid. In deze situatie heeft er
magmadifferentiatie plaatsgevonden (Zie fig.7)
Fig.7: Schematisch model van DDC voor de kristallisatie van de magnetiet lagen in het Bushveld Complex.
(Kinnaird J.A. ,The Bushveld Large Igneous Complex,39 )

10. Pagina | 9
Conclusie:
Wij hebben gezien hoe de geologie van het Bushveld Complex in elkaar zit. De verschillende
ertsen in het complex zijn gevormd door magma differentiatie. Magma differentiatie is een
belangrijk proces in de geochemie omdat het proces bepaalt hoe en welke mineralen
uitkristalliseren. Deze processen zijn belangrijk om de vorming van de verschillende mineralen
te begrijpen. Daarom zijn ze van groot belang voor de geochemie.
Tijdens het maken van dit verslag hebben wij veel geleerd over de vorming van verschillende
ertsen en ertsvormende processen. Deze informatie kunnen wij goed gebruiken om het vak
Geochemie en de overige vakken van de studie beter te begrijpen.

11. Pagina | 10
Bronvermelding:
Literatuur:
-Kinnaird J.A. ,The Bushveld Large Igneous Complex.39
-Barnes S.,Maier W.,2002,Platinum-Group Element Distributions in the Rustenberg Layered
Suite of the Bushveld Complex, South Africa.29
Websites:
-http://dinopedia.wikia.com/wiki/Bushveld_Formation
-https://nl.wikipedia.org/wiki/Magmadifferentiatie
-https://nl.wikipedia.org/wiki/Kristalfractionatie