The distribution and main geologic features of discordant bodies of iron-rich ultramafic pegmatite in the Bushveld Complex

Viljoen, M. J.; Scoon, Roger N.

doi:10.2113/gsecongeo.80.4.1109

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“…Vilijoen et Scoon (1985) définissent 4 types de pegmatites riches en fer à caractère discordant : 1-les cheminées ultramafiques riches en platine "platiniferous ultramafic pipes" ; 2-les pegmatites riches en fer à caractère discordant ; 3-les cheminées de dunite magnésiennes pauvres en platine ; 4-d'autres corps pegmatitiques (cheminées de sulfures de nickel ; anorthosite pegmatitique ; pegmatite riche en vermiculite). Pour l'intérêt de notre étude, nous allons nous contenter des types 2.…”

Section: Origine Métasomatique Des Oui ??unclassified

Genèse des dépôts de Fe-Ti-P associés aux intrusions litées (exemples l intrusion mafique de Sept-Iles au Québec complexe de Duluth aux États-Unis)

Nabil¹

2003

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IllUne fois le magma saturé en ces éléments, la cristallisation de la magnetite est favorisée suite à une augmentation de JO2 dans le système. Ces conditions d'oxydation sont favorisées à la fois par le processus de cristallisation fractionnée et par la présence de fluides. Ces derniers sont de nature météorique (5 18 O varie entre -2 et 1.8 %o) dans le cas de l'intrusion de Sept-îles et métamorphiques dans le cas de Duluth (Ô 18 O varie entre 3.908 et 6.044 %o pour les OUI et entre 7.534 et 12.935 %o dans le cas des sédiments). L'oxydation provoque la conversion de Fe 2+ en Fe 3+ et par conséquent la formation de la magnetite. L'accumulation de cette dernière provoque un appauvrissement du liquide en Fe favorisant par la suite une saturation du magma en P. Une telle saturation déclenche la cristallisation de l'apatite et donne ainsi naissance à des nelsonites et à des gabbro-nelsonites dans le cas de Sept-îles et à des roches riches en apatite à Duluth.Les valeurs de température et de JO2 ont été calculées pour les paires de titanomagnétite et d'ilménite qui coexistent en utilisant le programme QUILF. Les données définissent une trajectoire qui s'étend du tampon FMQ à haute température au tampon IM à basse température. L'intervalle de température s'étale entre 500 et 862 °C et celui de la fugacité d'oxygène (log_/D2) entre -17 et -25. Une telle tendance est typique aux intrusions mafiques ignées.Dans le cas de Sept-îles, les oxydes sont accumulés en formant des lits riches en oxydes. Dans le cas de Duluth, les lits riche en oxydes sont formés aussi dans la partie supérieure de l'intrusion, toutefois, dans certains cas les oxydes s'infiltrent dans l'encaissant troctolitque par le biais des failles et forme ainsi les OUIs, ou bien certains lits de magnétitite de la partie supérieure de l'intrusion sont injectés dans les troctolites sousjacents suite à une instabilité gravitationnelle.La composition des phases oxyde (ilménite, magnetite) a été modifiée considérablement au cours du refroidissement de l'intrusion en raison de réactions d'échanges intracristallins et intercristallins. Au cours du refroidissement des deux intrusions, l'oxydation a entraîné la formation des exsolutions d'ilménite de la solution solide de titanomagnétite pour former soit des lamelles distinctes d'ilménite dans la magnetite, soit des exsolutions granulaires d'ilménite autour de grains de magnetite.Les sulfures disséminés sont associés aux oxydes dans les deux intrusions. Les phases sulfurées sont essentiellement la pyrite et la bornite dans le cas de Sept-îles et la chalcopyrite, la cubanite et la pyrrhotite dans le cas des de Duluth. Ces sulfures occupent les interstices des phases oxydes ainsi que les zones d'altérations. L'investigation géochimique suggère que les phases oxydes ne concentrent pas les IEGP. Des diagrammes de corrélation montrent que les PGE sont contrôlés par les phases sulfurées. L'appauvrissement des roches en EGP par rapport au Ni et au Cu peut être expliqué par une ségrégation précoce des sulfures. Par conséqu...

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Section: Origine Métasomatique Des Oui ??unclassified

Genèse des dépôts de Fe-Ti-P associés aux intrusions litées (exemples l intrusion mafique de Sept-Iles au Québec complexe de Duluth aux États-Unis)

Nabil¹

2003

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“…Oxide mineralization occurs as disseminated (15 to 30%), semimassive (30 to 70%), and massive (>70%) and is composed of ilmenite and/or magnetite; in some cases, the magnetite along the western contact can be enriched in vanadium (3,000 to 8,000 ppm V). OUIs have many similarities to the discordant, iron-rich, pegmatitic ultramafic bodies of the Bushveld Complex (Wagner, 1929;Cameron and Desborough, 1964;Schiffries, 1982;Scoon, 1987;Stumpfl and Rucklidge, 1982;Viljoen and Scoon, 1985;Schiffries and Skinner, 1987;Rudashevsky et al, 1992), the Stillwater Complex (Volborth and Housley, 1984;McCallum, 1984, 1985;Nicholson and Lipin, 1985), and the Rio Jacare Intrusion of Brazil (Sá et al, 1993).…”

Section: Oxide Mineralizationmentioning

confidence: 99%

An overview of the geology and oxide, sulfide, and platinum-group element mineralization along the western and northern contacts of the Duluth Complex

Hauck¹,

Severson²,

Zanko³

et al. 1997

Middle Proterozoic to Cambrian Rifting, Central North America

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Sulfide and oxide mineralization occurs along the western and northern footwall contacts of the 1.1-Ga Duluth Complex (Complex) in northeastern Minnesota, which was emplaced during the formation of the Midcontinent Rift System. Platinum-group element mineralization is known to occur only along the western contact. The Duluth Complex is composed of troctolitic, gabbroic, and anorthositic rocks that form a series of individual intrusions that make up the Complex. These were emplaced into footwall rocks of Archean granite-greenstone terranes and Lower Proterozoic metasedimentary rocks (Biwabik and Gunflint Iron-Formations; Rove, Virginia, and Thomson Formations) and into the penecontemporaneous North Shore Volcanic Group basalts, which form the hanging wall, and, in some areas, the footwall. Development of riftrelated structures, both extensional and contractional, affected development of mineralization. Structural discontinuities provided conduits for emplacement of late-stage granophyric and pegmatitic iron-rich ultramafic rocks. Faults and folds were responsible for localizing massive sulfide mineralization, as well as, for providing conduits for later syn-to post-magmatic hydrothermal fluids.On the northern margin of the Complex, 81.6 million tons of low-grade titaniferous magnetite ore (approximately 12 to 14% TiO 2 ) occur in 14 bodies that range in size from 1 to 19 million tons. Oxide mineralization along the western contact contains 245 million tons of ≥10% TiO 2 . These include the Wyman Creek area, Longnose, Longear, and Section 17 bodies of the Partridge River Intrusion, and the Water Hen Intrusion of the southern Duluth Complex. Overall three types of oxide mineralization occur in the Duluth Complex: (1) oxide-rich metasedimentary inclusions in mafic or ultramafic rocks that exhibit metasedimentary textures and/or can be traced laterally into footwall iron-formation; (2) banded or layered oxide segregations that include cumulus oxide-rich horizons; and (3) late discordant oxide-bearing ultra-

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“…The presence of either fluid phases or volatile-rich silicate liquids in layered intrusions is evidenced by hydrous minerals, graphite and pegmatoidal textures. Mobilization of such fluids has been implicated in the formation of ultramafic pegmatites in the Bushveld and other layered complexes (e.g., Viljoen and Scoon 1985;McBirney and Sonnenthal 1990;McBirney and Naslund 1990;Mogessie et al 1991;Scoon and Mitchell 1994).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fluid overpressure in layered intrusions: formation of a breccia pipe in the Eastern Bushveld Complex, Republic of South Africa

et al. 2003

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Fluids and volatile fluid overpressures in layered intrusions are becoming recognized as having important functions in magma chamber processes for the formation of magmatic structures and for the movement and concentration of economically important ore elements. We re-examine a breccia pipe in the Bushveld Complex to investigate the role of volatile fluid overpressure in its emplacement. This 10-m-diameter breccia pipe was emplaced vertically in the anorthosite of the Upper Critical Zone of the Bushveld Complex and contains blocks of Bushveld anorthosite, norite, and pyroxenite, apparently derived from lower in the stratigraphy. The blocks are commonly elongate, and are tightly packed within an ultramafic pegmatite groundmass. Ultramafic pegmatitic dikes radiate bilaterally from the pipe. Microprobe analyses of plagioclase in the breccia pipe blocks reveal that these grains are unzoned and have higher anorthosite content ($An 85 ) than host rock plagioclase ($An 75 ), indicating that the breccia pipe blocks were transported considerable vertical distances. Whole-rock major-and trace-element data show enrichment in fluid-soluble incompatible elements, supporting the role of volatile fluids in the formation of the pipe. A model is examined in which the segregation of a fluid phase from interstitial liquids in the cumulate section below the breccia pipe leads to the development of sufficient overpressure for its explosive emplacement. Fluid overpressure can develop by compaction and during crystallization of plagioclase-saturated silicate liquids as fluids exsolve from the solidifying interstitial liquid. If fluids separate faster than they can escape from the crystal pile, significant overpressures can develop. The minimum fluidization velocity which would be required to emplace blocks of the size and density found within the breccia pipe is found to be 10-110 m/s. The crystallization model predicts the development of about 400 bar of overpressure, an amount calculated to be sufficient for pipe emplacement.

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The distribution and main geologic features of discordant bodies of iron-rich ultramafic pegmatite in the Bushveld Complex

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Genèse des dépôts de Fe-Ti-P associés aux intrusions litées (exemples l intrusion mafique de Sept-Iles au Québec complexe de Duluth aux États-Unis)

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An overview of the geology and oxide, sulfide, and platinum-group element mineralization along the western and northern contacts of the Duluth Complex

Fluid overpressure in layered intrusions: formation of a breccia pipe in the Eastern Bushveld Complex, Republic of South Africa

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