De geschiedenis en economie van Zuid-Afrika is gebouwd op de rijke natuurlijke schatten van een aantal edele metalen, stenen en mineralen.

De minerale afzettingen van het land zijn in de loop van honderden miljoenen jaren ontstaan ​​door processen die nog steeds niet volledig worden begrepen.

Een van deze processen, waar wetenschappers en geologen al jaren last van hebben, is de oorsprong van chromietlagen die worden gehost door gelaagde intrusies - een belangrijke bron van chroom op onze planeet. Dit proces is al tientallen jaren een mysterie, terwijl wetenschappers probeerden uit te zoeken hoe lagen van puur chromiet zich vormen van magma's die uit de aardmantel komen. Deze worden verondersteld rijk te zijn aan een mineraal dat olivijn wordt genoemd - niet chromiet.

"Er wordt algemeen aangenomen dat magma's afkomstig van de mantel chromiet niet direct kunnen kristalliseren, aangezien de mantelgesteenten die worden gesmolten rijk zijn aan olivijn, en daarom zouden deze smelten olivijn moeten kristalliseren, niet chromiet, " zegt professor Rais Latypov van de School of Geosciences van de University of the Witwatersrand in Zuid-Afrika, wiens onderzoeksteam een ​​paper publiceerde in Natuurcommunicatie anno 2018.

"Samen met een grote groep van mijn collega's, Ik heb tientallen jaren hard mijn best gedaan om een ​​mechanisme te vinden dat de vorming van deze grote chromietafzettingen in ondiepe aardkorstkamers kan verklaren, maar het bleek dat we op de verkeerde plaats hadden gezocht."

Om het antwoord op deze vragen te vinden, Latypov en zijn team hebben chromietlagen bestudeerd in het Bushveld-complex in Zuid-Afrika, waar meer dan 80% van de wereldwijde bronnen van platinahoudende chromietafzettingen te vinden zijn.

Ze ontdekten dat sommige basaltische magma's na decompressie chromiet zullen vormen als ze vanuit de mantel door de korst naar het aardoppervlak opstijgen. De vermindering van de druk, als het magma opstijgt van de mantel naar de korst, is de sleutel tot het kristallisatieproces van het chromiet.

"Als deze magma's in een ondiepe magmakamer aankomen, slechts een paar kilometer onder het aardoppervlak zitten, ze zijn al verzadigd met puur chromiet, en, op koeling, kan lagen platina-bevattend massief chromiet kristalliseren.

Chroom is een belangrijk industrieel element dat de fysische en chemische eigenschappen van staal aanzienlijk verbetert, hun sterkte te vergroten en ze corrosiebestendig te maken. Het platina dat met deze stenen wordt geassocieerd, wordt gebruikt in katalysatoren in auto's om giftige uitlaatgassen af ​​te breken tot relatief goedaardige soorten.

Deze zebra-gestreepte gekleurde lagen platinahoudend chromiet die door dit proces worden gevormd, zijn duidelijk te zien in de richels aan de bovenkant van het Bushveld-complex, nabij Steelpoort in Mpumalanga, die gedurende de vele miljoenen jaren sinds ze gevormd zijn door erosie bloot kwamen te liggen. Sommige van deze lagen kunnen enkele meters dik zijn en honderden kilometers lang zijn.

"Het Bushveld-complex heeft een oppervlakte van honderden vierkante kilometers. Het strekt zich uit van Steelpoort in Mpumalanga in het oosten, voorbij Pretoria naar de Pilanesberg in het westen; en van Bethal, Mpumalanga in het zuiden tot noorden van Polokwane in Limpopo. Wij geloven dat de Bushveld-kamer moet hebben gefunctioneerd als een doorstroomsysteem waarin magma's hun chromiet binnendringen en afzetten, voordat ze uit de kamer stromen en als basalt uitbarsten via vulkanen, die nu zijn weggevaagd, ", zegt Latypov.

"Het lijkt erop dat de vermindering van de lithostatische druk tijdens de overdracht van van mantel afgeleide smelten naar het oppervlak een vitale rol speelt bij de vorming van magma's die planetaire hulpbronnen produceren, zonder welke de moderne menselijke samenleving zich niet op een duurzame manier kan ontwikkelen."

Er wordt verder onderzoek gedaan naar de vraag of andere magmatische afzettingen over de hele wereld, zoals vanadiumhoudend magnetiet in gelaagde intrusies, kan ook verband houden met lithostatische drukvermindering.