L'histoire et l'économie de l'Afrique du Sud se sont construites sur ses riches trésors naturels d'un certain nombre de métaux précieux, pierres et minéraux.
Les gisements minéraux du pays ont été créés sur des centaines de millions d'années à travers des processus qui ne sont toujours pas complètement compris.
L'un de ces processus, qui a troublé les scientifiques et les géologues pendant des années, est à l'origine des couches de chromitite hébergées par des intrusions stratifiées - une source majeure de chrome sur notre planète. Ce processus a été un mystère pendant des décennies, alors que les scientifiques tentaient de comprendre comment des couches de chromite pure se forment à partir de magmas provenant du manteau terrestre. Ceux-ci sont censés être riches en un minéral appelé olivine – pas en chromite.
"Il a été largement admis que les magmas provenant du manteau ne peuvent pas cristalliser directement la chromite, comme les roches du manteau qui sont en train de fondre sont riches en olivine, et donc ces fontes devraient cristalliser l'olivine, pas de chromite, " déclare le professeur Rais Latypov de la School of Geosciences de l'Université du Witwatersrand en Afrique du Sud, dont l'équipe de recherche a publié un article dans Communication Nature en 2018.
"Avec un grand groupe de mes collègues, J'ai essayé dur pendant plusieurs décennies de trouver un mécanisme qui puisse expliquer la formation de ces grands gisements de chromite dans des chambres crustales peu profondes, mais il s'est avéré que nous cherchions au mauvais endroit."
Pour trouver la réponse à ces questions, Latypov et son équipe ont étudié des couches de chromite dans le complexe de Bushveld en Afrique du Sud, où se trouvent plus de 80% des ressources mondiales de gisements de chromite platine.
Ils ont découvert que certains magmas basaltiques forment de la chromite après décompression lorsqu'ils s'élèvent du manteau à travers la croûte vers la surface de la Terre. La baisse de pression, au fur et à mesure que le magma monte du manteau à la croûte, est la clé du processus de cristallisation de la chromite.
"Lorsque ces magmas arrivent dans une chambre magmatique peu profonde, assis à seulement quelques kilomètres sous la surface de la Terre, ils sont déjà saturés en chromite pure, et, au refroidissement, peut cristalliser des couches de chromitite massive platine.
Le chrome est un élément industriel important qui améliore considérablement les propriétés physiques et chimiques des aciers, augmentant leur résistance et les rendant résistants à la corrosion. Le platine associé à ces roches est utilisé dans les convertisseurs catalytiques des voitures pour décomposer les gaz d'échappement toxiques en espèces relativement bénignes.
Ces couches colorées à rayures zébrées de chromite platine formées par ce processus sont clairement visibles dans les crêtes au sommet du complexe de Bushveld, près de Steelpoort à Mpumalanga, qui ont été exposés par l'érosion au cours des millions d'années depuis leur formation. Certaines de ces couches peuvent atteindre plusieurs mètres d'épaisseur et s'étendre sur des centaines de kilomètres.
"Le complexe Bushveld couvre une superficie de 100 kilomètres carrés. Il s'étend de Steelpoort à Mpumalanga à l'Est, passé Pretoria au Pilanesberg à l'ouest; et de Béthal, Mpumalanga au sud au nord de Polokwane dans le Limpopo. Nous pensons que la chambre du Bushveld devait fonctionner comme un système d'écoulement dans lequel les magmas entraient et déposaient leur chromite, avant de s'écouler hors de la chambre et d'éclater sous forme de basaltes via les volcans, qui ont maintenant été érodés, " dit Latypov.
« Il semble que la réduction de la pression lithostatique lors du transfert des fontes mantelliques vers la surface joue un rôle vital dans la formation des magmas producteurs de ressources planétaires, sans laquelle la société humaine moderne ne peut pas se développer de manière durable."
Des recherches supplémentaires sont en cours pour déterminer si d'autres gisements magmatiques dans le monde, comme la magnétite vanadium dans les intrusions stratifiées, peut également être liée à la réduction de la pression lithostatique.
