The gold fraction of the Witwatersrand conglomerates from the Orange Free State goldfield (South Africa)

Abstract

An investigation of the gold fraction of the Witwatersrand conglomerates from the Orange Free State goldfield (South Africa) has confirmed that the bulk of this metal is concentrated within the bottom parts of the “reefs”, mostly near the footwall contacts. This, together with other criteria, suggests that the distribution of the metal was governed by sedimentary processes. On the other hand, the shape of the gold grains, as well as the general fabric of the gold-enriched layers, often lack conspicuous sedimentary characteristics. Subsequent metamorphism has obviously produced marked structural modifications and a limited textural rearrangement of the gold and its host-rock, thus obliterating to a certain degree the primary alluvial character of the metallization. The large-scale reconstitution of the gold fraction was effected either by a mechanical reshaping of the malleable and ductile gold particles, or by an intermediate solution process followed by reprecipitation. These processes took place more or less in situ. Accordingly, the original sedimentary distribution pattern was not profoundly affected, whereas the individual allogenic gold grains were transformed into authigenic ones or sometimes even into major gold aggregates. Electron-probe microanalysis established that the gold contains on the average between 9.9 and 12.4% silver, which is also suggestive of an alluvial origin. In spite of some uncertainties arising from the camouflaging effect of “pseudohydrothermal” reconstitution processes and from the absence of hydraulic equilibrium between gold and several demonstrably detrital heavy minerals, an integration of all available data strongly supports a modified placer theory for the origin of the Witwatersrand gold.

Zusammenfassung

Eine Untersuchung der Goldführung von Konglomeraten des Oberen Witwatersrand-Systems (Oranje-Freistaat-Goldfeld, Südafrika) zeigt, daß die Verteilung des Metalls eindeutig durch sedimentäre Faktoren gesteuert worden ist, obwohl die Form der einzelnen Goldkörnchen sowie ihre Lagebeziehungen zueinander und zu den übrigen Mineralien nicht in jedem Falle mit gleicher Eindeutigkeit für ein sedimentäres Gefüge sprechen. Für diesen scheinbaren Widerspruch ist die Metamorphose verantwortlich, der die Lagerstätte im Laufe ihrer späteren geologischen Geschichte ausgesetzt war und bei der es zu einer teilweisen Umlagerung der Lagerstättensubstanz kam. Davon wurde auch die Goldfraktion betroffen, die dementsprechend heute kaum noch in ihrer ursprünglichen detritischen Form vorliegt, sondern meist „pseudohydrothermale“ Aggregate bildet. Die Umkristallisation des Goldes erfolgte dabei meist in situ, so daß das ursprüngliche sedimentäre Verteilungsschema ausgezeichnet erhalten geblieben ist. — Der Silbergehalt des Goldes konnte mit 9.8–12.4% bestimmt werden, was gleichfalls für eine detritische Herkunft des Metalls spricht. Berücksichtigt man die späteren Umlagerungsvorgänge, dann bereitet der erzmikroskopische Befund einer Deutung der Konglomerate als Seifen keine Schwierigkeiten, sondern spricht mit überwältigender Wahrscheinlichkeit für eine Seifenumlagerungshypothese.