HIERDIE EKSEMPLAAT ' GEEN c m s t a n d i g h e: I BIBLIOTEEK VERWYDE?.
J D U S - S R S O L - B I B L I O T E E K 0 0 9 5 4 2 8 111092712001220000018
THE
RELATIONSHIP
BETWEEN
MINERALISATION
AND
STRUCTURE
IN
THE
PILGRIM'S
REST
-
SABIE
GOLD-FIELD
by
A N D R IES LOUIS Z I E T S M A N
Dissertation submitted in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor in the Faculty of Science, of the University of the Orange Free State, Bloemfontein.
HIERDIE EKSEMPLAAR M AG ONDER GEEN OMSTANDIGHEDE UIT DIE BIBLIOTEEK VERWYDER WORD NIE
Htmversiteit van die (F)ranje- ï ï rystait B L O E M F O ;TTEIN
No. KL^
A B S T R A C T T h e a r e a t h a t w a s i n v e s t i g a t e d , c o v e r s t h e m e t a l l o g e n e t i c p r o v i n c e of t h e S a b i e - P i l g r i m 's R e s t G o l d - f i e l d in t h e E a s t e r n T r a n s v a a l . T h e g e o l o g i c a l f o r m a t i o n s i n c l u d e the B a s e m e n t G r a n i t e , G o d w a n F o r m a t i o n , UJolkberg F o r m a t i o n , a n d t h e T r a n s v a a l S y s t e m . D i a b a s i c a n d p y r o x e n i t i c s i l l s , p r e - m i n e r a l i s a t i o n in age, a n d p r o b a b l y g e n e t i c a l l y r e l a t e d to t h e B u s h v e l d C o m p l e x , a r e p r e s e n t a l s o . T h r e e g e n e r a t i o n s of d y k e s c a n be d i s t i n g u i s h e d , o n e b e f o r e , o n e c o n t e m p o r a n e o u s w i t h , a n d t h e o t h e r a f t e r t h e m i n e r a l i s a t i o n . T h r e e t y p e s of f o l d i n g a r e p r e s e n t , i . e. , t e c t o n i c f o l d s , s u p r a t e n u o u s c o m p a c t i o n - f o l d s , a n d f o l d s t h a t a r e d u e to m a g m a t i c i n t r u s i o n . At l e a s t t w o p e r i o d s of t e c t o n i c f o l d i n g c a n be d i s t i n g u i s h e d , t h e o n e s u p e r i m p o s e d u p o n t h e o t h e r . T h e a x e s of t h e e a r l i e s t f o l d s t r e n d a p p r o x i m a t e l y e a st , w h i l e t h o s e of t h e l a t e r f o l d s t r e n d n o r t h a n d n o r t h e a s t . B o t h p e r i o d s of f o l d i n g a r e d u e to c o m p r e s s i o n a l f o r c e s w h i c h c a n be a s c r i b e d to t h e i n t r u s i o n of t h e B u s h v e l d C o m p l e x . B o t h t e c t o n i c a n d n o n - t e c t o n i c f a u l t s a r e e n c o u n t e r e d . T h e t e c t o n i c f a u l t s c o n s i s t of l o w - a n g l e t h r u s t - f a u l t s , l o w - a n g l e g r a v i t y - f a u l t s , a n d h i g h - a n g l e n o r m a l f a u l t s . T h e t h r u s t s ar e p r o b a b l y d u e to the s a m e c o m p r e á s i o n a l f o r c e s t h a t w e r e r e s p o n s i b l e f o r t h e V i o r t h - i a n d n o r t h e a s t - t r e n d i n g f o l d s i . e t h e y a r e p r o b a b l y r e l a t e d I to t h e i n t r u s i o n o f t h e B u s h v e l d C o m p l e x as w e l l . ... .../ . E v i d e n c e . ..
E v i d e n c e of g r a v i t a t i o n a l g l i d i n g - t e c t o n i c s is p r o v i d e d by the p r e s e n c e of l o w - a n g l e g r a v i t y - f a u l t s . T h e s e s t r u c t u r e s p o s t d a t e t h e t h r u s t - f a u l t s . T h e h i g h - a n g l e n o r m a l f a u l t s a r e d u e to t e n s i o n a l s t r e s s e s a n d t h e y a r e m o s t l y p o s t - m i n e r a l i s a t i o n in ag e. A r e m a r k a b l e d i r e c t i o n a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n the l i n e a r s t r u c t u r e s a n d th e f o l d s is n o t i c e a b l e . T h e l i n e a r f e a t u r e s , as uiell as t h e a x e s of the f o l d s a r e o r i e n t a t e d in t h r e e d i r e c t i o n s , n a m e l y , n o r t h , e a s t a n d n o r t h e a s t . T h e g o l d - b e a r i n g r e e f s c o n s i s t of i n t e r b e d d e d as w e l l as, t r a n s g r e s s i v e , e p i g e n e t i c o r e - b o d i e s . T h e i n t e r b e d d e d r e e f s a r e r e p r e s e n t e d by b e d d i n g - t h r u s t s . T h e l o c a l i s a t i o n a n d d e v e l o p m e n t of t h e s e r e e f s m e r e c o n t r o l l e d by t h e p r e s e n c e of f a v o u r a b l e h o r i z o n s a n d th e i n t r u s i o n of s i l l s , f o l d i n g , e s p e c i a l l y s u p e r i m p o s e d f o l d i n g , as w e l l as th e f o r m a t i o n of t h e b e d d i n g - t h r u s t s . T h e c o n d i t i o n s n e c e s s a r y for the e m p l a c e m e n t of the t r a n s g r e s s i v e r e e f s w e r e t h e p r e s e n c e of e a r l y p l a n e s of w e a k n e s s a n d / o r d y k e s w h i c h a r e pre-—-- r e e f in ag e. T h e l o w - a n g l e g r a v i t y - f a u l t s r e s u l t e d in the o p e n i n g of p r e - e x i s t i n g f r a c t u r e s s u c h as e a r l y h i g h - a n g l e f a u l t s , j o i n t s a n d d y k e - c o n t a c t s . T w o d i s t i n c t l y d i f f e r e n t p e r i o d s of m i n e r a l i s a t i o n a r e v i s u a l i s e d , on e p r e c e d i n g a n d t h e o t h e r p o s t d a t i n g th e b e d d i n g - t h r u s t s . T h e f i r s t p e r i o d is s e e n as a p r o c e s s of c o n t a c t - m e t a s o m a t i s m , c a u s e d by the i n t r u s i o n of the b a s i c s i l l s . T h i s p r o c e s s w a s p r o b a b l y / l o c a l i s e d . . * (ii)
l o c a l i s e d a n d c o n t r o l l e d by 'the f o l d i n g . T h e s e c o n d p e r i o d of m i n e r a l i s a t i o n w a s o n e of f i s s u r e - f i l l i n g by s o l u t i o n s w h i c h m e r e i n t r o d u c e d d u r i n g tw o p h a s e s ? an e a r l y p y r i t e - r i c h p h a s e , w h i c h w a s f o l l o w e d by a l a t e r c o p p e r - a n d b i s m u t h - r i c h p h a s e . T h e b e d d i n g - t h r u s t s , as w e l l as t h e l o w - a n g l e g r a v i t y - f a u l t s , a c t e d as c h a n n e l - w a y s for t he m i n e r a l i s i n g s o l u t i o n s . T h e s e c o n d p e r i o d of m i n e r a l i s a t i o n , w h i c h p r o d u c e d o r e - m i n e r a l s t h a t a r e t y p i c a l of m e s o t h e r m a l d e p o s i t s , is v i s u a l i s e d as a m e t a l l i f e r o u s f r o n t o r i g i n a t i n g f r o m t h e " r o o t " of th e B u s h v e l d C o m p l e x . T h e o r e - m i n e r a l s , i n c l u d i n g g o l d , a r e c o n s i d e r e d to h a v e b e e n d e r i v e d f r o m th e m a g m a - c h a m b e r i t s e l f , as w e l l as f r o m the a d j a c e n t s e d i m e n t a r y r o c k s . T h e d e p o s i t s of c h r y s o t i l e in th e a r e a a r e c o n s i d e r e d to h a v e b e e n l o c a l i s e d d u e to a s i m i l a r s t r u c t u r a l c o n t r o l as t h a t w h i c h i n f l u e n c e d t h e l o c a l i s a t i o n of th e i n t e r b e d d e d r e e f s , i . e. , f o l d i n g . (iii)
C O N T E N T S A B S T R A C T ... ... ... . ... (i) L I S T OF I L L U S T R A T I O N S ... . ( x j . i ) (iv) P a g e .1, I N T R O D U C T I O N ... 1 A. G E N E R A L S T A T E M E N T ... B. H I S T O R Y OF G O L D - P R O D U C T I O N 2 c. PREl/I O U S G E O L O G I C A L W O R K 5 1 —I G E N E R A L G E O L O G Y ... . ... 7 A. B A S E M E N T G R A N I T E ... ... 7 B. S E D I M E N T A R Y R O C K S ... . 8 1 . G e n e r a l S t a t e m e n t . . . ... 8 2, G o d w a n F o r m a t i o n ... 9 3. UJolkberg F o r m a t i o n ... . o 4. T r a n s v a a l S y s t e m ... . 9 (a) G e n e r a l ... * ... 9 (b) B l a c k R e e f S e r i e s ... 1 0 (c) D o l o m i t e S e r i e s ... 1 0 (d) P r e t o r i a S e r i e s ... 13 C. I N T R U S I V E R O C K ... 13 1. S i l l s ... 1 3 2. D y k e s ... ... ,15 III . S T R U C T U R A L G E O L O G Y ... 17 A. S T R U C T U R E S IN T H E F L O O R OF D E P O S I T I O N 17 1. P r e - G o d w a n S u r f a c e ... . 17 2. Pre-Godujan L i n e a r S t r u c t u r e s .... 19 B. S T R U C T U R E S IN T H E S E D I M E N T A R Y F O R M A T I O N S 2 0 1. G e n e r a l S t a t e m e n t ... 2 0 (a) D i p a n d S t r i k e .. .. .. 2 0 (b) L i n e a r S t r u c t u r e s „.. 2 0 2. F o l d s . . ... ... . 2 1 (a) N o n - t e c t o n i c F o l d s . . . 2 1
(v) (b) T e c t o n i c F o l d s ... .. <. 23 (i) G e n e r a l ... ... *».» 23 ( U ) D i s c u s s i o n ... *.» . 30 (c) F o l d s D u e to lYlagmatic Injection,, 31 3. F a u l t s ... . c » 32 (a) N o n - t e c t o n i c F a u l t s ... . . <,. * 32 (b) T e c t o n i c F a u l t s ... c 34 (i) Loui-angle T h r u s t - f a u l t s c 34 (ii) Loiu-angle N o r m a l F a u l t s „ 35 (iii) H i g h - a n g l e N o r m a l F a u l t s ™ 37 4. 3 o i n t s ... ... 41 (a) N o r t h e r n A r e a ... ... 42 (b) C e n t r a l A r e a ... ... ... 42 (c) S o u t h e r n A r e a ... ...42 5. D y k e s < 44 6« D i s c u s s i o n ... „ 46 (a) S t r u c t u r a l I n t e r r e l a t i o n s ... ...46 (b) S t r u c t u r a l E v o l u t i o n of t h e T r a n s v a a l S y s t e m ... , 46 II/. M I N E R A L I S A T I O N ... 51 A. G E N E R A L S T A T E M E N T ... ... 51 B. G O L D - B E A R I N G 0 R E - B 0 D I E S ... «... 52 1. C l a s s i f i c a t i o n ... 52 2. I n t e r b e d d e d R e e f s ... * 53 (a) G e n e r a l C h a r a c t e r i s t i c s ... ...53 (b) M i n e r a l o g y of th e O r e 58 (i) O r e - m i n e r a l s . . . 59 (ii) S u p e r g e n e S u l p h i d e -m i n e r á l s 63 (iii) S u p e r g e n e O x i d e - m i n e r a l s 64
(iv) G a n g u e - m i n e r a l s ... . 64 (v) P r e c i o u s M e t a l s . . . 67 (vi) R e l a t i o n s h i p b e t w e e n R e e f -t h i c k n e s s a n d G o l d - c o n -t e n -t . 6 8 (vii) A l t e r a t i o n of t h e Ulaal-rock. 69 * 3. T r a n s g r e s s i v e O r e - b o d i e s ... ...73 (a) C l a s s i f i c a t i o n ... ... 73 (i) V e r t i c a l R e e f s . . . 73 (ii) L e a d e r - r e e f s ... ...73 (iii) D y k e - r e e f s ... ... 73 (iv) B l o w s ... ... 74 (b) G e n e r a l C h a r a c t e r i s t i c s ... 76 (i) S t r a t i g r a p h i c a l R e l a t i o n s h i p . ... 76 (ii) A g e - r e l a t i o n s h i p . . . 77 (c) lYlineralogy ... ... 77 (i) O r e - m i n e r a l s 7 7 (ii) G a n g u e - m i n e r a l s ... « 79 (iii) P r e c i o u s M e t a l s ... ... 79 (d) A l t e r a t i o n of t h e UJall-rock .. 81 (e) C l a s s i f i c a t i o n of t h e T r i x i e L o d e ... ...82 4. D i s c u s s i o n ... ... 83 (a) F i r s t P e r i o d of M i n e r a l i s a t i o n 83 (b) S e c o n d P e r i o d of M i n e r a l i s a t i o n 87 (i) G e n e r a l S t a t e m e n t ... 87 (ii) S e q u e n c e of M i n e r a l s .. 8 8 (iii) S e q u e n c e of E v e n t s .... 90 (c) P r e c i p i t a t i o n of G o l d a n d S i l v e r 91 C. A S B E S T O S ... 92 1. D i s t r i b u t i o n ...92 (vi) P a g e
(vii) 2. lïlode of O c c u r r e n c e ... 9 3 3. R e l a t i o n s h i p to G o l d - d e p o s i t s ... 9 4 \l. O R E - C O N T R O L ... 96 A. G E N E R A L S T A T E M E N T ... 96 B. O R E - D E P O S I T S R E L A T E D TO T H E V A A L H O E K A N D D I E N T 3 I E D Y K E S ( G R O U P I ) .. . 100 1. D e p o s i t s at B o u r k e ' s L u c k .... 10 0 (a) G e o l o g i c a l E n v i r o n m e n t .. ^ 10 0 (b) D i e n t j i e D y k e ... 1 0 1 (c) O r e - b o d i e s ... 102 (i) T r i x i e L o d e ... 10 2 (ii) B o u r k e ' s L u c k R e e f . 105 (iii) F e r n R e e f ... 105 (iv) C o n t a c t R e e f a n d S t o c k -ujork ... 105 (v) D y k e R e e f ... 10 6 (d) D i s c u s s i o n ... . 106 (i) O r e - c o n t r o l ... 10 6 (ii) S e q u e n c e of E v e n t s . 1 0 7 2. V a a l h o e k [Yline ... 1 0 9 (a) G e o l o g i c a l E n v i r o n m e n t , , , , 1 0 9 (b) V a a l h o e k D y k e ... 109 (c) S t r u c t u r a l F e a t u r e s ... 110 (d) O r e - b o d i e s ... 112 (i) V a a l h o e k R e e f ... 112 (ii) T h e l m a R e e f s ... 1 1 4 (e) D i s c u s s i o n ... 11 5 3. l U i l l em so or d UJest lYline ... 115 4. F r a n k f o r t lYline ... 11 6 (a) G e o l o g i c a l E n v i r o n m e n t ... 11 6 P a g e
(b) S t r u c t u r a l F e a t u r e s ... 11 7 (c) Q r e - b o d i e s ... 11 8 (i) F r a n k f o r t R e e f ... 11 8 (ii) B e v e t t ' s R e e f . . . 1 1 9 (iii) S h a l e R e e f ... 1 1 9 (d) D i s c u s s i o n ... 1 1 9 5. O t h e r O c c u r r e n c e s A l o n g t h e V a a l h o e k D y k e ... ... 1 2 0 (a) L e a d e r s N e a r t h e H o r i z o n of the P o r t u g u e s e R e e f ... . 12 0 (b) M i n e r a l i s a t i o n Beloui t h e F r a n k f o r t R e e f . ... 121 0 R E - D E P O S I T S R E L A T E D T O T H E N E S T O R S T R U C T U R E ( G R O U P II) ... ... 12 2 1» G l y n n ' s R e e f S o u t h of S a b i e ... . 122 (a) S t r a t i g r a p h i c a l R e l a t i o n s h i p . . . 12 2 (b) S t r u c t u r a l F e a t u r e s ... 12 3 (c) C h a r a c t e r a n d M i n e r a l o g y of t h e O r e - b o d y ... ... 12 4 2,. R i e t v a l l e i M i n e ... ... 125 3. S a n d s t o n e R e e f ... ... 126 (a) S t r a t i g r a p h i c a l R e l a t i o n s h i p ... 126 (b) S t r u c t u r a l F e a t u r e s ... 126 (c) C h a r a c t e r and M i n e r a l o g y cf t h e O r e - b o d i e s ... 1 2 7 4. A r e a A r o u n d M a c - M a c ... . 1 2 9 5 „ lllalidyke M i n e ... 130 (a) G e n e r a l C h a r a c t e r of t h e O r e - b o d i e s 1 3 0 (b) S t r a t i g r a p h i c a l R e l a t i o n s h i p ... 13 0 6 . A r e a A r o u n d t h e L i s b o n F a l l s ... . 131 (a) S t r a t i g r a p h i c a l R e l a t i o n s h i p s ... 13 1 (b) S t r u c t u r a l F e a t u r e s ... . 13 3 (c) O r e - b o d i e s ... . 136 (v/iii) P a g e
(ix) P a g e (i) P i g e o n R e e f ... ... 13 6 (ii) B e t t y R e e f . . . 1 3 7 (iii) G o u l d ' s R e e f . . . 1 37 (iv) B o t t ' s R e e f ...» . . 1 3 7 (v) A s t r a R e e f ... ... 13 8 (v/i) L e a d e r - r e e f s ... „ . » 13 9 7. E e n d r a g lYline ... ... 14 0 8. H o y e r ' s a n d UJalther's W o r k i n g s ... 1 4 1 9. Neuj C h u m lYline ... ... ... 142 (a) G e o l o g i c a l E n v i r o n m e n t 142 (b) O r e - b o d i e s ... 1 4 3 (c) S t r u c t u r a l F e a t u r e s ... ... 1 4 4 10. O t h e r O c c u r r e n c e s of G r o u p II .... 1 4 5 C. TH E O R E - D E P O S I T S A R O U N D P I L G R I M ' S R E S T ( G R O U P III) ... 146 1. G e n e r a l S t a t e m e n t ... ... ... 14 6 2. G e o l o g i c a l E n v i r o n m e n t ... ... 14 6 3. S t r u c t u r a l F e a t u r e s ... ...147 (a) F o l d s ... ... ... 14 7 (b) L a c c o l i t h i c S t r u c t u r e s ... . <, <>. 148* (c) L i n e a r S t r u c t u r e s ... ... 1 4 9 4. O r e - b o d i e s ... * 15 0 (a) lYlohlalabu R e e f ... ... 15 0 (b) P o r t u g u e s e R e e f ... .... 15 0 (c) S l a t e R e e f ... ... 1 5 3 (d) B e t a R e e f ... ... 1 5 3 (e) L o w e r T h e t a R e e f ... ... 1 5 6 (f) U p p e r T h e t a R e e f ... ... 1 6 1 (g) B e v e t t ’s R e e f ... ... 1 6 2
(h) S h a l e R e e f ... „ 0 1 6 3 (i) L e a d e r - r e e f s ... . . 165 D. O R E - D E P O S I T S OF G R O U P III ... ...165 1. G e n e r a l S t a t e m e n t ...165 2. O r e - b o d i e s on E l a n d s d r i f t 22 0 3. T ... ...1 6 6 (a) S t r a t i g r a p h i c a l R e l a t i o n s h i p s ... 1 66 (b) O r e - b o d i e s a n d S t r u c t u r a l F e a t u r e s 1 6 7 (c) M i n e r a l o g y ... ...1 6 9 3. R o s s H i l l M i n e ... 1 7 1 4. M o u n t A n d e r s o n A r e a ... ... 1 7 1 E. O R E - D E P O S I T S OF G R O U P V ... ... 1 7 3 1. O c c u r r e n c e s in t h e N o r t h e r n A r e a . 1 7 3 2. O c c u r r e n c e s in th e S o u t h e r n A r e a , , 175 F. V E R T I C A L R E E F S ( G R O U P VI) .... ... ... 17 6 1. G e n e r a l S t a t e m e n t ... ... 1 7 6 2. L e a d e r H i l l M i n e ... 176 (a) G l y n n ' s R e e f ... ... 1 7 7 (b) L e a d e r - r e e f s ... ... 1 7 7 (c) S p i t z k o p O r e - c h a n n e l ... ... 178 3. R i e t f o n t e i n R e e f ... 1 7 8 4. S u n l i g h t R e e f ... 1 8 0 5. H e p t a R e e f ... 1 8 1 6. S t r u c t u r a l C o n s i d e r a t i o n s ... ... 1 8 1 G. D I S C U S S I O N ... ... 182 1. I n t e r b e d d e d R e e f s ... ... ... 182 (a) F a v o u r a b l e H o r i z o n s a n d S i l l s 182 (b) F o l d i n g ... ... 1 8 3 (c) R e f o l d i n g ... ... 18 4 (d) B e d d i n g - t h r u s t s ... . „ 18 4 (x) P a g e
(e) Loui-angle G r a v i t y - f a u l t s ... 1 8 4 2. T r a n s g r e s s i v e R e e f s ... 1 8 5 (a) H u m m o c k s ... 185 (b) E a r l y D y k e s ... 185 (c) Louj-angle G r a v i t y - f a u l t s ... 1 8 6 3. O r e - c h a n n e l s ... 186 VI. G E N E S I S OF T H E O RE ... 1 8 8 VII. C O N C L U S I O N S ... 19 2 V I I I . A C K N O W L E D G E M E N T ... 19 5 IX. R E F E R E N C E S ... 19 6 (xi) P a g e
(xii) LIST. OF I L L U S T R A T I O N S F I G U R E S .Figu r e p aq e 1 « K e y - m a p s h o w i n g a r e a i n v e s t i g a t e d .. 3 2. R e e f - c o n t o u r s in C e n t r a l A r e a ... 26 3. P l a n of r e e f - c o n t o u r s in t h e S o u t h e r n A r e a ... . . . 29 4« S c h e m a t i c s e c t i o n t h r o u g h l a c c o l i t h i c s i l l on C o l u m b i a H i l l ... ... 3 3 5. C o n t o u r - d i a g r a m s of n o r m a l f a u l t s .. 40 6 . C o n t o u r - d i a g r a m s of j o i n t s ...4 3 7. C o n t o u r - d i a g r a m s of d y k e s ... ...4 5 8. C o n t o u r - d i a g r a m s of l i n e a r s t r u c t u r e s 4 7 9. S e c t i o n of B e t a R e e f in the B e t a M i n e 56 10. R e l a t i o n s h i p b e t w e e n g o l d - c o n t e n t an d t h i c k n e s s of r e e f , s e c t i o n a c r o s s P e a c h T r e e M i n e ... „ . ... . 7Q 11. S c h e m a t i c s e c t i o n s i l l u s t r a t i n g w a l l - r o c k a l t e r a t i o n in d o l o m i t e a n d s h a l e .... 72 1 2. D i a g r a m m a t i c s e c t i o n s i l l u s t r a t i n g d i f f e r e n c e b e t w e e n t a b u l a r b l o w s an d o r e - c h a n n e l s ... 7 5 13. S c h e m a t i c t r a n s v e r s e s e c t i o n a c r o s s T r i x i e L o d e at 93 R a i s e , B u r k e ' s L u c k M i n e ...80 14. T h e l o c a l i s a t i o n of g o l d - d e p o s i t s in th e S a b i e - P i l g r i m ' s R e s t A r e a ... 98 15. S c h e m a t i c s e c t i o n a c r o s s t h e D i e n t j i e D y k e ... 1 0 3 1 6 . (a) S e c t i o n a c r o s s th e V/aalhoek D y k e in t he N e k S e c t i o n ... \ m (b) S e c t i o n a c r o s s th e V a a l h o e k D y k e in the R i v e r S e c t i o n ... . Ill 17. G e n e r a l i s e d s c h e m a t i c s e c t i o n at t h e L i s b o n F a l l s ... 132
(xi ii) F i g u r e 18:. 19. 2 0
.
2 1. (a) (b) 2 2.
23. P l a t e I. I I . III. XV. V. I/I , VII . VI II . IX. X. X I . X I I . P a g e S c h e m a t i c s e c t i o n a c r o s s t h e A s t r a R e e f ... . 1 3 4 S k e t c h - p l a n of d i a b a s i c d y k e s a n d l e a d e r - r e e f s in t h e N e w C h u m M i n e 1 4 4 P l a n a n d o v e r l a y s h o w i n g r e e f - c o n t o u r s a n d r e e f - t h i c k n e s s on the P o r t u g u e s e R e e f in t h e n o r t h - s e c t i o n of the J u b i l e e M i n e 15 2 S e c t i o n , n o r t h - s o u t h , s h o w i n g l o w - a n g l e f a u l t in D u k e ’s H i l l M i n e ... 16 0 S e c t i o n , e a s t - w e s t , s h o w i n g l o w - a n g l e f a u l t in D u k e ' s H i l l M i n e 1 5 0 T r a n s v e r s e s e c t i o n t h r o u g h th e E l a n d s d r i f t B l o w ... 170 S c h e m a t i c s e c t i o n t h r o u g h S p i t z k o p O r e - c h a n n e l ... 1 7 9 P L A T E S (In f o l d e r ) M a p s h o w i n g the s t r u c t u r a l g e o l o g y of t h e S a b i e - P i l g r i m 's R e s t g o l d - f i e l d ... G e o l o g i c a l c o l u m n s s h o w i n g r e l a t i v e t h i c k n e s s of s t r a t a a n d l a t e r a l v a r i a t i o n f r o m s o u t h to n o r t h ... U n d e r g r o u n d p l a n of the V a a l h o e k M i n e M i n e s a n d w o r k i n g s on t h e S a n d s t o n e R e e f ... M i n e a n d w o r k i n g s s o u t h of S a b i e . . . . . U n d e r g r o u n d p l a n of t h e P o n i e s k r a n t z N o r t h M i n e ... . M i n e s a n d w o r k i n g s on th e P o r t u g u e s e R e e f . M i n e s an d w o r k i n g s on th e B e t a R e e f . . . S e c t i o n of th e B e t a R e e f on t h e 1 8 t h l e v e l in t h e B e t a M i n e ... . M i n e s a n d w o r k i n g s on t h e T h e t a R e e f . . M i n e s a n d w o r k i n g s on the U p p e r T h e t a , B e v e t t ' s a n d S h a l e R e e f s ... M i n e s an d w o r k i n g s on E l a n d s d r i f t 2 2 0 0.1. 1 • I N T R O D U C T I O N A. G E N E R A L S T A T E M E N T A s a r e s u l t o f d w i n d l i n g o r e - r e s e r v e s in t h e m i n e s of t h e T r a n s v a a l G o l d M i n i n g Estates, Li mi t e d , a g e o l o g i c a l r e s e a r c h p r o g r a m m e w a s c o n s i d e r e d necessary,, T h i s w o r k w a s c o m m e n c e d t o w a r d s the e n d o f 1961. It c o n s i s t e d of d e t a i l e d g e o l o g i c a l m a p p i n g , an i n t e n s i v e s t u d y o f m i n e r e c o r d s a n d u n d e r g r o u n d plans, as w e l l as g e o c h e m i c a l p r o s p e c t i n g in c e r t a i n areas» T h e s e o p e r a t i o n s w e r e u n d e r t a k e n b y the g e o l o g i c a l d e p a r t m e n t of t h e p a r e n t
com pany, R a n d Mines, L im ited. T h e writer, a s s i s t e d
by. a f i e l d party, w a s c a l l e d u p o n to do th e g e o l o g i c a l work. T h e p u r p o s e o f th e p r o j e c t w a s to d e t e r m i n e the i n f l u e n c e of g e o l o g i c a l f e a t u r e s o n the m i n e r a l isation. W i t h th e k i n d a p p r o v a l o f the M a n a g e m e n t of. R a n d Mines, t h e w r i t e r w a s a b l e to s u b m i t a t h e sis f o r th e d e g r e e o f M a s t e r o f Science, at the e n d of
1 9 6 4 (Zietsman, 1964). In t h i s thesis, th e gen e r a l
g e o l o g y o f t h e g o l d - f i e l d is d e a l t with. S p e c i a l
e m p h a s i s is p l a c e d u p o n t h e s t r a t i g r a p h i c a l f e a t u r e s
in the area. C e r t a i n r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n the
g e o l o g i c a l s t r u c t u r e a n d th e g o l d - b e a r i n g d e p o s i t s b e c a m e apparent, e v e n d u r i n g the f i r s t s t a g e s o f this
i n v e s t i g a t i o n . R e s e a r c h w o r k o n t h e s e r e l a t i o n s h i p s w a s c o n t i n u e d d u r i n g 1965. It is the p u r p o s e . o f this d i s s e r t a t i o n to p r e s e n t a d e t a i l e d a c c o u n t of t h ese r e l a t i o n s h i p s , as w e l l as t h e i r i n f l u e n c e o n the o r e - g e n e s i s a n d o r e - c o n t r o l . / T h e i n d i v i d u a l ...2.
2
-T h e i n d i v i d u a l o c c u r r e n c e s of g o l d - b e a r i n g d e p o s i t s are d e s c r i b e d in detail. M o s t o f the mines, h o weve r, c e a s e d p r o d u c t i o n b e f o r e 1961. M a n y of the w o r k i n g s h a d c o l l a p s e d a n d w e r e i n a c c e s s i b l e to u n d e r g r o u n d ex a m i n a t i o n . S o m e o f t h e s e i n a c c e s s i b l e m i n e s h a v e b e e n a d m i r a b l y d e s c r i b e d b y o t h e r authors. M a n y o l d r e c o r d s w e r e a v a i l a b l e in t he m i n e - o f f i c e s of t he T r a n s v a a l G o l d M i n i n g Es t ates. T h e u n d e r g r o u n d p l a n s of t h e o l d m i n e s w e r e f o u n d to b e e x t r e m e l y useful. T h e a r e a that is d e a l t w i t h in this d i s s e r t a t i o n is s h o w n in F i g u r e 1. P l a t e I is a s t r u c t u r a l m a p of t his area; th e l o c a t i o n s of th e m i n e s a n d w o r k i n g s are a l so s h o w n o n this map. B. H I S T O R Y OF G O L D - P R O D U C T I O N G o l d w a s f i r s t d i s c o v e r e d in a l l u v i a l d e p o s i t s o n the f a r m s S p i t z k o p 195J.T. a n d H e n d r i k s d a l 216J.T., s o u t h of Sabie. T h e s e d i s c o v e r i e s w e r e m a d e in 1 8 72 b y Messrs. M a c L a c h l a n , V a l e n t i n e a n d P a r s o n s ( R e i n e c k e a n d Stein, 1929). In 1 87 3 a n o t h e r d i s c o v e r y w a s m a d e at M a c - M a c b y a c e r t a i n Mr. J a n M u l l e r a n d h i s son. In
the s a m e year, f o l l o w i n g t h i s d i s c overy, a c e r t a i n A l e c P a t t e r s o n f o u n d r i c h a l l u v i a l g o l d a l o n g the P i l g r i m ' s Creek.
D u r i n g t h e f i r s t f e w years, o n l y a l l u v i a l d e p o s i t s w e r e ex pl o i t e d , a n d s o m e l a r g e n u g g e t s w e r e found. T h e m o s t f a m o u s of t h e s e w e r e the "Breda" a n d the "Lilly"
\ w e i g h i n g 2 1 4 a n d 1 1 9 o u n c e s 2 dwts. r e s p e c t i v e l y .
D u r i n g the y e a r 1881 a Mr. D.H. B e n j a m i n s e c u r e d / c o n c e s s i o n s . ...
c o n c e s s i o n s f r o m t h e S o u t h A f r i c a n R e p u b l i c o v e r the f a r m s Poniesíerans, Le d o v i n e , W a t e r h o u t b o o m , Driekop,
G r o o t f o n t e i n 562K«,T-0 a n d B e l v e d e r e . S i m i l a r c o n c e s s i o n s
. w e r e l a t e r g r a n t e d o v e r H a n d r i k s d a l , E l a n d s d r i f t a n d
Spitzk op. T h e f o l l o w i n g m i n i n g - c o m p a n i e s w e r e formed:
1 T h e P i l g r i m » s M i n i n g a n d E s t a t e Company, T h e J u b i l e e Mines,
L im ited, th e N e w C l e w e r E s t a t e s a n d G o l d M i n i n g C o m p a n y a n d T h e T r a n s v a a l G o l d E x p l o r a t i o n a n d L a n d Company. T h e s e c o m p a n i e s w e r e p u r c h a s e d i n 1 89 5 b y the L y d e n b u r g M i n i n g E s tates, L imited, a n d in 1 8 9 6 th e n a m e of this c o m p a n y w a s c h a n g e d to t h e T r a n s v a a l G o l d M i n i n g Estates, Ltd. T h e l a t t e r c o m p a n y is s t i l l in oper a t i o n . A t S a b i e t h e G l y n n ' s L y d e nburg, Limited , a n d G l y n n ' s P r e t o r i a G o l d M i n i n g C o m p a n y w e r e formed, as w e l l as o t h e r s m a l l e r co m p a n i e s . T h e s e w e r e l a t e r a b s o r b e d b y t h e T r a n s v a a l G o l d M i n i n g E s ta tes, L im ited. In th e y e a r s f o l l o w i n g t h e f o r m a t i o n o f the m i n i n g com p a n i e s , a c t i v i t i e s g r a d u a l l y s h i f t e d f r o m the s t r e a m - b e d s to t h e s l o p e s of th e h i l l s w h e r e t h e " m o t h e r lode s" w e r e d i s c o v ere d . T h e t otal p r o d u c t i o n to d a t e c a n n o t b e a c c u r a t e l y de t e r m i n e d . T h i s is due to th e f a c t that c o m p r e h e n s i v e r e c o r d s o f the p r o d u c t i o n o f g o l d are n o t a v aila b le. V i s s e r a n d V e r w o e r d (i960, p . 104) g i v e a f i g u r e of
2, 1 0 5 , 4 7 3 f i n e o u n c e s f o r th e p e r i o d 1 9 0 2 to 1958. T h e
total gold-joutput f r o m th e m i n e s b e l o n g i n g to the T r a n s v a a l G o l d M i n i n g E st ates , is in t h e v i c i n i t y of 3 , 9 0 0 , 0 0 0
f i n e oun ce s. T h i s w a s e x t r a c t e d f r o m o v e r 1 2 , 2 0 0 , 0 0 0
to n s of ore. N o r e c o r d s are a v a i l a b l e of the p r o d u c t i o n
4
o f a l l u v i a l gold. S i n c e as m a n y as 2000 d i g g e r s w e r e at t i m e s . O p e r a t i n g in t h e - P i l g r i m ' s Creek, this o u t p u t m u s t h a v e b e e n c o n s i d e r a b l e . C. P R E V I O U S G E O L O G I C A L W O R K A l a r g e n u m b e r of a u t h o r s h a v e m a d e c o n t r i b u t i o n s r e g a r d i n g t h e g e o l o g y of th e S a b i e - P i l g r i m ' s R e s t G o l d -
field. T h e p r e s e n t r e s e a r c h is, h ow ev er , the o n l y
c o m p r e h e n s i v e s t u d y o f th e s t r u c t u r e a n d it's i n f l u e n c e o n the m i n e r a l i s a t i o n . M a n y c o n t r o v e r s i a l t h e o r i e s a n d ideas r e g a r d i n g the g e n e s i s o f th e o r e s h a v e b e e n p r e s e n t e d . T h e v a r i o u s a u t h o r s e i t h e r d i s r e g a r d e d the i n f l u e n c e o f t h e s t r u c t u r e o n o r e - c o n t r o l , o r b a s e d t h e i r c o n c l u s i o n s o n a m i s i n t e r p r e t a t i o n of it. C o h e n (1873 a n d 1 8 7 4 - 1 8 7 5 ) , P e n n i n g (1885), O ' D o n o g h u e (1884), K u n t z (1896), W i l s o n - M o o r e (1897), N i c o l - B r o w n (1897) a n d T h o r d G r a y (1905) w e r e a m o n g the f i r s t to c o m m e n t o n th e g e o l o g y of th e g o l d - b e a r i n g
d eposit s . T h e s e p u b l i c a t i o n s are, however, c o n s i d e r e d
to b e of h i s t o r i c a l i n t e r e s t only. T h e f i r s t d e t a i l e d d e s c r i p t i o n of the g e o l o g y a n d the o r e - b o d i e s , w a s p r e s e n t e d b y H a l l (1910). Hall's' •description o f th e g e o l o g y a n d h i s m a p r e m a i n e d the s t a n d a r d w o r k o n t h e s u b j e c t f o r m a n y years. M u c h of h i s c l a s s i f i c a t i o n o f th e r o c k s is s t il l r e c o g n i s e d . H i s d e s c r i p t i o n s of s o m e a b a n d o n e d m i n e s are e x t r e m e l y v alu a b l e . V o n D e s s a u e r (1912) c o n c l u d e d t ha t t he b e d d e d r e e f s w e r e m e t a s o m a t i c r e p l a c e m e n t s of s i l i c e o u s l a y e r s f ■ - ■ 5 -/ i n t h e ...6.
i n t h e s e d i m e n t a r y strata» H e a l s o s u g g e s t e d t ha t t h e v e r t i c a l r e e f s w e r e f e e d e r s f o r t h e b e d d e d reefs. F r o s t (1912) d e s c r i b e d t h e c h a r a c t e r i s t i c s of th e o r e - b o d i e s o f th e M a l i D y k e Mine. Bell (1921) g a v e a g e n e r a l d e s c r i p t i o n o f the o r e - b o d i e s a n d t h e i r s t r a t i g r a p h i c a l r e l a t i o n s h i p s . H i s d e s c r i p t i o n of t h e L a n g u a g e R e e f is v e r y u s e f u l s i n c e t h e s e w o r k i n g s w e r e i n a c c e s s i b l e to l a t e r o b s e r v e r s . W v b e r g h (1925) g a v e an a c c o u n t of t h e e c o n o m i c ge o l o gy. H e a d d e d m u c h to t h e g e n e r a l i n f o r m a t i o n a n d a l s o p r o d u c e d a m o r e d e t a i l e d g e o l o g i c a l map. R e i n e c k e (1926) m a d e an i n t e n s i v e s t u d y o f the f a r m E l a n d s d r i f t 220J.T. f o r the T r a n s v a a l G o l d M i n i n g Es ta te s, Li m i t e d . S o m e of h i s r e s u l t s w e r e p u b l i s h e d in c o l l a b o r a t i o n w i t h S t e i n (1929). T h e s e a u th o r s a s c r i b e d t h e m i n e r a l i s a t i o n to t h e i n t r u s i o n o f a y o u n g e r b a t h o l i t h o f g r a n i t e i n t o t he s e d i m e n t a r y roc ks . T h i s t h e o r y w a s c o n c l u s i v e l y d i s p r o v e d b y l a t e r a u th o r s (Barnard, 19 5 8 a n d V i s s e r a n d V e r w o e r d , I960, p . 34). R e i n e c k e a n d Stein, h o we v e r , o b s e r v e d s o m e v e r y in t e r e s t i n g r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n t h e m i n e r a l i s a t i o n a n d the str uct u re , p a r t i c u l a r l y o n th e f a r m E l a n d s d r i f t 2 2 0J. T. S w i e g e r s (1948) m a d e an i n t e n s i v e s t u d y o f the o r e s o f t h e g o l d - f i e l d . T h i s s t u d y c a n b e r e g a r d e d as t h e s t a n d a r d w o r k o n t h e p a r a g e n e s i s o f th e o r e - m i n e r a l s . B a r n a r d (1958) m a d e a c o m p r e h e n s i v e s t u d y o f th e g e o l o g y a n d s t r u c t u r e o f th e B o u r k e ' s L u c k mine. H i s / c o n c l u s i o n s . ..7
7
-c o n -c l u s i o n s r e g a r d i n g th e p a r a g e n e s i s of the o r e s at B o u r k e ' s Luck, ar e in g e n e r a l a g r e e m e n t w i t h t h o s e of S w ie ge rs .
T h e m o s t r e c e n t p u b l i c a t i o n o n t h e g e o l o g y of
a p a r t o f t h e area, is that b y V i s s e r a n d V e r w o e r d .(i960). T h i s w o r k is a c o m p i l a t i o n o f the o b s e r v a t i o n s m a d e b y Jo u ber t , SShnge, v a n Zyl, M u l l e r a n d V e r w o e r d b e t w e e n
19 3 6 a n d 1959. T h i s w o r k d eals o n l y w i t h the m i n e s a r o u n d S a b i e a n d M o u n t An d e r s o n . 1 1 . G E N E R A L G E O L O G Y T h e g e n e r a l g e o l o g y of t h e a r e a h a s b e e n d e s c r i b e d b y Z i e t s m a n (1964). P l a t e II s h o w s the g e n e r a l s e q u e n c e o f the b e d s a n d t h e i r s t r a t i g r a p h i c a l r e l a t i o n s h i p s , as w e l l as th e r e l a t i v e p o s i t i o n s o f the i n t e r b e d d e d r e e f - h o r i z o n s . A . ' B A S E M E N T G R A N I T E T h e f l o o r o n w h i c h t h e s e d i m e n t a r y b e d s w e r e l a i d down, is c o m p o s e d o f granite, w h i c h is c l a s s i f i e d as N e l s p r u i t granite. It is a mass i v e , e q u i g r a n u l a r r o c k t ha t t e n d s to h a v e a s o m e w h a t g n e i s s o s e t e x t u r e l o c ally. A s h e e t l i k e c o v e r of altered, s e r i c i t i s e d granite, 5 to 50 f e e t in t h i ckness, is p r e s e n t l o c a l l y ( V i s se r a n d Ver w o e r d , 1960, pp. 32 - 33). T h e s e a u t h o r s c o n s i d e r t h e a l t e r a t i o n to b e due to w e a t h e r i n g t h a t t o o k p l a c e b e f o r e t h e d e p o s i t i o n o f the o v e r l y i n g s e d i m e n t s , f o l l o w e d b y h y d r o t h e r m a l a l t e r a t i o n a ft er t h e s e d i m e n t a t i o n . / T h e ...8.
\ T h e s e d i m e n t a r y r o c k s w e r e d e p o s i t e d o n an u n e v e n s u r f a c e of gr a nite. T h e p r e s e n c e of an u n d u l a t i n g t o p o g r a p h y is b o r n e o u t b y s u r f a c e m a p p i n g a n d b y c e r t a i n b o r e h o l e r e c o r d s . R e i n e c k e a n d S t e i n (1929, p . 73) i n t e r p r e t e d this f e a t u r e as b e i n g e v i d e n c e of an i n t r u s i v e r e l a t i o n s h i p w i t h the s e d i m e n t a r y rocks, a n d t h e y t h e r e f o r e c o n s i d e r e d the g r a n i t e to b e a b a t h o - l i t h o f p o s t - T r a n s v a a l age. L a t e r w o r k b y B a r n a r d (1958, p . 5) a n d V i s s e r a n d V e r w o e r d (1960, p . 34) c o n c l u s i v e l y p r o v e the p r e s e n c e of a s e d i m e n t a r y c o n t a c t b e t w e e n th e g r a n i t e a n d the o v e r l y i n g s e d i m e n t a r y rocks. B. S E D I M E N T A R Y R O C K S 1. G e n e r a l S t a t e m e n t T h e s e d i m e n t a t i o n c o m m e n c e d w i t h the d e p o s i t i o n of the G o d w a n F o r m a t i o n . T h e d e p o s i t i o n a l b a s i n h a d a s h o r e l i n e n e a r S a b i e (zietsman, 1964, P[i 1 1-1 2), b u t d e e p e n s n o r t h w a r d s to a d e p t h of 1 2 0 0 f e e t at B o u r k e ' s L u c k (Plate II). S o u t h of .this s h o r e l i n e the G o d w a n F o r m a t i o n is p r e s e n t in s mall l o cal b a s i n s only.
T h e W o l k b e r g F o r m a t i o n f o l l o w s u n - ■.:; c o n f o r m a b l y o n the G o d w a n B e d s a n d is c o n f i n e d to th e m a i n G o d w a n Basin. T h e B l a c k R e e f S e r i e s of t h e T r a n s v a a l S y s t e m f o l l o w s u n c o n f o r m a b l y o n all the o l d e r r o c k s a n d . r e s t s in t u r n o n B a s e m e n t Granite, G o d w a n F o r m a t i o n a n d W o l k b e r g F o r m a t i o n . T h e D o l o m i t e S e r i e s of the T r a n s v a a l S y s t e m f o l l o w s c o n f o r m a b l y 8 -/ o n t h e ... 9.
o n . t h e B l a c k R e e f Series, e x c e p t in a f e w i s o l a t e d a r e a s s o u t h of Sabie, w h e r e it r e s t s d i r e c t l y o n granite. T h i s is d u e to l o c al e l e v a t i o n s in the f l o o r of. d e p o s i t i o n . G o d w a n F o r m a t i o n T h e G o d w a n F o r m a t i o n u s u a l l y h a s a b as a l l a y e r o f c o n g l o m e r a t e a n d / o r arkose. T h i s is f o l l o w e d b y ag g l o m e r a t e , l a v a a n d tuff. F r o m K l i p k r a a l 1 7 0 J oT. n o r t h w a r d s , the f o r m a t i o n v a r i e s b e t w e e n 1 0 0 f e e t a n d 4 0 0 f e e t in thickness . W o l k b e r g F o r m a t i o n T h i s f o r m a t i o n is c o m p o s e d of a l a y e r of f e l s p a t h i c q u a r t z i t e s a n d w i c h e d b e t w e e n two t h i c k l a y e r s o f shale. At B o u r k e ’s L u c k a l a y e r of q u a r t z i t e o v e r l i e s the u p p e r shale. T h e W o l k b e r g F o r m a t i o n is as f a r as g o l d - b e a r i n g d e p o s i t s are co n c e r n e d , n o t v e r y i m p o r t a n t e c o n o m i c a l l y . S o m e b e d d e d o r e - b o d i e s o c c u r n e a r the l o w e r c o n t a c t of the u p p e r q u a r t z i t e - m e m b e r . T h e s e d e p o s i t s have, ho w e v e r , n o t b e e n exploited . A f e w v e r t i c a l r e e f s are d e v e l o p e d in the u p p e r quar tz it e, as w e l l as in th e u p p e r s h a l e - m e m b e r . S o m e c o n g l o m e r a t e s in the W o l k b e r g ' F o r m a t i o n a r e k n o w n to c o n t a i n g o l d in e c o n o m i c a l q u an t i t i e s , i.e., in t he o l d H a e n e r t s b u r g G o l d - f i e l d (Hall, 1907, pp. 33-60) T r a n s v a a l S y s t e m (a) G e n e r a l T h e T r a n s v a a l S y s t e m is e c o n o m i c a l l y the / m o s t . ..10.
1 0 -m o s t i -m p o r t a n t s t r a t i g r a p h i c a l unit. It c o n s i s t s o f th e B l a c k R e e f S e r i e s at t he base, w h i c h in t u r n is o v e r l a i n b y t h e D o l o m i t e Serieso T h e P r e t o r i a S e r i e s is, s t r i c t l y s peaking, a s e p a r a t e s y s t e m ( Zietsman, 1964, p. 13) a n d c o n s t i t u t e s th e top of the f o r m a t i o n . O n l y the T i m e b a l l H i l l S t a g e is p r e s e n t in the a r e a u n d e r c o n s i d e r a t i o n , (b) B l a c k R e e f S e r i e s T h e B l a c k R e e f S e r i e s c o n s i s t s of a s i n g l e l a y e r o f q u a r t z i t e that r a n g e s f r o m a f e w f e et to 1 0 0 f e e t in t hi c k n e s s . T h i s q u a r t z i t e u s u a l l y b u i l d s t h e e d g e o f t h e D r a k e n s b e r g Es c a r p m e n t , a n d is e x p o s e d in d i p - s l o p e s a n d a l o n g s t r e a m - b e d s . T h i s b a s a l m e m b e r of th e T r a n s v a a l S y s t e m c o n t a i n s e x p l o i t a b l e i n t e r b e d d e d r e e f s in a few' l o c a l i t i e s . V e r t i c a l r e e f s are p r e s e n t locally. (c) D o l o m i t e S e r i e s T h e D o l o m i t e S e r i e s o c c u p i e s m o s t of the a r e a b e t w e e n th e e d g e of th e e s c a r p m e n t a n d th e l o w e r s l o p e s o f the h i g h m o u n t a i n s to t h e west.. B e t w e e n P i l g r i m ’s R e s t a n d G ra sk op , t h e D o l o m i t e S e r i e s is c a p p e d b y s e v e r a l o u t l i e r s o f the P r e t o r i a Series. T h e b a s a l c o n t a c t o f the P r e t o r i a S e r i e s r e p r e s e n t s a m a j o r p l a n e of u n c o n f o r m i t y . T h i s is due to i n t e n s i v e e r o s i o n o f the D o l o m i t e S e r i e s b e f o r e t h e d e p o s i t i o n of the o v e r l y i n g P r e t o r i a S e r i e s (Zietsman, 1964, pp. 12-13). A s a r e s u l t o f th is e r o s i o n / t h e ...11.
" li -t h e Dolpni-te, S e r i e s s h o ws a d r a s -t i c -t h i n n i n g f r o m north?>.tpAsouth (Plate I I ) . T h e D o l o m i t e S e r i e s is d i v i d e d into s i x zones o n l i t h o l o g i c a l g r o u n d s (Zietsman, 1964, pp. 27-35); Z o n e 1 is a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 0 feet in th ickness, a n d c o n s t i t u t e s the b a s e of th e
series. T h i s zone c o n t a i n s the T r a n s i t i o n Beds
w h i c h i n c l u d e so m e l a y e r s of q u a r t z i t e a n d shale, as w e l l as d o l o m i t e a n d chert. T h e B l y d e R i v e r Q u a r t z i t e a n d the o v e r l y i n g L o w e r S h a l e f o r m the top o f this zone.
Z o n e 2, a p p r o x i m a t e l y 350 f e e t in thic kn es s, c o n s i s t s o f d o l o m i t e w h i c h is r e l a t i v e l y f r e e of chert. Z o n e 3 i n c l u d e s t h e M i d d l e S h a l e Group. T h i s g r o u p c o n s i s t s of d o l o m i t i c l i m e s t o n e - w i t h i n t e r c a l a t e d chert, s e v e r a l l a y e r s o f b l a c k c a r b o n a c e o u s shale, a n d an o c c a s i o n a l t h i n l a y e r of sand st on e. T h e t h i c k n e s s is a p p r o x i m a t e l y 30 0 feet. Z o n e4, w h i c h is a p p r o x i m a t e l y 35 0 f e e t in t hi ckness, c o n s i s t s o f d o l o m i t e a n d chert, c a p p e d b y a l a y e r of b l a c k s p o t t e d slate, 1 - 3 f e et in thic k n ess . T h i s l a y e r of s l a t e is l o c a l l y r e f e r r e d to as t h e S l a t e Ma r k e r . T h e u p p e r 50 f e e t o f the d o l o m i t e is k n o w n as th e B r e a d a n d B u t t e r Do lo m i t e . Zo n e 5 is a p p r o x i m a t e l y 800 f e e t in t h i c k n ess , a n d is c o m p o s e d o f d o l o m i t i c l i m e s t o n e w i t h m u c h i n t e r c a l a t e d c h e r t of v a r y i n g thic kn es s.
T h e B e e h i v e C h e r t M arker, s i x feet in t h ick n ess , f o r m s
a v e r y c o n s i s t e n t m ar k e r . T h e M i d d l e C h e r t Marker,
12 -2 -1 0 f e e t in thi c k ne s s, is a n o t h e r p r o m i n e n t hor i z o n . It o c c u r s a b o u t 1 5 0 f e e t a b o v e the B e e h i v e Chert. Z o n e 6 c o n s t i t u t e s the top of t he D o l o m i t e Series. It c o n s i s t s of dolomite, w h i c h is o f t e n o S l i t i c a n d r e l a t i v e l y f r e e of chert. Se v e r a l l a y e r s of c a l c a r e o u s s h a l e are p r e s e n t also. T h e b a s a l l a y e r of s h a l e h a s a m a x i m u m t h i c k n e s s o f a b o ut 20 feet. T h e d e p o s i t i o n of t h e s e zones w e r e f o l l o w e d b y a m a j o r p e r i o d of erosion. T h i s r e s u l t e d in a g r a d u a l r e m o v a l of the v a r i o u s zones f r o m n o r t h to south, w i t h the c o n s e q u e n c e t h a t o n l y Z o nes 1 a n d 2 are p r e s e n t t h r o u g h o u t t h e w h o l e a r e a (Plat e II). T h e D o l o m i t e S e r i e s is, eco n o m i c a l l y , t h e m o s t i m p o r t a n t s t r a t i g r a p h i c a l unit. M o s t of t h e l a r g e r a n d m o r e c o n s i s t e n t i n t e r b e d d e d o r e - b o d i e s are f o u n d in t h is fo rm a t i o n . T h i s i n d i c a t e s tha t the D o l o m i t e S e r i e s w a s m o r e s u s c e p t i b l e to m i n e r a l i s a t i o n . It is f u r t h e r m o r e n o t e w o r t h y t h a t i n t e r b e d d e d o r e - b o d i e s p r e f e r c e r t a i n s t r a t i g r a p h i c a l h o r i z o n s . T h e o r e - b o d i e s are u s u a l l y l o c a l i s e d a l o n g the s am e s t r a t i g r a p h i c a l horiz o n , or w i t h i n th e sa m e zone, b u t are no t
n e c e s s a r i l y c o n t i n u o u s a l o n g strike. T h e s t r a t i g r a p h i c a l zones in w h i c h the i n t e r b e d d e d r e e f s a re n o r m a l l y located, are c h a r a c t e r i s e d b y p r o n o u n c e d l i t h o l o g i c a l v a r i a t i o n s . F u r t h e r m o r e , t h e i n t e r b e d d e d r e e f s are f o u n d m a i n l y in the p r o x i m i t y o f s h a l e a n d / o r q u a r t z i t e (Pl at e II). : * /(d) Pretqpia S e r i e s . . . 13.
1 3
-(d) P r e t o r i a S e r i e s
T h e P r e t o r i a S e r i e s is r e p r e s e n t e d b y the T i m e b a l l H i l l Stage, k n o w n as the N o o i t g e d a c h t
S t a g e locally. T h i s stage, b u i l d s the s l op es
of t h e h i g h m o u n t a i n s t h a t o c c u p y the w e s t e r n p a r t of t h e area. O u t l i e r s of P r e t o r i a S e r ie s cap t h e d o l o m i t i c h i l l s b e t w e e n P i l g r i m ' s : R e s t a n d G ra s ko p . T h e G i a n t Chert, w h i c h is t h e b a s a l m e m b e r o f the P r e t o r i a Series, is a r e s i d u a l s h a r p s t o n e c o n g l o m e r a t e . It is f o l l o w e d b y the B e v e t t ’s C o n g l o m e r a t e a n d the B e v e t t ' s San d s t o n e . T h e
t h i c k n e s s of t hi s zone, i n c l u d i n g the G i a n t Chert, v a r i e s f r o m 2-60 feet.
T h e L o w e r N o o i t g e d a c h t Shale, 1 3 0 0 - 2 0 0 0 f e e t in thi c kn e ss , o v e r l i e s the B e v e t t ' s Zone.._ It is f o l l o w e d b y t h e L o w e r N o o i t g e d a c h t Q u a r t z i t e (50 f e e t in t hi c k n e s s ) , th e U p p e r N o o i t g e d a c h t S h a l e (300-800) feet, a n d the U p p e r N o o i t g e d a c h t Q u a r t z i t e (100 feet). T w o e c o n o m i c a l i n t e r b e d d e d o r e - b o d i e s ar e p r e s e n t n e a r the b a s e of the P r e t o r i a Series, as w e l l as o n e i m m e d i a t e l y b e l o w the L o w e r N o o i t g e d a c h t Q u a r t z i t e . In the a r e a w e s t of Sabie, V i s s e r a n d V e r w o e r d (i960, p p. 73-7 6) d e s c r i b e i n t e r b e d d e d r e e f s in t h e D a s p o o r t Stage. C. I N T R U S I V E R OCK S 1. S i l l s In t he S a b i e - P i l g r i m ' s R e s t area, two t yp es of i / i n t r u s i v e . ..14.
intrus ij ^s ii l isr are p r e s e n t (zietsman, 1964, p p> 47 _ 5 o ) . T h e sills t h a t a re f o u n d in the P r e t o r i a S e r i e s a n d in t he u p p e r p a r t s of the D o l o m i t e S e r i e s are c o m p o s e d of a l t e r e d pyroxeni'':;.c m a t e r i a l . T h e s e sills s h o w s ig ns of d i f f e r e n tiation. P o r p h y r i t i c d u n i t e a n d p e r i d o t i t e are
pr e sent, lo c ally. All t h e o t h e r s i l l s in th e
D o l o m i t e Series, as w e l l as t h o s e in the o l d e r f o r ma ti on s, ar e d i a b a s i c in c o m p o s i t i o n . T h e si lls s h o w c e r t a i n r e l a t i o n s h i p s to the s t r u c t u r e a n d the m i n e r a l i s a t i o n . A c l o s e s t r a t i g r a p h i c a l a s s o c i a t i o n is e v i d e n t b e t w e e n the s i l l s a n d th e i n t e r b e d d e d reef s. P l a t e II shows that th e s a m e s t r a t i g r a p h i c a l zones w e r e p r e f e r r e d b y b o t h th e s il l s a n d t h e i n t e r b e d d e d reefs. T h e s e i n t r u s i o n s are o f t e n in c l o s e p r o x i m i t y , e i t h e r a b o v e or b e l o w t h e s e o r e - b o d i e s . In the n o r t h e r n
a r e a (Plate II) s i ll s are p r e s e n t i m m e d i a t e l y
b e l o w the B e v e t t ' s Z o n e a n d b e l o w t h e U p p e r Shale. L o w e r d o w n i n the s uc c e ssion, s i ll s are f o u n d b e l o w the B e e h i v e c h e r t M a r k e r a n d :a b o v e t h e - S t a t e M a r k e r S i ll s w e r e i n t r u d e d a b o v e a n d b e l o w the B l y d e R i v e r Q u a r t z i t e a n d a b o v e a n d b e l o w the B l a c k R e e f Series. In e a c h of t h e s e zones, o n e o r m o r e i n t e r b e d d e d r e e f s occur. T h i s r e l a t i o n s h i p is e v e n m o r e p r o n o u n c e d in the c e n t r a l area, p a r t i c u l a r l y in the u p p e r
zones. T h e l a r g e s t n u m b e r of i n t e r b e d d e d r e e f s
are f o u n d in this area.
In t he s o u t h e r n area, si lls ar e also f o u n d in t h e p r o x i m i t y of i n t e r b e d d e d r e e f s .
(Pla t e II).
/ A s e c o n d . ..15._________________
1 5
-A s e c o n d s i g n i f i c a n t c h a r a c t e r i s t i c of th e p y r o x e n i t i c t y p e o f sills, is t h e i r i r r e g u l a r i t y
i n s h a p e a n d size. T h e sill n e a r the b a s e of the
P r e t o r i a S e r i e s (Pl a te II), t r a n s g r e s s e s r e p e a t e d l y t h r o u g h th e B e v e t t ' s Z o n e a n d is n o t c o n f i n e d to a s i n g l e h o ri z o n . It o f t e n s p l i t s i n to two sills, o n e a b o v e a n d the o t h e r b e l o w t h e B e v e t t ' s Zone. It s h o w s a t e n d e n c y to p i n c h a n d swell, e v e n o v e r s h o r t dist an c es . T h i s i n t r u s i v e l o c a l l y a s s u m e s t h e s h a p e o f a l a cc o li th . L a c c o l i t h i c s h ap e s are p a r t i c u l a r l y w e l l - d e v e l o p e d i n the c e n t r a l a r e a on C o l u m b i a H i l l a n d o n T h e t a Hill. A n o t h e r o c c u r s i n t h e n o r t h e r n area, w e s t o f the F r a n k f o r t Mine, just b e l o w th e L o w e r N o o i t g e d a c h t quartzite. T h e s e i n t r u s i v e s ar e c l o s e l y r e l a t e d to p o o r l y d e v e l o p e d an ti c l i n e s . W e l l - d e v e l o p e d i n t e r b e d d e d r e e f s a c c o m p a n y th e s tr u c t u r e s . M i n e r a l i s e d t r a n s g r e s s i v e f r a c t u r e s o r l e a d e r - r e e f s u s u a l l y o c c u r in t h e s e d i m e n t a r y b e d s a b o v e t h e i n t r u siv e s. B o t h th e p y r o x e n i t i c a n d d i a b a s i c s ills ar e c o n s i d e r e d to b e a l m o s t c o n t e m p o r a n e o u s w i t h the m i n e r a l i s a t i o n . B o t h t y pe s ar e p r o b a b l y g e n e t i c a l l y a s s o c i a t e d w i t h the e a r l y p l u t o n i c p h a s e o f t he B u s h v e l d C om plex. 2. D y k e s T h e d yk e s a r e m a i n l y d i a b a s i c in c o m p o s i t i o n . S o m e e x c e p t i o n s are, h owever, p r e s e n t . T h e d y k e a l o n g the G r o o t f o n t e i n Fault, w e s t of B r o w n ' s H i l l (Plate I), is c o n s i d e r e d to be m o r e s y e n i t i c (Zietsman, 1964, p. 51). A dy ke / w h i c h . ..16.
w h i c h c r o s s e s t h e B l y d e R i v e r s o m e 3 m i l e s n o r t h of P i l g r i m ,fs Rest, h a s a d i o r i t i c c o m p o s i t i o n . D y k e s c o n s i s t i n g of h y b r i d r o c k i n c l u d e the V a a l h o e k D y k e
(Zietsman, 1964, p. 51) a n d the S p i t z k o p D y k e (Visser a n d V er w oer d , 1960, p. 47).
T h r e e d i s t i n c t ages of dykes ar e present. S o m e d y k e s ar e o b v i o u s l y o l d e r t h a n the m i n e r a l i s a t i o n , a n d are d i s p l a c e d h o r i z o n t a l l y b y i n t e r b e d d e d r e e f s or l o w - a n g l e faults, w h i c h are c l o s e l y a s s o c i a t e d w i t h the
m i n e r a l i s a t i o n . V e r t i c a l or s t e e p l y i n c l i n e d o r e -
b o d i e s a re f o u n d in s o m e of t h e s e e a r l y dykes, e i t h e r
a l o n g t h e conta c ts , or w i t h i n th e dykes. In s o m e
p l a c e s v e r t i c a l o r e - b o d i e s o c c u r in the c o u n t r y - r o c k
a d j a c e n t to t h e s e dykes. T h e V a a l h o e k Dyke, the
D i e n t j i e Dyke, a n d the N e s t o r D y k e ar e all k n o w n to b e p r e - m i n e r a l i s a t i o n in age.
T h e N e w C h u m D y k e is a n e x a m p l e of a d y ke w h i c h is c o n t e m p o r a n e o u s w i t h the m i n e r a l i s a t i o n .
T h e y o u n g e r d y kes are p l e n t i f u l a n d p o s t
d a t e the m i n e r a l i s a t i o n . T h e s e d y k e s cut t h r o u g h the
i n t e r b e d d e d o r e - b o d i e s , o f t e n d i s p l a c i n g them. W y b e r g h
(1925, p. 103) o b s e r v e d two sets of p o s t - r e e f d ykes
in the N e w C h u m Mine. V o n D e s s a u e r (1912, p. 150) c a m e to a s i m i l a r c o n c l u s i o n in r e s p e c t of the dy kes tha t o c c u r in th e F r a n k f o r t Mine. / v i s s e r a n d . ..17 * T h e s p e l l i n g u s e d is a c c o r d i n g to the li st of g e o l o g i c a l t e r m s u s e d b y t h e G e o l o g i c a l S u r v e y of. S o u t h Af r i ca . 1 6
17
-V i s á ë r a n d -V e r w o e r d (i960, p. 42) r e c o r d s
d y k e s that a r e p r e - G o d w a n in age. T h e y t r e n d eas t and
a r e f o u n d in the N e l s p r u i t Gr an i t e , o n e i t h e r s ide
of the S a b i e River. T h e e a r l i e r d ykes of p o s t -
T r a n s v a a l age, are' c o n s i d e r e d to be o l d e r t h a n the d i a b a s i c sills; t h e y a re p r o b a b l y a s s o c i a t e d w i t h the e a r l y v o l c a n i c p h a s e o f t he B u s h v e l d Co mplex. III. S T R U C T U R A L G E O L O G Y A. S T R U C T U R E S IN T H E F L O O R OF D E P O S I T I O N 1. P r e - G o d w a n S u r f a c e T h e s e d i m e n t a r y f o r m a t i o n s w e r e l a i d d o w n o n an u n d u l a t i n g s u r f a c e o f granite. T h i s is b o r n e o u t b y s u r f a c e - m a p p i n g a n d b y drilling. B a r n a r d (1958, p p . 4 5 - 4 8 ) o b s e r v e d a r e l a t i o n s h i p b e t w e e n the i r r e g u l a r i t i e s in the s u r f a c e o f t h e g r a n i t e a n d the g e n e r a l s t r u c t u r a l trend. T h e s e i r r e g u l a r i t i e s ar e u s u a l l y in the f o r m of e l o n g a t e d d o m e s o r h u m m o c k s that are o r i e n t a t e d p a r a l l e l to t h e m o s t p r o m i n e n t l i n e a r st ru ct ur es . T h e m o s t p r o m i n e n t of t h e s e d o m e s ar e f o u n d o n t h e f a r m s L i s b o n 531 K 0T 0 a n d B e r l y n 506 K.T® (Pla t e I). T h e w e s t e r n s l o p e of t h e h u m m o c k is p a r t l y e x p o s e d at th e b o t t o m of t h e L i s b o n Falls. A b o reh o le, w h i c h w a s d r i l l e d i n 1 8 95 (Barnard, 1958, p. 47), s o m e 2 0 00 f e e t e a s t o f t h e w a t e r f a l l , c o n f i r m e d t h e p r e s e n c e of t h e stru ctu r e. T h e
s h a p e o f this r i d g e o f g r a n i t e is r e v e a l e d b y the s t r u c t u r e o f t h e o v e r l y i n g strata. T h e s e d i m e n t a r y
1 8 -b e d s o f t h e G o d w a n F o r mation, W o l k -b e r g F o r m a t i o n a n d t he B l a c k R e e f S e r i e s s h o w c o m p a c t i o n - f o l d i n g a r o u n d t h e h u m m o c k . T h e s e d i m e n t a r y d o m e thus formed, h a s an e l o n g a t e d shape, a n d h a s a l o n g axis p a r a l l e l to the m a j o r l i n e a r s t r u c t u r e s in th e v i c i nit y . D r i l l i n g r e v e a l e d a s i m i l a r i r r e g u l a r i t y at B o u r k e ' s Luck. A b o r e h o l e n e a r the i n t e r s e c t i o n o f th e D i e n t j i e D y k e a n d the T r e u r River, i n t e r s e c t e d g r a n i t e at a d e p t h o f 4 5 0 f e e t b e l o w the top of the
B l a c k R e e f Series. F a r t h e r n o r t h in t h e B l y d e
R i v e r Canyon, the top o f the B l a c k R e e f S e r i e s is a p p r o x i m a t e l y 1 2 0 0 f e e t a b o v e the g ra nite. T h e dip o f t h e s e d i m e n t a r y s t r a t a is n o t v i s i b l y i n f l u e n c e d
b y this f e ature. T h e s h a p e a n d o r i e n t a t i o n of
t his i r r e g u l a r i t y is, t h e r ef or e, u n c e r t a i n .
A t K o w y n ' s Pass, s o u t h of G r ask o p, the p r e s e n c e of an e l e v a t e d f l o o r w a s r e v e a l e d b y
m a p p i n g . T h e b a s a l c o n g l o m e r a t e of the G o d w a n
F o r m a t i o n h a s a dip of 20 d e g r e e s w e s t - n o r t h w e s t . H i g h e r u p in t h e s uc c e s s i o n , a n d f a r t h e r west, the n o r m a l dip is s i x d e g r e e s west. T h e l o n g axis of this h u m m o c k is a p p a r e n t l y p a r a l l e l to the l i n e a r s t r u c t u r e s in th e v ic in it y. O n the f a r m K l i p k r a a l 17 0 J.T., an i n l i e r o f g r a n i t e r e v e a l s t h e p r e s e n c e of a n o t h e r h u m m o c k . T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n the g r a n i t e a n d t h e o v e r l y i n g s e d i m e n t a r y b e d s s u g g e s t s th at its s h a p e is that of a l o w ridge, the l o n g axis
1 9 -o f w h i c h is al s -o p a r a l l e l t-o the m a i n s t r u c t u r a l d i r e c t i o n ( P l at e I). V e r t i c a l r e e f s in th e s e d i m e n t a r y r o c k s , as w e l l as t h o s e in th e granite, are a p p a r e n t l y a s s o c i a t e d w i t h h u m m o c k s s u c h as t h o s e d e s c r i b e d above, 2. P r e - G o d w a n L i n e a r S t r u c t u r e s T h e l i n e a r s t r u c t u r e s i n c l u d e w r e n c h ™ f a u l t s. a n d d i a b a s i c dykes. T h e w r e n c h - f a u l t s a r e d e s c r i b e d as s h e a r - z o n e s a n d s h e a r - f a u l t s b y V i s s e r a n d V e r w o e r d (i960, p p. 34-35) a n d a re c h a r a c t e r i s e d b y an a b u n d a n c e of a n a s t o m i z i n g v e i n s a n d t a b u l a r m a s s e s o f quartz. T h e f a u l t s t r e n d e i t h e r n o r t h - n o r t h w e s t o r n o r t h - n o r t h e a s t ; th e f o r m e r d i s p l a c e s the l a t t e r (Vis s e r a n d V e r w o e r d , I960, p . 38). T h e d y k es t r e n d in two d i r e ct io ns , n a m e l y west, a n d n o r t h - n o r t h w e s t . T h e d y ke s ar e d i s p l a c e d b y t h e n o r t h - n o r t h w e s t t r e n d i n g faults, bu t a p p a r e n t l y n o t b y t h o s e s t r i k i n g n o r t h - n o r t h e a s t (Visser a n d V e r w o e r d , 1960, p. 38). T h e s e l i n e a r s t r u c t u r e s p r o b a b l y i n f l u e n c e d th e f o r m a t i o n of t h e i r r e g u l a r i t i e s in t h e f l o o r of d e p o s i tio n , bu t h a d no d i r e c t i n f l u e n c e o n the m i n e r a l i s a t i o n . /B. S T R U C T U R E S . ..20.
B . S T R U C T U R E S IN T H E S E D I M E N T A R Y F O R M A T I O N S G e n e r a l S t a t e m e n t (a) D i p a n d S t r i k e V e r y l i t t l e v a r i a t i o n in t h e di p a n d s t r i k e of t h e s e d i m e n t a r y b e d s is o b s e r v e d . Th e p r e - T r a n s v a a l b e d s h a v e an a v e r a g e s t r i k e t h a t is s l i g h t l y w e s t of n o r t h . D i p s r a n g i n g f r o m 6 - 1 4 d e g r e e s w e s t tuere r e c o r d e d . T h e b e d s of th e B l a c k R e e f S e r i e s a n d th e D o l o m i t e S e r i e s s t r i k e n o r t h . T h e d i p of t h e s e b e d s s t e e p e n s f r o m o n e d e g r e e w e s t , s o u t h of H e n d r i k s d a l , to six d e g r e e s w e s t in t h e B o u r k e ' s L u c k a r e a . T h e s t r a t a of th e P r e t o r i a S e r i e s s t r i k e s l i g h t l y w e s t of n o r t h , a n d t h e i r d i p v a r i e s b e t w e e n 4 - 6 d e g r e e s w e s t . T h e di p of a l l t h e s t r a t a i n c r e a s e s g r a d u a l l y w e s t w a r d s t o w a r d s t h e B u s h v e l d C o m p l e x . L i n e a r S t r u c t u r e s T h e l i n e a r s t r u c t u r e s i n c l u d e j o i n t s , f a u l t s a n d d y k e s . M o s t of t h e s e f e a t u r e s a r e p o s t - T r a n s v a a l in ag e, a l t h o u g h o l d e r s t r u c t u r e s a r e k n o w n t o o c c u r . E a s t of S a b i e a h o r s t of p r e - T r a n s v a a l age, is r e p o r t e d by V i s s e r a n d l/erwoerd (1 9 6 0 , p . 55). A l o n g t h e e a s t e r l y on e of th e tw o f a u l t s b o u n d i n g t h e h o r s t , a r e c u r r e n c e of m o v e m e n t t o o k p l a c e a f t e r t h e d e p o s i t i o n of th e T r a n s v a a l S y s t e m . M o s t of the f a u l t s a r e posfe-fnineral- . i s a t i o n in ag e, bu t a few p r e d a t e t h e m i n e r a l i s a t i o n . T h e l a t t e r a r e r e p r e s e n t e d by th e R i e t f o n t e i n R e e f ( / t h e f a u l t ... 21.
21 -t h e f a u l -t a l o n g w h i c h -t h e N e s -t o r D y k e w a s i n -t r u d e d , an d t h e f a u l t a l o n g w h i c h the A s t r a R e e f , e a s t of th e L i s b o n F a l l s , w a s e m p l a c e d . T h e i n t e r b e d d e d r e e f s a r e b e d d i n g - f a u l t s . T h e s e m o v e m e n t s a r e c o n t e m p o r a n e o u s w i t h th e l a t e r p h a s e s of th e m i n e r a l i s a t i o n , , J o i n t s a r e c o m m o n a n d c o n s p i c u o u s f e a t u r e s in t h i s a r e a . T h r e e j o i n t - t r e n d s , tw o of w h i c h a r e v e r y p r o m i n e n t , a r e p r e s e n t . T h e s e s t r u c t u r e s d i p b e t w e e n 8 0 - 9 0 d e g r e e s . A l a r g e n u m b e r of d y k e s a r e p r e s e n t . T h e y t r e n d m a i n l y n o r t h to n o r t h e a s t , a l t h o u g h a fe w s t r i k e e a s t to s o u t h e a s t . T h e d y k e s n o r m a l l y d i p at h i g h a n g l e s , a l t h o u g h a fe w w i t h l o w a n g l e s a r e p r e s e n t in t h e n o r t h e r n a r e a . 2. F o l d s T h e f o l d s c a n be g e n e t i c a l l y d i v i d e d i n t o t h r e e t y p e s , v i z . , n o n - t e c t o n i c , t e c t o n i c , a n d f o l d s t h a t a r e d u e to m a g m a t i c i n t r u s i o n . (a ) N o n - t e c t o n i c F o l d s T h e m o s t c o n s p i c u o u s f o l d of non-' t e c t o n i c o r i g i n is p r e s e n t on th e f a r m s L i s b o n 5 3 1 K.T. a n d B e r l y n 5 0 6 K.T. It is r e p r e s e n t e d by an e l o n g a t e d d o m e of s e d i m e n t a r y r o c k s , f.olded a r o u n d a g r a n i t i c r i d g e in t h e f l o o r of d e p o s i t i o n . T h e l o w e r m o s t s e d i m e n t s , i.e. t h o s e of t h e G o d w a n F o r m a t i o n , as w e l l as t h e l o w e r s h a l e of t h e UJolkberg F o r m a t i o n , t e r m i n a t e a g a i n s t / t h e s l o p e s ... 22.
22 -th e s l o p e s of t h i s r i d g e . T h e u p p e r p a r t of t h e r i d g e is c o v e r e d by t h e M i d d l e Q u a r t z i t e of th e UJolkberg F o r m a t i o n . T h i s h o r i z o n , as w e l l as t h e b e d s o v e r l y i n g it, a r e f o l d e d a r o u n d t h e r i d g e . T h e i n d i v i d u a l s e d i m e n t a r y b e d s s h o w d i s t i n c t t h i n n i n g t o w a r d s t h e c r e s t of t h e d o m e . T h e g e o m e t r y of the f o l d i n g can , t h e r e f o r e , be d e s c r i b e d as s u p r a t e n u o u s ( H i l l s , 1 9 6 3 , p. 2 5 1 ) . A g e o m e t r y s u c h as t h i s is t y p i c a l of c o m p a c t i o n - f o l d s . F u r t h e r m o r e , t h e i n t e n s i t y of t h e f o l d i n g d e c r e a s e s f r o m t h e c r e s t of t h e r i d g e u p w a r d s . I m m e d i a t e l y w e s t of th e c r e s t , n e a r th e b o t t o m of t h e L i s b o n F a l l s , t h e s t r a t a d i p a b o u t 30 d e g r e e s w e s t , w h i l e h i g h e r up, th e d i p is o n l y a b o u t 1 0 d e g r e e s w e s t . N o r m a l f a u l t s of m i n o r d i s p l a c e m e n t o c c u r e a s t an d w e s t of t h e l o n g a x i s of th e d o m e , a n d t h e y a r e a l m o s t p a r a l l e l to it. T h e s e f a u l t s a r e c o n s i d e r e d to be g e n e t i c a l l y r e l a t e d to t h e d o m e . T h i s a s s u m p t i o n is b a s e d on t h e r e s u l t s of e x p e r i m e n t s in d i f f e r e n t i a l c o m p a c t i o n ( N e v i n , 195 3 , p . 215 ). At K o w y n ' s P a s s , the a b n o r m a l d i p of t h e b a s a l l a y e r s of th e G o d w a n F o r m a t i o n is c o n s i d e r e d to be du e to c o m p a c t i o n - f o l d i n g ( Z i e t s m a n , 1 9 6 4 , p . 39). T h e b e d s of t h e G o d w a n F o r m a t i o n in C o o p e r ' s C r e e k d i p 1 4 - 2 0 d e g r e e s w e s t , w h i l e t h o s e of t h e UJolkberg F o r m a t i o n d i p 1 0 - 1 2 / d e g r e e s . ... 23.
