The relationship between geological structures and dolerite intrusions in the Witbank Highveld Coalfield, South Africa
Loading...
Date
2008-05
Authors
Du Plessis, Gideon Petrus
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of the Free State
Abstract
English:
The study forms part of the COALTECH 2020 research program, a collaborative study which aims to ensure the continued viability of the South African Coal Mining Industry well beyond the year 2020. It participates in the Geology and Geophysics Technology Area of the COALTECH 2020 Technology Wheel. The mission statement of this Working Group is to facilitate applied research to identify, quantify and qualify the remaining Coal Resources, starting with the Witbank-Highveld Coalfield, to enable informed decisions when defining and extracting Coal Reserves. The structural investigation of dolerites in the south-eastern part of the Witbank Coalfield contributes to Task 1.1.1; Sedimentological and Structural Model of the Witbank-Highveld Coalfield. The Witbank Coalfield in the Mpumalanga Province of South Africa is situated on the northern sector of the main Karoo basin. The main Karoo basin is described as an asymmetric depository with a stable, passive cratonic platform (Kaapvaal Craton) in the northwest and a foredeep to the south with the Cape Fold Belt on its southern margin. The study area is situated south of the prominent 15m thick Ogies Dyke, which strikes from Ogies in the west to Optimum Colliery in the east. The east-west trending pre-Karoo Smithfield Ridge, consisting of Rooiberg Felsites, bounds the study area to the south and also separates the Witbank Coalfield from the adjacent Highveld Coalfield to the south. The study was conducted on four collieries, namely Bank, Goedehoop, Koornfontein and Optimum Collieries in the south-eastern part of the Witbank Coalfield. The objective of the study is to investigate the intrusion mechanism of the dolerites and the metamorphic effect the dolerite intrusions had on the coal in order to quantify the impact on mining and coal utilisation in the south-eastern part of the Witbank Coalfield. The most important effects of dolerites on mining with a decreasing order of importance are: 1. Decrease in the safety conditions and an increase in the risk of roof failures, pillar and floor stability. 2. Increase in the overall production and mining costs with a decrease in the potential profit. 3. Decrease in saleable tonnages with a decrease in the profit margin. 4. Increase in waste product generation and an increase in the environmental risk. From the objective two separate studies were identified: the first study (A) focuses on the relationship between geological structures and dolerite intrusions and the second study (B) determines the metamorphic effect the dolerite intrusions had on the coal. The structural investigation of the relationships between geological structures and the dolerites is contained in this document. Regional scale information was acquired by using various remote-sensing techniques. The CSIR Miningtek through the COALTECH 2020 Research Program provided this state of the art information. In conclusion to the regional scale study probable relationships between certain Karoo-age dyke, sill and lineament trends that are associated with the northern main Karoo basin and surroundings could possibly provide insight into better understanding of the intrusion mechanism of dolerites in the south-eastern Witbank Coalfield. It is therefore probable that some of the Karoo-age intrusives in the south-eastern Witbank Coalfield followed older basement structures inherited by the Karoo strata and/or syn-tectonic structures related to Gondwana fragmentation which was synchronous with dolerite intrusion (Encarnación et al., 1996). The EW striking Ogies Dyke, which is the main structure in the Witbank Coalfield, most probably pre-dates its associated smaller scale dykes and sills. Conclusions for this relative age difference are summarised as being the following: Its association with EW basement Pre-Karoo diabase, which probably acted as a plane of weakness and might have triggered its earlier intrusion. Difference in geochemical and mineralogical characteristics. Absence of sills immediately to its north. Should the NS striking dykes north and south of the Ogies Dyke be favoured by cooling joints which developed as a result of its earlier intrusion, the age difference is evident. Comparing the physical appearance of the ± 20m sill (main sill) in the Witbank Coalfield with the B8 sill in the Secunda Coalfield, the two sills have a number of properties in common. However, these physical property comparisons are not precise and it is therefore suggested a detailed geochemical analysis be undertaken focussing on the mineralogy, major and trace elements. The sedimentary sequence is reconstructed by removing the main sill from the stratigraphy. The reconstruction is aimed at determining if a spatial relationship exists between the coal seams, the intra-seam strata and the main sill prior to the intrusion event. Borehole information on the elevation of the pre-Karoo basement is sparse as borehole penetration was terminated at the bottom of the coal seam of interest. The removal of the dolerite convincingly reveals the pre-Karoo basement topography, palaeo-floor and -roof morphology, as well as the width distribution of the sedimentary units. The following reconstructed sedimentary units were examined individually: No. 2 Coal Seam; Facies between the No. 2 Coal Seam and No. 4L Coal Seam; No. 4L Coal Seam; Facies between No.4L and No. 5 Coal Seam; No. 5 Coal Seam. The examination process of the data of each unit starts with the statistical analyses thereof which includes histogram and probability plots of the palaeo floor, width and palaeo roof. The investigation resulted in nearly direct linear correlation curves which disclose the existing relationships between the palaeo floor elevations of the No.2, No.4L and No.5 Coal Seams. Considering the range of correlation coefficient values of 0.81 to 0.99 for the palaeo floor elevations it convincingly reveals the co-existing relationship in the geometry of elevations throughout the entire stratigraphy of the sedimentary sequences. Several sedimentological factors contributed to the present day geometries and widths of coal and associated clastical sedimentary rocks of sequence of succession. The evidence in the relationship of the geometries of the palaeo floor and roof elevations concludes that irrespective of variable intra-seam strata and coal seam widths the pre-Karoo topography is reflected throughout the entire stratrigraphic sequence. Prior to sediment burial, plant growth took place most probably on similar structural relief of gentle attitudes. To conclude, a four-stage model is proposing how burial could have influenced widths and aerial distribution of peat and intra-seam clastic sedimentary rocks of sequence of succession. At the time of peat formation, the unconsolidated sediments had not yet undergone a great deal of lithification in that the floor structure of the peat might have been without undulations. In conclusion, a reasonable inverse relationship between the net width of the stratigraphic sequence from the palaeo floor of the No. 2 Coal Seam to the palaeo roof of the No.5 Coal Seam and the floor elevation of the main sill exists. A Quantile-Quantile-plot and the regression slope analysis of the data sets convincingly conclude the inverse relationship that exists between the floor elevation of the main sill and the net width of the almost entire sediment sequence. In this context the reasonable negative correlation coefficient of -0.57 is good. This negative correlation implies that where the main sill is present in the lower stratigraphic levels it underlies thicker sedimentary sequences and conversely where the sill had stepped up to higher stratigraphic levels it underlies the thinner sedimentary sequences. In conclusion the differential compaction of the sedimentary strata was in the main controlled by the the Pre-Karoo basement topography. This in turn resulted in the fracturing and jointing of the sedimentary rocks over the flanks of the pre-Karoo basement topography which to a large extent controlled the propagation path of the main sill. Evidence established in this study suggests the effect of basin tectonics to be the overriding controlling factor of the stratigraphic position of the main sill in the Vryheid Formation sedimentary rocks of sequence of succession of the south-eastern Witbank Coalfield. Other factors i.e. the influence of the Ogies Dyke and syn-tectonic related regional scale structures seem to have had some control in the propagation paths of the associated offshoots of the main sill.
Afrikaans: Hierdie studie vorm deel van die Coaltech 2020 navorsingspogram wat `n samewerkende ondersoek is met die doelwit om die voortbestaan van die Suid-Afrikaanse steenkool mynbouindustrie na 2020 te verseker. Die studie vorm ook deel van die Geologiese en Geofisiese Tegnologiese gebied van die Coaltech 2020 Tegnologie-kring. Die missie van die Werkgroep is om toegepaste navorsing te fasiliteer vir die identifisering, kwantifisering en kwalifisering van die oorblywende steenkoolhulpbronne. Dit behels die ondersoek van die Witbank- Hoëveldsteenkoolveld, ten einde behulpsaam te wees met die definiëring en ekstraksie van steenkoolreserves om ingeligte besluite ten opsigte van bogenoemde te kan neem. Die struktuurondersoek van die doleriete in die suid-oostelike gedeelte van die Witbanksteenkoolveld maak `n bydrae tot Taak 1.1.1: Sedimentologiese en Strukturele model vir die Witbank- Hoëveldsteenkoolveld. Die Witbanksteenkoolveld in die Mpumalangaprovinsie van Suid-Afrika is geleë op die noordelike gedeelte van die hoof Karookom. Die Karookom word beskryf as `n assismetriese afsetting met `n stabiele, passiewe kratoniese platvorm (die Kaapvaalkraton) in die noordweste en `n voorlandkom in die suide met die Kaapse plooigordel wat die suidelike grens vorm. Die studiegebied is suid van die prominente 15m dik Ogiesgang geleë en strek van Ogies in die weste tot by Optimumsteenkoolmyn in die ooste. Die oos-wes neigende voor-Karoo Smithfieldrug wat hoofsaaklik uit Rooibergfelsiete bestaan, vorm die suidelike grens van die studiegebied, maar vorm ook die grens tussen die Witbanksteenkoolveld en die Hoëveldsteenkoolveld wat verder suid voorkom. Hierdie studie is op vier steenkoolmyne, naamlik Bank, Goedehoop, Koornfontein en Optimum gedoen wat in die suid-oostelike gedeelte van die Witbanksteenkoolveld geleë is. Die oogmerk van die studie was om ondersoek in te stel wat betref die inplasingsmeganisme van die doleriete asook die metamorfe effek wat die dolerietintrusies op die steenkool gehad het om die impak op die mynbou en die benutting van die steenkool te kwantifiseer. Die belangrikste effekte, in afnemende orde van belangrikheid, wat doleriete op steenkoolmynbou het, is as volg: 1. `n Afname in veiligheidsomstandighede en `n toename in die risiko van dakineenstortings asook pilaar- en vloerstabiliteit. 2. `n Toename in die produksie- en mynboukoste, en daarenteen `n afname in potensiële wins. 3. `n Afname in verkoopbare tonnemaat wat gepaard gaan met die afname in winsgrense. 4. `n Toename van afvalprodukte asook `n toename in die risiko op die omgewing. Op grond van bogenoemde oogmerk het twee afsonderlike studies voortgespruit: die eerste studie (A) fokus op die verwantskap tussen die geologiese strukture en die dolerietintrusies en die tweede studie (B) bepaal die metamorfe-effek van die doleriete op die steenkool. Die strukturele ondersoek op die verwantskap tussen die geologiese strukture en die doleriete is in hierdie dokument saamgevat. Inligting van regionale omvang is ingewin deur van verskillende afstandwaarnemingstegnieke gebruik te maak. Hierdie nuwe inligting is beskikbaar gemaak deur die WNNR Miningtek met behulp van die Coaltech 2020 Navorsingsprogram. Die gevolgtrekking tot die regionale studie van moontlike verwantskappe tussen sekere Karoo-ouderdom gange, plate en lineamentneigings wat verband hou met die noordelike hoof Karoo-kom en omgewing, het aanleiding gegee tot die beter begrip van die implasingsmeganisme van die doleriete in die suid-oostelike Witbanksteenkoolveld. As gevolg hiervan bestaan die moontlikheid dat sekere Karoo-ouderdom gange in die suidoostelike Witbanksteenkoolveld ouer geërfde vloerstrukture in die Karoostrata en/of sin-tektoniese strukture is. Dit hou verband met die opbreek van Gondwana, wat gepaardgaande dolerietintrusies (Encarnación et al., 1996). Die oos-wesstrekkende Ogiesgang, wat die hoofstruktuur in die Witbanksteenkoolveld is, is heel waarskynlik ouer as die verwante ondergeskikte gange en plate. Gevolgtrekkings vir hierdie relatiewe ouderdomsverskil word as volg opgesom: Die verwantskap met die oos-wes strekkende voor-Karoovloer diabaas, wat moontlik `n swak sone gevorm het waarlangs die inplasing van die vroeëre intrusies kon plaasvind. `n Verskil in die geochemiese en mineralogiese eienskappe van die intrusies. Die afwesigheid van plate direk noord van die Ogiesgang. Sou die noord-suidstrekkende gange wat noord en suid van die Ogiesgang voorkom, `n voorkeur vir die afkoelingsnate gehad het, is `n ouderdomsverskil onafwendbaar. `n Vergelyking van die fisiese voorkoms van die ± 20m dik plaat (hoofplaat) in die Witbanksteenkoolveld met die B8 plaat in die Sekundasteenkoolveld, bewys dat die twee plate sekere eienskappe in gemeen het. Die vergelyking in hierdie fisiese eienskappe is nie presies nie en daarom word voorgestel dat gedetailleerde geochemiese analises op die mineralogie asook hoof- en spoorelemente gedoen moet word. Die sedimentêre gesteentes is geherkonstrueer deur die verwydering van die hoofplaat uit die stratigrafie. Die herkonstruksie se hoofdoel was om te bepaal of `n ruimtelike verwantskap tussen die steenkoollae, die intra-steenkoollaagstrata en die hoofplaat bestaan. Boorgatinligting van die elevasie van die voor-Karoovloer is skaars as gevolg van `n gebrek aan data wat toegeskryf kan word aan die feit dat boorgate aan die onderkant van die steenkoollaag gestop is. Deur die dolerietplaat te verwyder, is voor-Karoovloertopografie ooglopend sigbaar in die paleo-vloer- en - dakmorfologie, sowel as die dikte-verspreiding van die sedimentêre eenhede. Die volgende geherkonstueerde sedimentêre eenhede is afsonderlik ondersoek: No. 2 steenkoollaag; Strata tussen die No. 2 steenkoollaag en die No. 4L steenkoollaag; No. 4L steenkoollaag; Strata tussen die No. 4L steenkoollaag en die No. 5 steenkoollaag; No. 5 steenkoollaag. Die ondersoekproses van elke eenheid begin met `n statistiese analise van die data wat histogramme, waarskynlikheidskurwes van die paleo-vloer en paleo-dak en dikte insluit. Die resultate van hierdie ondersoek dui op bykans direkte lineêre korrellasie kurwes wat die bestaande verwantskappe tussen die paleo-vloerelevasies van die No. 2, No. 4L en No. 5 steenkoollae aandui. Inaggenome die korrelasiekoeffisiënt-waardes, wat wissel tussen 0.81 tot 0.99 vir die paleo-vloerelevasies, word die onderlinge verwantskap in die geometrie van die elevasies deur die totale sedimentêre opeenvolging ontbloot. Heelwat sedimentologiese faktore dra tot die hedendaagse geometrie en diktes van die steenkool asook die verwante klastiese sedimentêre gesteentes by. Bewyse van die verwantskap tussen die geometrie van die paleovloer- en –dakelevasies, bevestig dat selfs met variërende intra-steenkoollaagstrata en steenkoollaagdiktes, die voor-Karoo topografie steeds deur die totale stratigrafiese opeenvolging gereflekteer word. Voordat sedimentbegrawing plaasgevind het, het plantegroei waarskynlik op soortgelyke, gematigde topografie plaasgevind. `n Vier-stadium-model stel voor hoe begrawing die dikteverspreiding van die veen en intra-steenkoollaag klastiese sedimente beïnvloed het. Tydens veenvorming, het die sedimente minimale litifikasie ondergaan, sodat die vloerstruktuur waarop die veen ontstaan het, waarskynlik reëlmatig was. Hedendaagse steenkool- en intra-steenkoolstrata stel nie die sin-afsettingsdikte en ruimtelike verspreiding tentoon nie, maar eerder die resultaat van versakking is wat moontlik met die hoofkom se ontwikkeling gepaardgegaan het. Dus het die onewe, nie-kompakteerbare voor-Karoovloertopografie die oorhoofse invloed in die beheer van die hedendaagse geometrie van die steenkoollae en die intra-steenkoolaagstrata gehad. `n Omgekeerde verwantskap bestaan tussen die netto dikte van die stratigrafiese opeenvolging van die paleo-vloer van die No. 2 steenkoollaag met die paleo-dak van die No. 5 steenkoollaag en die vloerelevasie van die hoofplaat. `n Kwantiel-kwantiel stip asook die regressiegradiënt-analise van die datastelle bewys hierdie sogenaamde omgekeerde verwantskap tussen die vloer van die hoofplaat en die netto dikte van die totale sedimentêre opeenvolging. In hierdie konteks gesien, is die korrellasiekoeffisiënt van -0.57 baie goed. Hierdie negatiewe korrellasie impliseer dat waar die hoofplaat in die laer stratigrafiese eenhede voorkom, die plaat oorlê word deur dikker sedimentêre opeenvolgings terwyl omgekeerd, waar die plaat in die hoër stratigrafiese eenhede voorkom, onderlê die plaat dunner sedimentêre opeenvolgings. Gevolglik is die differensiële kompaksie van die sedimentêre strata hoofsaaklik deur die voor-Karoovloer topografie beheer. Daarvolgens het die nate en krake van die sedimentêre gesteentes wat op die flanke van die voor-Karoovloer topografie voorkom, tot `n groot mate die beherende rol in the meganisme, wat die indringingsvlak van die hoofplaat bepaal het, gespeel. Hierdie studie het bewys dat die effek van komtektoniek die beherende faktor in die stratigrafiese posisionering van die hoofplaat, in die sedimentêre gesteentes van die Vryheidformasie van die suid-oostelike Witbanksteenkoolveld, is. Ander faktore, insluitende die invloed van die Ogiesgang en die sin-tektoniese verwante regionale strukture, kon moontlik beheer uitgeoefen het op die ontwikkeling van die indringingsvlak van die verwante vertakkings van die hoofplaat.
Afrikaans: Hierdie studie vorm deel van die Coaltech 2020 navorsingspogram wat `n samewerkende ondersoek is met die doelwit om die voortbestaan van die Suid-Afrikaanse steenkool mynbouindustrie na 2020 te verseker. Die studie vorm ook deel van die Geologiese en Geofisiese Tegnologiese gebied van die Coaltech 2020 Tegnologie-kring. Die missie van die Werkgroep is om toegepaste navorsing te fasiliteer vir die identifisering, kwantifisering en kwalifisering van die oorblywende steenkoolhulpbronne. Dit behels die ondersoek van die Witbank- Hoëveldsteenkoolveld, ten einde behulpsaam te wees met die definiëring en ekstraksie van steenkoolreserves om ingeligte besluite ten opsigte van bogenoemde te kan neem. Die struktuurondersoek van die doleriete in die suid-oostelike gedeelte van die Witbanksteenkoolveld maak `n bydrae tot Taak 1.1.1: Sedimentologiese en Strukturele model vir die Witbank- Hoëveldsteenkoolveld. Die Witbanksteenkoolveld in die Mpumalangaprovinsie van Suid-Afrika is geleë op die noordelike gedeelte van die hoof Karookom. Die Karookom word beskryf as `n assismetriese afsetting met `n stabiele, passiewe kratoniese platvorm (die Kaapvaalkraton) in die noordweste en `n voorlandkom in die suide met die Kaapse plooigordel wat die suidelike grens vorm. Die studiegebied is suid van die prominente 15m dik Ogiesgang geleë en strek van Ogies in die weste tot by Optimumsteenkoolmyn in die ooste. Die oos-wes neigende voor-Karoo Smithfieldrug wat hoofsaaklik uit Rooibergfelsiete bestaan, vorm die suidelike grens van die studiegebied, maar vorm ook die grens tussen die Witbanksteenkoolveld en die Hoëveldsteenkoolveld wat verder suid voorkom. Hierdie studie is op vier steenkoolmyne, naamlik Bank, Goedehoop, Koornfontein en Optimum gedoen wat in die suid-oostelike gedeelte van die Witbanksteenkoolveld geleë is. Die oogmerk van die studie was om ondersoek in te stel wat betref die inplasingsmeganisme van die doleriete asook die metamorfe effek wat die dolerietintrusies op die steenkool gehad het om die impak op die mynbou en die benutting van die steenkool te kwantifiseer. Die belangrikste effekte, in afnemende orde van belangrikheid, wat doleriete op steenkoolmynbou het, is as volg: 1. `n Afname in veiligheidsomstandighede en `n toename in die risiko van dakineenstortings asook pilaar- en vloerstabiliteit. 2. `n Toename in die produksie- en mynboukoste, en daarenteen `n afname in potensiële wins. 3. `n Afname in verkoopbare tonnemaat wat gepaard gaan met die afname in winsgrense. 4. `n Toename van afvalprodukte asook `n toename in die risiko op die omgewing. Op grond van bogenoemde oogmerk het twee afsonderlike studies voortgespruit: die eerste studie (A) fokus op die verwantskap tussen die geologiese strukture en die dolerietintrusies en die tweede studie (B) bepaal die metamorfe-effek van die doleriete op die steenkool. Die strukturele ondersoek op die verwantskap tussen die geologiese strukture en die doleriete is in hierdie dokument saamgevat. Inligting van regionale omvang is ingewin deur van verskillende afstandwaarnemingstegnieke gebruik te maak. Hierdie nuwe inligting is beskikbaar gemaak deur die WNNR Miningtek met behulp van die Coaltech 2020 Navorsingsprogram. Die gevolgtrekking tot die regionale studie van moontlike verwantskappe tussen sekere Karoo-ouderdom gange, plate en lineamentneigings wat verband hou met die noordelike hoof Karoo-kom en omgewing, het aanleiding gegee tot die beter begrip van die implasingsmeganisme van die doleriete in die suid-oostelike Witbanksteenkoolveld. As gevolg hiervan bestaan die moontlikheid dat sekere Karoo-ouderdom gange in die suidoostelike Witbanksteenkoolveld ouer geërfde vloerstrukture in die Karoostrata en/of sin-tektoniese strukture is. Dit hou verband met die opbreek van Gondwana, wat gepaardgaande dolerietintrusies (Encarnación et al., 1996). Die oos-wesstrekkende Ogiesgang, wat die hoofstruktuur in die Witbanksteenkoolveld is, is heel waarskynlik ouer as die verwante ondergeskikte gange en plate. Gevolgtrekkings vir hierdie relatiewe ouderdomsverskil word as volg opgesom: Die verwantskap met die oos-wes strekkende voor-Karoovloer diabaas, wat moontlik `n swak sone gevorm het waarlangs die inplasing van die vroeëre intrusies kon plaasvind. `n Verskil in die geochemiese en mineralogiese eienskappe van die intrusies. Die afwesigheid van plate direk noord van die Ogiesgang. Sou die noord-suidstrekkende gange wat noord en suid van die Ogiesgang voorkom, `n voorkeur vir die afkoelingsnate gehad het, is `n ouderdomsverskil onafwendbaar. `n Vergelyking van die fisiese voorkoms van die ± 20m dik plaat (hoofplaat) in die Witbanksteenkoolveld met die B8 plaat in die Sekundasteenkoolveld, bewys dat die twee plate sekere eienskappe in gemeen het. Die vergelyking in hierdie fisiese eienskappe is nie presies nie en daarom word voorgestel dat gedetailleerde geochemiese analises op die mineralogie asook hoof- en spoorelemente gedoen moet word. Die sedimentêre gesteentes is geherkonstrueer deur die verwydering van die hoofplaat uit die stratigrafie. Die herkonstruksie se hoofdoel was om te bepaal of `n ruimtelike verwantskap tussen die steenkoollae, die intra-steenkoollaagstrata en die hoofplaat bestaan. Boorgatinligting van die elevasie van die voor-Karoovloer is skaars as gevolg van `n gebrek aan data wat toegeskryf kan word aan die feit dat boorgate aan die onderkant van die steenkoollaag gestop is. Deur die dolerietplaat te verwyder, is voor-Karoovloertopografie ooglopend sigbaar in die paleo-vloer- en - dakmorfologie, sowel as die dikte-verspreiding van die sedimentêre eenhede. Die volgende geherkonstueerde sedimentêre eenhede is afsonderlik ondersoek: No. 2 steenkoollaag; Strata tussen die No. 2 steenkoollaag en die No. 4L steenkoollaag; No. 4L steenkoollaag; Strata tussen die No. 4L steenkoollaag en die No. 5 steenkoollaag; No. 5 steenkoollaag. Die ondersoekproses van elke eenheid begin met `n statistiese analise van die data wat histogramme, waarskynlikheidskurwes van die paleo-vloer en paleo-dak en dikte insluit. Die resultate van hierdie ondersoek dui op bykans direkte lineêre korrellasie kurwes wat die bestaande verwantskappe tussen die paleo-vloerelevasies van die No. 2, No. 4L en No. 5 steenkoollae aandui. Inaggenome die korrelasiekoeffisiënt-waardes, wat wissel tussen 0.81 tot 0.99 vir die paleo-vloerelevasies, word die onderlinge verwantskap in die geometrie van die elevasies deur die totale sedimentêre opeenvolging ontbloot. Heelwat sedimentologiese faktore dra tot die hedendaagse geometrie en diktes van die steenkool asook die verwante klastiese sedimentêre gesteentes by. Bewyse van die verwantskap tussen die geometrie van die paleovloer- en –dakelevasies, bevestig dat selfs met variërende intra-steenkoollaagstrata en steenkoollaagdiktes, die voor-Karoo topografie steeds deur die totale stratigrafiese opeenvolging gereflekteer word. Voordat sedimentbegrawing plaasgevind het, het plantegroei waarskynlik op soortgelyke, gematigde topografie plaasgevind. `n Vier-stadium-model stel voor hoe begrawing die dikteverspreiding van die veen en intra-steenkoollaag klastiese sedimente beïnvloed het. Tydens veenvorming, het die sedimente minimale litifikasie ondergaan, sodat die vloerstruktuur waarop die veen ontstaan het, waarskynlik reëlmatig was. Hedendaagse steenkool- en intra-steenkoolstrata stel nie die sin-afsettingsdikte en ruimtelike verspreiding tentoon nie, maar eerder die resultaat van versakking is wat moontlik met die hoofkom se ontwikkeling gepaardgegaan het. Dus het die onewe, nie-kompakteerbare voor-Karoovloertopografie die oorhoofse invloed in die beheer van die hedendaagse geometrie van die steenkoollae en die intra-steenkoolaagstrata gehad. `n Omgekeerde verwantskap bestaan tussen die netto dikte van die stratigrafiese opeenvolging van die paleo-vloer van die No. 2 steenkoollaag met die paleo-dak van die No. 5 steenkoollaag en die vloerelevasie van die hoofplaat. `n Kwantiel-kwantiel stip asook die regressiegradiënt-analise van die datastelle bewys hierdie sogenaamde omgekeerde verwantskap tussen die vloer van die hoofplaat en die netto dikte van die totale sedimentêre opeenvolging. In hierdie konteks gesien, is die korrellasiekoeffisiënt van -0.57 baie goed. Hierdie negatiewe korrellasie impliseer dat waar die hoofplaat in die laer stratigrafiese eenhede voorkom, die plaat oorlê word deur dikker sedimentêre opeenvolgings terwyl omgekeerd, waar die plaat in die hoër stratigrafiese eenhede voorkom, onderlê die plaat dunner sedimentêre opeenvolgings. Gevolglik is die differensiële kompaksie van die sedimentêre strata hoofsaaklik deur die voor-Karoovloer topografie beheer. Daarvolgens het die nate en krake van die sedimentêre gesteentes wat op die flanke van die voor-Karoovloer topografie voorkom, tot `n groot mate die beherende rol in the meganisme, wat die indringingsvlak van die hoofplaat bepaal het, gespeel. Hierdie studie het bewys dat die effek van komtektoniek die beherende faktor in die stratigrafiese posisionering van die hoofplaat, in die sedimentêre gesteentes van die Vryheidformasie van die suid-oostelike Witbanksteenkoolveld, is. Ander faktore, insluitende die invloed van die Ogiesgang en die sin-tektoniese verwante regionale strukture, kon moontlik beheer uitgeoefen het op die ontwikkeling van die indringingsvlak van die verwante vertakkings van die hoofplaat.
Description
Keywords
Diabase -- South Africa -- Witbank, Geology -- South Africa -- Witbank, Intrusions (Geology), Dissertation (M.Sc. (Geology))--University of the Free State, 2008