Mineral hydration is known to result in low flotation recoveries and grades within primary platinum group element ores worldwide. This is because the phyllosilicate minerals derived from hydration reactions of silicate minerals (i) form electrostatic coatings on valuable minerals that in turn hinders collector adsorption, (ii) alter the viscosity of the slurry leading to poor gas dispersion and (iii) decrease the concentrate grade due to naturally-floating gangue. Sodium metasilicate was investigated because its dispersant, rheology modifying, and depressant properties could prove promising in combating the problems associated with these ore types. Quantitative evaluation by scanning electron microscopy (QEMSCAN) analysis revealed large quantities of serpentine and talc present within the ore sample used in this study, which led to a poor flotation response, as indicated by batch flotation tests. Using sodium metasilicate improved the recoveries and grades at high dosages (>1000 g/t). A suite of techniques was chosen to decouple sodium metasilicates' effects to answer why an improved flotation performance occurred. The zeta potential experiments indicate that improved recoveries are, in part, as a result of the reversal of serpentines surface charge, creating electrostatic repulsion between serpentine and valuable minerals which prevents the coating of valuable minerals by serpentine slimes. This corresponded with improved recoveries of a PGM proxy in the presence of serpentine slimes and a high sodium metasilicate dosage. Ore dilution and rheology tests indicate that decreased viscosity at high dosages also improved recoveries. This was supported by slower particle settling rates at high sodium metasilicate dosages during particle settling measurements. Talc micro-flotation tests revealed that the depression of talc occurred at higher sodium metasilicate dosages, which improved concentrate grade. This was supported by a QEMSCAN concentrate analysis of the sodium metasilicate batch flotation concentrates, which confirmed that talc, and other associated silicate minerals, were depressed at high sodium metasilicate dosages. The processing of near-surface altered ores is becoming an increasing problem worldwide and the use of sodium metasilicate proved valuable in mitigating the problems associated with the altered ore investigated in this study.

Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής μελετήθηκαν οι διεργασίες κοιτασματογένεσης των χρωμιτιτικών εμφανίσεων των οφιολιθικών συμπλεγμάτων του Βούρινου και της Πίνδου, σε συνδυασμό με τη συνδεόμενη με αυτές μεταλλοφορία των στοιχείων της ομάδας του λευκόχρυσου (PGE). Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε επίσης στην πετρογενετική εξέλιξη των μανδυακών ενοτήτων των δύο οφιολιθικών ακολουθιών, προκειμένου να εξαχθούν γενικότερα συμπεράσματα σχετικά με την προέλευση και τη διαμόρφωση των οφιόλιθων του ΒΑ Ελλαδικού χώρου. Γεωτεκτονικά το οφιολιθικό σύμπλεγμα του Βούρινου τοποθετείται στην Υποπελαγονική ζώνη, ενώ εκείνο της Πίνδου βρίσκεται τεκτονικά επωθημένο επί του Ηωκαινικής ηλικίας φλύσχη της ομόνυμης ισοπικής ζώνης. Αμφότερα τα συμπλέγματα θεωρείται ότι αντιπροσωπεύουν υπολείμματα του ενός ενιαίου ωκεανού, τα οποία σήμερα βρίσκονται επωθημένα επί του δυτικού περιθωρίου της Πελαγονικής μικροπλάκας. Αν και εμφανίζουν έντονα χαρακτηριστικά τεκτονικής καταπόνησης και οι δύο ακολουθίες διατηρούν όλο τους τύπους πετρολογικών ενοτήτων που συνθέτουν το φάσμα ενός πλήρως ανεπτυγμένου οφιολιθικού συμπλέγματος. Όλοι οι σχηματισμοί που μελετήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διατριβής προέρχονται από τις μανδυακές σειρές των δύο οφιολιθικών συμπλεγμάτων. Οι μανδυακοί τεκτονίτες αποτελούν τον κύριο όγκο του συμπλέγματος του Βούρινου, ενώ οι μανδυακής προέλευσης σχηματισμοί στο οφιολιθικό σύμπλεγμα της Πίνδου συνθέτουν την επονομαζόμενη ενότητα της Δραμάλας. Στον Βούρινο η δειγματοληπτική έρευνα κάλυψε τις σημαντικότερες από κοιτασματολογικής άποψης περιοχές του βόρειου και νότιου τμήματός του, ενώ στην Πίνδο δείγματα συλλέχθηκαν από τα κεντρικά και νότια τμήματα της όλης ενότητας της Δραμάλας, καθώς και από μανδυακής προέλευσης, ευμεγέθη, εξωτικά τεμάχη εντός της ενότητας της Αβδέλλας mélange. Η υπαίθρια μελέτη των μανδυακών ενοτήτων και στα δύο συμπλέγματα οδήγησε στις ακόλουθες διαπιστώσεις: α) το βόρειο τμήμα του οφιολιθικού συμπλέγματος του Βούρινου εμφανίζει σαφώς εντονότερα χαρακτηριστικά πλαστικής παραμόρφωσης σε σχέση με το νότιο, στο οποίο επικρατούν χαρακτήρες εύθραυστης-ημιπλαστικής παραμόρφωσης. Μια ανάλογη διάκριση, ασθενέστερα ωστόσο εκπεφρασμένη, θα μπορούσε να ειπωθεί πως ισχύει και όσον αφορά στην διάρθρωση των περιοχών Μηλιάς-Πεύκης, αντίστοιχα, στην Πίνδο. β) Η στατιστική ανάλυση των κινηματικών δεικτών συμφωνεί με μια προς τα ΒΑ διεύθυνση επώθησης για τον βόρειο Βούρινο και τη Μηλιά και με μια ΝΑ διεύθυνση τοποθέτησης για τον νότιο Βούρινο και το υπερβασικό τέμαχος της Πεύκης. γ) Οι χρωμιτιτικές εμφανίσεις φιλοξενούνται από δουνίτες και συγκεκριμένα στην πλειονότητα των θέσεων που παρατηρείται η ανάπτυξη χρωμιτικής μεταλλοφορίας το συνοδό είδος περιδοτίτη είναι ο λεπτοκρυσταλλικός δουνίτης (υγιής ή σερπεντινιωμένος). Πέρα από την σε όρους κοκκομετρικού μεγέθους διαφορά του σε σχέση με τον αντίστοιχο αδροκρυσταλλικό λιθότυπο, μια επιπλέον διαφοροποίησή του από αυτόν είναι η έλλειψη φολιωμένης δομής στον πρώτο. δ) Οι χρωμιτίτες του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς είναι συνήθως θυλακοειδούς μορφής, ασύμφωνα-παρασύμφωνα ανεπτυγμένοι σε σχέση με τους πιο άμεσους προς αυτούς αδροκρυσταλλικούς δουνιτικούς-χαρτσβουργιτικούς περιδοτίτες, ενώ τα χρωμιτικά κοιτάσματα του νότιου Βούρινου και της Πεύκης ακολουθούν στρωματοειδή, σύμφωνη-παρασύμφωνη δομική ανάπτυξη. ε) Οι χρωμιτίτες και των δύο συμπλεγμάτων εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία ιστολογικής ανάπτυξης, ωστόσο διαπιστώθηκε μια συστηματική διαφοροποίηση όσον αφορά στο κύριο τύπο ιστού της κάθε χρωμιτικής μεταλλοφορίας. Έτσι στους χρωμιτίτες του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς επικρατεί ο συμπαγής και ο ιστός τύπου λεοπαρδάλεως, ενώ στους χρωμιτίτες του νότιου Βούρινου και της Πεύκης το επικρατέστερο είδος είναι ο ιστός κατά πλάκες. στ) Στο νότιο Βούρινο και στην Πεύκη παρατηρούνται συχνά εναλλασσόμενοι χαρτσβουργιτικοί-δουνιτικοί "πάγκοι", ενδεικτικοί μιας στρωματομένης κατάστασης του υπολειμματικού τμήματος του μανδύα που εκτίθεται επί των συγκεκριμένων περιοχών. Επίσης, ο αριθμός των πυροξενιτικών (ροδινγκιτιωμένων και μη) φλεβών είναι υψηλότερος στις περιοχές αυτές σε σχέση με εκείνων του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων οι φλέβες διατέμνουν τα κοιτάσματα χρωμίτη, στοιχείο που υποδεικνύει ότι δεν συνδέονται γενετικά μαζί τους, με μόνη εξαίρεση μια χρωμιτική εμφάνιση που φιλοξενείται σε πυροξενιτική φλέβα στην περιοχή της Πεύκης. ζ) Πάντα κοντά στις περιοχές εμφάνισης των κοιτασμάτων η τυπική λιθολογική διαδοχή προς αυτά είναι η: ±κλινοπυροξενομιγής χαρτσβουργίτης-κανονικός χαρτσβουργίτης-μεταβατικός χαρτσβουργίτης-αδροκρυσταλλικός δουνίτης-λεπτοκρυσταλλικός δουνίτης-χρωμιτίτης. Η οποιαδήποτε απόκλιση από την γενική αυτή διαδοχή είναι σπάνια, ακόμη και σε περιπτώσεις μικρών χρωμιτικών φακών. η) Η συχνή παγίδευση χαρτσβουργιτικών τεμαχών εντός αδροκρυσταλλικών δουνιτών υποδηλώνει την προέλευση των τελευταίων από τους πρώτους, ωστόσο περιπτώσεις αντικατάστασης φολιωμένων χαρτσβουργιτών από λεπτοκρυσταλλικούς δουνίτες υποδεικνύουν ότι κάποιοι λιθότυποι δεν έχουν, όπως αναμένεται, υπολειμματική προέλευση. θ) Η παρουσία κλινοπυροξενομιγών χαρτσβουργιτών είναι πιο συστηματική στην Πίνδο, ενώ στον Βούρινο απαντώνται πιο συχνά στείροι λεπτοκρυσταλλικοί δουνίτες κυρίως υπό τη μορφή φλεβών, πάγκων ή φακών. ι) Το χρωμιτικό κοίτασμα του Κορυδαλλού φιλοξενείται μέσα σε ένα εξωτικό, δουνιτικό τέμαχος, το οποίο περιέχεται εντός της οφιολιθικής mélange της ενότητας της Αβδέλλας που αναπτύσσεται στη συγκεκριμένη περιοχή. Τέλος, η συνολική αξιολόγηση όλων των διαθέσιμων γεωλογικών, ορυκτοχημικών, πετρολογικών και κοιτασματολογικών στοιχείων, υποδηλώνει ότι οι μανδυακές ενότητες και των δύο ακολουθιών γεννήθηκαν σε ένα κέντρο ώριμης διάνοιξης (MOR) και στη συνέχεια αναδιαμορφώθηκαν ως τμήματα ενός περιθωρίου πάνω από μια ζώνη καταβύθισης (SSZ). Η μετάβαση από τον Βούρινο στη Μηλιά και την Πεύκη και εν τέλει στον Κορυδαλλό πιθανά ισοδυναμεί με τη μετάβαση από το περιβάλλον μιας λεκάνης μπροστά από νησιωτικό τόξο στο (χώρο κάτω από το) ίδιο το τόξο και τέλος σε μια μικρών διαστάσεων περιθωρειακή λεκάνη πίσω από αυτό. / In the present thesis the processes of the genesis of the chomitite occurrences of the Vourinos and Pindos ophiolite complexes combined with their content in platinum group elements are studied. Special attention is given to the petrogenetic evolution of the mantle units of both ophiolite sequences in an attempt to understand better the origin and the formation of the ophiolites of the NW Greek area. In geotectonic terms the ophiolite complex of Vourinos belongs to the Ypopelagonic isopic zone, while the Pindos ophiolites are tectonically thrusted onto the Eocenic flysch of the Pindos zone. Both complexes are considered as remnants of a certain ocean, which today are found tectonically thrusted over the west margin of the Pelagonic micro-plate. Beyond the fact that both complexes show characteristics of intense tectonic deformation, they do preserve all the types of the petrologic sequences that compose a complete ophiolite complex. All the formations that have been studied in the present thesis are coming from the mantle units of both complexes. The main part of the Vourinos ophiolite complex is composed of mantle tectonites, while the mantle formations in the Pindos ophiolite complex compose the so-called Dramala unit. In the Vourinos complex the sampling covered the most important ore hosting areas of its northern and southern part, while in the Pindos complex several samples were taken from the central-southern parts of the Dramala unit and from exotic blocks of mantle origin of the Avdella mélange unit. The field investigation in both complexes has led to the following conlusions: a) The northern part of the Vourinos ophiolite complex shows clearly more characteristics of plastic deformation compared to its southern part in which characteristics of brittle to semi-plastic deformation prevail. A similar, but not so well-expressed discrimination can be made as far as concerns the structure of the areas of Milia and Pefki in the Pindos complex. b) The statistical analysis of several motional indicators shows a NE thrust direction for the northern sector of the Vourinos complex and the area of Milia and a SE direction of motion for southern Vourinos and Pefki. c) The chromitites are hosted in dunites and in the majority of the chromitite occurrences the accompanying rock-type is thin-grained dunite (serpentinised or not). In contrast to coarse-grained dunite the thin-grained variety of dunite is not foliated. d) The chromitites of northern Vourinos and Milia are usually of podiform type, discordantly to sub-concordantly developed to their neighbouring thick-grained dunitic to harzburgitic peridotites. The chromite ores of southern Vourinos and Pefki are stratiform, having a concordant to sub-concordant structure. e) Chromitites of both complexes show a great variety of chromite textures, although in each deposit a certain type of texture predominates. In northern Vourinos and Milia the dominant textural type is massive and leopard chromitite, while in southern Vourinos and Pefki the most common texture in chromitite is schlieren. f) In southern Vourinos and Pefki are commonly observed interlayered bodies of harzburgite and dunite, which are indicative of a stratified structure of the residual mantle superimposed on these areas. The number of the pyroxenite dykes (rodingitised or not) is higher in these areas compared to those in northern Vourinos and Milia. In their vast majority these dykes cut chromitite bodies, which indicates that they are not genetically related to the ores, except for one case of a chromitite that is hosted in a pyroxenite dyke in the northern part of the area of Pefki. g) Always in the vicinity of the chromitites the lithology follows the sequence: ±Clinopyroxene-bearing harzburgite, normal harzburgite, transitional harzburgite, coarse-grained dunite, thin-grained dunite, chromitite. A different lithological transition is quite unusual. h) The common entrapment of harzburgite blocks in dunites indicates that the latter comes from the former, although replacements of foliated harzburgites from thin-grained dunite that show no mark of foliation supports the fact that some rocks may not be simply of residual origin. I) The presence of clinopyroxene-bearing harzburgites is more common in the Pindos ophiolite complex, while in the Vourinos ophiolite complex bodies of thin-grained dunite in the form of dykes, layers or lenses are more commonly observed. Finally, taking into account all the available geological, mineral chemistry and petrological data, it can be said that the mantle units of both complexes have been initially formed in a mid-ocean ridge and then have been furtherly affected by the processes that take place in the mantle wedge above a SSZ. Thus the transition from Vourinos to Milia and Pefki and then to Korydallos is obviously equivalent to the "passage" from a fore arc basin to the arc and finally to a small back arc basin.

M.Sc. / This study focuses on the Merensky Reef (MR) occurring within the Two Rivers Platinum mine property in the farm Dwarsriver 372 KT, on the Southern sector of the Eastern Limb of the Bushveld Complex. Five MR exploratory drill core intersections were obtained. Petrographic and mineral chemical characteristics of these drill core samples focused on the characterization of minerals like clinopyroxene, orthopyroxene, plagioclase, chromite and olivine. Data of the cryptic variation of orthopyroxene, plagioclase and chromite, from a 10 m interval (approximate thickness of the section studied); from footwall through the MR to the hangingwall lithologies at Dwarsriver are described in this study. Locally the vertical cryptic variation of these minerals is broadly consistent with regional trends of the RLS. The lateral variation (i.e. along strike) is less pronounced; however, locally these minerals appear to be chemically evolving moving to the south of the property. Footwall orthopyroxene compositions vary from a minimum of En66 and reach a maximum of En84. Those of the MR range from En71 to En85. Hangingwall orthopyroxene compositions range from En60 and reach a maximum of En80. Plagioclase compositions in the footwall units range from a minimum of An69 and reach a maximum of An85. Those of the MR range from a minimum of An35 to a maximum of An84. This wide range in plagioclase compositions is believed to be as a result of the increased presence of fluids within the MR interval. The hangingwall plagioclase compositions range from An64 to An84. By analogy of the Western Limb, where the lithologies of the Northwestern sector are believed to be proximal to the feeder of this limb; the local lateral variation in the present study suggests that the lithologies of either the Central or Western sectors are most probably proximal to the feeder for the Eastern Limb. PGM assemblages associated with and adjacent to the MR chromitite stringers were evaluated using an MLA. Data obtained from this technique is in broad agreement with regional studies of the MR. With the aid of wholerock PGE assays the MLA technique has proven to be a powerful tool in evaluating PGM assemblages relatively quickly, from a few carefully selected samples. The mineralogical associations of the PGM with the gangue and host minerals have shown three main associations. These are the associations of chromite, BMS and silicates with the PGM, of which the base metal sulfide (BMS) association is remarkable given that these have a relatively low modal abundance. The relatively high mineralogical association of the BMS with PGM has been explained by a model involving a base metal sulfide liquid which possibly scavenged chalcophile and siderophile elements. Chromite chemistry and modal analyses of MR secondary silicate phases, which peak adjacent to the chromitite stringers, suggests elevated fluid overprinting within and adjacent to the chromitite stringers. The upper chromitite stringers, however, have higher abundances of PGM phases that are believed to be secondary in origin relative to the basal chromitite stringers. Generally the PGM associated with the upper chromitite stringers are also bigger in size averaging 70 μm as opposed to 27 μm for those associated with the basal chromitite stringers. The increase in grain size of the PGM along with the higher modal abundance of secondary PGM phases associated with the upper stringers is believed to be as a result of fluids. These fluids although affecting both the upper and basal chromitite stringers, appear to have had a relatively higher influence on the upper chromitite stringers. The most common PGMs encountered in this study are isoferroplatinum, sperrylite, michenerite, maslovite, cooperite, laurite and braggite.

Ni-laterites have the potential to become unconventional ore deposits for platinum group elements (PGE). This study was conducted to determine enrichment trends of PGE as a result of the Ni-laterization process. 6 samples were selected by mine workers from the protolith, saprolite, and limonite horizons of the Ni-laterite profile from the Acoje ophiolite block, Luzon, Philippines, and sent to Luleå University of Technology (LTU). 2 samples representing the protolith are described as dunite having undergone serpentinization, 1 sample is a massive chromitite from the saprolite layer of the laterite profile, 1 sample is a massive chromitite from the limonite layer of the laterite profile, and 2 samples are limonitic soils. Total PGE contents of the investigated Acoje samples range from 161-1180 ppb with the highest contents of PGE occurring in the limonite hosted chromitite, and the lowest contents in the saprolite hosted chromitite. C1 chondrite-normalized patterns reveal distinct trends of the PGE in the different sample types: dunite samples have a positive trend from Ir-Pd, the chromitite samples have a negative trend from Ru-Pd with a negative Ir anomaly and the limonite samples have a strong positive trend from Ir-Pd. Rare earth elements (REE) chondrite-normalized patterns of the samples show a negative Ce anomaly in the limonite while the dunite and saprolite-hosted chromitite have negative Eu anomalies. Cr# (Cr/[Al+Cr]) and Mg# (Mg/[Fe2++Mg]) were analyzed using automated mineralogy and produced Cr# values ranging from 0.67 – 0.77 and Mg# values from 0.46 – 0.59.  17 platinum group minerals (PGM) were identified from the Acoje samples: 9 from the dunite, 1 from the saprolite-hosted chromitite, 6 from the limonite-hosted chromitite and 1 from the limonite. Laurite ((Ru,Os)S2) was identified in samples A-02 and A-07 and is the only primary mineral identified. Secondary PGM, thought to have formed due to alteration processes during serpentinization, were identified as alloys composed of: Cu-Pd, Cu-Pt, Pt-Ni-Cu, Pt-Fe, Ir-Ni-(Pt,Fe), and Cu-Pt-Au-(Pd-Ag). PGM are small, measuring consistently <10 µm in diameter. Laurite occurs as inclusions in unfractured chromite. PGM alloys in the dunite samples occur along the boundary of sulfide minerals or within serpentine. PGM identified in the limonite-hosted chromitite occur along interstitial fractures within chromitite or in a Fe-Al oxide matrix within pore spaces.