Kimberlita

Archiu:Kimberlite core sample.jpg

Kimberlita d'Ontario, Canadà.

La kimberlita és un tipo roca ígnea volcànica, potásica, coneguda perque a voltes conté diamants. Du el nom de la ciutat de Kimberley, Suràfrica, a on el descobriment d'un diamant de 83,5 quilats (16,7 g) en 1871 va donar lloc a una febra de diamants, i en el temps a l'excavació del Big Hole.

Archiu:Kimberlite picture.jpg

Image d'una roca d'kimberlita que conté diamants, procedent d'una mina d'algun lloc d'Estats Units (els diamants no són visibles)

Existix un consens de que esta roca es va formar baix la superfície de la Terra en magma fos a gran profunditat, pressió i temperatura fa més de 100 millons d'anys, a on la forma més estable per al carbono és el diamant i no el grafit. La formació es produïx a profunditats d'entre 150 i 450 quilómetros en el mant, partint de composicions del mant anormalment enriquides. Posteriorment la kimberlita va ascendir per mig de erupció ràpides i violentes, a sovint en considerable cantitat diòxit de carbono i atres components volàtils. La profunditat de fusió i generació fa a la kimberlita propensa a estajar diamants com xenolitos. Les estructures verticals per a on va eixir a la superfície reben el nom de fumerals d'kimberlita i són la font més important de diamants en l'actualitat, ya siga incrustat en esta roca o en la peridotita i lliberat en la superfície de la Terra pels agents atmosfèrics.

La kimberlita rep una gran atenció encara a pesar de la seua relativament menuda cantitat. Açò es deu principalment perque servix per a traure a la superfície de la Terra diamants, granates i peridotos del mant xenolitos. Provablement, prové de profunditats majors que qualsevol atre tipo de roca ígnea i la composició extrema del magma reflectix un baix contingut de sílice i alts nivells de oligoelementos, fan important la comprensió de la petrogénesis de la kimberlita. En este sentit, l'estudi d'kimberlita pot proporcionar informació sobre la composició del mant profunt i sobre els processos de fusió que ocorren en, o prop de, la interfase entre el cratón de la litosfera continental i l'astenosfera subjacent del mant convectivo.

Morfologia i vulcanografía

Les formacions d'kimberlita són intrusions verticals, en forma de carlota, cridades 'fumerals'. Esta forma clàssica de carlota es deu a un complex procés intrusivo del magma de la kimberlita que conté una gran proporció de CO₂ i H₂O. Açò produïx a certa profunditat una etapa d'ebullició explosiva que causa una cantitat significativa de combustió vertical (Bergman, 1987). La classificació de la kimberlita es basa en el reconeiximent de les diferents facies de la roca. Cada facies s'associen a un estil particular d'activitat magmática, és dir, cràter, diatrema i roques filonianas (Clemente i Skinner 1985, i Clemente, 1982).

La morfologia dels fumerals d'kimberlita, i la seua forma clàssica de carlota, és el resultat d'un volcanismo explosiu diatrema des de molt profundes fonts en el mant derivats. Estes explosions volcàniques produïxen columnes verticals de roca que s'eleven des de profundes cambres de magma. La morfologia dels fumerals d'kimberlita és variada, pero generalment inclou un complex de llançols dic d'tabular, sumergint verticalment els dics d'alimentació en la raïl de la canonada que s'estén fins al mant. D'1,5 a 2 km a la superfície, el magma altament pressionats esclata cap a dalt i s'expandix per a formar una diatrema de cònica a cilíndrica, que erupciona en la superfície. L'expressió en la superfície no sol ser preservat, pero sol ser similar a un volcà maar.

El diàmetro d'un fumeral d'kimberlita en la superfície és generalment d'uns pocs centenars de metros fins a un quilómetro.

Petrologia

Tant l'ubicació i l'orige dels magma d'kimberlita són debatuts. El seu enriquiment extrem i la geoquímica ha donat lloc a una gran cantitat d'especulacions sobre el seu orige, en els models de colocació de la font en el mant litosférico subcontinental (SCLM) o inclús a la profunditat de la zona de transició. El mecanisme d'enriquiment ha segut també el tema de debat, en models que inclouen la fusió parcial, l'assimilació de sediment subduccidos o derivar d'una font de magma primari.

Històricament, les kimberlita s'han subdividido en dos varietats distintes cridades 'basáltica' i 'micácea ": Basant-se principalment en observacions petrográficas (Wagner, 1914). Esta classificació va ser revisat posteriorment per Smith (1983) que va rebatejar estos divisions com a Grup I i Grup II sobre la base de les afinitats isotòpiques de les roques utilisant sistemes de Nd, Sr i Pb. Més vesprada, Mitchell (1995), va propondre que estos grups I i II kimberlita vore diferències tan distintes, que poden no ser tan estretament relacionats com es pensava. Va demostrar que les kimberlita del Grup II en realitat mostren una major afinitat en les lamproítas que en les kimberlita del Grup I. Per lo tant, es reclasificó el Grup II com a kimberlita orangeites per a evitar confusions.

Kimberlita grup I

El grup I d'kimberlita són roques ígneas potásicas, ultramáficas riques en CO₂. La composició dominant és una associació principal de minerals: olivino ric en forsterita, ilmenita de magnesi, piropo de cromo, piropo almandino, diópsido de cromo (en alguns casos subcalcic), flogopita, enstatita i cromita pobra en titani. Les kimberlita del grup I presenten una textura distintiva inequigranular causada per de macrocristales (0.5 a 10 mm) a megacristales (10-200 mm) fenocristales de olivino, piropo, diópsido de cromo, ilmenita magnesiano i flogopita, en una matriu de grans fins a mijos.

Esta matriu mineralogia, s'assembla més a la verdadera composició d'una roca ígnea, conté olivino ric en forsterita, piropo granate, diópsido ric en cromo, ilmenita rica en magnesi i espinela.

Kimberlita grup II

El grup II d'kimberlita (o orangeites) són roques ultrapotásicas i peralcalinos riques en volàtils (predominantment H₂O). La característica distintiva de les orangeites són macrocristales i microfenocristales de flogopita, junt en una matriu de micas que varien en composició de flogopita a "tetraferriphlogopite" (flogopita anormalment rica en ferro). Macrocristales de olivino i cristals primaris euhedrales reabsorbidos en una matriu de olivino és comuna pero no essencials.

Les característiques principals de la matriu són: zones de piroxenos (núcleus de diópsido vorejada per aegirina en titáneo); minerals del grup de l'espinela (magnesiano cromita de titanífero magnetita), perovskitas riques en terres rares i estronci, apatita rica en estronci; fosfat rics en terres rares (monacita, daqingshanite); minerals del grup del Barian de potassi holandita;rútil en Niobi i ilmenita en manganeso.

Minerals indicadors de la kimberlita

Les kimberlita són roques ígneas peculiars degut a que contenen una varietat d'espècies minerals en composicions químiques peculiars. Estos minerals com el richterita potásica, diópsido de cromo(un piroxeno), espinelas de cromo, ilmenita magnesiano, i els granates rics en piropo més cromo, solen estar absents en la majoria de les roques ígneas, lo que són especialment útils com a indicadors d'kimberlita.

Estos minerals indicadors generalment es busca en els sediment aluvialés actuals. La seua presència pot indicar la presència d'kimberlita dins de la conca d'erosió que va produir la torrentada.