Kimberlita

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La kimberlita es una roca ígnea que fuente principal de diamantes. La kimberlita es una variedad de peridotita. Es rica en contenido de minerales de mica y a menudo en forma de cristales de flogopita. Otros minerales abundantes son el cromo-diopsido, el olivino y el granate rico en cromo y piropo. La kimberlita se encuentra normalmente en tubos, estructuras con bordes verticales de sección transversal aproximadamente circular. La roca puede haber sido inyectada en las zonas de debilidad del manto. Partes de las rocas del manto suelen salir a la superficie en las kimberlitas, lo que las convierte en una valiosa fuente de información sobre el mundo interior.

A pesar de su relativa rareza, la kimberlita ha atraído la atención porque sirve como portadora de diamantes y xenolitos de granate peridotitemantle a la superficie de la Tierra. Su probable procedencia de profundidades mayores que las de cualquier otro tipo de roca ígnea, y la extrema composición magmática que refleja en términos de bajo contenido en sílice y altos niveles de enriquecimiento en elementos traza incompatibles, hacen que la comprensión de la petrogénesis de la kimberlita sea importante. En este sentido, el estudio de la kimberlita tiene el potencial de proporcionar información sobre la composición del manto profundo y los procesos de fusión que ocurren en o cerca de la interfaz entre la litosfera continental cratónica y el manto astenosférico convectivo subyacente.

Nombre de origen: La kimberlita de roca recibió su nombre de Kimberley, Sudáfrica, donde fue reconocida por primera vez. Los diamantes de Kimberley se encontraron originalmente en la kimberlita erosionada, que estaba coloreada de amarillo por la limonita, y por lo tanto se llamó tierra amarilla.Los trabajos más profundos produjeron roca menos alterada, kimberlita serpentinizada, que los mineros llaman tierra azul.

Clasificación de la kimberlita

Basado en estudios sobre un gran número de depósitos de kimberlita, los geólogos dividieron las kimberlitas en 3 unidades separadas basadas en su morfología y petrología.

Estas unidades son:

1. Kimberlita de Facies de Cráter
2. Kimberlita de Facies de Diatrema
3. Kimberlita de Facies Hipabisales

1) Kimberlita de Facies de Cráter

La morfología superficial de una kimberlita no meteorizada se caracteriza por un cráter de hasta 2 kilómetros de diámetro, cuyo fondo puede estar a varios cientos de metros por debajo del nivel del suelo. El cráter suele ser más profundo en su parte central. Alrededor del cráter hay un anillo de toba que es relativamente pequeño, generalmente menos de 30 metros, en comparación con el diámetro del cráter. En la kimberlita de facies de cráter se encuentran dos categorías de rocas: las piroclásticas, depositadas por fuerzas eruptivas; y las epiclásticas, que son rocas reelaboradas por el agua.

2) Kimberlita de facies de diatrema

Las diatremas de kimberlita son cuerpos de 1 a 2 kilómetros de profundidad, generalmente con forma de zanahoria, que son circulares a elípticas en la superficie y se estrechan con la profundidad. El buzamiento de contacto con las rocas huésped suele ser de 80-85 grados. La zona se caracteriza por material kimberlítico volcanoclástico fragmentado y xenolitos arrancados de varios niveles de la corteza terrestre durante el viaje de las kimberlitas a la superficie. Algunas características de textura de la kimberlita de facies diatrema:

3) Kimberlita de facies hipabisal

Estas rocas se forman por la cristalización de magma kimberlítico caliente y rico en volátiles. Generalmente, carecen de rasgos de fragmentación y parecen ígneas. Algunos rasgos de textura: Segregaciones de calcita-serpentina en la matriz; Segregaciones globulares de kimberlita en una matriz rica en carbonatos; Los fragmentos de roca han sido metamorfoseados o muestran una zonificación concéntrica; La textura inequigranular crea una textura pseudoporfírica.

El carbono y la kimberlita

El carbono es uno de los elementos más comunes en el mundo y es uno de los cuatro esenciales para la existencia de la vida. Los seres humanos tienen más de un 18% de carbono. El aire que respiramos contiene trazas de carbono. Cuando se encuentra en la naturaleza, el carbono existe en tres formas básicas:

Diamante – un cristal transparente extremadamente duro

Los diamantes se forman a unas 100 millas (161 km) por debajo de la superficie de la Tierra, en la roca fundida del manto terrestre, que proporciona las cantidades adecuadas de presión y calor para transformar el carbono en diamante. Para crear un diamante, el carbono debe estar sometido a una presión de al menos 435.113 libras por pulgada cuadrada (psi o 30 kilobares) y a una temperatura de al menos 752 grados Fahrenheit (400 Celsius). Si las condiciones descienden por debajo de cualquiera de estos dos puntos, se creará grafito. A profundidades de 150 km o más, la presión alcanza los 50 kilobares (725.189 psi) y el calor puede superar los 1.200 C (2.192 F). La mayoría de los diamantes que vemos hoy en día se formaron hace millones (si no miles de millones) de años. Poderosas erupciones de magma llevaron los diamantes a la superficie, creando tubos de kimberlita.

Los tubos de kimberlita se crean cuando el magma fluye a través de fracturas profundas en la Tierra. El magma dentro de los tubos de kimberlita actúa como un ascensor, empujando los diamantes y otras rocas y minerales a través del manto y la corteza en tan sólo unas horas. Estas erupciones eran cortas, pero mucho más potentes que las erupciones volcánicas actuales. El magma de estas erupciones se originó a una profundidad tres veces mayor que la fuente de magma de volcanes como el Monte Santa Helena, según el Museo Americano de Historia Natural.

El magma acabó enfriándose en el interior de estos tubos de kimberlita, dejando vetas cónicas de roca de kimberlita que contienen diamantes.La kimberlita es una roca azulada que los mineros de diamantes buscan para encontrar nuevos depósitos de diamantes. La superficie de los tubos de kimberlita que contienen diamantes oscila entre 2 y 146 hectáreas.

También se pueden encontrar diamantes en los lechos de los ríos, que se denominan yacimientos de diamantes aluviales. Se trata de diamantes que se originan en tubos de kimberlita, pero que se mueven por la actividad geológica. Los glaciares y el agua también pueden desplazar diamantes a miles de kilómetros de su ubicación original. Hoy en día, la mayoría de los diamantes se encuentran en Australia, Borneo, Brasil, Rusia y varios países africanos, incluyendo Sudáfrica y Zaire.

Modelos de emplazamiento de kimberlita

Mitchell (1986) considera varias teorías y presenta una crítica más completa de cada teoría de emplazamiento.

1. Teoría del vulcanismo explosivo
2. Teoría magmática (fluidización)
3. Teoría hidrovolcánica

1. Teoría del vulcanismo explosivo

Esta teoría implica la acumulación de magma kimberlítico a poca profundidad y la subsiguiente acumulación de volátiles. Cuando la presión dentro de esta bolsa, denominada cámara intermedia, es suficiente para superar la carga de las rocas superiores, se produce una erupción. Se creía que el epicentro de la erupción se encontraba en el contacto de la facies de diatrema.

A través de una extensa explotación minera está claro que esta teoría es insostenible. No se ha encontrado ninguna cámara intermedia en profundidad.

2. Teoría magmática

El proponente original de esta teoría fue Dowson (1971). Posteriormente fue desarrollada por Clement (1982) y es impulsada por Field y ScottSmith (1999)

El magma de la kimberlita se eleva desde la profundidad con diferentes pulsos de construcción denominados «tubos embrionarios». La superficie no se rompe y los volátiles no escapan En algún momento los tubos embrionarios alcanzan una profundidad suficiente. La presión de los volátiles es capaz de superar la carga de las rocas superpuestas. A medida que los volátiles van escapando, se produce un breve período de fluidificación. Se cree que la fluidización es de corta duración ya que los fragmentos suelen ser angulares.

3. Teoría hidrovolcánica

El principal defensor de esta teoría es Lorenz (1999).Los magmas de kimberlitas surgen desde la profundidad a través de estrechas fisuras de 1m de espesor. El magma de las kimberlitas se concentra a lo largo de fallas estructurales que actúan como focos de agua o la brechificación resultante debido a la exsolución volátil de las kimberlitas ascendentes puede actuar como foco de agua. La roca brechada se recarga con agua subterránea. Otro pulso de magma de kimberlita sigue la debilidad estructural de la roca hasta la superficie y de nuevo entra en contacto con el agua produciendo otra explosión.

Geoquímica de la kimberlita

La geoquímica de las kimberlitas se define por los siguientes parámetros:

ultramáfica, MgO >12% y generalmente >15%;

ultrapotásica, K2O/Al2O3 molar >3;

niño casi primitivo (>400 ppm), Cr (>1000 ppm), Co(>150 ppm);

enriquecimiento en ERE;

enriquecimiento moderado a alto de elementos litófilos de iones grandes (LILE), ΣLILE = >1.000 ppm;

alto H2O y CO2.

Composición de las kimberlitas

Tanto la localización como el origen de los magmas kimberlíticos son objeto de controversia. Su extremo enriquecimiento y su geoquímica han dado lugar a una gran cantidad de especulaciones sobre su origen, con modelos que sitúan su fuente en el manto litosférico subcontinental (SCLM) o incluso tan profundo como la zona de transición. El mecanismo de enriquecimiento también ha sido objeto de interés, con modelos que incluyen la fusión parcial, la asimilación de sedimentos subducidos o la derivación de una fuente de magma primario.

Históricamente, las kimberlitas se han clasificado en dos variedades diferentes, denominadas «basálticas» y «micáceas», sobre la base de observaciones petrográficas. Esto fue revisado posteriormente por CB Smith, que renombró el «grupo I» y el «grupo II» de estos grupos basándose en las afinidades isotópicas de estas rocas utilizando los sistemas Nd, Sr y Pb. Roger Mitchelllater sugirió la visualización de estas kimberlitas del grupo I y II. Estas diferencias obvias pueden no estar tan estrechamente relacionadas como se pensaba. II. Los grupos mostraron que las kimberlitas mostraban más tendencia a las lampolinas que el grupo I. Por lo tanto, el grupo II reclasificó las kimberlitas como naranjas para evitar confusiones.

Las kimberlitas del grupo I

Las kimberlitas del grupo I son rocas potásicas ultramáficas ricas en CO2 dominadas por olivino forsterítico primario y minerales de carbonato, con un conjunto de minerales traza de ilmenita magnésica, piropo de cromo, piropo de almandino, diópsido de cromo (en algunos casos subcálcico), flogopita, enstatita y de cromita pobre en Ti. Las kimberlitas del Grupo I presentan una textura distintiva de tipo trigranular causada por fenocristales macrocristales (0,5-10 mm o 0,020-0,394 pulg.) o megacristales (10-200 mm o 0,39-7,87 pulg.) de olivino, piropo, diópsido de cromo, ilmenita magnésica y flogopita, en una masa base de grano fino o medio.

Lamproitas de olivino

Las lamproitas de olivino se denominaban anteriormente grupo IIkimberlita o naranjita en respuesta a la creencia errónea de que sólo se daban en Sudáfrica. Sin embargo, su presencia y petrología son idénticas en todo el mundo y no deben ser denominadas erróneamente como kimberlita.Las lamproitas de olivino son rocas peralcalinas ultrapotásicas ricas en volátiles (dominantementeH2O). La característica distintiva de las lamproitas de olivino son los macrocristales y microfenocristales de flogopita, junto con las micas de la masa base que varían en su incomposición desde la flogopita hasta la «tetraferriflogopita» (flogopita anómalamente pobre en Al que requiere Fe para entrar en el sitio tetraédrico). Los macrocristales de olivino reabsorbidos y los cristales primarios euhedrales de olivino en masa son componentes comunes pero no esenciales.

Minerales indicadores kimberlíticos

Las kimberlitas son rocas ígneas peculiares porque contienen una variedad de especies minerales con composiciones químicas que indican que se formaron bajo alta presión y temperatura dentro del manto. Estos minerales, como el diópsido de cromo (un piroxeno), las espinelas de cromo, la ilmenita magnésica y los granates piropos ricos en cromo, suelen estar ausentes en la mayoría de las demás rocas ígneas, lo que los hace especialmente útiles como indicadores de las kimberlitas.

Importancia económica de la kimberlita

Las kimberlitas son la fuente de diamantes más importante del mundo. Se han descubierto unos 6.400 tubos de kimberlita en el mundo, de los cuales unos 900 se han clasificado como diamantíferos, y de ellos poco más de 30 han sido lo suficientemente económicos como para extraer diamantes.

Los yacimientos de Kimberley, en Sudáfrica, fueron los primeros en ser reconocidos y de ahí su nombre. Los diamantes de Kimberley se encontraban originalmente en kimberlita erosionada, de color amarillo por la limonita, por lo que se llamaba «tierra amarilla». En los trabajos más profundos se encontró roca menos alterada, kimberlita serpentinizada, que los mineros llaman «tierra azul».

La tierra azul y la amarilla fueron ambas prolíficas productoras dediamantes. Una vez agotado el suelo amarillo, los mineros de finales del siglo XIX cortaron accidentalmente el suelo azul y encontraron diamantes de calidad gema en cantidad. La importancia económica de la época fue tal que, con la avalancha de diamantes encontrados, los mineros se rebajaron los precios unos a otros y acabaron reduciendo el valor de los diamantes hasta su coste en poco tiempo.

Formación de kimberlitas

El consenso general es que las kimberlitas se forman en lo más profundo del manto, a profundidades de entre 150 y 450 kilómetros, a partir de composiciones exóticas del manto anómalamente enriquecidas. Su erupción es rápida y violenta, a menudo con la liberación de cantidades considerables de dióxido de carbono (CO2) y componentes volátiles. Las violentas explosiones producen columnas verticales de roca -tubos volcánicos o tubos de kimberlita- que se elevan desde los depósitos de magma.La profundidad de la fusión y el proceso de generación hacen que las kimberlitas sean propensas a albergar xenocristales de diamante.

La morfología de los tubos de kimberlita es variada, pero generalmente incluye un complejo de diques laminares de alimentación de inmersión vertical en la raíz del tubo, que se extiende hasta el manto. A 1,5-2 kilómetros(km) de la superficie, a medida que el magma explota hacia arriba, se expande para formar una zona cónica a cilíndrica llamada diatrema, que entra en erupción en la superficie.

La expresión de la superficie rara vez se conserva, pero suele ser similar a la de un volcán maar. El diámetro de un tubo de kimberlita en la superficie suele ser de unos cientos de metros a un kilómetro.

Se cree que muchos tubos de kimberlita se formaron hace unos 70 a 150 millones de años, pero en el sur de África hay varios que se formaron hace entre 60 y 1.600 millones de años (Mitchell, 1995, p. 16).

Conclusión

• Los magmas de kimberlita son ricos en dióxido de carbono y agua, lo que hace que el magma pase rápida y violentamente al manto.
• La kimberlita es una roca ultramáficia potásica rica en gas.
• Auistralia es actualmente el mayor productor mundial de diamantes son de baja calidad y se utilizan para fines industriales.
• La facies de cráter de kimnerlita se reconoce por rasgos sedimentarios.
• La facies de diatrema se reconoce por pelletallapilli.
• La facies hipabisal se reconoce comúnmente por la textura de segregación y la presencia de abundante cancita.

• Bonewitz, R. (2012). Rocas y minerales. 2nd ed.London: DK Publishing.
• Kurszlaukis, S., & Fulop, A. (2013). Factorscontrolling the internal facies architecture of maar-diatreme volcanoes.Bulletin of Volcanology, 75(11), 761.
• Wikipedia contributors. (2019, 14 de febrero).Kimberlita. En Wikipedia, La enciclopedia libre. Recuperado a las 16:10, 11 de mayo de 2019,de https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kimberlite&oldid=883239063