Kimberlit

• 

• 

Kimberlit jest skałą iglastą, która jest głównym źródłem diamentów. Kimberlit jest odmianą perydotytu. Jest bogaty w zawartość minerałów miki i często w postaci kryształów flogopitu. Inne zawarte w nim minerały to chrom-diopsyd, oliwin, granat bogaty w chrom i piropa. Kimberlit występuje zazwyczaj w rurach – strukturach o pionowych krawędziach, które w przekroju poprzecznym są z grubsza okrągłe. Skała ta mogła zostać wtłoczona w miejsca słabych punktów płaszcza. Części skał płaszcza są często wydobywane na powierzchnię w kimberlitach, co czyni je cennym źródłem informacji o świecie wewnętrznym.

Despite its relative rarity, kimberlite has attractedattention because it serves as a carrier of diamonds and garnet peridotitemantle xenoliths to the Earth’s surface. Jego prawdopodobne pochodzenie z głębokości większych niż jakikolwiek inny typ skał iglastych oraz ekstremalny skład magmy, który odzwierciedla się w niskiej zawartości krzemionki i wysokim poziomie wzbogacenia pierwiastkami niekompatybilnymi sprawiają, że zrozumienie petrogenezy kimberlitu jest bardzo ważne. W tym względzie, badania kimberlitu ma potencjał, aby dostarczyć informacji na temat składu głębokiego płaszcza i procesów topnienia zachodzących w lub w pobliżu interfejsu między kontynentalnej litosfery krateronicznej i leżącego pod nią konwekcyjnego płaszcza astenosfery.

Pochodzenie nazwy: Therock kimberlite został nazwany po Kimberley, Republika Południowej Afryki, gdzie to było firstrecognized. Diamenty z Kimberley zostały pierwotnie znalezione w zwietrzałym kimberlicie, który był zabarwiony na żółto przez limonit i dlatego został nazwany żółtą ziemią. Głębsze wyrobiska produkowały mniej zmienioną skałę, serpentynizowany kimberlit, który górnicy nazywają niebieską ziemią.

Klasyfikacja kimberlitów

Na podstawie badań dużej liczby złóż kimberlitów, geolodzy podzielili kimberlity na 3 oddzielne jednostki na podstawie ich morfologii i petrologii.

Jednostki te to:

1. Crater Facies Kimberlite
2. Diatreme Facies Kimberlite
3. Hypabyssal Facies Kimberlite

1) Crater Facies Kimberlite

Morfologia powierzchni niezwietrzałego kimberlitu jestcharakteryzowana przez krater, o średnicy do 2 kilometrów, którego dno może znajdować się kilkaset metrów poniżej poziomu gruntu. Krater jest zazwyczaj najgłębszy w środku. Wokół krateru znajduje się pierścień tufowy, który w porównaniu ze średnicą krateru jest stosunkowo niewielki, zwykle mniejszy niż 30 metrów. W kimberlitycznych facies krateru występują dwie główne kategorie skał: piroklastyczne, osadzone przez siły erupcyjne i epiklastyczne, które są skałami przerobionymi przez wodę.

2) Kimberlity diatremowe

Kimberlity diatremowe to ciała o głębokości 1-2 kilometrów, generalnie w kształcie marchewki, które są okrągłe do eliptycznych na powierzchni i zwężają się w głąb. Kontakt dipowy ze skałami macierzystymi wynosi zwykle 80-85 stopni. Strefa ta charakteryzuje się rozdrobnionym wulkanoklastycznym materiałem kimberlitowym oraz ksenolitami wydobytymi z różnych poziomów skorupy ziemskiej podczas wędrówki kimberlitów na powierzchnię. Niektóre cechy teksturalne Kimberlitów z facjami Diatreme:

3) Kimberlity z facjami Hypabyssal

Skały te powstają w wyniku krystalizacji gorącej, bogatej w substancje lotne magmy kimberlitowej. Na ogół brak w nich cech fragmentacji i sprawiają wrażenie iglastych. Niektóre cechy teksturalne: Calcite-serpentine segregations inmatrix; Globular segregations of kimberlite in a carbonate-rich matrix; Rockfragments have been metamorphosed or exhibit concentric zoning; Inequigranulartexture creates a pseudoporphyritic texture.

Carbon and Kimberlite

Carbon is one of the most common elements in the world andis one of the four essentials for the existence of life. Ludzie są więcej niż 18 procent węgla. Powietrze, którym oddychamy zawiera śladowe ilości węgla. Występując w przyrodzie, węgiel występuje w trzech podstawowych formach:

Diament – niezwykle twardy, przezroczysty kryształ

Diamenty powstają około 100 mil (161 km) pod powierzchnią Ziemi, w stopionej skale płaszcza Ziemi, która zapewnia odpowiednią ilość ciśnienia i ciepła do przekształcenia węgla w diament. In order for adiamond to be created, carbon must be placed under at least 435,113 pounds persquare inch (psi or 30 kilobars) of pressure at a temperature of at least 752degrees Fahrenheit (400 Celsius). Jeśli warunki spadną poniżej któregoś z tych dwóch punktów, powstanie grafit. Na głębokości 93 mil (150 km) lub więcej, ciśnienie wzrasta do około 725,189 psi (50 kilobarów) i ciepło może przekroczyć 2,192 F (1,200 C). Większość diamentów, które widzimy dzisiaj zostały utworzone miliony (jeśli niebillions) lat temu. Powerful magma erupcje przyniósł diamenty dosurface, tworząc kimberlite pipes.

Kimberlite rury są tworzone jako magmy przepływu przez deepfractures w Ziemi. Magma wewnątrz rur kimberlite działa jak anelevator, popychając diamenty i inne skały i minerały przez płaszcz i skorupę w ciągu zaledwie kilku godzin. Erupcje te były krótkie, ale wielokrotnie silniejsze niż dzisiejsze erupcje wulkaniczne. Magma w theseeruptions pochodzi z głębokości trzy razy głębiej niż źródło magmy dla wulkanów, takich jak Mount St. Helens, według American Museum of NaturalHistory.

The magmy ostatecznie schłodzone wewnątrz tych rur kimberlite, pozostawiając za stożkowe żyły kimberlite skały, które zawierają diamonds.Kimberlite jest niebieskawy rock, że górnicy diamentów szukać podczas poszukiwania newdiamond depozytów. Powierzchnia diamentonośnych rur kimberlitowych waha się od 2 do 146 hektarów (5 do 361 akrów).

Diamenty mogą być również znalezione w korytach rzek, które są nazywanealluvial diament sites. Są to diamenty, które pochodzą z rur kimberlitowych, ale zostają przeniesione przez działalność geologiczną. Lodowce i woda może również przenieść diamondsthousands mil od ich pierwotnej lokalizacji. Today, most diamonds are found in Australia, Borneo, Brazil, Russia and several African countries, includingSouth Africa and Zaire.

Kimberlite Emplacement Models

Mitchell (1986) consider several theories and presents amore comprehensive critique of each emplacement theory.

1. Teoria wulkanizmu eksplozyjnego
2. Teoria magmowa (fluidyzacyjna)
3. Teoria hydrowulkaniczna

1. Teoria wulkanizmu eksplozyjnego

Teoria ta zakłada gromadzenie się magmy kimberlitowej na niewielkiej głębokości i późniejsze gromadzenie się w niej substancji lotnych. Kiedy ciśnienie wewnątrz tej kieszeni, zwanej komorą pośrednią, jest wystarczające do pokonania obciążenia skał powyżej, następuje erupcja. Uważa się, że epicentrum erupcji znajduje się na styku facji diatremów.

Dzięki intensywnym pracom wydobywczym stało się jasne, że teoria ta jest nie do utrzymania. Na głębokości nie znaleziono żadnej komory pośredniej.

2. Magmatic Theory

Pierwotnym zwolennikiem tej teorii był Dowson (1971). Itwas subsequntly built upon by Clement (1982) and is pushed by Field and ScottSmith (1999)

Kimberlite magma rises from depth with different pulses buildingtermed as „embryonic pipes”. W pewnym momencie rury embrionalne osiągają wystarczająco małą głębokość. Dzięki temu ciśnienie lotnych substancji jest w stanie pokonać obciążenie zalegających skał. Gdy lotne substancje wydostają się na zewnątrz, następuje krótki okres fluidyzacji. Fluidyzacja jest uważana za krótkotrwałą, ponieważ fragmenty są powszechnie kanciaste.

3. Teoria hydrowulkaniczna

Głównym zwolennikiem tej teorii jest Lorenz (1999).Magmy kimberlitowe powstają z głębokości przez wąskie szczeliny o grubości 1m. Magma kimberlitowa jest skupiona wzdłuż uskoków strukturalnych, które działają jak ogniska dla wody lub powstająca brekcja spowodowana lotną ekssolucją ze wznoszących się kimberlitów może działać jak ognisko dla wody. Skały szczelinowe zostają zasilone wodami podziemnymi. Kolejny impuls magmy kimberlitowej podąża za słabością strukturalną skały na powierzchnię i ponownie wchodzi w kontakt z wodą, powodując kolejny wybuch.

Geochemia kimberlitów

Geochemia kimberlitów jest określona przez następujące parametry:

ultramaficki, MgO >12% i ogólnie >15%;

ultrapotasowy, molowy K2O/Al2O3 >3;

near-prymitywny Ni (>400 ppm), Cr (>1000 ppm), Co(>150 ppm);

wzbogacenie wREE;

umiarkowane do wysokiego wzbogacenie w duże jonowe pierwiastki litofilne (LILE), ΣLILE = >1,000 ppm;

wysokie wzbogacenie w H2O i CO2.

Skład kimberlitów

Zarówno lokalizacja, jak i pochodzenie magm kimberlitowych są przedmiotem sporów. Ich ekstremalne wzbogacenie i geochemia doprowadziły do dużej ilości spekulacji na temat ich pochodzenia, z modelami umieszczającymi ich źródło w subkontynentalnym płaszczu litosferycznym (SCLM) lub nawet tak głęboko jak strefa przejściowa. Mechanizm wzbogacania również był przedmiotem zainteresowania, z modelami obejmującymi częściowe topienie, asymilację osadów poddennych lub pochodzenie z pierwotnego źródła magmy.

Historycznie kimberlity były klasyfikowane w dwóch różnych odmianach zwanych bazaltowymi” i „mikowymi” w oparciu o obserwacje petrograficzne. Zostało to później zrewidowane przez CB Smitha, który zmienił nazwy na „grupę I” i „grupę II” tych grup w oparciu o powinowactwa izotopowe tych skał z wykorzystaniem systemów Nd, Sr i Pb. Roger Mitchelllater zasugerował wyróżnienie tych kimberlitów z grupy I i II. Te oczywiste różnice mogą nie być tak blisko związane, jak kiedyś sądzono. II. Grupa wykazała, że kimberlity wykazywały większą tendencję do lampolitów niż grupa I. Dlatego grupa II przeklasyfikowała kimberlity jako pomarańczowe, aby uniknąć pomyłek.

Kimberlity grupy I

Kimberlity grupy I należą do bogatych w CO2 ultramaficznych skał potasowo-gnejsowych zdominowanych przez pierwotne forsterytyczny oliwin i minerały węglanowe, z zespołem minerałów śladowych ilmenitu magnezowego, piropu chromu, piropu almandynu, diopsydów chromu (w niektórych przypadkach podkalcytowych), flogopitu, enstatytu i chromitu ubogiego w Ti-. Kimberlity grupy I wykazują charakterystyczną teksturę kwadratową, spowodowaną przez makrokryształy (0,5-10 mm lub 0,020-0,394 cala), tomegakryształy (10-200 mm lub 0,39-7,87 cala) fenokryształów oliwinu, piropu, diopsydów chromianowych, ilmenitu magnezowego i flogopitu, w drobno- i średnioziarnistej masie mielonej.

Olivine lamproites

Olivine lamproites były wcześniej nazywane grupy IIkimberlite lub orangeite w odpowiedzi na błędne przekonanie, że tylkooccurred w Afryce Południowej. Ich występowanie i petrologia są jednak identyczne w skali globalnej i nie powinny być błędnie określane jako kimberlity.lamproity oliwinowe są ultrapotasowymi, peralkalicznymi skałami bogatymi w substancje lotne (głównie H2O). Charakterystyczną cechą lamproitów oliwinowych są flogopitemakrokryształy i mikrofenokryształy, wraz z mikami w masie ziemnej, które różnią się składem od flogopitu do „tetraferriphlogopitu” (anomalnie ubogi w Allogopit wymagający Fe do wejścia w miejsce tetraedryczne). Resorbedolivine makrokryształy i euhedral pierwotne kryształy mielonej masy oliwinu sącommon, ale nie istotne constituents.

Kimberlitic minerały wskaźnikowe

Kimberlites są osobliwe skały iglaste, ponieważ zawierają różnorodne gatunki minerałów ze składem chemicznym, który wskazuje, że wykonane pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze w płaszczu. Minerały te, takie jak diopsyd chromu (piroksen), spinel chromu, ilmenit magnezowy i granaty piropu bogate w chrom, są generalnie nieobecne w większości innych skał iglastych, co czyni je szczególnie przydatnymi jako wskaźniki kimberlitów.

Znaczenie gospodarcze kimberlitów

Kimberlity są najważniejszym źródłem diamentów na świecie. Około 6400 rur kimberlitowych zostało odkrytych na świecie, z czego około 900 zostało sklasyfikowanych jako diamentonośne, a z tych nieco ponad 30 było wystarczająco ekonomicznych, aby wydobywać diamenty.

Złoża występujące w Kimberley, RPA, były pierwszym rozpoznanym i źródłem nazwy. The Kimberley diamonds wereorinally found in weathered kimberlite, which was colored yellow by limonite, and so was called „yellow ground”. Deeper workings napotkali lessaltered rock, serpentinized kimberlite, które górnicy nazywają „blueground”.

The niebieski i żółty ziemi były zarówno płodnych producentówdiamonds. Po żółtej ziemi zostały wyczerpane, górnicy w późnym 19-century przypadkowo cięte na niebieskiej ziemi i znalazł gem-jakości diamentów w ilości. The ekonomiczne znaczenie czasu było takie, że z powodziądiamonds znaleziono, górnicy podcięte siebie nawzajem ceny i ostateczniedecreased diamentów „wartość w dół do kosztów w krótkim czasie.

Kimberlite Formation

The ogólny konsensus jest, że kimberlites są formed deepwithin płaszcza, na głębokości między 150 i 450 kilometrów, z anomalouslyenriched egzotycznych kompozycji płaszcza. Ich erupcja następuje szybko i gwałtownie, często z uwolnieniem znacznych ilości dwutlenku węgla (CO2) i składników lotnych. Gwałtowne eksplozje powodują powstawanie pionowych kolumn skał – rur wulkanicznych lub kimberlitów – które wyrastają ze zbiorników magmy. Głębokość topnienia i proces generowania sprawiają, że kimberlity są podatne na przechowywanie ksenokryształów diamentów.

Morfologia rur kimberlitowych jest zróżnicowana, ale generalnie obejmuje kompleks wałów z pionowo zanurzonymi wałami zasilającymi w korzeniach rur, rozciągających się aż do płaszcza. W odległości 1,5-2 km od powierzchni, gdy magma eksploduje w górę, rozszerza się tworząc stożkową lub cylindryczną strefę zwaną diatrem, który wybucha na powierzchnię.

Wyraz powierzchni rzadko jest zachowany, ale zwykle jest podobny do wulkanu maar. Średnica rury kimberlitu na powierzchni jest zazwyczaj kilkaset metrów do kilometra.

Wiele rur kimberlitu uważa się, że powstały około 70 do 150 milionów lat temu, ale w Afryce Południowej, istnieje kilka, które powstałybetween 60 do 1,600 milionów lat temu (Mitchell, 1995, str. 16).

Conclusion

• Kimberlite magmy są bogate w dwutlenek węgla i wody, która przynosi magmę szybko i gwałtownie do płaszcza.
• Kimberlite is a gas rich potassic ultramaficigneous rock.
• Auistralia is currently the world’s largestproducer of diamonds are low quality and used for industrial purposes.
• The crater facies kimnerlite is recognized bysedimentary features.
• The diatreme facies are recognized by pelletallapilli.
• The hypabyssal facşes şs commonly recognized bysegregationary texture and the presence of abundant cancite.

• Bonewitz, R. (2012). Skały i minerały. 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, February 14).Kimberlite. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 16:10, May 11, 2019,from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kimberlite&oldid=883239063

.