Kimberlita

Kimberlita es una roca ígnea que es la principal fuente de diamantes. La kimberlita es una variedad de peridotita. es rico en pequeño minerales contenido y a menudo en forma de cristales de flogopita. Otros minerales que abundan son el cromo-diópsido, olivino, y ricas en cromo y piropo granate. La kimberlita se encuentra típicamente en tuberías, estructuras con bordes verticales que tienen una sección transversal aproximadamente circular. La roca pudo haber sido inyectada en las áreas débiles del manto. partes del manto rocas a menudo salen a la superficie en kimberlitas, lo que las convierte en una valiosa fuente de información sobre el mundo interior.

A pesar de su relativa rareza, la kimberlita ha llamado la atención porque sirve como portadora de diamantes y granates. peridotita xenolitos del manto a la superficie de la Tierra. Su probable derivación de profundidades mayores que cualquier otro tipo de roca ígnea, y la extrema composición del magma que refleja en términos de bajo contenido de sílice y altos niveles de enriquecimiento de elementos traza incompatibles hacen que la comprensión de la petrogénesis de 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 de convección subyacente.

Origen del nombre: La roca kimberlita recibió su nombre de Kimberley, Sudáfrica, donde se reconoció por primera vez. Los diamantes de Kimberley se encontraron originalmente en kimberlita erosionada, que se coloreó de amarillo por limonita, y por lo tanto fue llamado suelo amarillo. Trabajos más profundos produjeron roca menos alterada, kimberlita serpentinizada, que los mineros llaman suelo azul.

Clasificación de kimberlita

Basado en estudios sobre una gran cantidad de kimberlita XNUMX%, los geólogos dividieron las kimberlitas en 3 unidades separadas según su morfología y petrología.

Estas unidades son:

1. Cráter Facies Kimberlita
2. Diatrema Facies Kimberlita
3. Facies hipabisal Kimberlita

1) Facies de cráter Kimberlita

La morfología de la superficie de una kimberlita no meteorizada se caracteriza por un cráter, de hasta 2 kilómetros de diámetro, cuyo suelo puede estar varios cientos de metros por debajo del nivel del suelo. El cráter es generalmente más profundo en el medio. Alrededor del cráter hay un toba anillo que es relativamente pequeño, generalmente menos de 30 metros, en comparación con el diámetro del cráter. Dos categorías principales de rocas se encuentran en el cráter facies kimberlita: piroclásticas, aquellas depositadas por fuerzas eruptivas; y epiclásticas, que son rocas reelaboradas por el agua.

2) Diatrema Facies Kimberlita

Las diatremas de kimberlita son cuerpos de 1 a 2 kilómetros de profundidad, generalmente en forma de zanahoria, que son circulares a elípticos en la superficie y se estrechan con la profundidad. El contacto de inmersión con las rocas anfitrionas suele ser de 80 a 85 grados. La zona se caracteriza por material kimberlítico volcaniclástico fragmentado y xenolitos arrancados de varios niveles en la corteza terrestre durante el viaje de las kimberlitas a la superficie. Algunas características texturales de Diatreme Facies Kimberlite:

3) Facies hipabisal Kimberlita

Estas rocas están formadas por la cristalización de magma de kimberlita caliente y rico en volátiles. Generalmente, carecen de características de fragmentación y parecen ígneas. Algunas características texturales: Segregaciones de calcita-serpentina en matriz; Segregaciones globulares de kimberlita en una matriz rica en carbonato; Los fragmentos de roca se han metamorfoseado o exhiben una zonación concéntrica; La textura no equigranular crea una textura pseudoporfídica.

Carbono y Kimberlita

El carbono es uno de los elementos más comunes en el mundo y es uno de los cuatro elementos esenciales para la existencia de la vida. Los humanos son más del 18 por ciento de carbono. El aire que respiramos contiene trazas de carbono. Cuando ocurre en la naturaleza, el carbono existe en tres formas básicas:

Diamante: un cristal extremadamente duro y transparente.

Los diamantes se forman a unas 100 millas (161 km) por debajo de la superficie terrestre, en la roca fundida del manto terrestre, que proporciona las cantidades adecuadas de presión y calor para transformar el carbono en diamante. Para que se cree un diamante, el carbono debe colocarse bajo al menos 435,113 libras por pulgada cuadrada (psi o 30 kilobares) de presión a una temperatura de al menos 752 grados Fahrenheit (400 Celsius). Si las condiciones caen por debajo de cualquiera de estos dos puntos, grafito se creará. A profundidades de 93 millas (150 km) o más, la presión aumenta a alrededor de 725,189 50 psi (2,192 kilobares) y el calor puede superar los 1,200 F (XNUMX C). La mayoría de los diamantes que vemos hoy se formaron hace millones (si no miles de millones) de años. Poderosas erupciones de magma trajeron los diamantes a la superficie, creando tubos de kimberlita.

Los conductos de kimberlita se crean a medida que el magma fluye a través de fracturas profundas en la Tierra. El magma dentro de los conductos de kimberlita actúa como un elevador, empujando los diamantes y otras rocas y minerales a través del manto y la corteza en solo unas pocas horas. Estas erupciones fueron cortas, pero muchas veces más poderosas que las erupciones volcánicas que ocurren hoy. El magma en estas erupciones se originó a profundidades tres veces más profundas que la fuente de magma para volcanes como Mount St. Helens, según el Museo Americano de Historia Natural.

El magma finalmente se enfrió dentro de estos tubos de kimberlita, dejando venas cónicas de roca de kimberlita que contienen diamantes. La kimberlita es una roca azulada que buscan los mineros de diamantes cuando buscan nuevos depósitos de diamantes. El área de superficie de las tuberías de kimberlita que contienen diamantes varía de 2 a 146 hectáreas (5 a 361 acres).

Los diamantes también se pueden encontrar en los lechos de los ríos, que se denominan sitios de diamantes aluviales. Estos son diamantes que se originan en tubos de kimberlita, pero se mueven por la actividad geológica. Los glaciares y el agua también pueden mover los 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, incluidos 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 de kimberlita a poca profundidad y la posterior acumulación de volátiles. Cuando la presión dentro de esta bolsa, denominada cámara intermedia, es suficiente para superar la carga de rocas de arriba, se produce una erupción. Se creía que el epicentro de la erupción estaba en el contacto de facies de diatrema.

A través de la minería extensiva es 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 desarrollado por Clement (1982) y es impulsado por Field y Scott Smith (1999)

El magma de kimberlita se eleva desde las profundidades con diferentes pulsos que se denominan "tubos embrionarios". La superficie no se rompe y los volátiles no escapan. En algún momento, los conductos embrionarios alcanzan una profundidad suficientemente baja. Por lo que la presión de los volátiles es capaz de superar la carga de las rocas suprayacentes. A medida que los volátiles se escapan, se asegura un breve período de fluidización. Se cree que la fluidización es de corta duración ya que los fragmentos suelen ser angulares.

3. Teoría hidrovolcánica

El principal proponente de esta teoría es Lorenz (1999). Los magmas de kimberlitas ascienden desde la profundidad a través de estrechas fisuras de 1 m de espesor. El magma de kimberlita se concentra a lo largo de estructuras fallas que actúan como focos para las aguas o la brecha resultante debido a la disolución volátil de las kimberlitas ascendentes pueden actuar como focos para el agua. La roca brechada se recarga con agua subterránea. Otro pulso de magma de kimberlita sigue la debilidad estructural de la roca hacia la superficie y nuevamente entra en contacto con el agua produciendo otra explosión.

Geoquímica de kimberlita

La geoquímica de las kimberlitas está definida por los siguientes parámetros:

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

ultrapotásico, molar K2O/Al2O3 >3;

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

enriquecimiento REE;[14]

enriquecimiento moderado a alto de elementos litófilos de iones grandes (LILE)[15], ΣLILE = >1,000 ppm;

alto H2O y CO2.

Composición de kimberlita

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

Históricamente, las kimberlitas se han clasificado en dos variedades diferentes llamadas "basálticas" y "micáceas" según las observaciones petrográficas. Esto fue revisado más tarde por CB Smith, que renombró "grupo I" y "grupo II" de estos grupos en función de las afinidades isotópicas de estas rocas utilizando los sistemas Nd, Sr y Pb. Roger Mitchell sugirió más tarde la exhibición de estas kimberlitas del grupo I y II. Estas diferencias obvias pueden no estar tan estrechamente relacionadas como alguna vez pensaron. II. El grupo mostró que las kimberlitas mostraban más tendencia hacia las lampolinas que el grupo I. Por lo tanto, el grupo II reclasificó las kimberlitas como anaranjadas para evitar confusiones.

Kimberlitas del grupo I

Las kimberlitas del grupo I son de potasio ultramáfico ricas en CO2. rocas ígneas dominado por forsterítica primaria olivino y minerales de carbonato, con un conjunto de minerales traza de magnesio ilmenita, cromo piropo, almandino-piropo, cromo diópsido (en algunos casos subcálcico), flogopita, enstatite y de Ti-pobre cromita. Las kimberlitas del grupo I exhiben una textura inequigranular distintiva causada por fenocristales macrocrísticos (0.5 a 10 mm o 0.020 a 0.394 pulgadas) a megacrísticos (10 a 200 mm o 0.39 a 7.87 pulgadas) de olivino, piropo, diópsido de cromo, ilmenita magnesiana y flogopita. en una masa fundamental de grano fino a medio.

Lamproitas de olivino

Las lamproitas de olivino se llamaban anteriormente kimberlita del grupo II o orangeita en respuesta a la creencia errónea de que solo se encontraban en Sudáfrica. Su presencia y petrología, sin embargo, son idénticas a nivel mundial y no deberían denominarse erróneamente kimberlita. Las lamproitas de olivino son rocas peralcalinas ultrapotásicas ricas en volátiles (predominantemente H2O). La característica distintiva de las lamproitas de olivino son los macrocristales y microfenocristales de flogopita, junto con micas de masa fundamental que varían en composición desde flogopita hasta "tetraferriflogopita" (flogopita anómalamente pobre en Al que requiere Fe para ingresar al sitio tetraédrico). Los macrocristales de olivino reabsorbidos y los cristales primarios euédricos de olivino de masa fundamental son constituyentes 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), espinelas de cromo, ilmenita magnesiana y granates piropos ricos en cromo, generalmente están ausentes de la mayoría de las otras rocas ígneas, lo que las hace particularmente útiles como indicadores de kimberlitas.

Importancia económica de la kimberlita

Las kimberlitas son la fuente de diamantes más importante del mundo. Se han descubierto alrededor de 6,400 tubos de kimberlita en el mundo, de los cuales alrededor de 900 han sido clasificados como diamantíferos, y de esos poco más de 30 han sido lo suficientemente económicos como para extraer diamantes.

Los depósitos que ocurren en Kimberley, Sudáfrica, fueron los primeros reconocidos y la fuente del nombre. Los diamantes de Kimberley se encontraron originalmente en kimberlita erosionada, que se tiñó de amarillo por la limonita, por lo que se la llamó "tierra amarilla". Los trabajos más profundos encontraron roca menos alterada, kimberlita serpentinizada, que los mineros llaman "tierra azul".

El suelo azul y amarillo fueron ambos prolíficos productores de diamantes. Después de que se agotó el suelo amarillo, los mineros de finales del siglo XIX cortaron accidentalmente el suelo azul y encontraron diamantes con calidad de gema en cantidad. La importancia económica de la época era tal que, con el hallazgo de una avalancha de diamantes, los mineros rebajaron los precios de los demás y, finalmente, redujeron el valor de los diamantes hasta el costo en poco tiempo.

Formación de kimberlita

El consenso general es que las kimberlitas se forman en las profundidades del manto, a profundidades de entre 150 y 450 kilómetros, a partir de composiciones exóticas del manto anómalamente enriquecidas. Hacen erupción rápida y violentamente, 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 fusión y el proceso de generación hace que las kimberlitas sean propensas a albergar xenocristales de diamantes.

La morfología de las tuberías de kimberlita es variada, pero generalmente incluye un complejo de diques laminados de diques alimentadores con buzamiento vertical en la raíz de la tubería, que se extiende hacia abajo hasta el manto. Dentro de 1.5 a 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 brota a la superficie.

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

Se cree que muchos conductos 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 los lleva rápida y violentamente al manto.
• La kimberlita es una roca ígnea ultramáfica potásica rica en gas.
• Auistralia es actualmente el mayor productor mundial de diamantes que son de baja calidad y se utilizan con fines industriales.
• La kimnerlita de la facies del cráter se reconoce por las características sedimentarias.
• La facies diatrema se reconoce por pelletal. lapilli.
• Las fachas hipabisales se reconocen comúnmente por la textura segregatoria y la presencia de abundante cancita.

Referencias

• Bonewitz, R. (2012). Rocas y minerales. 2ª ed. Londres: DK Publishing.
• Kurszlaukis, S. y Fulop, A. (2013). Factores que controlan la arquitectura de las facies internas de los volcanes maar-diatrema. boletín de Vulcanología, 75 (11), 761.
• Colaboradores de Wikipedia. (2019, 14 de febrero). Kimberlita. En Wikipedia, la enciclopedia libre. Recuperado el 16 de mayo de 10, 11:2019, de https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kimberlite&oldid=883239063