La kimberlita es una roca ígnea y una rara variante de peridotita . Se sabe más comúnmente que es la matriz principal de los diamantes . Lleva el nombre de la ciudad de Kimberley en Sudáfrica , donde el descubrimiento de un diamante de 83,5 quilates (16,70 g) llamado Estrella de Sudáfrica en 1869 generó una fiebre de diamantes y la excavación de una mina a cielo abierto llamada Big Hole. . Anteriormente, el término kimberlita se aplicaba a las lamproitas de olivino como Kimberlita II, sin embargo, esto era un error. [1]
La kimberlita se encuentra en la corteza terrestre en estructuras verticales conocidas como tubos de kimberlita , así como en diques ígneos . La kimberlita también se presenta en forma de alféizares horizontales . [2] Las tuberías de kimberlita son la fuente más importante de diamantes extraídos en la actualidad. El consenso sobre las kimberlitas es que se forman en lo profundo del manto . La formación ocurre a profundidades entre 150 y 450 kilómetros (93 y 280 millas), potencialmente a partir de composiciones de mantos exóticos enriquecidas de manera anómala, y entran en erupción rápida y violentamente, a menudo con una cantidad considerable de dióxido de carbono [3] y otros componentes volátiles . Es esta profundidad de fusión y generación la que hace que las kimberlitas sean propensas a albergar xenocristales de diamantes .
A pesar de su relativa rareza, la kimberlita ha atraído la atención porque sirve como portador de diamantes y xenolitos del manto de peridotita granate a la superficie de la Tierra. Su probable derivación de profundidades mayores que cualquier otro tipo de roca ígnea , y la composición extrema del magma que refleja en términos de bajo contenido de sílice y altos niveles de enriquecimiento de oligoelementos 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 .
Muchas estructuras de kimberlita se emplazan como intrusiones verticales en forma de zanahoria denominadas " tubos ". Esta clásica forma de zanahoria se forma debido a un complejo proceso intrusivo de magma kimberlítico, que hereda una gran proporción de CO 2 (menores cantidades de H 2 O) en el sistema, lo que produce una etapa de ebullición explosiva profunda que provoca una cantidad significativa de vertical. resplandeciente. [4] La clasificación de la kimberlita se basa en el reconocimiento de diferentes facies rocosas . Estas diferentes facies están asociadas con un estilo particular de actividad magmática, a saber, rocas de cráter, diatrema y hipabisales . [5] [6]
La morfología de las pipas de kimberlita y su clásica forma de zanahoria es el resultado del vulcanismo diatremo explosivo de fuentes muy profundas derivadas del manto . Estas explosiones volcánicas producen columnas verticales de roca que se elevan desde profundos depósitos de magma. Las erupciones que forman estos tubos fracturan la roca circundante a medida que explota, sacando a la superficie xenolitos de peridotita inalterados. Estos xenolitos proporcionan información valiosa a los geólogos sobre las condiciones y la composición del manto. [7] La morfología de los tubos de kimberlita es variada, pero incluye un complejo de diques laminados de diques alimentadores tabulares que se sumergen verticalmente en la raíz del tubo, que se extiende hasta el manto. A una distancia de 1,5 a 2 km (0,93 a 1,24 millas) de la superficie, el magma altamente presionado explota hacia arriba y se expande para formar una diatrema de cónica a cilíndrica , que estalla en la superficie. La expresión superficial rara vez se conserva, pero suele ser similar a un volcán maar . Los diques y alféizares de kimberlita pueden ser delgados (de 1 a 4 metros), mientras que los diámetros de las tuberías varían desde aproximadamente 75 metros hasta 1,5 kilómetros. [8]
Tanto la ubicación como el origen de los magmas kimberlíticos son temas de controversia. Su extremo enriquecimiento y geoquímica han dado lugar a una gran cantidad de especulaciones sobre su origen, con modelos que sitúan su origen 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 la fusión parcial, la asimilación de sedimentos subducidos o la derivación de una fuente de magma primaria.
Históricamente, las kimberlitas se han clasificado en dos variedades distintas, denominadas "basálticas" y "micáceas", basándose principalmente en observaciones petrográficas. [9] Esto fue revisado más tarde por CB Smith, quien cambió el nombre de estas divisiones a "grupo I" y "grupo II" basándose en las afinidades isotópicas de estas rocas utilizando los sistemas Nd, Sr y Pb. [10] Roger Mitchell propuso más tarde que estas kimberlitas de los grupos I y II muestran diferencias tan distintas, que pueden no estar tan estrechamente relacionadas como se pensaba. Demostró que las kimberlitas del grupo II muestran afinidades más cercanas con las lamproitas que con las kimberlitas del grupo I. Por tanto, reclasificó las kimberlitas del grupo II como orangeitas para evitar confusiones. [11]
Las kimberlitas del grupo I son rocas ígneas potásicas ultramáficas ricas en CO 2 dominadas por minerales forsteríticos primarios de olivino y carbonato, con un conjunto de oligoelementos de ilmenita de magnesio , piropo de cromo , piropo almandino , diópsido de cromo (en algunos casos subcálcico), flogopita. , enstatita y de cromita pobre en Ti . Las kimberlitas del grupo I exhiben una textura desigual 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 cromio, ilmenita de magnesio y flogopita. en una masa molida de grano fino a medio.
La mineralogía de la masa fundamental, que se asemeja más a una verdadera composición de la roca ígnea, está dominada por carbonato y cantidades significativas de olivino forsterítico, con menores cantidades de granate piropo, criópsido , ilmenita de magnesio y espinela .
Las lamproitas de olivino anteriormente se llamaban kimberlita o naranja del grupo II en respuesta a la creencia errónea de que solo se encontraban en Sudáfrica. Sin embargo, su presencia y petrología son idénticas en todo el mundo y no deberían denominarse erróneamente kimberlita. [12] Las lamproitas de olivino son rocas peralcalinas ultrapotásicas ricas en volátiles (predominantemente H 2 O). 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 anormalmente pobre en Al que requiere Fe para ingresar al sitio tetraédrico). Los macrocristales de olivino reabsorbidos y los cristales primarios euhédricos de olivino en masa fundamental son constituyentes comunes pero no esenciales.
Las fases primarias características en la masa fundamental incluyen piroxenos zonales (núcleos de diópsido bordeados por Ti-aegirina), minerales del grupo de la espinela ( cromita de magnesio a magnetita titanífera ), perovskita rica en Sr y REE , apatita rica en Sr , fosfatos ricos en REE ( monacita , daqingshanita), minerales del grupo de la hollandita bariana potásica , rutilo con Nb e ilmenita con Mn .
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 de magnesio y los granates piropos ricos en cromo, generalmente están ausentes en la mayoría de las otras rocas ígneas, lo que los hace particularmente útiles como indicadores de kimberlitas.
Estos minerales indicadores generalmente se buscan en sedimentos de corrientes en material aluvial moderno . Su presencia puede indicar la presencia de kimberlita dentro de la cuenca erosiva que produjo el aluvión.
La geoquímica de las kimberlitas se define por los siguientes parámetros:
Las kimberlitas son la fuente más importante de diamantes primarios . Muchas tuberías de kimberlita también producen ricos depósitos de diamantes aluviales o eluviales . Se han descubierto alrededor de 6.400 tubos de kimberlita en el mundo, de ellos unos 900 han sido clasificados como diamantíferos, y de ellos poco más de 30 han sido lo suficientemente económicos como para extraer diamantes. [15]
Los depósitos que se produjeron en Kimberley , Sudáfrica , fueron los primeros reconocidos y la fuente del nombre. Los diamantes de Kimberley se encontraron originalmente en kimberlita desgastada , que estaba teñida 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". La kimberlita molida de color amarillo es fácil de romper y fue la primera fuente de diamantes que se extrajo. La kimberlita molida azul debe pasarse por trituradoras de rocas para extraer los diamantes. [dieciséis]
Véase también Mina Mir y pipa Udachnaya , ambas en la República de Sajá , Siberia .
El fondo azul y el amarillo fueron ambos prolíficos productores de diamantes. Después de que se agotó la tierra amarilla, los mineros de finales del siglo XIX cortaron accidentalmente la tierra azul y encontraron diamantes con calidad de gema en cantidad. La situación económica en ese momento era tal que, con el descubrimiento de una avalancha de diamantes, los mineros rebajaron los precios de los demás y eventualmente redujeron el valor de los diamantes hasta el costo en poco tiempo. [17]
