Figur B-1. Bilde av den tilfeldige gruvedriften Ved Kimberley «Big Hole» før konsolideringen av Gruvedriften Av Cecil Rhodes Og Barney Barnato, og grunnleggelsen Av De Beers Consolidated Mines i 1888. Hver gruvearbeider eide et lite krav om land og sendte gravinger til overflaten av vinsj og tau. De jobbet med forskjellige priser og forlot en svært uregelmessig og farlig overflate. Se også figur 1c. Ernest Cohen anerkjente først denne nye kildebergarten som vulkansk (Janse, 1985), Og Henry Lewis (1887a) foreslo å kalle steinen » kimberlite.»Den ble oppkalt Etter Byen Kimberley, som igjen ble oppkalt Etter Lord Kimberley ,Den Britiske Statssekretæren (Field Et al.(2008, og referanser deri). Observasjonene Av Lewis (1887b), hentet nedenfor, gir et interessant glimt inn i den gryende forståelsen av de geologiske forholdene til diamantforekomster for mer enn 130 år siden:i 1870, da rundt ti tusen mennesker hadde samlet seg langs bredden Av Vaal, kom nyheten om oppdagelsen av diamanter på et punkt noen femten miles unna elven, der Byen Kimberley nå står. Disse var de såkalte «tørre gravingene», først antatt å være alluviale forekomster, men nå viste seg å være vulkanske rør av en svært interessant karakter. Fire av disse rørene eller halsene, alle rike på diamanter, og av lignende geologisk struktur, ble funnet tett sammen. De har vist seg å gå ned vertikalt til en ukjent dybde, og penetrerer de omkringliggende lagene. 50 fot ble hardere og mørkere, endelig anskaffe en slaty blå eller mørk grønn farge og en fettete følelse, likner visse varianter av serpentin. Dette er den velkjente «blå bakken» av diamantgruvearbeidere.

den er utsatt for solen i kort tid, når den lett oppløses, og vaskes deretter for sine diamanter. Denne «blå bakken» har nå blitt penetrert til en dybde på 600 fot, og er funnet å bli vanskeligere og mer rocklignende når dybden øker.de diamantbærende delene inneholder ofte så mange inneslutninger av skifer at de ligner en breksje, og dermed går lavaen gradvis over i tuff eller vulkansk aske, som også er rik på diamanter, og er lettere nedbrytbar enn den tettere lava.det ser ut til at de diamantbærende rørene er ekte vulkanske halser, sammensatt av en veldig grunnleggende lava forbundet med en vulkansk breksje og med tuff, og at diamantene er sekundære mineraler produsert av reaksjonen av denne lava, med varme og trykk, på karbonholdige skifer i kontakt med og innhyllet av den.det tok eksperimenter og geokjemiske analyser for å vise at diamanter ikke dannes som et resultat av kimberlittreaksjon med skifer. Men det ville ta mer enn 100 år etter oppdagelsen av kimberlitt for å bevise at diamanter ikke krystalliserer ut av kimberlite magma.det første trinnet i vår kunnskap om forholdet mellom diamanter og kimberlitter kommer fra tidlig arbeid på hvordan diamant krystalliserer. Eksperimenter i laboratoriet viste at transformasjonen av grafitt til diamant skjedde ved høyt trykk og temperatur dypt inne i mantelen, selv om vi nå vet de fleste diamantformer av andre reaksjoner (Se Winter 2018 Diamonds from The Deep). Deretter oppnådde geoscientists trykk – og temperaturbegrensninger for diamantdannelse (fra diamantverts bergarter og deres mineralinneslutninger), og styrket høytrykksopprinnelsen for naturlige diamanter(F. Eks. Bundy et al.(1961; Mitchell Og Crocket, 1971). Bevis på deres høytrykks opprinnelse betydde at diamanter klart måtte ha dannet før noen interaksjon mellom kimberlitt og crustal bergarter som skifer (igjen, se boks B). Imidlertid var det fortsatt antatt at diamanter kunne krystallisere fra kimberlittmagma i dybden i mantelen før utbruddet til Jordens overflate fant sted, eller at diamanter vokste under metastabile forhold under kimberlittoppstigningen (Mitchell and Crocket, 1971).På 1970-tallet brukte forskere isotopisk datering av kimberlitiske mineraler for å bestemme de første alderen av kimberlittutbrudd. Ved hjelp av rb-Sr geochronology av kimberlitic micas, bestemte geoscientists ved University Of The Witwatersrand at kimberlitter fra Kimberley-området brøt ut for rundt 86 millioner år siden (Allsopp og Barrett, 1975). Rundt samme tid viste u-Pb geokronologi på kimberlitiske zirkoner av de samme kimberlittene lignende resultater, at de brøt ut for rundt 90 millioner år siden (Davis et al., 1976). Senere analytisk arbeid raffinert disse tidene (F.eks, Allsopp og Kramers, 1977; Davis, 1977, 1978; Clement et al.(1979; Kramers Og Smith, 1983; Smith, 1983). Vi vet nå at flertallet Av Jordens kimberlitter brøt ut relativt nylig (geologisk sett) mellom 250 og 50 millioner år siden (se samlinger I Heaman et al., 2003; Jelsma et al., 2009; Tappe et al., 2018).På 1980-tallet fant Stephen H. Richardson og kolleger VED MIT, som jobbet med diamanter Fra Kimberley-gruvene, at diamantene varierer i alder fra en milliard år til mer enn tre milliarder år, og at de oppsto i litosfærisk mantelregion under Kaapvaal-kratonen (Richardson et al ., 1984). Siden Kimberley kimberlites brøt ut bare 84 millioner år siden (Clement et al.( 1979), The Richardson et al. studien viste definitivt at diamantene ikke hadde noe genetisk forhold til kimberlitten. Denne grunnleggende alder forholdet holder for alle andre diamondiferous kimberlites. Kimberlittutbrudd er da akkurat slik at diamanter gjør veien fra dybde i mantelen til Jordens overflate. Diamanter er bare passasjeren, og kimberlitter er deres transport.

Hvorfor Overlever Diamanter I Kimberlitt under Utbrudd?

en annen fantastisk funksjon av måten kimberlites transporterer diamanter fra stor dybde er at diamantene klarer å overleve. Grov diamanter er ofte resorberes fra sine primære oktaediske figurer i sekundære former kalt dodecahedrons. Dette skyldes at kimberlitter er i ferd med å oppløse diamanten—det er bare at denne prosessen ikke har gått til ferdigstillelse. Nesten alle andre magmer På Jorden, som basalter og andesitter, ville helt oppløse diamant, så det er en gave av naturen som kimberlitter tillater diamanter å overleve.vellykket transport og levering av diamanter skjer også fordi kimberlitter bryter ut raskere og oksiderer mindre enn andre magmer på Jorden. Diamanter kan også være skjermet i deler av sine vert bergarter under mye av sin transport. Hastighet er av essensen her: en lav viskositet kimberlitt anslås å reise med hastigheter rundt 8 til 40 miles per time (Sparks et al., 2006), mens en basaltisk magma med normal viskositet beveger seg i en brøkdel av dette tempoet. Kimberlittens kjemiske sammensetning og dens flyktige komponenter antas også å være viktige faktorer.

Kimberlittutbrudd i Jordens Historie

fra feltobservasjoner gjort på stedet for bemannede kimberlitter, er kimberlitter mer eksplosive enn utbruddene vi ser i Dag på Steder som Hawaii, Island, Indonesia og Mount St. Helens. Bevis for krystallgranulering, xenolith avrunding og fragmentering (se boks A, figur A-1) fører geologer til å konkludere med at kimberlittutbrudd er mye mer voldelige og bryter overflaten med de høyeste hastighetene til noen vulkan.de siste kjente kimberlittutbruddene var Rundt 10 000 år Gamle Igwisi Hills kimberlites (Brown Et al., 2012) I Tanzania, selv om det er noen debatt om hvorvidt disse utgjør ekte kimberlitt. Videre er disse kimberlittene ikke diamantbærende. De neste yngste Afrikanske kimberlittene er de 32 millioner år gamle Kundelungu kimberlittene i Den Demokratiske Republikken Kongo (Batumike et al., 2008). De siste diamantbærende kimberlittlignende utbruddene var West Kimberley lamproites (boks A), som brøt ut for 24 til 19 millioner år siden (Allsopp et al., 1985). Rundt 45% av disse lamproittene er diamantbærende, selv om bare to har blitt utvunnet for sine diamanter.Kimberlitter har hatt utbrudd siden Minst Arkean, og de eldste som er oppdaget så langt er Mitzic kimberlitter i Gabon (Vest-Afrika), som brøt ut for rundt 2, 8 milliarder år siden (de Wit et al., 2016). Kimberlitter har imidlertid ikke hatt kontinuerlig utbrudd siden den tiden, og globalt har det vært flere tidsperioder da kimberlitter brøt ut oftere (Heaman et al., 2003; Jelsma et al., 2009):

Tidsperiode (millioner av år siden)	1200-1075	600-500	400-350	250-50
% av globale kimberlitter (fra tappe et al., 2018)	9,4%	5%	62,5%

Hvordan Og Hvorfor Dannes Kimberlitter?

Smelte Sammensetning.Den primære (eller opprinnelige) smeltesammensetningen av kimberlitt er dårlig kjent fordi steinen vi ser i dag er en slik variabel, komplisert fysisk blanding. Kimberlitt inneholder magma som har blitt blandet med mange komponenter plukket opp langs > 150 km bane til overflaten. På overflaten inneholder kimberlitt finkornet matriksmateriale og mineraler kjent som fenokryst, utenlandske mineraler kjent som xenokryst (diamant er xenokryst som vi vil ha!), og utenlandske bergarter kjent som xenoliths. Med andre ord betraktes kimberlite som en» hybrid » rock. Xenoliths selv er veldig interessante for geologer fordi de er prøver av fjellet gjennom hvilken kimberlitten har passert.det dominerende mineralet i kimberlitt er olivin, som kan være enten fenokrystisk (fra kimberlitten selv) eller xenokrystisk (fra mantelen og brukket av og samplet av utbruddet). Å skille mellom disse to populasjonene av olivin er ikke alltid klart. Olivin er lett endres til et mineral som kalles serpentin, og denne endringen gjør også estimering av den opprinnelige magma sammensetning vanskelig.

Det er mange forskjellige måter å prøve å bestemme den primære smeltesammensetningen: utføre eksperimenter ved høye trykk og temperaturer, se på smelteinneslutninger funnet i kimberlittmineraler, og utføre massebalanseberegninger der xenokryst og endringsmateriale trekkes fra for å komme frem til det gjenværende kimberlittmaterialet. Alle disse forskjellige tilnærmingene synes nå å antyde at kimberlite magmas danner som smelter som er rike på karbonat i asthenosfærisk mantel (Stone and Luth, 2016; Bussweiler et al., 2016; Stamm og Schmidt, 2017; Soltys et al., 2018; Howarth og Buttner, 2019). Kimberlitt magma dannes etter lave mengder smelting av peridotitt (Se Winter 2018 Diamonds from The Deep for mer informasjon om peridotitt), på dybder rundt 200-300 km, og inneholder store mengder karbondioksid og vann. Tilstedeværelsen av disse såkalte flyktige komponentene i kimberlittmagmaen er en grunn til at kimberlittutbruddene antas å være spesielt eksplosive.

Hvorfor Startet Smeltingen? Vi vet nå omtrent hvor i Jorden kimberlite magmas oppsto, men hvorfor begynte smelting faktisk? «Utløserne» for dyp Jordsmelting som går forut for kimberlittutbrudd er ikke de samme for alle kimberlitter, og det er tre store geologiske scenarier som geologer vanligvis anser:

1. mantelplumes stiger opp fra dypet i mantelen og interagerer med den kratoniske litosfæren
2. subduksjon av havskorpen og tilhørende kollisjonsprosesser under superkontinentdannelse
3. tektonotermiske hendelser forbundet med superkontinentoppbrudd (f.eks. kjarsgaard, 2000, heaman et al., 2004; Jelsma et al., 2009; Kjarsgaard et al., 2017)

spesielt rifting av kontinenter og superkontinentoppbrudd—med tilhørende brudd og sprø deformasjon i litosfæren—gir veiene for kimberlittmagmas å nå overflaten (F.eks., 2009). Men underliggende alle disse prosessene av magma generasjon og den resulterende kimberlitt utbrudd er forholdet til prosessen med platetektonikk. Uten platetektonikk for å resirkulere karbonat og flyktige stoffer i mantelen, ville det ikke være noen kimberlitter.

Hvor Forekommer Kimberlitter?

Kimberlitter bryter ikke ut i Alle områder av Jorden. Globalt forekommer kimberlitter alle under de eldste delene av kontinenter, kjent som kratoner (figur 2) (Clifford, 1966; Shirey og Shigley, 2013). Kratoner har tykke litosfæriske røtter som strekker seg ned til minst 150-200 km, og kimberlittgenerasjonen i mantelen er sannsynligvis forbundet med den fysiske barrieren for oppstrømning av mantelen fra disse dype kontinentale røttene. Uansett hvordan kimberlitter dannes, er tilknytningen til disse utbruddene med dype kontinentale røtter en annen av de fantastiske mysteriene om hvordan kimberlitter leverer diamanter. Disse dype kontinentale røttene er Jordens diamantlagerhus.

Pågående Forskning

det er fortsatt mye å lære om kimberlitter og forholdet mellom kimberlitt magma og diamantene som de bærer: hvorfor overlever diamant i et kimberlittutbrudd? Hvilke overflateegenskaper på en diamant er relatert til effektene av kimberlite magma versus de som kan være forårsaket av væsker dypt inne i mantelen der diamantene bor (F. Eks. Fedortchouk, 2019)?mens hver kimberlitt er unik, er det nødvendig med generelle utbrudds-og emplacementmodeller (se boks C) for å forstå hvorfor mange kimberlitter er blottet for diamanter—er dette rett og slett fordi de ikke brøt ut gjennom diamantbærende mantel? Eller er mangelen på diamanter på en eller annen måte relatert til oppløsning og/eller utbruddsmekanismer? Informasjon som dette er viktig under leting og evaluering av nye diamantforekomster.

Boks C: Kimberlittutbrudd

Kimberlitter har alle mater «magmatiske rør» systemer på dybde som kan bestå av en sylindrisk (rør), en plan vertikal (dike), og/eller en plan horisontal (terskel) form på dybden. Det er bare nær overflaten at det høye flyktige innholdet i magmaen forårsaker en eruptiv «blowout» som resulterer i et vulkansk krater; dette er den magmatiske modellen (Sparks et al., 2006). En annen utbruddsmodell er phreatomagmatic-modellen (Lorenz et al., 2003), som foreslår at det er reaksjonen av magma med overflatevann som driver utbruddet, i stedet for gasser og flyktige stoffer i magmaen. Den phreatomagmatic modellen ble foreslått For Argyle lamproite utbrudd (Rayner et al., 2018) og noen eruptive faser Ved Fort à la Corne (Kjarsgaard et al., 2009). Både de magmatiske og phreatomagmatiske eruptive fasene er vist i figur C-1.