Kimberlit

Kimberlit je vyvřelá hornina, která je hlavním zdrojem kule. Kimberlite je řada peridotit. Je bohatý na malé minerály obsahu a často ve formě krystalů flogopit. Dalšími bohatými minerály jsou chromdiopsid, olivína bohaté na chrom a pyropy granát. Kimberlit se typicky vyskytuje v trubkách – strukturách se svislými hranami, které jsou v průřezu zhruba kruhové. Hornina mohla být injektována do oblastí oslabení pláště. Části pláště skály jsou často vynášeny na povrch v kimberlitech, což z nich činí cenný zdroj informací o vnitřním světě.

Navzdory své relativní vzácnosti upoutal kimberlit pozornost, protože slouží jako nosič diamantů a granátů peridotit plášťových xenolitů k povrchu Země. Jeho pravděpodobný původ z hloubek větších než jakýkoli jiný typ vyvřelé horniny a extrémní složení magmatu, které odráží nízký obsah oxidu křemičitého a vysoké úrovně nekompatibilního obohacení stopovými prvky, činí pochopení petrogeneze kimberlitu důležitým. V tomto ohledu má studium kimberlitu potenciál poskytnout informace o složení hlubinného pláště a procesech tání probíhajících na rozhraní nebo v jeho blízkosti mezi kratonickou kontinentální litosférou a pod ní ležícím konvektivním astenosférickým pláštěm.

Původ jména: Skalní kimberlit byl pojmenován po Kimberley v Jižní Africe, kde byl poprvé rozpoznán. Kimberleyské diamanty byly původně nalezeny ve zvětralém kimberlitu, který byl zbarven žlutě limonit, a byl proto nazýván žlutou zem. Hlubší práce produkovaly méně pozměněnou horninu, serpentinizovaný kimberlit, kterému horníci říkají modrá zem.

Klasifikace Kimberlit

Na základě studií na velkém množství kimberlitu vklady, geologové rozdělili kimberlity na 3 samostatné jednotky na základě jejich morfologie a petrologie.

Tyto jednotky jsou:

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

1) Crater Facies Kimberlite

Povrchová morfologie nezvětralého kimberlitu je charakterizována kráterem o průměru až 2 kilometry, jehož dno může být několik set metrů pod úrovní terénu. Kráter je obecně nejhlubší uprostřed. Kolem kráteru je a tuf prstenec, který je relativně malý, obecně méně než 30 metrů, ve srovnání s průměrem kráteru. V kráterové facii kimberlitu se nacházejí dvě hlavní kategorie hornin: pyroklastické, ty usazené eruptivními silami; a epiklastické, což jsou horniny přepracované vodou.

2) Diatreme Facies Kimberlite

Kimberlitové diatremy jsou 1-2 kilometry hluboké, obecně mrkvovitého tvaru, které jsou na povrchu kruhové až eliptické a zužují se do hloubky. Kontakt ponoru s hostitelskými horninami je obvykle 80-85 stupňů. Zónu charakterizuje fragmentovaný vulkanoklastický kimberlitický materiál a xenolity vytrhávané z různých úrovní zemské kůry během cesty kimberlitů na povrch. Některé texturní rysy Diatreme Facies Kimberlite:

3) Hypabyssal Facies Kimberlite

Tyto horniny vznikají krystalizací horkého kimberlitového magmatu bohatého na těkavé látky. Obecně postrádají prvky fragmentace a vypadají jako magmatické. Některé texturní rysy: Kalcit-serpentinové segregace v matrici; Globulární segregace kimberlitu v matrici bohaté na uhličitany; Fragmenty hornin byly metamorfovány nebo vykazují soustředné zónování; Neekvigranulární textura vytváří pseudoporfyrickou texturu.

Karbon a Kimberlit

Uhlík je jedním z nejběžnějších prvků na světě a je jedním ze čtyř nezbytných prvků pro existenci života. Lidé mají více než 18 procent uhlíku. Vzduch, který dýcháme, obsahuje stopy uhlíku. Když se uhlík vyskytuje v přírodě, existuje ve třech základních formách:

Diamant – extrémně tvrdý, čistý krystal

Diamanty se tvoří asi 100 mil (161 km) pod zemským povrchem, v roztavené hornině zemského pláště, která poskytuje správné množství tlaku a tepla k přeměně uhlíku na diamant. Aby byl diamant vytvořen, musí být uhlík umístěn pod tlakem alespoň 435,113 30 liber na čtvereční palec (psi nebo 752 kilobarů) při teplotě alespoň 400 stupňů Fahrenheita (XNUMX Celsia). Pokud podmínky klesnou pod jeden z těchto dvou bodů, grafit bude vytvořen. V hloubkách 93 mil (150 km) nebo více se tlak zvyšuje na asi 725,189 50 psi (2,192 kilobarů) a teplo může překročit 1,200 XNUMX F (XNUMX XNUMX C). Většina diamantů, které dnes vidíme, vznikla před miliony (ne-li miliardami) let. Silné erupce magmatu vynesly diamanty na povrch a vytvořily kimberlitové trubky.

Kimberlitové trubky vznikají, když magma protéká hlubokými puklinami v Zemi. Magma uvnitř kimberlitových trubek funguje jako výtah a tlačí diamanty a další horniny a minerály skrz plášť a kůru během několika hodin. Tyto erupce byly krátké, ale mnohokrát silnější než sopečné erupce, ke kterým dochází dnes. Magma v těchto erupcích pocházelo z hloubek třikrát hlubších než zdroj magmatu sopky jako Mount St. Helens, podle Amerického přírodovědného muzea.

Magma nakonec uvnitř těchto kimberlitových trubic vychladlo a zanechalo za sebou kuželovité žíly kimberlitové horniny, které obsahují diamanty. Kimberlit je namodralá hornina, kterou hledají těžaři diamantů při hledání nových ložisek diamantů. Povrchová plocha kimberlitových trubek s diamantovými ložisky se pohybuje od 2 do 146 hektarů (5 až 361 akrů).

Diamanty lze také nalézt v říčních korytech, kterým se říká aluviální diamantová místa. Jedná se o diamanty, které pocházejí z kimberlitových trubek, ale pohybují se geologickou činností. Ledovce a voda mohou také přesunout diamanty tisíce kilometrů od jejich původního umístění. Dnes se nejvíce diamantů nachází v Austrálii, Borneu, Brazílii, Rusku a několika afrických zemích, včetně Jižní Afriky a Zairu.

Modely umístění Kimberlite

Mitchell (1986) zvažuje několik teorií a předkládá obsáhlejší kritiku každé teorie umístění.

1. Teorie výbušného vulkanismu
2. Magmatická (fluidizační) teorie
3. Hydrovulkanická teorie

1. Teorie výbušného vulkanismu

Tato teorie zahrnuje shromažďování kimberlitového magmatu v mělkých hloubkách a následnou tvorbu těkavých látek. Když je tlak v této kapse, nazývané mezikomora, dostatečný k překonání zatížení horninami nahoře, následuje erupce. Předpokládá se, že epicentrum erupce je v kontaktu s diatreme facies.

Díky rozsáhlé těžbě je jasné, že tato teorie je neudržitelná. V hloubce nebyla nalezena žádná mezikomora.

2. Magmatická teorie

Tímto původním zastáncem této teorie byl Dowson (1971). Následně na ni postavil Clement (1982) a prosadili ji Field a Scott Smith (1999)

Kimberlitové magma stoupá z hloubky s různými pulzy, které se nazývají „embryonální trubky“. Povrch není porušen a těkavé látky neunikají V určitém okamžiku embryonální potrubí dosáhne dostatečně mělké hloubky. Přičemž tlak těkavých látek je schopen překonat zatížení nadložních hornin. Když těkavé látky uniknou, zajistí se krátká doba fluidizace. Fluidizace je považována za krátkodobou, protože fragmenty jsou běžně hranaté.

3. Hydrovulkanická teorie

Hlavním zastáncem této teorie je Lorenz (1999). Kimberlitská magmata vystupují z hloubky úzkými 1 m silnými puklinami. Kimberlitové magma je soustředěno podél strukturální závady které působí jako ohniska pro vody nebo výsledná brekciace v důsledku těkavé exoluce ze stoupajících kimberlitů mohou fungovat jako ohnisko pro vodu. Brekciovaná hornina se znovu naplní podzemní vodou. Další puls kimberlitového magmatu následuje po nějaké strukturální slabosti v hornině na povrch a opět přichází do kontaktu s vodou a způsobuje další explozi.

Kimberlitová geochemie

Geochemie Kimberlitů je definována následujícími parametry:

ultramafické, MgO >12 % a obecně >15 %;

ultradraselný, molární K2O/Al2O3 >3;

téměř primitivní Ni (>400 ppm), Cr (>1000 ppm), Co (>150 ppm);

REE-obohacení;[14]

střední až vysoké obohacení velkým iontovým litofilním prvkem (LILE)[15], ΣLILE = >1,000 XNUMX ppm;

vysoký obsah H2O a CO2.

Kimberlitové složení

Jak umístění, tak původ kimberlitického magmatu jsou předmětem sporů. Jejich extrémní obohacení a geochemie vedly k velkému množství spekulací o jejich původu, přičemž modely umístily svůj zdroj do subkontinentálního litosférického pláště (SCLM) nebo dokonce tak hluboko jako přechodová zóna. Mechanismus obohacování byl také předmětem zájmu s modely zahrnujícími částečné tání, asimilaci subdukovaného sedimentu nebo derivaci z primárního zdroje magmatu.

Historicky byly kimberlity na základě petrografických pozorování klasifikovány do dvou různých odrůd nazývaných čedičové“ a „slídové“. Toto bylo později revidováno CB Smith, který přejmenoval „skupinu I“ a „skupinu II“ těchto skupin na základě izotopových afinit těchto hornin pomocí systémů Nd, Sr a Pb. Roger Mitchell později navrhl zobrazení těchto kimberlitů skupiny I a II. Tyto zjevné rozdíly spolu nemusí tak úzce souviset, jak si kdysi mysleli. II. Skupina ukázala, že kimberlity vykazovaly větší tendenci k lampolínům než skupina I. Skupina II proto překlasifikovala kimberlity na oranžové, aby se předešlo záměně.

Kimberlity skupiny I

Kimberlity skupiny I jsou ultramafické draslíky bohaté na CO2 vyvřelé skály dominuje primární forsteritická olivín a uhličitanové minerály se stopovým složením hořčíku ilmenit, chróm pyrope, almandin-pyrope, chrom diopsid (v některých případech subvápenatý), flogopit, enstatite a Ti-poor chromit. Kimberlity skupiny I vykazují výraznou neekvigranulární texturu způsobenou makrokrystickými (0.5–10 mm nebo 0.020–0.394 palce) až megakrystickými (10–200 mm nebo 0.39–7.87 palce) fenokrysty olivínu, pyrophopu, chromitého diopsidu, magnesia v jemno až středně zrnité základní hmotě.

Olivínové lamproity

Olivinové lamproity byly dříve nazývány kimberlitem skupiny II nebo orangeitem v reakci na mylnou víru, že se vyskytují pouze v Jižní Africe. Jejich výskyt a petrologie jsou však celosvětově totožné a neměly by být mylně označovány jako kimberlit. Olivinové lamproity jsou ultradraselné, peralkalické horniny bohaté na těkavé látky (převážně H2O). Charakteristickým znakem olivínových lamproitů jsou flogopitové makrokrysty a mikrofenokrysty spolu se základními slídami, které se liší složením od flogopitu po „tetraferriflogopit“ (anomálně flogopit chudý na Al vyžadující Fe pro vstup do tetraedrického místa). Resorbované makrokrystaly olivínu a euhedrální primární krystaly základní hmoty olivínu jsou běžnými, ale ne nezbytnými složkami.

Kimberlitické indikátorové minerály

Kimberlity jsou zvláštní vyvřelé horniny, protože obsahují různé minerální druhy s chemickým složením, které naznačují, že vznikly pod vysokým tlakem a teplotou v plášti. Tyto minerály, jako je chromdiopsid (a pyroxen), chromové spinely, magnézský ilmenit a pyropové granáty bohaté na chrom, obecně chybí ve většině ostatních vyvřelých hornin, takže jsou zvláště užitečné jako indikátory kimberlitů.

Ekonomický význam Kimberlitu

Kimberlity jsou nejvýznamnějším zdrojem diamantů na světě. Na světě bylo objeveno asi 6,400 900 kimberlitových dýmek, z nichž asi 30 bylo klasifikováno jako diamantové a z nich něco málo přes XNUMX bylo ekonomicky dostačujících k těžbě diamantů.

Ložiska vyskytující se v Kimberley, Jižní Afrika, byla první uznaná a zdroj jména. Kimberleyské diamanty byly původně nalezeny ve zvětralém kimberlitu, který byl limonitem zbarven do žluta, a tak se mu říkalo „žlutá půda“. Hlubší práce se setkaly s méně pozměněnou horninou, serpentinizovaným kimberlitem, kterému horníci říkají „modrá zem“.

Modrá a žlutá půda byly plodnými producenty diamantů. Poté, co byla žlutá půda vyčerpána, horníci na konci 19. století náhodně řezali do modré půdy a našli množství diamantů v kvalitě drahokamů. Ekonomický význam té doby byl takový, že při záplavě nalezených diamantů se těžaři navzájem podbízeli a nakonec v krátké době snížili hodnotu diamantů na cenu.

Kimberlitová formace

Obecná shoda je, že kimberlity se tvoří hluboko v plášti, v hloubkách mezi 150 a 450 kilometry, z anomálně obohacených exotických složení pláště. Jejich erupce jsou rychlé a prudké, často se uvolňuje značné množství oxidu uhličitého (CO2) a těkavých složek. Prudké exploze vytvářejí svislé sloupy hornin – sopečné trubky nebo kimberlitové trubky – které stoupají z magmatických nádrží. Hloubka tání a proces generování činí kimberlity náchylnými k ukládání diamantových xenokrystů.

Morfologie kimberlitových trubek je různorodá, ale obecně zahrnuje vrstvený hrázový komplex svisle ponořených přivaděčových hrází v kořeni trubky, sahající až k plášti. Do 1.5-2 kilometrů (km) od povrchu, jak magma exploduje směrem nahoru, expanduje a vytváří kuželovitou až válcovitou zónu nazývanou diatreme, která vybuchuje na povrch.

Povrchový výraz je zachován jen zřídka, ale obvykle je podobný maaru sopka. Průměr kimberlitové trubky na povrchu je obvykle několik set metrů až kilometr.

Předpokládá se, že mnoho kimberlitových dýmek vzniklo asi před 70 až 150 miliony let, ale v jižní Africe je několik takových, které vznikly před 60 až 1,600 1995 miliony let (Mitchell, 16, str. XNUMX).

Proč investovat do čističky vzduchu?

• Kimberlitová magmata jsou bohatá na oxid uhličitý a vodu, která přivádí magma rychle a prudce k plášti.
• Kimberlit je draselná ultramafická vyvřelá hornina bohatá na plyn.
• Austrálie je v současnosti největším světovým producentem diamantů nízké kvality a používaných pro průmyslové účely.
• Kráter facies kimnerlit je rozpoznán sedimentárními rysy.
• Diatreme facies se pozná podle peletalu lapilli.
• Hypabyssal facşes şs běžně rozpoznatelné segregační strukturou a přítomností hojného cancitu.

Reference

• Bonewitz, R. (2012). Horniny a minerály. 2. vyd. Londýn: DK Publishing.
• Kurszlaukis, S., & Fulop, A. (2013). Faktory ovlivňující vnitřní faciální architekturu vulkánů maar-diatreme. Bulletin z Vulkanologie75(11), 761.
• Přispěvatelé Wikipedie. (2019, 14. února). Kimberlit. Ve Wikipedii, The Free Encyclopedia. Získáno 16:10, 11. května 2019, z https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kimberlite&oldid=883239063