Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Кимберлит
Вулканическая порода
Kimberlite picture.jpg
Кимберлит из США
Сочинение
Форстеритовый оливин и карбонатные минералы с незначительными количествами магнезиального ильменита, хромового пиропа, альмандин-пиропа, диопсида хрома, флогопита, энстатита и хромита с низким содержанием титана. Иногда содержит алмазы .
Разрез кимберлита из Южной Африки. Кимберлитовая матрица состоит из глинистых минералов и карбонатов, представленных в синем, пурпурном и желтовато-коричневом цветах.

Кимберлит - это магматическая порода , иногда содержащая алмазы . Он назван в честь города Кимберли в Южной Африке , где обнаружение в 1869 году алмаза весом 83,5 карата (16,70 г), названного Звездой Южной Африки, вызвало бурную алмазную лихорадку и рытье открытого карьера, названного Большой Дырой. . Ранее термин кимберлит применялся к оливиновым лампроитам как кимберлит II, однако это было ошибкой. [1]

Кимберлит встречается в земной коре в вертикальных структурах, известных как кимберлитовые трубки , а также в магматических дайках . Кимберлит также встречается в виде горизонтальных силлов . [2] Кимберлитовые трубки сегодня являются наиболее важным источником добычи алмазов. Кимберлиты сходятся во мнении, что они образованы глубоко в мантии . Формирование происходит на глубинах от 150 до 450 километров (93 и 280 миль), потенциально из-за аномально обогащенных экзотических составов мантии, и они извергаются быстро и бурно, часто со значительным содержанием углекислого газа [3] и других летучих веществ.составные части. Именно эта глубина плавления и генерации делает кимберлиты склонными к вмещению ксенокристаллов алмаза .

Несмотря на свою относительную редкость, кимберлит привлекает внимание, потому что он служит переносчиком алмазов и ксенолитов гранатовой перидотитовой мантии на поверхность Земли. Его вероятное происхождение из глубин, превышающих любой другой тип магматической породы , и экстремальный состав магмы, который он отражает с точки зрения низкого содержания кремнезема и высокого уровня обогащения несовместимыми микроэлементами , делают понимание петрогенезиса кимберлитов важным. В связи с этим изучение кимберлитов может предоставить информацию о составе глубокой мантии и процессах плавления, происходящих на границе раздела или вблизи нее. кратонная континентальная литосфера и нижележащая конвектирующая астеносферная мантия.

Морфология и вулканология [ править ]

Распространение алмазных месторождений. Кратоны: ЦА - Центральная Африка (Касаи), Южная Африка (Калахари), Западная Австралия - Западная Африка, Намывные породы и тела: А-Акватия / Бирим, В-Бананкоро, река Бф-Буффелс, Си-Би-Карно / Берберати, долина Ку-Куанго , Тело Do-Dokolwayo, тело F-Finsch, тело G-Gope, тело J-Kwaneng, тело Ja-Jagersfontein, тело k-Koidu, тела Kb-Kimberley, тело Ko-Koffiefontein, L-Letlhakanebody, тело Le-Letseng, Ли-Лихтенбург, Ло-Нижняя Оранжевая река, тела Лу-Лунда, тела М-Мицик, тела Мб-Мбужи-Майи, Мо-Мука Уадда, тело Мв-Мвадуи, На-Намибия и Намакваленд, тело О-Орапа, P- Тело Primier, тело R-River Ranch, T-Tortiya, Ts-Tshkipa, тело V-Venetia, Vo-Vaal / Orange Rivers, Ye-Yengema

Многие кимберлитовые структуры образованы в виде морковных вертикальных интрузий, называемых « трубами ». Эта классическая форма моркови образована из-за сложного процесса интрузии кимберлитовой магмы, которая наследует большую долю CO 2 (меньшее количество H 2 O) в системе, что создает стадию глубокого взрывного кипения, которая вызывает значительное количество вертикальных пылающий. [4] Классификация кимберлитов основана на распознавании различных фаций горных пород . Эти разные фации связаны с особым стилем магматической активности, а именно с кратерными, диатремовыми и гипабиссальными породами. [5] [6]

Морфологии кимберлитовых трубок и их классической формы моркови является результатом взрывного диатремового вулканизма из очень глубоко мантийных -derived источников. Эти вулканические взрывы образуют вертикальные столбы горных пород, которые поднимаются из глубоких резервуаров магмы. Морфология кимберлитовых трубок разнообразна, но включает пластинчатый дайковый комплекс пластинчатых, вертикально падающих фидерных даек в основании трубки, которая простирается до мантии. В пределах 1,5–2 км (0,93–1,24 мили) от поверхности магма под высоким давлением взрывается вверх и расширяется, образуя диатрему конической или цилиндрической формы , которая извергается на поверхность. Выражение поверхности редко сохраняется, но обычно похоже на вулкан Маар.. Дайки и пороги кимберлита могут быть тонкими (1–4 метра), а диаметр труб колеблется от 75 до 1,5 км. [7]

Две юрские кимберлитовые дайки существуют в Пенсильвании . Один из них, дамба Гейтс-Ада, обнажается на реке Мононгахела на границе графств Файет и Грин . Другая, плотина Диксонвилл-Танома в центральном округе Индиана , не выходит на поверхность и была обнаружена шахтерами. [8] Кимберлит такого же возраста найден в нескольких местах Нью-Йорка. [9]

Петрология [ править ]

Как расположение, так и происхождение кимберлитовых магм являются предметом споров. Их чрезвычайное обогащение и геохимия привели к большому количеству предположений об их происхождении, при этом модели помещают их источник в субконтинентальную литосферную мантию (SCLM) или даже на такую ​​глубину, как переходная зона. Механизм обогащения также был предметом интереса с моделями, включая частичное плавление, ассимиляцию субдуцированных отложений или происхождение из первичного источника магмы.

Исторически кимберлиты были разделены на две различные разновидности, названные «базальтовыми» и «слюдистыми», в основном на основании петрографических наблюдений. [10] Это было позже исправлено CB Smith, который переименовал эти подразделения в «группу I» и «группу II» на основании изотопного сродства этих пород с использованием систем Nd, Sr и Pb. [11] Роджер Митчелл позже предположил, что эти кимберлиты групп I и II демонстрируют такие четкие различия, что они не могут быть так тесно связаны, как считалось ранее. Он показал, что кимберлиты группы II более близки к лампроитам, чем к кимберлитам группы I. Поэтому он переклассифицировал кимберлиты группы II как оранжеиты, чтобы избежать путаницы. [12]

Кимберлиты I группы [ править ]

Кимберлиты группы I состоят из ультраосновных калиевых магматических пород, обогащенных CO 2, с преобладанием первичного форстеритового оливина и карбонатных минералов, с примесью следовых минералов магнезиального ильменита , хромового пиропа , альмандин- пиропа, диопсида хрома (в некоторых случаях субкальциевого), флогопита. , энстатит и бедный титаном хромит. Кимберлиты группы I демонстрируют характерную разнозернистую текстуру, обусловленную макрокристаллическими (0,5–10 мм или 0,020–0,394 дюйма) и мегакристическими (10–200 мм или 0,39–7,87 дюйма) вкрапленниками оливина, пиропа, хромдиопсида, магнезиального ильменита и флогопита. в основной массе от мелкой до среднезернистой.

Минералогии основной массы, что более близко напоминает истинный состав вулканических пород, преобладают карбонатные и значительных количеств forsteritic оливина, с меньшими количествами пироп граната, Сг - диопсид , магнезиального ильменита и шпинели .

Оливиновые лампроиты [ править ]

Оливиновые лампроиты ранее назывались кимберлитами группы II или оранжеитами в ответ на ошибочное мнение, что они встречаются только в Южной Африке. Однако их распространение и петрология глобально идентичны и не должны ошибочно относиться к кимберлитам. [13] Оливиновые лампроиты - ультракалиевые , щелочные породы, богатые летучими веществами (преимущественно H 2 O). Отличительной чертой оливиновых лампроитов является флогопит.макрокристаллы и микровкрапленники, а также слюды основной массы, которые различаются по составу от флогопита до «тетраферрифлогопита» (аномально бедный Al флогопит, требующий Fe для входа в тетраэдрическую позицию). Резорбированные макрокристаллы оливина и идиоморфные первичные кристаллы оливина основной массы являются обычными, но не важными составляющими.

Характерные первичные фазы в массе включают зональные пироксены (сердечники диопсид окаймлены Ti-эгирин), шпинель минералы группы (магнезиальный хромит , чтобы титансодержащий магнетит ), Sr- и РЗЭ -Rich перовскит , Sr-богатый апатит , РЗЭ богатых фосфатов ( монацит , daqingshanite), potassian barian голландит минералы группы, Nb , несущий рутил и Мn-подшипник ильменит .

Кимберлитовые индикаторные минералы [ править ]

Кимберлиты - своеобразные магматические породы, потому что они содержат множество минералов, химический состав которых указывает на то, что они образовались под высоким давлением и температурой в мантии. Эти минералы, такие как диопсид хрома ( пироксен ), хромовые шпинели, магнезиальный ильменит и пироп-гранаты, богатые хромом, обычно отсутствуют в большинстве других магматических пород, что делает их особенно полезными в качестве индикаторов для кимберлитов.

Эти индикаторные минералы обычно ищут в отложениях ручьев в современном аллювиальном материале . Их присутствие может указывать на присутствие кимберлита в пределах эрозионного водораздела, образовавшего аллювий.

Геохимия [ править ]

Геохимия кимберлитов определяется следующими параметрами:

  • ультраосновные , MgO> 12% и обычно> 15%;
  • ультракалиевый , молярный K 2 O / Al 2 O 3 > 3;
  • почти примитивный Ni (> 400 ppm), Cr (> 1000 ppm), Co (> 150 ppm);
  • REE -обогащение; [14]
  • обогащение литофильных элементов с большими ионами от умеренного до высокого (LILE) [15] , ΣLILE => 1000 ppm;
  • высокий уровень H 2 O и CO 2 .

Экономическое значение [ править ]

Кимберлиты - важнейший источник первичных алмазов . Многие кимберлитовые трубки также дают богатые россыпи аллювиальных или элювиальных алмазов . Около 6400 кимберлитовых трубок было обнаружено в мире, из них около 900 классифицированы как алмазоносные, а из них чуть более 30 были достаточно экономичными, чтобы добывать алмазы. [16]

Месторождения, расположенные в Кимберли , Южная Африка , были первым признанным и источником названия. Изначально алмазы Кимберли были найдены в выветрившихся кимберлитах, которые были окрашены лимонитом в желтый цвет и поэтому назывались « желтой землей ». При более глубоких выработках встречались менее измененные породы, серпентинизированный кимберлит, который горняки называют « голубой землей ».

См. Также шахту «Мир» и трубку «Удачная» в Республике Саха , Сибирь .

И голубая, и желтая земля были плодовитыми производителями алмазов. После того, как желтый грунт был истощен, горняки в конце 19 века случайно врезались в синий грунт и обнаружили большое количество бриллиантов ювелирного качества. Экономическое значение того времени было таково, что, обнаружив поток алмазов, добытчики занижали цены друг друга и в конечном итоге за короткое время снизили стоимость алмазов до себестоимости. [17]

Связанные типы камней [ править ]

  • Лампроитовый  - ультракалиевый мантийная вулканическая порода или субвулканическая
  • Лампрофир
  • Нефелиновый сиенит
  • Ультракалиевые магматические породы
  • Кальсититовые породы

Ссылки [ править ]

  1. ^ Фрэнсис, Дон. «Кимберлиты и айликиты как зонды континентальной литосферной мантии» (PDF) . Lithos.
  2. ^ Barnett, W .; и другие. (2013), «Как структура и напряжение влияют на размещение кимберлита», Пирсон, Д. Грэм; и другие. (ред.), Труды 10-й Международной конференции по кимберлиту, том 2 , Springer, стр. 63, ISBN 978-81-322-1172-3
  3. ^ Паттерсон, Майкл (2013). «Извержения кимберлитов как триггеры для гипертермальных явлений раннего кайнозоя» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 14 (2): 448–456. DOI : 10.1002 / ggge.20054 .
  4. ^ Бергман, Стивен С. (1987). «Лампроиты и другие магматические породы, богатые калием: обзор их возникновения, минералогия и геохимия». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 30 (1): 103–190. DOI : 10.1144 / GSL.SP.1987.030.01.08 . S2CID 129449668 . 
  5. ^ Клемент, CR, 1982: сравнительное геологическое исследование некоторых основных кимберлитовых трубок в Северном мысе и свободном штате Оранж. Докторская диссертация, Кейптаунский университет.
  6. ^ Клемент, CR, и Скиннер, EMW 1985: текстурно-генетическая классификация кимберлитов. Труды Геологического общества Южной Африки. С. 403–409.
  7. ^ Kjarsgaard, BA (2007). «Модели кимберлитовых трубок: значение для разведки» (PDF) . В Milkereit, Б. (ред.). Proceedings of Exploration 07: Пятая Международная конференция по разведке полезных ископаемых, проводимая каждые десять лет . Десятилетние конференции по разведке полезных ископаемых , 2007. С. 667–677 . Проверено 1 марта 2018 .
  8. ↑ Berg, TM, Edmunds, WE, Geyer, AR и другие, составители (1980). Геологическая карта Пенсильвании: геологическая служба Пенсильвании, карта 1, масштаб 1: 250 000.
  9. ^ Бейли, Дэвид G; Лупулеску, Мариан. "Кимберлитовые скалы Центрального Нью-Йорка" . Путеводитель по полевой поездке, 79-е ежегодное собрание Геологической ассоциации штата Нью-Йорк . Проверено 30 августа 2017 года .
  10. ^ Вагнер, Пенсильвания, 1914: алмазные поля Южной Африки; Лидер Трансвааля, Йоханнесбург.
  11. ^ Смит, CB, 1983: Свинец, стронций и изотопные данные неодима для источников африканского мелового кимберлита, Nature, 304, стр. 51–54.
  12. ^ Митчелл, Роджер Ховард (1995). Кимберлиты, оранжеиты и родственные породы . Бостон, Массачусетс: Springer США. ISBN 978-1461519935.
  13. ^ Фрэнсис, Дон; Паттерсон, Майкл (апрель 2009 г.). «Кимберлиты и айликиты как зонды континентальной литосферной мантии». Lithos . 109 (1–2): 72–80. DOI : 10.1016 / j.lithos.2008.05.007 .
  14. ^ Nixon, PH, 1995. Морфология и природа первичных алмазоносных залежей. Журнал геохимической обесцвечивания, 53: 41–71.
  15. ↑ Истощение запасов золота и LILE в нижней коре: Льюизовский комплекс, Шотландия .
  16. ^ "Часто задаваемые вопросы по алмазному инвестированию" . MINING.com . 18 февраля 2014 . Проверено 30 августа 2017 года .
  17. ^ «Южная Африка: Новая история развития алмазных полей» (1902): Архивы New York Times , New York Times .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Mitchell, RH; Бергман, SC (1991). Петрология лампроитов . Нью-Йорк: Пленум Пресс. ISBN 978-0-306-43556-0.
  • Эдвардс, К. Б., Хоукинс, Дж. Б., 1966. Кимберлиты в Танганьике с особым упором на месторождение Мвадуи. Экон. Геол., 61: 537-554.
  • Копылова Майя Г. «Определение кимберлита» . Лаборатория разведки алмазов . Университет Британской Колумбии . Проверено 30 августа 2017 года .
  • Никсон, PH, 1995. Морфология и природа первичных алмазоносных залежей. Журнал геохимической обесцвечивания, 53: 41–71.
  • Пелл, Дженнифер. "Бриллианты, размещенные в Кимберлите" . Геологические полевые работы 1997. Бумага 1998-1 . Министерство занятости и инвестиций Британской Колумбии. С. 24Л – 1–24Л – 4. Архивировано из оригинала 4 апреля 2016 года . Проверено 30 августа 2017 года .
  • Вулли, А.Р., Бергман, С.К., Эдгар, А.Д., Ле Бас, М.Дж., Митчелл, Р.Х., Рок, Н.М.С., Скотт Смит, Б.Х., 1996. Классификация лампрофиров, лампроитов, кимберлитов, а также калсилитовых, мелилитовых и лейцитовых пород. Канадский минералог , Том 34, Часть 2. С. 175–186.
  • Копыловой (19 марта 2020 г.). «Геологи находят потерянный фрагмент древнего континента на севере Канады. См. Интересную цитату главного автора:« Для исследователей кимберлиты - это подземные ракеты, которые поднимают пассажиров на пути к поверхности », - поясняет геолог Университета Британской Колумбии Майя Копылова. "Пассажиры - это твердые куски каменных стен, которые несут множество деталей об условиях, лежащих далеко под поверхностью нашей планеты с течением времени. " " . science.ubc.ca . Проверено 21 марта 2020 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Галерея изображений кимберлита . Проверено 10 февраля 2012.