004 Powstawanie diamentów.pdf

Powstawanie diamentów

Geneza złóż diamentowych nie jest jeszcze w pełni wyjaśniona. Istnieje wiele hipotez na ten temat.

Ostatnie badania pozwalają sądzić, że diamenty krystalizują z alkalicznej magmy maficznej in situ, na

dużych głębokościach, w temperaturze powyżej 1000°C i ciśnieniu ok. kilku MPa oraz, że do strefy

przypowierzchniowej zostały przetransportowane później, w czasie gwałtownego wznoszenia się

magmy (silnych ruchów tektonicznych). Pośrednio hipotezę tę potwierdzają inne prace, mające na celu

określenie czasookresu powstawania diamentów. Mianowicie porównując skład chemiczny inkluzji

zawartych w diamentach ze składem chemicznym skał otaczających, udało się ustalić, że diamenty

powstały w warunkach fizykochemicznych nie związanych z procesami tworzenia się skał oraz, że są o

wiele starsze.

Diamenty koncentrują się zarówno w złożach pierwotnych jak i wtórnych. Wśród złóż pierwotnych

wyróżnia się złoża typu perydotytowego (kimberlitowego), eklogitowego i w znacznie mniejszym stopniu

lamproitowego.

Wszystkie typy diamentów spotyka się w utworach maficznych i ultramaficznych. Są to skały magmowe

zbudowane z jednego lub więcej składników ciemnych, występujących w ilościach powyżej 70%, o

znacznej zawartości żelaza i magnezu, stąd też ich nazwa mafity (łac. ma[gnesium] + f[err]ic ).

Analizując proces tworzenia się diamentów koniecznym stało się wyjaśnienie w jaki sposób do niższych

warstw geosfery dostały się surowce stanowiące źródło węgla niezbędnego do ich wytworzenia.

Odpowiedź na to pytanie dała teoria płyt tektonicznych. Według tej teorii, pod stabilną płytę kratonu, w

wyniku ruchów tektonicznych, wchodzi oceaniczna płyta bazaltowa, wprowadzając ze sobą znaczne

ilości skał węglanowych, wapiennych i in. Skały te wraz z minerałami węglanowymi (np. kalcytem

CaCO 3), dostając się w głębsze warstwy geosfery, w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury

ulegają termicznemu rozkładowi. Pojawiają się atomy węgla, które - jak wiadomo - wykazują dużą

zdolność do łączenia się w różnych konfiguracjach przestrzennych. W efekcie pojawia się wiele

alotropowych odmian krystalicznych a wśród nich trygonalny i heksagonalny grafit oraz regularny

(właściwy) diament.

Pomiędzy tymi odmianami ustala się pewien stan równowagi. W kontynentalnej strefie ochronnej

(kratonie) równowaga taka zaczyna ustalać się już na głębokości ok. 160 km przy ciśnieniu 5,3 GPa i

temperaturze ok. 1350°C, natomiast w strefie oceanicznej na głębokości znacznie poniżej 200 km, co

tłumaczy się to różnym gradientem temperaturowym w obu strefach.

Oczywiście stabilność obszarów diamentonośnych może być zakłócona różnego rodzaju ruchami

tektonicznymi. W ich wyniku pod kratonem następuje gwałtowny wzrost ciśnienia, który prowadzi do

erupcji. Pojawiające się przewody kominowe lub wypiętrzenia stożków wulkanicznych określają typ

diamentów. Najbogatsze w diamenty są złoża typu kimberlitowego. Występują one w Afryce

Południowej i Zachodniej, a także w Rosji oraz na kontynencie południowo-amerykańskim. Terenami

perspektywicznymi są Chiny, Indie i Indonezja. Kimberlit (od miejscowości Kimberley w RPA) to

odmiana perydotytu o charakterze alkalicznym, zaliczana do skał wulkanicznych. Skała ta tworzy dajki

lub kominy w obrębie serii osadowych i metamorficznych. Największy z kominów „Premier” (RPA) ma

kształt owalny, średnicę ok. 500...800 m i głębokość do ok. 185 mm. Większość kominów

kimberlitowych ma budowę o profilu pionowym. W stropie występuje tzw. ziemia żółta (ang. yellow

ground ) będąca skałą gliniastą wzbogaconą w diamenty. Jest ona produktem wietrzenia podścielającej

ją brekcji diamentonośnej tzw. ziemi niebieskiej (ang. blue ground). Profil komina kończy niezmieniony

kimberlit (ang. harde bank). Rozmieszczenie diamentów w poszczególnych strefach jest

nierównomierne. W jednych kominach zawartość diamentów jest najwyższa w górnych jego partiach

(np. w kominie „Premier”, RPA), w innych, największe ilości diamentów występują w niższej części

profilu, w obrębie samego kimberlitu (np. w kominie „Jagersfontein”, RPA). Zawartość diamentów w

kimberlitach z różnych złóż waha się w bardzo szerokich granicach od poniżej 0,2 ct/t do 4 ct/t.

Najbogatsze kominy kimberlitowe mogą zawierać do 5 ct/t. Granicę opłacalności eksploatacyjnej złoża

stanowi zawartość diamentów 0,2 ct/t. Średnio przyjmuje się, że z 1 tony skały macierzystej pozyskuje

się ok. 0,5 ct diamentów.

Drugim, obok kimberlitu, ważnym źródłem diamentów są skały osadowe (złoża wtórne). Są one

produktem wietrzenia utworów prekambryjskich (piaskowiec, konglomeraty). Jednak największą wartość

ekonomiczną, z punktu widzenia pozysku diamentów, mają złoża pochodzenia rzecznego lub

morskiego zalegające w korytach rzek i na tarasach w obrębie piasków i żwirów, na terenach

nadmorskich oraz w strefie przybrzeżnej mórz w obrębie utworów piaszczystych; także złoża

pochodzenia lodowcowego i eolitycznego. Ta grupa złóż występuje zarówno w Afryce (Afryka

Południowa i Zachodnia, Zair, pustynia Namib) jak i na subkontynencie indyjskim oraz na niektórych

obszarach Ameryki Południowej, zwłaszcza w Brazylii i in. Duża łatwość pozysku diamentów w tego

typu złożach, przy stosunkowo niewielkich nakładach finansowych sprawiła, że ich zasobność szybko

wyczerpuje się. Potwierdzają to zgodnie wszystkie poważne dane źródłowe. Według Mining Annual

Review (1967...1996), w 1949r. ok. 89% diamentów jubilerskich pochodziło ze złóż aluwialnych,

natomiast w 1994 r. już tylko 18%. Równocześnie w tym samym czasie liczność diamentów

pochodzących ze złóż perydotytowych (kimberlitowych) wzrosła z 8 do 80%.

Oczywiście stopień wyeksploatowania złóż aluwialnych nie we wszystkich krajach czy regionach jest

jednakowy. Istnieją jeszcze tereny słabo rozpoznane lub słabo eksploatowane. Do takich należy np.

Zair, gdzie pozysk diamentów ze złóż aluwialnych jest w dalszym ciągu bardzo wysoki, sięgając prawie

90%. Podobnie jest w Brazylii i Afryce Zachodniej.

Ostatnie dziesięciolecie to walka wielkich organizacji międzynarodowych o pozyskanie koncesji na

eksploatowanie nowych, niezwykle bogatych w diamenty złóż, zlokalizowanych w strefach

przybrzeżnych wzdłuż zachodnich wybrzeży Afryki. Penetrowane są napływy dna morskiego i

wyznaczane strefy koncesyjne sięgające niekiedy daleko w głąb morza, do 5 km od linii brzegowej.

Zob.: T. Sobczak & N. Sobczak, Diamenty jubilerskie , Wyd. Tomasz Sobczak, Warszawa 2004.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: