A kimberlita é uma rocha ígnea que constitui uma importante fonte de diamantes . A kimberlita é uma variedade de peridotito . É rica em minerais de mica e frequentemente apresenta cristais de flogopita . Outros minerais abundantes em sua composição são diopsídio cromífero, olivina e granada rica em cromo e piropo . A kimberlita é tipicamente encontrada em tubos – estruturas com bordas verticais e seção transversal aproximadamente circular. A rocha pode ter sido injetada em áreas de fragilidade do manto. Fragmentos de rochas do manto são frequentemente trazidos à superfície na forma de kimberlitas, tornando-as uma valiosa fonte de informações sobre o mundo interior.
Apesar de sua relativa raridade, o kimberlito tem atraído atenção por servir como veículo para a chegada à superfície da Terra de xenólitos de peridotito granatífero e diamantes . Sua provável origem em profundidades maiores do que qualquer outro tipo de rocha ígnea, e a composição magmática extrema que reflete em termos de baixo teor de sílica e altos níveis de enriquecimento em elementos-traço incompatíveis, tornam importante a compreensão da petrogênese do kimberlito. Nesse sentido, o estudo do kimberlito tem o potencial de fornecer informações sobre a composição do manto profundo e os processos de fusão que ocorrem na interface entre a litosfera continental cratônica e o manto astenosférico convectivo subjacente, ou próximo a ela.
Origem do nome : A rocha kimberlita recebeu esse nome em homenagem a Kimberley, na África do Sul, onde foi descoberta pela primeira vez. Os diamantes de Kimberley eram originalmente encontrados em kimberlita intemperizada, que era colorida de amarelo pela limonita e, portanto, era chamada de solo amarelo. Escavações mais profundas produziam rochas menos alteradas, a kimberlita serpentinizada, que os mineiros chamam de solo azul.
Classificação de Kimberlito
Com base em estudos realizados em um grande número de depósitos de kimberlito , os geólogos dividiram os kimberlitos em 3 unidades distintas, de acordo com sua morfologia e petrologia.
Essas unidades são:
- Cratera Facies Kimberlito
- Diatreme Facies Kimberlito
- Facies Hipabissais Kimberlito
1) Facies da cratera Kimberlito
A morfologia da superfície de um kimberlito não intemperizado é caracterizada por uma cratera, com até 2 quilômetros de diâmetro, cujo fundo pode estar a várias centenas de metros abaixo da superfície. A cratera geralmente é mais profunda no centro. Ao redor da cratera encontra-se um anel de tufo relativamente pequeno, geralmente com menos de 30 metros de largura, quando comparado ao diâmetro da cratera. Duas categorias principais de rochas são encontradas em kimberlitos de fácies crateriforme: piroclásticas, aquelas depositadas por forças eruptivas; e epiclásticas, que são rochas retrabalhadas pela água.
2) Diatreme Facies Kimberlito
Os diatremas de Kimberlito têm 1-2 quilômetros de profundidade, geralmente corpos em forma de cenoura que são circulares a elípticos na superfície e se afunilam com a profundidade. O contato de mergulho com as rochas hospedeiras é geralmente de 80 a 85 graus. A zona é caracterizada por material kimberlítico vulcanoclástico fragmentado e xenólitos arrancados de vários níveis na crosta terrestre durante a jornada dos kimberlitos para a superfície. Algumas características texturais do Diatreme Facies Kimberlite:
3) Facies Hipabissais Kimberlito
Essas rochas são formadas pela cristalização de magma de kimberlito quente e rico em voláteis. Geralmente, eles não possuem características de fragmentação e parecem ígneos. Algumas características de textura: Segregações calcita-serpentina na matriz; Segregações globulares de kimberlito em matriz rica em carbonatos; Fragmentos de rocha foram metamorfoseados ou exibem zoneamento concêntrico; A textura inequigranular cria uma textura pseudoporfirítica.
Carbono e Kimberlita
O carbono é um dos elementos mais comuns no mundo e é um dos quatro elementos essenciais para a existência da vida. Os seres humanos são mais de 18 por cento de carbono. O ar que respiramos contém vestígios de carbono. Quando ocorre na natureza, o carbono existe em três formas básicas:
Diamante – um cristal transparente extremamente duro
Os diamantes se formam a cerca de 161 km (100 milhas) abaixo da superfície da Terra, na rocha derretida do manto terrestre, que fornece a pressão e o calor adequados para transformar o carbono em diamante. Para que um diamante seja criado, o carbono deve ser submetido a uma pressão de pelo menos 30 quilobares (435,113 libras por polegada quadrada) a uma temperatura de pelo menos 400 graus Celsius (752 graus Fahrenheit). Se as condições caírem abaixo de qualquer um desses dois pontos, o grafite será criado. A profundidades de 150 km (93 milhas) ou mais, a pressão aumenta para cerca de 50 quilobares (725,189 psi) e o calor pode ultrapassar 1,200 graus Celsius (2,192 graus Fahrenheit). A maioria dos diamantes que vemos hoje foi formada há milhões (senão bilhões) de anos. Poderosas erupções de magma trouxeram os diamantes à superfície, criando tubos de kimberlito.
Os tubos de kimberlito são criados quando o magma flui através de fraturas profundas na Terra. O magma dentro dos tubos de kimberlito age como um elevador, impulsionando os diamantes e outras rochas e minerais através do manto e da crosta em apenas algumas horas. Essas erupções eram curtas, mas muitas vezes mais poderosas do que as erupções vulcânicas que ocorrem hoje. O magma nessas erupções se originou a profundidades três vezes maiores do que a fonte de magma de vulcões como o Monte Santa Helena , de acordo com o Museu Americano de História Natural.
O magma eventualmente esfriou dentro desses tubos de kimberlito, deixando para trás veias cônicas de rocha de kimberlito que contêm diamantes. Kimberlito é uma rocha azulada que os mineradores de diamantes procuram quando procuram novos depósitos de diamantes. A área de superfície dos tubos de kimberlito com diamantes varia de 2 a 146 hectares (5 a 361 acres).
Os diamantes também podem ser encontrados em leitos de rios, chamados de locais de diamantes aluviais. Estes são diamantes que se originam em tubos de kimberlito, mas são movidos pela atividade geológica. Geleiras e água também podem mover diamantes a milhares de quilômetros de sua localização original. Hoje, a maioria dos diamantes é encontrada na Austrália, Bornéu, Brasil, Rússia e vários países africanos, incluindo África do Sul e Zaire.
Modelos de Colocação de Kimberlito
Mitchell (1986) considera várias teorias e apresenta uma crítica mais abrangente de cada teoria de localização.
- Teoria do vulcanismo explosivo
- Teoria magmática (fluidização)
- teoria hidrovulcânica
1. Teoria do Vulcanismo Explosivo
Essa teoria envolve o acúmulo de magma kimberlítico em profundidades rasas e o subsequente acúmulo de voláteis. Quando a pressão dentro desta bolsa, denominada câmara intermediária, é suficiente para superar a carga de rochas acima, segue-se uma erupção. Acredita-se que o epicentro da erupção esteja no contato diatreme fácies.
Através da mineração extensiva, fica claro que esta teoria é insustentável. Nenhuma câmara intermediária foi encontrada em profundidade.
2. Teoria Magmática
O proponente original dessa teoria foi Dowson (1971). Posteriormente, foi construído por Clement (1982) e é impulsionado por Field e Scott Smith (1999)
O magma kimberlito sobe das profundezas com diferentes pulsos sendo denominados “tubos embrionários”. A superfície não é rompida e os voláteis não escapam. Em algum ponto, os tubos embrionários atingem uma profundidade rasa o suficiente. Por meio do qual a pressão dos voláteis é capaz de superar a carga das rochas sobrejacentes. À medida que os voláteis vão escapando, um breve período de fluidização é assegurado. Acredita-se que a fluidização seja de curta duração, pois os fragmentos são comumente angulares.
3. Teoria Hidrovulcânica
O principal defensor dessa teoria é Lorenz (1999). Os magmas kimberlíticos ascendem das profundezas através de fissuras estreitas de 1 m de espessura. O magma kimberlítico concentra-se ao longo de falhas estruturais que atuam como focos de água, ou a brechação resultante da exsolução de voláteis dos kimberlitos ascendentes pode atuar como um foco de água. A rocha brechada é recarregada com água subterrânea. Outro pulso de magma kimberlítico segue alguma fragilidade estrutural na rocha até a superfície e entra novamente em contato com a água, produzindo outra explosão.
Geoquímica de Kimberlito
A geoquímica dos Kimberlitos é definida pelos seguintes parâmetros:
ultramáfica, MgO >12% e geralmente >15%;
ultrapotássico, molar K2O/Al2O3 >3;
Ni quase primitivo (>400 ppm), Cr (>1000 ppm), Co (>150 ppm);
Enriquecimento de REE;[14]
enriquecimento moderado a alto de elemento litófilo de íons grandes (LILE)[15], ΣLILE = >1,000 ppm;
alto H2O e CO2.
Composição de Kimberlito
Tanto a localização quanto a origem dos magmas kimberlíticos são assuntos controversos. Seu extremo enriquecimento e geoquímica levaram a uma grande quantidade de especulações sobre sua origem, com modelos colocando sua fonte no manto litosférico subcontinental (SCLM) ou mesmo tão profundo quanto a zona de transição. O mecanismo de enriquecimento também tem sido objeto de interesse com modelos que incluem fusão parcial, assimilação de sedimentos subduzidos ou derivação de uma fonte primária de magma.
Historicamente, os kimberlitos foram classificados em duas variedades diferentes chamadas basálticas e micáceas com base em observações petrográficas. Isso foi posteriormente revisado por CB Smith, que renomeou “grupo I” e “grupo II” desses grupos com base nas afinidades isotópicas dessas rochas usando sistemas Nd, Sr e Pb. Mais tarde, Roger Mitchell sugeriu a exibição desses kimberlitos dos grupos I e II. Essas diferenças óbvias podem não estar tão intimamente relacionadas quanto se pensava. II. O grupo mostrou que os kimberlitos mostraram mais tendência para os lampolinos do que o grupo I. Portanto, o grupo II reclassificou os kimberlitos como laranja para evitar confusão.
Grupo I kimberlitos
Os kimberlitos do Grupo I são rochas ígneas potássicas ultramáficas ricas em CO2 , dominadas por olivina forsterítica primária e minerais carbonáticos, com uma associação de minerais-traço de ilmenita magnesiana , piropo cromífero , piropo-almandina, diópsido cromífero (em alguns casos subcálcico), flogopita, enstatita e cromita pobre em titânio . Os kimberlitos do Grupo I exibem uma textura inequigranular característica, causada por fenocristais macrocristalinos (0.5–10 mm ou 0.020–0.394 pol.) a megacristalinos (10–200 mm ou 0.39–7.87 pol.) de olivina, piropo, diópsido cromífero, ilmenita magnesiana e flogopita, em uma matriz de granulação fina a média.
lamproítas de olivina
Os lamproítos de olivina eram anteriormente chamados de kimberlito do grupo II ou orangeita em resposta à crença errônea de que eles só ocorriam na África do Sul. Sua ocorrência e petrologia, no entanto, são globalmente idênticas e não devem ser erroneamente referidas como kimberlito. Lamproítos de olivina são rochas peralcalinas ultrapotássicas ricas em voláteis (dominantemente H2O). A característica distintiva dos lamproítos de olivina são macrocristais e microfenocristais de flogopita, juntamente com micas de massa fundamental que variam em composição de flogopita a “tetraferriflogopita” (flogopita anormalmente pobre em Al que requer Fe para entrar no sítio tetraédrico). Macrocristais de olivina reabsorvidos e cristais primários euédricos de olivina de massa fundamental são constituintes comuns, mas não essenciais.
Minerais indicadores Kimberlíticos
As kimberlitas são rochas ígneas peculiares porque contêm uma variedade de espécies minerais com composições químicas que indicam que se formaram sob alta pressão e temperatura no manto. Esses minerais, como diópsido de cromo (um piroxênio ), espinélios de cromo, ilmenita magnesiana e granadas piropo ricas em cromo, geralmente estão ausentes na maioria das outras rochas ígneas, tornando-os particularmente úteis como indicadores de kimberlitas.
Importância econômica do Kimberlito
Kimberlitos são a fonte mais importante de diamantes do mundo. Cerca de 6,400 tubos de kimberlito foram descobertos no mundo, desses cerca de 900 foram classificados como diamantíferos e desses pouco mais de 30 foram econômicos o suficiente para a mineração de diamantes.
Os depósitos que ocorrem em Kimberley, na África do Sul, foram os primeiros reconhecidos e a origem do nome. Os diamantes de Kimberley foram originalmente encontrados em kimberlito desgastado, que foi colorido de amarelo por limonita, e por isso foi chamado de “fundo amarelo”. Trabalhos mais profundos encontraram rocha menos alterada, kimberlito serpentinizado, que os mineradores chamam de “solo azul”.
O solo azul e amarelo foram produtores prolíficos de diamantes. Depois que o solo amarelo se esgotou, os mineradores no final do século 19 acidentalmente cortaram o solo azul e encontraram diamantes com qualidade de gema em quantidade. A importância econômica da época era tamanha que, com a descoberta de uma enxurrada de diamantes, os mineradores reduziram os preços uns dos outros e acabaram reduzindo o valor dos diamantes ao custo em pouco tempo.
Formação de Kimberlito
O consenso geral é que os kimberlitos são formados nas profundezas do manto, em profundidades entre 150 e 450 quilômetros, a partir de composições exóticas de manto enriquecidas de forma anômala. Eles entram em erupção rápida e violentamente, muitas vezes com a liberação de quantidades consideráveis de dióxido de carbono (CO2) e componentes voláteis. As explosões violentas produzem colunas verticais de rocha – tubos vulcânicos ou tubos de kimberlito – que sobem dos reservatórios de magma. A profundidade do derretimento e o processo de geração tornam os kimberlitos propensos a hospedar xenocristais de diamante.
A morfologia dos tubos de kimberlito é variada, mas geralmente inclui um complexo de diques laminados de diques alimentadores que mergulham verticalmente na raiz do tubo, estendendo-se até o manto. Dentro de 1.5 a 2 quilômetros (km) da superfície, à medida que o magma explode para cima, ele se expande para formar uma zona cônica a cilíndrica chamada diatreme, que irrompe na superfície.
A expressão superficial raramente é preservada, mas geralmente é semelhante à de um vulcão maar . O diâmetro de um tubo de kimberlito na superfície é tipicamente de algumas centenas de metros a um quilômetro.
Acredita-se que muitos tubos de kimberlito tenham se formado há cerca de 70 a 150 milhões de anos, mas na África Austral existem vários que se formaram entre 60 e 1,600 milhões de anos atrás (Mitchell, 1995, p. 16).
Conclusão
- Os magmas kimberlíticos são ricos em dióxido de carbono e água, o que traz o magma rápida e violentamente para o manto.
- Kimberlito é uma rocha ígnea ultramáfica potássica rica em gás.
- A Austrália é atualmente o maior produtor mundial de diamantes de baixa qualidade e utilizados para fins industriais.
- A fácies da cratera kimnerlite é reconhecida por feições sedimentares.
- A fácies diatreme é reconhecida por pelotas lapilli.
- As facşes hipabissais şs são comumente reconhecidas pela textura segregada e pela presença de cancite abundante.
Referências
- Bonewitz, R. (2012). Rochas e minerais. 2ª ed. Londres: DK Publishing.
- Kurszlaukis, S., & Fulop, A. (2013). Fatores que controlam a arquitetura fácies interna dos vulcões maar-diatreme. Boletim de Vulcanologia, 75 (11), 761.
- Colaboradores da Wikipédia. (2019, 14 de fevereiro). Kimberlita. Na Wikipedia, a enciclopédia livre. Recuperado 16:10, 11 de maio de 2019, de https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kimberlite&oldid=883239063
