La geologia dei diamanti consiste in carbonio cristallino, anche se una percentuale significativa di diamanti deriva da depositi placidi, cioè ospitati in sedimenti, i placidi sono depositi secondari e tutti i diamanti sono stati in un momento o nell’altro ospitati da rocce ignee kimberlite. Il nome Kimberlite deriva dalla città di Kimberley che è cresciuta intorno alle prolifiche miniere di diamanti nel nord del Sudafrica. È qui che Cecil Rhodes stabilì di essere come miniere consolidate nel 1888 dal nome del contadino locale la cui terra fu scoperta e si può vedere una delle vecchie fosse abbandonate nella foto in basso a destra. La porzione superiore del pozzo fu scavata a mano nel 1880, dove è stata scattata la foto in alto a destra. La kimberlite forma più comunemente intrusi a forma di tubo, spesso di diametro abbastanza piccolo, ma può anche formare dighe o persino letti di plastica vulcanica che circondano i tubi intrusi. La kimberlite è fondamentalmente una forma di peridotite, in altre parole composta prevalentemente da olivina, un particolare tipo di granito ricco di cromo e vedrete perché questo è importante quando parleremo dell’esplorazione dei diamanti. La kimberlite fresca è dura e di un colore verde blu scuro e quando si ossida diventa molto più morbida e cambia in un giallo marrone. Il cambiamento da kimberlite ossidata a kimberlite fresca avviene alle pendici del frangente nella foto della vecchia cava in basso a destra.
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Ora ho sottolineato in quel primo corso introduttivo di Geologia dell’esplorazione come tutti i materiali che estraiamo derivano dalla crosta e questo è fondamentalmente corretto, tuttavia anche se i diamanti sono estratti dalla crosta hanno la loro origine nel mantello, più di 100 km sotto la base della crosta. La maggior parte della colata delle kimberlite deriva da una parte ancora più profonda del mantello e i diamanti sono raccolti dalla colata durante il suo viaggio verso la superficie ed è per questo che ho incluso le kimberliti all’inizio di questa serie di corsi di geologia dell’esplorazione, piuttosto che unirle ai processi epitermici poco profondi.
La terra ha circa 4,5 miliardi di anni e anche se le kimberliti sono state introdotte tra 2 miliardi di anni fa e il presente, alcuni diamanti hanno iniziato a cristallizzare più di 3 miliardi di anni fa, appena il 25% della vita della terra. Hanno poi galleggiato per milioni di anni nella poltiglia plastica dei cristalli in attesa del loro passaggio in superficie. I diamanti si formano solo sotto le placche continentali dove esistono le corrette condizioni di temperatura e pressione, non sotto le placche oceaniche, e poiché si sono formati prima nella storia, generalmente solo sotto la vecchia crosta archeana, un punto critico quando si parla di esplorazione dei diamanti.
Le kimberliti devono essere collocate velocemente per evitare che i diamanti vengano riassorbiti o rifusi quando la pressione scende. Man mano che le kimberlite salgono, degassano grandi quantità di anidride carbonica ad alta pressione, quando si avvicinano ai sondaggi quel gas si espande e mescolandosi con l’acqua di falda sviluppano una consistenza fluida quasi schiumosa che fa sì che completino il loro viaggio verso la superficie con forza esplosiva. Lì la kimberlite erutta violentemente ma brevemente formando un cratere e soffiando frammenti di kimberlite in aria e i crateri sono spesso parzialmente riempiti da una miscela di frammenti di kimberlite espulsi e roccia di parete che ricade in superficie.
Come ho detto prima, anche se ci sono kimberlite in una varietà di terreni geologici, i tubi diamondiferi sono quasi sempre in o sopra i crateri archeani e quelle sono le aree arancioni sulla mappa e solo pochi di quei tipi di kimberlite che sono sulla crosta archeana contengono effettivamente diamanti e ancora meno di quei tubi diamondiferi contengono abbastanza diamanti per essere economicamente redditizi. Infatti solo l’1% circa dei condotti di kimberlite ospita diamanti economici.
Qualcosa come l’80% della produzione mondiale di diamanti proviene dal Sub-Sahara in Africa o dalla Russia. In Africa i grandi produttori sono Botswana, Sudafrica, Congo RDC, Angola e Namibia. La produzione dello Zimbabwe è aumentata negli ultimi due o tre anni con la scoperta del deposito di merengue, ma poiché è stato scoperto da Mugabe e confiscato da Mugabe e dalla sua cerchia ristretta, non sono disponibili cifre sulla produzione. I gradi dei diamanti delle kimberliti economiche variano enormemente.
- Il primo deposito in Sud Africa ha un grado fenomenale di quasi 34.000 carati per cento tonnellate di minerale.
- In Botswana a Orapa ha un grado di circa 120 carati per cento tonnellate.
- Jwaneng anche in Botswana 44 carati per cento tonnellate e Letseng in Lesotho un mero 2 carati per cento tonnellate.
Così si potrebbe chiedere come Letseng sopravvive economicamente con un grado pietoso di solo 115.000esimo del grado del premier. La risposta sta nella dimensione e nella qualità delle pietre. Letseng ospita alcuni dei più grandi diamanti mai scoperti. La foto mostra una replica esatta di due di queste pietre mastodontiche. Nei diamanti la dimensione e la qualità delle pietre è più importante del grado complessivo in termini di carati per cento tonnellate. Questa è un’eccezione al detto “il grado è il re” che si sente spesso tra i minori.
Come si esplorano i diamanti:
Partiamo dalla consapevolezza che i diamanti sono prima kimberliti ed esistono solo sopra i cratoni archei e che tendono a formare cluster all’interno di ampie tendenze lineari. I principali strumenti di esplorazione sono le indagini geofisiche. Le kimberliti contengono magnetite e hanno un peso specifico relativamente alto, per cui si possono usare sia le indagini magnetiche che quelle gravitazionali, purché la roccia in cui le kimberliti sono state collocate abbia una bassa gravità o caratteristiche magnetiche. L’immagine in questa diapositiva in alto a destra è un’immagine satellitare del deserto del Kalahari nel Botswana meridionale, le caratteristiche approssimativamente circolari sono vasche poco profonde non collegate alle kimberliti. Bedrock e kimberliti sono mascherati da decine di metri di sabbia soffiata dal vento, ma quando si mette un’immagine magnetica sopra la stessa area si possono vedere chiaramente i tubi di kimberlite nascosti sotto quella copertura di sabbia. La prospezione a terra si basa su ciò che si chiama KIMS o Kimberlite Indicator Minerals. Vi ricorderete che ho menzionato i granati ricchi di cromite che si trovano spesso nelle kimberliti. Questi sono quasi unici per kimberliti altri minerali accessori includono cromite, ilmenite, clinopiroxeni e ovviamente olivine tutti questi hanno densità più elevate di dire quarti o feldspato e sono classificati come minerali indicatori kimberlite. Il campionamento KIM consiste nel prelevare campioni di suolo o di sedimenti di torrente in un ampio spazio separando i minerali pesanti ed esaminandoli con un microscopio binoculare per cercare la presenza di KIMS. Se la kimberlite è fondata fuori dal raccolto, è possibile prelevare un piccolo campione di massa in superficie. 
Assaggiando il campione e tracciando il calcio contro il contenuto di cromo su un grafico come questo permette di differenziare le kimberliti potenzialmente diamondifere, a sinistra sulla linea rossa dalle kimberliti sterili a destra della linea rossa tuttavia come con la maggior parte dei depositi la conferma di questi metodi di esplorazione indiretta ha richiesto la perforazione e il test per i diamanti. L’esplorazione dei diamanti è una delle imprese di esplorazione più rischiose. Le probabilità sono fortemente accatastate contro il successo, tuttavia con una buona scienza e tecniche di esplorazione quel livello di rischio può essere considerevolmente ridotto e le ricompense in caso di successo sono enormi. Basta guardare i prezzi di vendita per alcune di queste pietre di alta qualità in basso a sinistra set 4,6 milioni centro $ 10,4 milioni $ 12,36 milioni tutti per singole pietre molto, molto redditizio.
Cosa hai imparato su diamanti e kimberlite: In primo luogo tutti i diamanti hanno origine in tubi o dighe di kimberlite, compresi quelli in depositi placidi. La kimberlite è una roccia ultramafica derivata dal mantello. I diamanti cristallizzano nel mantello ben al di sotto della crosta, ma sono trasportati in alto nella crosta dal magma kimberlitico che sale. Solo l’1% della kimberlite è economico e questi si trovano quasi sempre in crateri archeani o al di sopra di essi. Il Sub-Sahara in Africa e la Russia producono insieme l’80% dei diamanti del mondo. L’esplorazione dei diamanti si basa molto sulle indagini magnetiche e gravitazionali e sul campionamento per i minerali indicatori della kimberlite o KIM e il valore del deposito dipende più dalla qualità delle pietre che dal grado in termini di carati per cento tonnellate.
