ダイヤモンドのキンバーライト鉱床と地質形成

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ダイヤモンドの地質は、ダイヤモンドのかなりの割合が堆積物にホストされているすなわち、プラシッド堆積物に由来するが結晶性炭素で構成され、プラシッドは、二次堆積物とすべてのダイヤモンドが一度や別のキンバーライト火成岩にホストされた。 キンバリーという名前は、南アフリカ北部の多産なダイヤモンド鉱山を中心に発展したキンバリーという町に由来しています。 この町は、1888年にセシル・ローズによって設立された統合鉱山で、発見された土地の農民の名前にちなんで名づけられました。 坑道の上部は1880年代に手作業で掘られたもので、右上の写真はそこで撮られたものである。 キンバリー岩はパイプ状の貫入物を形成することが多く、直径はかなり小さいですが、貫入したパイプの周囲に堤防や火山性プラスチックの岩床を形成することもあります。 キンバリー岩は基本的にカンラン石で構成されるかんらん岩の一種で、クロムに富む花崗岩の一種であり、これがなぜ重要かは、ダイヤモンド探査の話になったときにわかると思います。 新鮮なキンバーライトは硬く、濃い青緑色で、酸化するとかなり柔らかくなり、黄褐色に変化します。 右下の旧坑の写真のブレーカースロープで、酸化したキンバーライトから新鮮なキンバーライトへの変化が起こります。

さて私は最初の探査地学入門コースでいかに我々が掘り出す物質すべてが地殻に由来しているかと強調しました。それは基本的に正しいのですが、ダイヤモンドは地殻から掘り出されますがその起源はマントル、地殻下100km以上下の部分にあるのです。 キンバーライトの融液のほとんどは、マントルのさらに深いところに由来しており、ダイヤモンドは融液が地表に向かう途中で拾われます。このため、私は、キンバーライトを浅い表層熱プロセスと一緒にするのではなく、このシリーズの探査地質学コースの早い段階で取り上げたのです。
地球の年齢は約45億年で、キンバーライトは20億年前から現在までの間に導入されましたが、一部のダイヤモンドは30億年以上前に結晶化し始め、地球の生命の25％を占めたと言われています。 その後、ダイヤモンドは何百万年もの間、プラスチックの結晶の中で浮遊し、地表に上がってくるのを待っていたのです。 また、ダイヤモンドは海洋プレートの下ではなく、適切な温度と圧力条件が存在する大陸プレートの下でのみ形成され、歴史の中で早く形成されたため、一般的に古い古代の地殻の下でのみ形成されます。 キンバーライトが上昇するとき、大量の高圧二酸化炭素を脱気して、それらが調査の近くになるとき、そのガスは膨張して、地下水と混合して、それらが爆発的な力で表面へのそれらの旅を完了させるほとんど泡状の一貫性を流動化させるのを開発します。 そこで、キンバーライトは激しく噴火しますが、クレーターを形成して、キンバーライトの断片を空中に吹き飛ばし、クレーターは、しばしば、放出されたキンバーライト断片と表面に落ちてくる壁岩の混合物で部分的に満たされます。

先に述べたように、キンバーライトはさまざまな地形に存在しますが、ダイヤモンドを含むパイプは、ほとんどの場合、アルケアン地殻の中か上にあり、それが地図上のオレンジ色の部分です。アルケアン地殻上にあるこれらのキンバーライト型のうち、実際にダイヤモンドを含むものはごく一部で、経済的に成り立つほどダイヤモンドを含むものはさらに少ないのです。

世界のダイヤモンド生産の80%は、アフリカのサブサハラかロシアで産出されているそうです。 アフリカでは、ボツワナ、南アフリカ、コンゴ民主共和国、アンゴラ、ナミビアが大きな生産者です。 ジンバブエはここ2〜3年、メレンゲ鉱床の発見で生産量が急増したが、ムガベが発見し、ムガベとその側近が没収したため、生産量は把握できていない。

  • 南アフリカの最高峰の鉱床では、鉱石100トンあたり約34000カラットという驚異的なグレード。
  • ボツワナのオラパでは100トンあたり約120カラットのグレードを持つ。
  • Jwanengもボツワナで100トンあたり44カラット、レソトのLetsengは100トンあたりわずか2カラットです。

では、Letsengがプレミアの11万5000分の1のグレードしかないのに経済的にどう生き残っているのかと思われるかもしれません。 その答えは、石の大きさと品質にある。 レッチェンには、これまで発見された中で最大級のダイヤモンドが眠っている。 写真は、そのうちの2つの石のレプリカです。 ダイヤモンドは、100トンあたりのカラット数というグレードよりも、石の大きさと品質が重要なのです。

どのようにダイヤモンドを探索するか：

私たちは、ダイヤモンドはまずキンバーライトで、アルカンクラトンの上にのみ存在し、広い線形トレンド内にクラスターを形成する傾向があるという知識から出発します。 主な探査手段は物理探査である。 キンバーライトは磁鉄鉱を含み、比重が比較的大きいので、キンバーライトが定置されている岩盤が低比重・低磁力であれば、磁気探査でも重力探査でも可能です。 このスライドの右上の写真は、ボツワナ南部のカラハリ砂漠の衛星画像で、おおよそ円形の特徴は、キンバーライトとは無関係の浅いサルクパンです。 岩盤やキンバーライトは風で飛ばされた数十メートルの砂に覆われていますが、同じ地域に磁気画像を当てると、その砂の下に隠れたキンバーライトパイプをはっきりと見ることができるのです。 地中探鉱では、キンバライト指標鉱物と呼ばれるものが頼りになる。 キンバリー岩に多く含まれるクロマイトを多く含むガーナーについて述べたのを覚えているだろうか。 これらは、ほとんどキンバーライトに独特です。他の付属鉱物は、クロマイト、イルメナイト、クリノピロキセン、そして明らかにカンラン石を含みます。これらのすべては、クォーツや長石を言うよりも高い密度を持ち、それらはキンバーライト指標鉱物として分類されます。 KIMサンプリングでは、広い範囲の土壌または河川堆積物のサンプルを採取し、重鉱物を分離して、双眼顕微鏡で調べて、KIMSの存在を確認します。 キンバーライトが作物として発見された場合、地表で小さなバルクサンプルを採取することが可能な場合があります。 サンプルを分析し、このようなグラフでクロム含有量に対してカルシウムをプロットすると、潜在的にダイヤモンドを含むキンバーライト、赤い線の左側と赤い線の右側の不毛なキンバーライトを区別することができますが、ほとんどの堆積物と同様に、これらの間接的探索方法の確認には、ダイヤモンドの掘削とテストが必要でした。 ダイヤモンド探鉱は、最もリスクの高い探鉱事業の一つである。 しかし、優れた科学と探査技術によって、そのリスクはかなり軽減され、成功したときの報酬は莫大なものになります。

ダイヤモンドとキンバーライトについて、どのようなことを学びましたか。 キンバリー岩はマントルに由来する超苦鉄質岩である。 ダイヤモンドは地殻のかなり下のマントルで結晶化しますが、上昇するキンバーライトマグマによって地殻に運び込まれます。 キンバーライトのうち経済的なものはわずか1％で、これらはほとんど常にアルケアン地殻の中かその上で見つかります。 アフリカのサハラ砂漠以南とロシアを合わせると、世界のダイヤモンドの80％を生産しています。 ダイヤモンドの探査は、磁気や重力調査、キンバーライト指標鉱物またはKIMのサンプリングに大きく依存し、鉱床の価値は、100トンあたりのカラットの観点からグレードよりも石の品質に依存しています。

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