De geologie van diamant bestaat uit kristallijne koolstof, hoewel een aanzienlijk deel van de diamanten afkomstig is van placidische afzettingen, d.w.z. in sedimenten gehuisvest. Placidische afzettingen zijn secundaire afzettingen en alle diamanten zijn ooit gehuisvest geweest in stollingsgesteenten van kimberliet. De naam Kimberlite komt van de stad Kimberley, die ontstond rond de vruchtbare diamantmijnen in het noorden van Zuid-Afrika. Hier vestigde Cecil Rhodes zich als geconsolideerde mijnen in 1888, genoemd naar de plaatselijke boer op wiens land de ontdekking werd gedaan. Op de foto rechtsonder is een van de oude verlaten mijnen te zien. Het bovenste deel van de mijn werd in de jaren 1880 met de hand uitgegraven, daar is de foto rechtsboven genomen. Kimberliet vormt meestal pijpvormige intrusieven die vaak een vrij kleine diameter hebben, maar het kan ook dijken of zelfs bedden van vulkanisch plastiek vormen die de geïntrigeerde pijpen omringen. Kimberliet is in feite een vorm van peridotiet, d.w.z. dat het overwegend bestaat uit olivijn, een bepaald type chroomrijk graniet, en u zult zien waarom dit belangrijk is wanneer we het over diamantonderzoek gaan hebben. Verse kimberliet is hard en heeft een donker blauwgroene kleur; naarmate het oxideert wordt het veel zachter en verandert in geelbruin. De overgang van geoxideerd naar vers kimberliet doet zich voor bij de brekerhellingen op de foto van de oude mijn rechtsonder.
 |
 |
Nu heb ik in die eerste inleidende cursus Exploratiegeologie benadrukt dat alle materialen die we delven, afkomstig zijn van de korst en dat is in principe juist, maar hoewel diamanten uit de korst worden gedolven, vinden ze hun oorsprong in de mantel, meer dan 100 km onder de basis van de korst. Het grootste deel van de kimberlietsmelt is afkomstig van nog dieper in de mantel en de diamanten worden opgepikt door de smelt op zijn weg naar de oppervlakte en dat is de reden waarom ik kimberlieten vroeg in deze serie van Exploratie Geologie Cursussen heb opgenomen in plaats van ze op één hoop te gooien met de ondiepe epithermale processen.
De aarde is ongeveer 4,5 miljard jaar oud en hoewel de kimberlieten tussen 2 miljard jaar geleden en nu zijn ontstaan, begonnen sommige diamanten meer dan 3 miljard jaar geleden uit te kristalliseren, slechts 25% van het leven van de aarde. Zij zweefden toen miljoenen jaren rond in de plastische kristalbrij, wachtend op hun rit naar de oppervlakte. Diamanten worden alleen gevormd onder continentale platen waar de juiste temperatuur en druk heersen, niet onder oceaanplaten en omdat ze vroeger in de geschiedenis gevormd werden, over het algemeen alleen onder oude archeanische korsten, een kritiek punt bij het zoeken naar diamanten.
Kimberlieten moeten snel geplaatst worden om te voorkomen dat de diamanten opnieuw geabsorbeerd of gesmolten worden als de druk daalt. Als kimberlieten opstijgen, ontgassen ze grote hoeveelheden kooldioxide onder hoge druk. Als ze dicht bij de peilen komen, zet dat gas uit en vermengen ze zich met grondwater, waardoor ze een vloeibare, bijna schuimende consistentie ontwikkelen die ervoor zorgt dat ze hun reis naar de oppervlakte met explosieve kracht afmaken. Daar barst de kimberliet hevig maar kort uit, waarbij een krater wordt gevormd en kimberlietfragmenten de lucht in worden geblazen. De kraters zijn vaak gedeeltelijk gevuld met een mengsel van uitgeworpen kimberlietfragmenten en wandgesteente dat terug aan de oppervlakte valt.
Zoals ik al eerder zei zijn er kimberlieten in een verscheidenheid van geologische terreinen, maar diamantrijke pijpen bevinden zich bijna altijd in of boven archeologische kratons en dat zijn de oranje gebieden op de kaart en slechts een paar van die kimberliettypen die zich op archeologische korst bevinden bevatten daadwerkelijk diamanten en nog minder van die diamantrijke pijpen bevatten voldoende diamanten om economisch levensvatbaar te zijn. In feite bevat slechts ongeveer 1% van de kimberlietpijpen economische diamanten.
Zowat 80% van de werelddiamantproductie komt ofwel uit Sub-Sahara in Afrika ofwel uit Rusland. In Afrika zijn de grote producenten Botswana, Zuid-Afrika, Congo DRC, Angola en Namibië. De productie van Zimbabwe is de laatste twee à drie jaar sterk gestegen door de ontdekking van de merengue-afzetting, maar aangezien deze door Mugabe werd ontdekt en door hem en zijn naaste omgeving in beslag werd genomen, zijn er geen productiecijfers beschikbaar. De diamantgehalte van economische kimberlites varieert enorm.
- De belangrijkste afzetting in Zuid-Afrika heeft een fenomenaal gehalte van bijna 34.000 karaat per honderd ton erts.
- In Botswana in Orapa heeft het een gehalte van ongeveer 120 karaat per honderd ton.
- Jwaneng ook in Botswana 44 karaat per honderd ton en Letseng in Lesotho slechts 2 karaat per honderd ton.
Dus zou je kunnen vragen hoe Letseng economisch overleeft met een erbarmelijke kwaliteit van slechts 115.000ste van premier’s kwaliteit. Het antwoord ligt in de steengrootte en kwaliteit. Letseng herbergt enkele van de grootste diamanten ooit ontdekt. De foto toont een exacte replica van twee van deze mammoetstenen. Bij diamanten is de grootte en de kwaliteit van de stenen belangrijker dan de algemene rang in termen van karaat per honderd ton. Dit is een uitzondering op het gezegde “graad is koning”, dat je zo vaak hoort bij minderjarigen.
Hoe exploreren we diamanten:
We beginnen met de wetenschap dat diamanten eerst kimberlieten zijn en alleen voorkomen boven archeologische kratons en dat ze de neiging hebben om clusters te vormen binnen brede lineaire trends. De belangrijkste exploratie-instrumenten zijn geofysische onderzoeken. Kimberlieten bevatten magnetiet en hebben een betrekkelijk hoog soortelijk gewicht, zodat magnetisch of zwaartekrachtonderzoek kan worden gebruikt, zolang het gesteente waarin de kimberlieten worden afgezet maar lage zwaartekracht- of magnetische kenmerken heeft. De foto op deze dia rechtsboven is een satellietbeeld van de Kalahari-woestijn in het zuiden van Botswana. De ruwweg cirkelvormige structuren zijn ondiepe mokkapannen die geen verband houden met kimberlieten. Bedrock en kimberlieten worden gemaskeerd door tientallen meters door de wind opgeblazen zand, maar wanneer je een magnetische afbeelding over hetzelfde gebied plaatst, kun je duidelijk de kimberlietpijpen zien die onder die zandlaag verborgen zijn. Grondprospectie steunt op wat KIMS of Kimberlite Indicator Minerals wordt genoemd. Je zult je herinneren dat ik het had over de chromietrijke granaten die vaak in kimberlieten worden gevonden. Deze zijn bijna uniek voor kimberlieten. Andere bijkomende mineralen zijn chromiet, ilmeniet, clinopyroxenen en natuurlijk olivijnen. Al deze mineralen hebben een hogere dichtheid dan bijvoorbeeld kwarts of veldspaat en zij worden geclassificeerd als kimberlietindicatormineralen. KIM-bemonstering houdt in dat bodem- of beekafzettingsmonsters met een groot oppervlak worden genomen, waarbij de zware mineralen worden afgescheiden en onder een binoculaire microscoop worden onderzocht op de aanwezigheid van KIMS. Als kimberliet gefundeerd is uit gewas kan het nemen van kleine bulkmonsters aan de oppervlakte mogelijk zijn. 
Door het monster te analyseren en het calciumgehalte tegen het chroomgehalte af te zetten op een grafiek zoals deze, kan men potentieel diamantrijke kimberlieten, links bij de rode lijn, onderscheiden van onvruchtbare kimberlieten rechts van de rode lijn, maar zoals bij de meeste afzettingen moeten voor de bevestiging van deze indirecte exploratiemethoden boringen worden verricht en op diamanten worden getest. Diamantonderzoek is een van de meest riskante exploratieprojecten. De kansen zijn sterk tegen succes, maar met goede wetenschap en exploratietechnieken kan dat risiconiveau aanzienlijk worden verlaagd en zijn de beloningen bij succes enorm. Kijk maar eens naar de verkoopprijzen van enkele van deze stenen van hoge kwaliteit linksonder 4,6 miljoen dollar in het midden $10,4 miljoen $12,36 miljoen allemaal voor individuele stenen die zeer, zeer winstgevend zijn.
Wat heb je geleerd over diamanten en kimberlites: Ten eerste zijn alle diamanten afkomstig uit kimberlietpijpen of -dijken, ook die in placide afzettingen. Kimberliet is een ultramafisch gesteente dat uit de aardmantel komt. Diamanten kristalliseren in de mantel ver onder de korst, maar ze worden door het opstijgende kimberlitische magma naar de korst getransporteerd. Slechts 1% van het kimberliet is economisch en deze worden bijna altijd gevonden in of boven Archeaanse kratons. De Sub-Sahara in Afrika en Rusland produceren samen 80% van de diamanten in de wereld. De exploratie van diamanten is sterk afhankelijk van magnetische en zwaartekrachtmetingen en monsterneming voor kimberlietindicatormineralen of KIM en de waarde van de afzetting is meer afhankelijk van de kwaliteit van de stenen dan van de kwaliteit in termen van karaat per honderd ton.
