Kimberlite to skała iglista, znana z tego, że czasami zawiera diamenty. Nazwa pochodzi od miasta Kimberley w Republice Południowej Afryki. Odkrycie wielkiego 83,5-karatowego (16,70 g) diamentu w 1871 roku zapoczątkowało "zryw diamentów". Doprowadziło to do powstania Big Hole, dużej otwartej kopalni.

Kimberlit występuje w skorupie ziemskiej w pionowych strukturach zwanych "rurami", a także w groblach i parapetach iglastych. Fajki Kimberlite są dziś najważniejszym źródłem wydobywanych diamentów. Kimberlity tworzą się głęboko z płaszczem ziemskim. Formowanie odbywa się na głębokościach od 150 do 450 kilometrów (93 do 280 mil). Materiał kimberlitowy wybucha szybko i gwałtownie, często ze znacznym udziałem dwutlenku węgla i innych składników lotnych.

Kimberlit przyciągnął uwagę, ponieważ służy jako nośnik diamentów i granatowych ksenolitów płaszcza peridotytowego na powierzchni Ziemi. Badania nad kimberlitem mogą dostarczyć informacji na temat składu płaszcza dolnego. Niewiele wiadomo na temat procesów topnienia na lub w pobliżu interfejsu między krateronicznej litosfery kontynentalnej i leżącego u jego podstaw płaszcz astenosferyczny konwekcyjny.

Cechy petrologiczne i mineralogia

Kimberlity to skały ultramaficzne, bogate w minerały ilaste, oliwin oraz fenokryształy piroksenu i granatu. W składzie często występują też minerały rzadkie i egzotyczne oraz fragmenty skał płaszczowych (ksenolity) i kryształy pochodzenia płaszczowego (ksenokrysty), w tym diamenty. Typowe wskaźniki obecności złóż diamentów to między innymi granaty typu pyrope, ilmenit i chromit. Kimberlity bywają silnie skorodowane i zmineralizowane wtórnie (np. serpentynizacja oliwinów, napylenie glinokrzemianami i węglanami).

Mechanizm powstawania i transportu diamentów

Kimberlity powstają na dużych głębokościach i wznoszą się bardzo szybko ku powierzchni, co jest kluczowe dla zachowania diamentów — ich stabilność jest związana z warunkami wysokiego ciśnienia panującymi głębiej w płaszczu. Szybki, eksplozjwny wyrzut skały i gazów (głównie CO2 oraz H2O i innych lotnych) tworzy diatremy i ciasne "rury" magmowe, które mogą przenieść diamenty oraz fragmenty płaszcza (ksenolity) na powierzchnię.

Występowanie i formy geologiczne

  • Najczęściej spotykane formy: pionowe fajki (pipes), diatrema, żyły i sills (groble i parapety).
  • Rury kimberlitowe są obecnie głównym celem poszukiwań diamentów — to w nich koncentrują się ekonomicznie wydobywalne złoża.
  • Wiek kimberlitów obejmuje bardzo szeroki zakres — od archaiku i proterozoiku po czasy cenozoiczne — dzięki czemu występują w różnych strefach geologicznych na wszystkich kontynentach.

Znaczenie naukowe i gospodarcze

Oprócz wartości ekonomicznej jako źródła diamentów, kimberlity są niezwykle cennym oknem do wnętrza Ziemi. Przynoszą na powierzchnię ksenolity i ksenokrysty pochodzące z dużych głębokości, co pozwala badaczom na:

  • analizę składu chemicznego i mineralnego płaszcza (m.in. obecności minerałów peridotytowych),
  • rekonstrukcję warunków temperaturowych i ciśnieniowych w głębokim podłożu,
  • zrozumienie procesów magmowych oraz dynamiki wznoszenia się magmy gazowej.

Metody poszukiwań i wydobycia

Poszukiwania kimberlitów opierają się na geologii, badaniach minerałów wskaźnikowych (np. granaty pyrope, ilmenit bogaty w chrom), a także na metodach geofizycznych (pomiary grawimetryczne, magnetyczne). Po potwierdzeniu obecności rury kimberlitowej prowadzi się odwierty rozpoznawcze i badania zasobów. Wydobycie może odbywać się zarówno w kopalniach odkrywkowych (np. historycznie Big Hole w Kimberley), jak i podziemnych, w zależności od głębokości złoża i warunków geologicznych.

Alteracja i postacie powierzchniowe

Na powierzchni kimberlity często ulegają silnej alteracji: oliwiny serpentynizują, minerały wtórne tworzą węglany i gliny, a struktura pierwotna bywa rozmyta. W skałach płuciejących i wietrzeniu diamenty mogą zostać uwolnione i przemieszczone do aluwiów — stąd też klasyczne poszukiwania diamentów w rzeczach i osadach rzecznych.

Podsumowanie

Kimberlit to wyjątkowa skała magmowa, istotna zarówno ekonomicznie (jako nośnik diamentów), jak i naukowo (jako źródło informacji o głębokim płaszczu Ziemi). Jego gwałtowny, gazowy charakter erupcji, obecność ksenolitów i wskaźnikowych minerałów sprawiają, że jest obiektem intensywnych badań i poszukiwań surowców.