_ De ce olivina și diamantele sunt cei mai buni prieteni și cum asta ar putea simplifica căutarea pietrelor prețioase

Puține pietre prețioase sunt mai greu de găsit decât diamantele. Geologii de la ETH Zurich și de la Universitatea din Melbourne au stabilit acum o legătură între apariția lor și mineralul olivină. Acest lucru ar putea face căutarea diamantelor mai ușoară în viitor.

„Producătorii de diamante își doresc uneori să exploateze aur, cupru sau alte materii prime, pentru că nimic nu este la fel de complicat ca găsirea și exploatarea diamantelor”, spune Andrea. Giuliani, om de știință la Institutul de Geochimie și Petrologie al ETH Zurich. „Nu există nicio metodă care să garanteze că vei găsi diamante.”

Giuliani studiază formarea și apariția pietrei prețioase din 2015. Pe când era încă la Universitatea din Melbourne, a analizat nenumărate mostre de kimberlit, un rocă neagră-albăstruie de origine magmatică.

Diamantele se găsesc doar acolo unde există un kimberlit, care, la rândul său, apare doar pe blocuri continentale foarte vechi care au rămas neschimbate din punct de vedere geologic de miliarde de ani: predominant în Canada, Sud. America, Africa centrală și de sud, Australia și Siberia. „Doar să cauți un kimberlit este ca și cum ai căuta un ac într-un car de fân”, spune Giuliani. „Odată ce l-ai găsit, atunci căutarea anevoioasă a diamantelor începe cu adevărat.”

Giuliani și colegii săi au dezvoltat acum o metodă care va simplifica detectarea depozitelor de diamante. Procesul lor se bazează pe compoziția chimică a kimberliților. Giuliani și-a dat seama devreme că există o legătură între apariția diamantelor și olivinei, un mineral care alcătuiește aproximativ jumătate din roca kimberlit.

Olivina constă din proporții variate de magneziu și fier. Cu cât olivină conține mai mult fier, cu atât are mai puțin magneziu și invers. „În probele de rocă în care olivina era foarte bogată în fier, nu existau diamante sau doar foarte puține”, spune Giuliani. „Am început să colectăm mai multe mostre și date și am obținut întotdeauna același rezultat”. Investigațiile lor au confirmat în cele din urmă că raportul fier-magneziu al olivinei este direct legat de conținutul de diamante al kimberlitului.

Giuliani a dus aceste constatări înapoi marelui producător și comerciant de diamante De Beers, care îi furnizase probele de kimberlit. De Beers era interesat; a oferit studiului științific sprijin financiar și a cerut cercetătorilor să nu publice deocamdată rezultatele. În 2019, Giuliani a venit la ETH Zurich în calitate de bursier Ambizione și, susținut de Fundația Națională pentru Știință Elvețiană, a început să caute explicații pentru legătura dintre conținutul de magneziu și fier al olivinei și prezența diamantelor.

Diamante. nu-mi place stop-and-go

În acest scop, cercetătorii ETH Zurich au examinat modul în care procesul de metasomatism, care are loc în interiorul Pământului, afectează diamantele. În metasomatism, lichidele fierbinți și topiturile atacă roca. Mineralele prezente în rocă reacționează cu substanțele dizolvate în fluide pentru a forma alte minerale.

Geologii au analizat probe de kimberlit care conțineau olivine cu un conținut ridicat de fier și, prin urmare, fără diamante. Ei au descoperit că olivina devine mai bogată în fier, acolo unde topitura pătrunde în mantaua litosferică și modifică semnificativ compoziția rocilor de manta. Și tocmai în acest strat, la o adâncime de aproximativ 150 de kilometri, sunt prezente diamantele.

Lucrarea lor este acum publicată în revista Nature Communications.

The Infiltration of the topirea care face olivina mai bogată în fier distruge diamantele. Dacă, pe de altă parte, nicio cantitate sau doar o cantitate mică de topitură din straturile subiacente pătrunde în mantaua litosferică și astfel nu are loc nici un metasomatism, olivina conține mai mult magneziu - iar diamantele sunt conservate.

„Studiul nostru arată că diamantele rămân intacte numai atunci când kimberlitele antrenează fragmente de manta în sus, care nu au interacționat extensiv cu topirea anterioară”, spune Giuliani. Un punct cheie aici este că kimberliții nu ajung în mod normal la suprafața Pământului dintr-o singură mișcare. Mai degrabă, încep să se ridice ca o masă lichidă, ridică fragmente de manta pe drum, se răcesc și apoi se blochează. În următorul val, mai multă topitură se umflă din adâncuri, antrenează componente ale mantalei răcite, se ridică mai sus, se răcește, se blochează. Acest proces se poate întâmpla de mai multe ori.

"Este un adevărat proces stop-and-go de topire, ascensiune și solidificare. Și asta are un efect distructiv asupra diamantelor", spune Giuliani. Dacă, pe de altă parte, predomină condiții care permit kimberliților să se ridice direct la suprafață, explică el, atunci aceasta este ideală pentru conservarea diamantelor.

Analiza olivinei este la fel de fiabilă ca și metodele anterioare de prospectare, care se bazează în principal pe mineralele clinopiroxen și granat. Cu toate acestea, noua metodă este mai ușoară și mai rapidă: sunt necesare doar câteva analize pentru a vă face o idee dacă un anumit câmp de kimberlit are sau nu diamante.

Analiza olivinei completează măsurătorile anterioare și ajută la formarea unui imagine mai completa. „Lucrul grozav la această nouă metodă nu este doar că este mai simplă, ci și că în sfârșit ne permite să înțelegem de ce au funcționat metodele anterioare”, spune Giuliani. El adaugă: „De Beers folosește deja această nouă metodă.”

(Fluierul)