kimberlit

kimberlit başlıca kaynağı olan magmatik bir kayaçtır. elmas. Kimberlit çeşitlidir peridotit. zengindir mika mineraller içeriği ve genellikle kristaller şeklinde filogopit. Diğer bol miktarda mineral içeren krom-diopsit, olivinve krom ve pirop açısından zengin lâl. Kimberlit tipik olarak borularda bulunur - enine kesitte kabaca dairesel olan dikey kenarları olan yapılar. Kaya, mantodaki zayıf bölgelere enjekte edilmiş olabilir. mantonun parçaları kayalar genellikle kimberlitlerde yüzeye çıkarılır, bu da onları iç dünya hakkında değerli bir bilgi kaynağı yapar.

Nispeten nadir olmasına rağmen, kimberlit elmas ve granat taşıyıcısı olarak hizmet ettiği için dikkatleri üzerine çekmiştir. peridotit ksenolitleri Dünya yüzeyine mantolayın. Muhtemel başka herhangi bir magmatik kaya türünden daha derinlerden türemiş olması ve düşük silis içeriği ve yüksek seviyelerde uyumsuz eser element zenginleştirmesi açısından yansıttığı aşırı magma bileşimi, kimberlit petrojenezinin anlaşılmasını önemli kılmaktadır. Bu bağlamda, kimberlit çalışması, derin mantonun bileşimi ve kratonik kıtasal litosfer ile alttaki konvektif astenosferik manto arasındaki arayüzde veya yakınında meydana gelen erime süreçleri hakkında bilgi sağlama potansiyeline sahiptir.

isim kökeni: Kaya kimberliti, adını ilk kez tanındığı Güney Afrika'daki Kimberley'den almıştır. Kimberley elmasları orijinal olarak sarıya boyanmış olan yıpranmış kimberlitte bulundu. limonitve bu nedenle sarı zemin olarak adlandırıldı. Daha derin çalışmalar, madencilerin mavi zemin dediği serpantinleşmiş kimberlit olan daha az altere kaya üretti.

Kimberlit Sınıflandırması

Çok sayıda kimberlit üzerinde yapılan araştırmalara göre mevduat, jeologlar kimberlitleri morfolojilerine göre 3 ayrı birime ayırdılar ve petroloji.

Bu birimler:

1. Krater Fasiyesi Kimberlit
2. Diatrem Fasiyes Kimberlit
3. Hypabyssal Fasiyes Kimberlit

1) Krater Fasiyesi Kimberlit

Aşınmamış bir kimberlitin yüzey morfolojisi, tabanı yer seviyesinden birkaç yüz metre aşağıda olabilen, çapı 2 kilometreye kadar ulaşan bir krater ile karakterize edilir. Krater genellikle ortada en derindir. Kraterin çevresinde bir tüf kraterin çapına kıyasla nispeten küçük, genellikle 30 metreden az olan halka. Krater fasiyes kimberlitinde iki ana kaya kategorisi bulunur: piroklastik, patlama kuvvetleri tarafından birikenler; ve su ile yeniden işlenmiş kayalar olan epiklastik.

2) Diatrem Fasiyes Kimberlit

Kimberlit diatremleri 1-2 km derinliğinde, genellikle havuç biçimli, yüzeyde dairesel ila eliptik ve derinlikle sivrilen gövdelerdir. Yan kayaçlarla eğim dokanağı genellikle 80-85 derecedir. Bölge, parçalanmış volkanoklastik kimberlitik malzeme ve kimberlitlerin yüzeye çıkma yolculuğu sırasında yerkabuğunun çeşitli seviyelerinden koparılan ksenolitler ile karakterize edilir. Diatreme Fasiyes Kimberlite'nin bazı Dokusal özellikleri:

3) Hypabyssal Fasiyes Kimberlit

Bu kayaçlar, sıcak, uçucu bakımından zengin kimberlit magmasının kristalleşmesiyle oluşur. Genellikle parçalanma özelliklerinden yoksundurlar ve magmatik görünürler. Bazı Dokusal özellikler: Matris içinde kalsit-serpantin ayrışmaları; Karbonat açısından zengin bir matriste kimberlitin küresel segregasyonları; Kaya parçaları başkalaşım geçirmiş veya eşmerkezli bölgelenme sergilemiştir; Eşit olmayan doku psödoporfirik bir doku oluşturur.

Karbon ve Kimberlit

Karbon, dünyadaki en yaygın elementlerden biridir ve yaşamın varlığı için gerekli olan dört temel elementten biridir. İnsanlar yüzde 18'den fazla karbondur. Soluduğumuz hava eser miktarda karbon içerir. Doğada meydana geldiğinde, karbon üç temel biçimde bulunur:

Elmas – son derece sert, berrak bir kristal

Elmaslar, Dünya yüzeyinin yaklaşık 100 mil (161 km) altında, Dünya'nın mantosunun erimiş kayasında oluşur ve bu, karbonu elmasa dönüştürmek için doğru miktarda basınç ve ısı sağlar. Bir elmasın yaratılması için, karbonun en az 435,113 derece Fahrenheit (30 Santigrat) sıcaklıkta en az 752 pound/inç kare (psi veya 400 kilobar) basınç altına yerleştirilmesi gerekir. Koşullar bu iki noktadan birinin altına düşerse, grafit yaratılacak. 93 mil (150 km) veya daha fazla derinlikte, basınç yaklaşık 725,189 psi'ye (50 kilobar) yükselir ve ısı 2,192 F'yi (1,200 C) geçebilir. Bugün gördüğümüz elmasların çoğu milyonlarca (milyarlarca değilse de) yıl önce oluştu. Güçlü magma patlamaları elmasları yüzeye çıkararak kimberlit boruları oluşturdu.

Kimberlite boruları, magma Dünya'daki derin çatlaklardan akarken oluşur. Kimberlit borularının içindeki magma bir asansör gibi davranarak elmasları ve diğer kayaları ve mineralleri sadece birkaç saat içinde manto ve kabuktan iter. Bu püskürmeler kısa sürdü, ancak günümüzde meydana gelen volkanik patlamalardan çok daha güçlüydü. Bu püskürmelerdeki magma, magma kaynağından üç kat daha derin derinliklerden kaynaklanmıştır. volkanlar sevmek Aziz Helens DağıAmerikan Doğa Tarihi Müzesi'ne göre.

Magma sonunda bu kimberlit borularının içinde soğudu ve arkasında elmas içeren kimberlit kayalarının konik damarlarını bıraktı. Kimberlite, elmas madencilerinin yeni elmas yatakları ararken aradıkları mavimsi bir kayadır. Elmas içeren kimberlit boruların yüzey alanı 2 ila 146 hektar (5 ila 361 dönüm) arasında değişir.

Elmaslar, alüvyal elmas siteleri olarak adlandırılan nehir yataklarında da bulunabilir. Bunlar, kimberlit borularından kaynaklanan, ancak jeolojik faaliyetlerle hareket eden elmaslardır. Buzullar ve su da elmasları orijinal konumlarından binlerce kilometre uzağa taşıyabilir. Bugün, çoğu elmas Avustralya, Borneo, Brezilya, Rusya ve Güney Afrika ve Zaire dahil olmak üzere birçok Afrika ülkesinde bulunur.

Kimberlite Yerleştirme Modelleri

Mitchell (1986), birkaç teoriyi ele alır ve her yerleştirme teorisinin daha kapsamlı bir eleştirisini sunar.

1. Patlayıcı volkanizma teorisi
2. Magmatik (akışkanlaşma) teorisi
3. hidrovolkanik teori

1. Patlayıcı Volkanizma Teorisi

Bu teori, sığ derinliklerde kimberlit magmasının havuzlanmasını ve ardından uçucu maddelerin birikmesini içerir. Ara oda olarak adlandırılan bu cebin içindeki basınç, yukarıdaki kayaların yükünün üstesinden gelmek için yeterli olduğunda, bunu bir patlama izler. Patlamanın merkez üssünün diatreme fasiyes temasında olduğuna inanılıyordu.

Kapsamlı madencilik yoluyla, bu teorinin savunulamaz olduğu açıktır. Derinlikte herhangi bir ara oda bulunmamıştır.

2. Magmatik Teori

Bu teorinin bu orijinal savunucusu Dowson'du (1971). Daha sonra Clement (1982) tarafından inşa edildi ve Field ve Scott Smith (1999) tarafından desteklendi.

Kimberlite magma, “embriyonik borular” olarak adlandırılan farklı darbe yapıları ile derinliklerden yükselir. Yüzey kırılmaz ve uçucular kaçmaz Bir noktada embriyonik borular yeterince sığ bir derinliğe ulaşır. Böylece uçucuların basıncı, üstteki kayaların yükünün üstesinden gelebilir. Uçucu maddeler kaçarken, kısa bir akışkanlaşma süresi sağlar. Akışkanlaşmanın kısa ömürlü olduğuna inanılır, çünkü parçalar genellikle açısaldır.

3. Hidrovolkanik Teori

Bu teorinin ana savunucusu Lorenz'dir (1999). Kimberlit magmaları, 1 m kalınlığındaki dar çatlaklardan derinlemesine yükselir. Kimberlit magması yapısal boyunca odaklanır. faylar sular için odak görevi gören veya yükselen kimberlitlerden uçucu eksolüsyon nedeniyle ortaya çıkan breşleşme, su için bir odak görevi görebilir. Breşleşmiş kaya, yeraltı suyu ile yeniden yüklenir. Kimberlit magmasının başka bir darbesi, kayadaki bazı yapısal zayıflıkları yüzeye kadar takip eder ve tekrar su ile temas ederek başka bir patlama oluşturur.

Kimberlit Jeokimyası

Kimberlitlerin jeokimyası aşağıdaki parametrelerle tanımlanır:

ultramafik, MgO >%12 ve genellikle >%15;

ultrapotasik, molar K2O/Al2O3 >3;

ilkel Ni (>400 ppm), Cr (>1000 ppm), Co (>150 ppm);

REE zenginleştirme;[14]

orta ila yüksek büyük iyonlu litofil element (LILE)[15] zenginleştirme, ΣLILE = >1,000 ppm;

yüksek H2O ve CO2.

Kimberlit Bileşimi

Kimberlitik magmaların hem konumu hem de kökeni tartışma konusudur. Aşırı zenginleşmeleri ve jeokimyaları, kaynaklarını kıta altı litosferik manto (SCLM) içine veya hatta geçiş bölgesi kadar derine yerleştiren modeller ile kökenleri hakkında büyük miktarda spekülasyona yol açtı. Zenginleşme mekanizması, kısmi erime, dalan tortunun özümsenmesi veya birincil magma kaynağından türetme gibi modellerle de ilgi konusu olmuştur.

Tarihsel olarak, kimberlitler petrografik gözlemlere dayalı olarak bazaltik ve mikalı olarak adlandırılan iki farklı türde sınıflandırılmıştır. Bu daha sonra Nd, Sr ve Pb sistemlerini kullanarak bu kayaların izotopik afinitelerine dayanarak bu grupların "grup I" ve "grup II" olarak yeniden adlandırdığı CB Smith tarafından revize edildi. Roger Mitchell daha sonra bu grup I ve II kimberlitlerin sergilenmesini önerdi. Bu bariz farklılıklar, bir zamanlar düşündükleri kadar yakından ilişkili olmayabilir. II. Grup, kimberlitlerin, grup I'e göre lampolinlere daha fazla eğilim gösterdiğini gösterdi. Bu nedenle, grup II, karışıklığı önlemek için kimberlitleri turuncu olarak yeniden sınıflandırdı.

Grup I kimberlitleri

Grup-I kimberlitleri CO2 açısından zengin ultramafik potasiktir. volkanik taşlar birincil forsteritik hakim olivin ve eser miktarda magnezyum içeren karbonat mineralleri ilmenit, krom pirop, almandin-pirop, krom diopsit (bazı durumlarda subkalsik), flogopit, enstatit ve Ti-fakir kromit. Grup I kimberlitleri, makrokristik (0.5–10 mm veya 0.020–0.394 inç) ila megakristik (10–200 mm veya 0.39–7.87 inç) olivin, pirop, krom diyopsit, magnezya ilmenit ve flogopit fenokristallerinin neden olduğu belirgin bir eşit olmayan doku sergiler. ince ila orta taneli bir hamurda.

Olivin lamproitler

Olivin lamproitleri, yalnızca Güney Afrika'da meydana geldiklerine dair yanlış inanca yanıt olarak daha önce grup II kimberlit veya orangeit olarak adlandırılıyordu. Bununla birlikte, oluşumları ve petrololojileri, küresel olarak aynıdır ve yanlışlıkla kimberlit olarak adlandırılmamalıdır. Olivin lamproitler, uçucu maddeler (baskın olarak H2O) açısından zengin, ultrapotasik, peralkali kayalardır. Olivin lamproitlerin ayırt edici özelliği, flogopit makrokristleri ve mikrofenokristalleri ile birlikte, flogopitten "tetraferriphlogopite" (tetrahedral bölgeye Fe'nin girmesini gerektiren anormal şekilde Al-zayıf flogopit) bileşimi değişen hamur mikalarıdır. Emilmiş olivin makro kristalleri ve hamur olivin öz şekilli birincil kristalleri yaygın olmakla birlikte temel bileşenler değildir.

Kimberlitik gösterge mineralleri

Kimberlitler, manto içinde yüksek basınç ve sıcaklık altında oluştuklarını gösteren kimyasal bileşimlere sahip çeşitli mineral türleri içerdiklerinden tuhaf magmatik kayaçlardır. Krom diyopsit gibi bu mineraller (bir piroksenler), krom spinelleri, magnezyen ilmenit ve krom bakımından zengin pirop lal taşları, genellikle diğer magmatik kayaçların çoğunda yoktur, bu da onları kimberlitlerin göstergesi olarak özellikle yararlı kılar.

Kimberlite'nin ekonomik önemi

Kimberlitler dünyadaki en önemli elmas kaynağıdır. Dünyada yaklaşık 6,400 kimberlit borusu keşfedildi, bunların yaklaşık 900'ü elmaslı olarak sınıflandırıldı ve 30'dan biraz fazlası elmas madeni için yeterince ekonomikti.

Güney Afrika, Kimberley'de meydana gelen yataklar, ilk tanınan ve ismin kaynağıydı. Kimberley elmasları aslen limonit tarafından sarıya boyanmış ve bu nedenle "sarı zemin" olarak adlandırılan, yıpranmış kimberlitte bulundu. Daha derin çalışmalar, madencilerin "mavi zemin" olarak adlandırdıkları, daha az altere kaya, serpantinleşmiş kimberlit ile karşılaştı.

Mavi ve sarı zemin, üretken elmas üreticileriydi. Sarı zemin tükendikten sonra, 19. yüzyılın sonlarında madenciler yanlışlıkla mavi zemini kestiler ve miktar olarak mücevher kalitesinde elmaslar buldular. Dönemin ekonomik önemi o kadar büyüktü ki, bir elmas selinin bulunmasıyla madenciler birbirlerinin fiyatlarını düşürdüler ve sonunda elmasların değerini kısa sürede maliyete indirdiler.

Kimberlit Oluşumu

Genel fikir birliği, kimberlitlerin, mantonun derinliklerinde, 150 ila 450 kilometre arasındaki derinliklerde, anormal derecede zenginleştirilmiş egzotik manto bileşimlerinden oluştuğu yönündedir. Genellikle önemli miktarda karbondioksit (CO2) ve uçucu bileşenlerin salınmasıyla hızlı ve şiddetli bir şekilde patlarlar. Şiddetli patlamalar, magma rezervuarlarından yükselen dikey kaya sütunları (volkanik borular veya kimberlit boruları) üretir. Erime derinliği ve üretim süreci, kimberlitleri elmas ksenokristalleri barındırmaya eğilimli hale getirir.

Kimberlit borularının morfolojisi değişkendir, ancak genellikle borunun kökünde mantoya kadar uzanan dikey olarak daldırılan besleyici dayklardan oluşan bir tabaka set kompleksi içerir. Yüzeyden 1.5-2 kilometre (km) içinde, magma yukarı doğru patlarken, yüzeye çıkan diatrem adı verilen konik ila silindirik bir bölge oluşturmak üzere genişler.

Yüzey ifadesi nadiren korunur, ancak genellikle bir maara benzer. volkan. Yüzeydeki bir kimberlit borusunun çapı tipik olarak birkaç yüz metre ila bir kilometre arasındadır.

Pek çok kimberlit borusunun yaklaşık 70 ila 150 milyon yıl önce oluştuğuna inanılıyor, ancak Güney Afrika'da 60 ila 1,600 milyon yıl önce oluşan birkaç tane var (Mitchell, 1995, s. 16).

Sonuç

• Kimberlite magmaları, magmayı hızlı ve şiddetli bir şekilde mantoya getiren karbondioksit ve su bakımından zengindir.
• Kimberlit, gaz bakımından zengin, potasik, ultramafik, magmatik bir kayadır.
• Auistralia şu anda dünyanın en büyük elmas üreticisidir ve düşük kalitelidir ve endüstriyel amaçlar için kullanılmaktadır.
• Krater fasiyesi kimnerliti sedimanter özelliklerle tanınır.
• Diatrem fasiyesi peletsel olarak tanınır. Lapilli.
• Hipabyssal fasyalar genellikle ayrışma dokusu ve bol kansitin varlığı ile tanınır.

Referanslar

• Bonewitz, R. (2012). Kayalar ve mineraller. 2. baskı Londra: DK Yayıncılık.
• Kurszlaukis, S. ve Fulop, A. (2013). Maar-diatrem volkanlarının iç fasiyes mimarisini kontrol eden faktörler. Bülteni Volkanbilim75 (11), 761.
• Wikipedia'ya katkıda bulunanlar. (2019, 14 Şubat). Kimberlit. Wikipedia'da, Özgür Ansiklopedi. Erişim tarihi: 16 Mayıs 10, 11:2019, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kimberlite&oldid=883239063