Diament – powstawanie

Diament to minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Jego występowanie jest bardzo rzadkie, choć węgiel, z którego jest tworzony występuje bardzo pospolicie. Dzieje się tak dlatego, że krystalizacja przebiega w ekstremalnych warunkach, pod ciśnieniem przekraczającym 70 ton na centymetr kwadratowy i w temperaturze wyższej od 1300 st. C. Warunki takie są na głębokości 100-200 km podczas procesów tektonicznych.
Gdy wybuchał wulkan, magma wydobywałą się na powierzchnię przepojona gazami i zwierająca również węgiel. Pod wpływem wysokiego ciśnienia oraz wysokiej temperatury dochodziło do krystalizacji węgla do postaci diamentu. Diamenty wraz z fragmentami skały, w której wykrystalizowały, zostały wypchane blisko pod powierzchni gdzie w skale wypełniają stare kominy wulkaniczne.
Skały te nazywają się kimberlity (nazwa od miasta Kimberly w RPA, gdzie w roku 1871 znaleziono diamenty). Ta magmowa skała głębinowa o niebiesko-zielonkawym zabarwieniu złożona jest głównie z biotytów, oliwinów, piropów i ilmenitów.

diament w kimberlicie

fot. Parent Géry, Licencja: domen publiczna

Diament w kimberlicie

Na powierzchni ziemi kimberlity występują w postaci kominów zwężających się w głąb ziemi. Chociaż diamenty występują w kimberlitach, nie powstawały w nich. Dowodem na to jest fakt, że w jednym z kominów znaleziono 2 części tego samego kryształu pochodzące z różnych głębokości.
Nie wszystkie kimberlity są diamentonośne, niektóre wcale nie zawierają diamentów, inne posiadają je ale w bardzo małej koncentracji. Zawartość diamentów w południowoafrykańskich kominach kimberlitowych przeciętnie wynosi 0,5 karata na toń. Kimberlit znaleziony w Afryce ma 70 do 150 milionów lat.

Wielkości kominów kimberlitowych na powierzchni są różne. Pierwszy odnaleziony miał rozmiar 430 m x 880 m lecz są i większe kominy. Największy aktualnie znaleziony jest w Tanzanii (Mwadui), występują też w Botswanie (Orapa), Afryce Wschodniej, RPA, okolicach Zatoki Gwinejskiej, Indiach, USA, Kanadzie i oczywiście Rosji (Jakucja).

powstawanie diamentów

 grafika: Emmix Licencja: Wszystkie prawa autorskie zastrzeżone

proces powstawania złóż diamentów

1,2 – Wybuch wulkanu

3 – Stygnięcie lawy i tworzenie się diamentów pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia

4 – Wystygnięty kimberlitowy komin. Czubek powulkaniczny eroduje pod wpływem desczczu, wiatru i zmian temperatur.

5 – Przemieszczanie się zerodowanych skał wraz z wodą i osadzanie wzdłóź rzek i wybrzeźa morskiego.

Aby wydobywyć diamenty wybiera się całą skałę z kimberlitowego komina. Skałę zawierającą diamenty uzyskuje się normalnymi pracami górniczmi: odstrzałem czy kopaniem za pomocą kombajnów. Urobek jest mielony i wypłukiwany na zewnątrz. Następnie przechodzi proces poszukiwania diamentów. Odbywa się to w specjalnych urządzeniach. Mielony urobek przechodzi obok źródła promieniowania rentgenowskiego. Gdy detektor odkryje odbite od diamentu promieniowanie, dysza wydmuchuje sprężone powietrze i przerzuca diamenty do osobnego kanału. W czasach dawniejszych proces sortowania odbywał się ręcznie. Koszty wydobycia są bardzo duże, bowiem aby wydobyć 1 karat diamentu, musi być wydobyte ok. 250 ton skały.

By znaleźć kimberlit z diamentami prowadzi się szeroko zakrojone badania. Wygasłe wulkany, koryta rzek i piaszczyste wybrzeża są szczegółowo przeczesywane. Kominy wygasłych wulkanów bada się metodą odkrywkową i poprzez kopanie sztolni. W ostatnich czasach nauka pomaga poszukiwaczom. Badanie właściwości magnetycznych gruntu może usprawnić poszukiwania.

Wtórne złoża
Złoża wtórne były znane wcześniej i mają większe znaczenie pod względem wydobytych i wydobywanych dotąd diamentów. Np. w złożach Konga i Gujany Brytyjskiej na 1 m3 przypada ok. 2 karaty diamentów.

Minerały skały erodują i tworzę tzw. „żółta ziemię” która transportowana jest wraz z diamentami. Tworzy ona miejsca, gdzie pojawia się zwyższona koncentracja tych minerałów. Diamenty opadają na dno rzeki albo przemieszczają się do ujść rzek i morskich wybrzeży. Tak powstają wtórne złoża diamentowe. Ich eksploatacja jest tam łatwiejsza.Na piaszczystych plażach tworzy się tarasy poprzez zbieranie warstwami piasku. W korytach i meandrach rzek w których znajdują się diamenty wydobywa się warstwy żwiru. Dalej wypłukuje się, podobnie jak złoto, diamenty. Czasem wykorzystuje się przylepność diamentu do tłuszczu – piasek z wodą przepuszcza przez koryta nasmarowane tłuszczem gdzie diamenty przylepiają się.

Diamenty w meteorytach

Diament może powstawać jako efekt działania czynników pozaziemskich, o charakterze metamorfizmu uderzeniowego. Występuje tam w postaci wysokociśnieniowej odmiany heksagonalnej zwanej londsdaleitem.
We wsi Nowyj Uriej w 1886 roku spadł meteoryt (obecnie w zbiorach Instytutu Górniczego w Sankt-Petersburgu). Znaleziono w nim diament typu karbonado.
W Arizonie znaleziono diamenty w wale otaczającym Meteor Crater (Barringer Crater). Towarzyszyły im minerały: coesyt i stiszowit, powstające w warunkach wysokich ciśnień. W momencie uderzenia meteorytu o powierzchnię ziemi ciśnienie mogło wynosić około miliona atmosfer.