Diamentowe Studio

O kamieniach

Występowanie

Współczesne badania wskazują że diamenty wykrystalizowały w przedziale 990-4250 mln lat temu z alkalicznej magmy w skałach płaszcza ziemskiego na dużych głębokościach rzędu 120 km do 2 900 km, w temperaturze powyżej 1000oC przy ciśnieniu 4,5 – 6,0 GPa. Najstarsze kominy kimberlitowe mają ponad miliard lat (Afryka Południowa), najmłodsze odkryte w zachodniej Australii „tylko” 22 miliony lat. Najstarsze wrostki diamentów odkryte w cyrkonach z północno-zachodniej Australii są wieku 4,25 miliarda lat. Źródłem węgla na tych głębokościach dla powstania diamentu są skały węglanowe dostające się do głębszych partii ziemi w obrębie oceanicznych stref subdukcji. Do strefy przypowierzchniowej gdzie współcześnie są przedmiotem eksploatacji diamenty zostały przetransportowane w czasie gwałtownego wznoszenia się magmy w bardzo krótkim okresie co zdecydowało o zachowaniu ich pierwotnej formy. Potwierdzeniem tej teorii są badania inkluzji diamentowych z których wynika, że ich skład jest podobny do składu skał występujących na głębokościach na jakich powstały diamenty, a ich wiek jest dużo starszy od otoczenia w którym diamenty występują współcześnie.

Współczesne złoża diamentów można podzielić na pierwotne i wtórne. Złoża pierwotne można podzielić w zależności od charakteru skał tworzących stożki wulkaniczne – kominy diamentonośne na:

  • perydotytowe (kimberlitowe)
  • eklogitowe
  • lamproitowe.
Kopalnia Mirny (fot. GettyImages/FPM)
Big Hole, czyli Wielka Dziura to nieczynna obecnie kopalnia odkrywkowa diamentów w południowoafrykańskim Kimberley (fot. Thinkstock) Kopalnia Udachny (fot. GettyImages/FPM)

Kominy kimberlitowe są najbardziej zasobne w diamenty i występują głównie w Afryce Południowej i Zachodniej, Ameryce Południowej. Rosji, Chinach. Zawartość diamentów w kimberlitach waha się średnio od poniżej 0,2 ct/Mg do 4 ct/Mg. Najbogatsze kominy kimberlitowe zawierają do 5 ct diamentu w tonie a granica opłacalności wydobycia jest określona zawartością około 0,2 ct w tonie. Nazwa Kimberlit pochodzi od miejscowości Kimberley w RPA. Kominy eklogitowe są bardzo ubogie w diamenty i występują w Kanadzie, Nowej Zelandii i w Rosji na Uralu. Kominy typu lamproitowego występują np. w Australii (kominy Aryle, Ellendale).

Złoża wtórne będące drugim po kimberlicie ilościowym źródłem diamentów na świecie mogą być aluwialne, eluwialne i deluwialne, lodowcowe i pochodzenia morskiego oraz eoliczne. Największą wartość ekonomiczną mają złoża aluwialne pochodzenia rzecznego lub morskiego zalegające w korytach rzek i na tarasach w obrębie piasków i żwirów, na terenach nadmorskich oraz w strefie przybrzeżnej morza w obrębie utworów piaszczystych. Są związane z napływowymi osadami rzecznymi powstającymi w wyniku nagromadzenia okruchów skalnych (piaski, żwiry) lub cząstek zawiesin (muły) naniesionymi przez wody rzek. Występują w łożyskach i tarasach rzek współczesnych i dawnych (np. Borneo, Birma, Kongo, Brazylia, RPA). Złoża eluwialne i deluwialne są produktem wietrzenia utworów prekambryjskich. Złoża eluwialne tworzą się przy wietrzeniu utworów diamentonośnych (np. Indie, Brazylia). Złoża deluwialne są produktem obsunięcia się materiału diamentonośnego posegregowanego dzięki różnicy ciężarów właściwych składników (np. Indie, Brazylia). Złoża lodowcowe, znane ze zlepieńców lodowcowych (np. Brazylia, Lesotho, Namibia i RPA) oraz złoża pochodzenia morskiego, spotykane na brzegach mórz i tarasach morskich w postaci wąskich pasów równoległych do wybrzeża (np. Namibia), są zasobnym źródłem diamentów. Złoża eoliczne nie mają znaczenia gospodarczego, znane są jedynie z pustyni Namib (Namibia). Złoża wtórne śródlądowe eksploatowane są, podobnie jak złoża pierwotne, metodą odkrywkową. Diamenty wydobywa się z odkrywki, najczęściej po usunięciu wierzchniej warstwy nadkładu skalnego, a prace są zmechanizowane. W przypadku złóż plażowych wydobycie prowadzi się również metodą odkrywkową na plażach, w granicach wyznaczonych przez przypływ i odpływ morza. Z usuniętego z odkrywki piasku buduje się w odległości ok. 200 m od brzegu specjalny wał, odgradzający kopalnię od morza. Do największych współczesnych kopalni odkrywkowych należą: Elizabeth Bay (Namibia), Mining Area 1 (Namibia), Namaqualand (RPA) i Oranjemund (Namibia).

Złoża podmorskie wymagają specjalnych statków, z których każdy jest kopalnią diamentów sam w sobie wydobywającą je spod dna morskiego. Wydobycie prowadzi się do granicy szelfu kontynentalnego. Granicę występowania złóż okruchowych diamentów pochodzenia morskiego, występujących na tarasach morskich w postaci wąskich pasów równoległych do wybrzeża Namibii i RPA, nazwano linią ostrygową. Nazwa pochodzi stąd, że granicę tę wyznaczają muszle skamieniałych ostryg pokrywających dno tarasów. Diamenty wydobywa się dwoma metodami:

  • poziomą – urobek z dna oceanu zasysa się do zbiorników statku wężami o dużej średnicy, gdzie następnie jest poddawany dalszej obróbce
  • pionową – prowadzi się odwierty skały diamentonośnej z dna morskiego przy użyciu wierteł o dużej średnicy.

Innym rodzajem złoża diamentów jest krater Popigaj zlokalizowany na Syberii, na północ od Norylska. Złoże diamentów jednak o jakości przemysłowej może przez 3 tys. lat zaspokajać zapotrzebowanie całego świata a powstało w wyniku uderzenia meteorytu o średnicy 5 – 8 km 35 mln lat temu co spowodowało skok ciśnienia i temperatury i w efekcie przekształcenie pokładów grafitu w diamenty.