Diamant octaédrique de type P de Vénétie avec une inclusion minérale de grenat. Crédit :Michael Gress
Les diamants peuvent être 'pour toujours, ' mais certains peuvent s'être formés plus récemment que les géologues ne le pensaient. Une étude de 26 diamants, formé dans des conditions de fusion extrêmes dans le manteau terrestre, trouvé deux populations, dont l'un a des âges géologiquement « jeunes ». Les résultats montrent que certains événements volcaniques sur Terre peuvent encore être capables de créer des conditions de surchauffe que l'on pensait n'avoir existé qu'au début de l'histoire de la planète avant qu'elle ne se refroidisse. Les résultats peuvent avoir des implications pour la prospection de diamants.
Les diamants peuvent être classés par leurs inclusions :des minéraux piégés dans la structure cristalline du carbone qui donnent des indices sur les conditions et les roches dans lesquelles ils se sont formés. Les diamants étudiés contiennent des inclusions harzburgitiques, un type de péridotite la roche la plus commune du manteau terrestre qui a connu des températures extrêmes et subi de très grandes quantités de fonte.
L'étude menée par des chercheurs de la Vrije Universiteit (VU) Amsterdam a utilisé l'analyse des radio-isotopes pour dater de minuscules inclusions piégées dans les diamants de la mine Venetia en Afrique du Sud. Les résultats ont montré que les diamants s'étaient formés lors d'au moins deux événements distincts. Neuf des diamants avaient un âge d'environ 3 milliards d'années, et pourrait être lié au volcanisme causé par la dislocation d'un vieux continent qui a entraîné une fonte à grande échelle. Cependant, étonnamment, dix diamants étaient datés d'un peu plus d'un milliard d'années, en corrélation avec un événement volcanique géant à Umkondo dans le sud du Zimbabwe, il y a 1,1 milliard d'années.
"La pensée conventionnelle a été que le niveau de fusion nécessaire pour créer ces diamants ne pouvait se produire qu'au début de l'histoire de la Terre, lorsqu'il faisait beaucoup plus chaud. Nous montrons que ce n'est pas le cas et que certains diamants harzburgitiques sont beaucoup plus jeunes qu'on ne le pense. Nous proposons que notre plus jeune ensemble de diamants s'est formé dans un environnement spécial où un panache important du manteau profond a été élevé vers la surface et a subi une fusion importante à mesure que la pression diminuait, " a déclaré Janne Koornneef, qui a dirigé l'étude, publié aujourd'hui dans Communication Nature .
Image de luminescence cathodique (CL) d'une plaque de diamant polie révélant l'histoire de la croissance du diamant et montrant la localité des inclusions minérales à dater. Crédit :Michael Gress
Gareth Davies, co-auteur de l'étude, commenté, "C'est un aperçu fascinant du fonctionnement interne de la planète Terre. Alors que les jeunes diamants se forment dans d'autres types de roches et de conditions dans le manteau, il est très inattendu de trouver des diamants harzburgitiques liés à une activité géologique relativement récente. Les roches harzburgitiques étant des marqueurs importants pour la prospection diamantifère, les découvertes peuvent avoir des implications pour les environnements géologiques où nous recherchons de nouvelles mines de diamants."
L'analyse des diamants à VU Amsterdam a été financée par l'infrastructure de recherche Europlanet 2020 et la recherche a été financée par le Conseil européen de la recherche. Le De Beers Group of Companies a fait don des diamants utilisés dans cette étude.
Image de luminescence cathodique (CL) d'une plaque de diamant polie révélant l'histoire de la croissance du diamant et montrant la localité des inclusions minérales à dater. Crédit :Michael Gress
Images d'inclusions par microsonde électronique. (une, c) montrent la morphologie cubo-octaédrique imposée par le diamant. La surface de V471 (b) a des caractéristiques trigonales qui établissent que l'inclusion et le diamant hôte se sont formés simultanément. La surface supérieure de V405 (d) enregistre des caractéristiques étagées et les faces latérales montrent des lignes de croissance bien développées compatibles avec une croissance simultanée avec le diamant hôte. Crédit :Koornneef et al
Carte géologique simplifiée et dessins en coupe. (une), (b), et (c) montrer la relation inférée entre les roches magmatiques de la région qui résultent d'événements tectono-magmatiques à grande échelle, et les événements de croissance du diamant tels qu'enregistrés par les inclusions de grenat dans les diamants de Vénétie (étoile rouge). Les lignes noires en pointillés en (a) sont des frontières internationales. (b) montre la formation des diamants datés de 1,1 milliard d'années par remontée active d'un panache du chaud, manteau profond. (c) montre la formation des diamants il y a environ 3 milliards d'années par remontée d'eau passive associée au rifting continental. (b) et (c) ne sont pas à l'échelle. Les contours des affleurements d'Umkondo d'après Hansen et al. Crédit :Koornneef et al