Les diamants naturels peuvent se former grâce à des processus géologiques à basse pression et température sur Terre, comme indiqué dans un article publié dans la revue Lettres Perspectives Géochimiques . Le nouveau mécanisme, loin de la vision classique de la formation des diamants sous ultra-haute pression, est confirmé dans l'étude, qui s'appuie sur la participation d'experts du Groupe de recherche sur les ressources minérales de la Faculté des sciences de la Terre de l'Université de Barcelone (UB).

Les autres participants à l'étude sont les experts de l'Institut des nanosciences et nanotechnologies de l'UB (IN2UB), l'Université de Grenade (UGR), l'Institut andalou des sciences de la Terre (IACT), l'Institut de la Céramique et du Verre (CSIC), et l'Université nationale autonome du Mexique (UNAM). L'étude a été réalisée dans le cadre de la thèse de doctorat menée par la chercheuse Núria Pujol-Solà (UB), premier auteur de l'article, sous la direction des chercheurs Joaquín A. Proenza (UB) et Antonio García-Casco (UGR).

Diamant :Le plus dur de tous les minéraux

Symbole de luxe et de richesse, le diamant (du grec αδ?μας, "invincible") est la gemme la plus précieuse et le minéral le plus résistant (valeur de 10 sur l'échelle de Mohs). Il est formé de carbone chimiquement pur, et selon l'hypothèse traditionnelle, il cristallise le système cubique dans des conditions d'ultra-haute pression à de grandes profondeurs dans le manteau terrestre.

L'étude confirme pour la première fois la formation du diamant naturel sous basse pression dans les roches océaniques du massif ophiolitique de Moa-Baracoa, à Cuba. Cette grande structure géologique se trouve dans la partie nord-est de l'île et est formée d'ophiolites, roches représentatives de la lithosphère océanique.

Ces roches océaniques se sont déposées sur la lisière continentale de l'Amérique du Nord lors de la collision de l'arc insulaire océanique des Caraïbes, entre 70 et 40 millions d'années. "Au cours de sa formation dans les fonds marins abyssaux, au Crétacé, il y a environ 120 millions d'années, ces roches océaniques ont subi des altérations minérales dues aux infiltrations d'eau marine, un processus qui a conduit à de petites inclusions fluides à l'intérieur de l'olivine, le minéral le plus commun dans ce genre de roche, " note Joaquín A. Proenza, membre du Département de Minéralogie, Pétrologie et géologie appliquée à l'UB et chercheur principal du projet dans lequel figure l'article, et Antonio García-Casco, du Département de Minéralogie et Pétrologie de l'UGR.

"Ces inclusions fluides contiennent des nanodiamants d'environ 200 et 300 nanomètres, à part la serpentine, magnétite, silicium métallique et méthane pur. Tous ces matériaux se sont formés sous basse pression ( <200 MPa) et la température ( <350 ºC), lors de l'altération de l'olivine qui contient des inclusions fluides, " ajoutent les chercheurs.

"Par conséquent, c'est la première description de diamant ophiolitique formé sous basse pression et température, dont la formation par des processus naturels ne fait aucun doute, " soulignent-ils.

Diamants formés sous basse pression et température

Il est notable de garder à l'esprit que l'équipe a publié, en 2019, une première description de la formation de diamants ophiolitiques dans des conditions de basse pression ( Géologie ), une étude réalisée dans le cadre de la thèse de doctorat par la chercheuse de l'UB Júlia Farré de Pablo, supervisé par Joaquín A. Proenza et le professeur UGR José María González Jiménez. Cette étude a été très débattue parmi les membres de la communauté scientifique internationale.

Dans l'article actuel de Lettres Perspectives Géochimiques , une revue de l'Association européenne de géochimie, les experts ont détecté les nanodiamants dans de petites inclusions fluides sous la surface des échantillons. La découverte a été réalisée en utilisant des cartes Raman confocales et en utilisant des faisceaux d'ions focalisés (FIB), combiné avec la microscopie électronique à transmission (FIB-TEM). C'est ainsi qu'ils ont pu confirmer la présence du diamant dans la profondeur de l'échantillon, et donc, la formation d'un diamant naturel sous basse pression dans les roches océaniques exhumées. Les Centres Scientifiques et Technologiques de l'UB (CCiTUB) ont participé à cette étude, entre autres infrastructures soutenant le pays.

Dans ce cas, l'étude concentre son débat sur la validité de certains modèles géodynamiques qui, sur la base de la présence de diamants ophiolites, impliquent une circulation dans le manteau et un recyclage de la lithosphère à grande échelle. Par exemple, on pensait que le diamant ophiolitique reflétait le passage des roches ophiolitiques au-dessus du manteau terrestre profond jusqu'à la zone de transition (210-660 km de profondeur) avant de se déposer dans une ophiolite normale formée sous basse pression (~10 km de profondeur).

Selon les experts, le faible état d'oxydation dans ce système géologique expliquerait la formation de nano-diamants à la place du graphite, ce qui serait attendu dans les conditions physiques et chimiques de formation des inclusions fluides.