Kimberlitter

De første kimberlitter blev beskrevet af Vanuxen i 1837 fra Ludlowiville nær Ithaca i staten New York; udtrykket kimberlit blev imidlertid indført af Lewis (1887) til at beskrive de diamantholdige, porfyritiske glimmerperidotitter fra Kimberley-området i Sydafrika. Kimberlitter er stærkt magnesianske (MgO > 25 vægtprocent) magmatiske bjergarter, som er beriget med flygtige stoffer (vand, kuldioxid og fluor) og har et ualmindeligt højt indhold af grundstoffer som K, Na, Ba, Sr, sjældne jordarter, Ti, Zr, Nb og P. Kimberlitter er en hybridgruppe af bjergarter, der omfatter en gruppe af ultrabasiske, kaliumholdige bjergarter, der er rige på flygtige stoffer (hovedsagelig CO2), og som har en udpræget ukvigranulær tekstur, der skyldes tilstedeværelsen af makrokrystaller (og/eller megakrystaller), der er indlejret i en finkornet matrix.
Idet store spændvidde med hensyn til deres teksturelle, mineralogiske, petrografiske og geokemiske egenskaber er der blevet foreslået forskellige definitioner og klassifikationer for kimberlitter.

Klassifikation baseret på de teksturelle og genetiske variationer:

Denne model foreslået af Clement og Skinner, (1979), der baserer sig på teksturelle træk, identificerer tre genetiske facies af kimberlitbjergarter.
1) kraterfacies kimberlit
2) diatremfacies kimberlit
3) hypabyssalfacies kimberlit
♦ 1) kraterfacies: Overflademorfologien af uvredet kimberlit (Fig.1) er karakteriseret ved et krater på op til 2 km i diameter, hvis bund kan ligge 150 til 300 m under overfladen. Krateret er generelt dybest i midten, og rundt om krateret er der en tufring, som er relativt lille, generelt mindre end 30 meter, sammenlignet med kraterets diameter. Kraterfacies er repræsenteret af pyroklastiske (dannet som følge af eruptive kræfter) og epiklastiske bjergarter (fluviale ændringer af pyroklastisk materiale) og er kendetegnet ved sedimentære (lag) aflejringer.

Fig.1: Kraterfacies Kimberlit. Modificeret efter Mitchell 1986.

To hovedkategorier af bjergarter findes i kraterfacies kimberlitter; pyroklastiske, som er aflejret af eruptive kræfter, og epiklastiske, som er bjergarter, der er omdannet af vand.
Pyroklastiske bjergarter: Disse bjergarter findes bevaret i tuffringe omkring krateret og i krateret. Tuffringe har en lille højde. Igwissi Hills i Tanzania og Kasami i Mali er de rør med velbevarede tufringe (Fig.2). Aflejringerne er almindeligvis lagdelt, vesikulært og karbonatiseret. Tuffaflejringer, der er bevaret i krateret, er også sjældne; men Igwissi Hill rørene i Tanzania er blevet undersøgt og har afsløret tre forskellige enheder. Fra top til bund er de:

1. Godt stratificerede tuflag defineret af lapilli og partikler i askestørrelse.
2. Dårligt stratificerede grove pyroklastika.
3. Basale breccias.
Epiklastiske stenarter: Disse sedimenter repræsenterer fluviale omdannelser af pyroklastisk materiale fra tufringen i kraterøen, der er dannet oven på diatret. De er komplekse og ligner en række overlappende alluviale fans blandet med lacustrine aflejringer.

Fig.2: Igwisi Hills kimberlitkrater. Fra The earth story.

♦ 2) Diatreme Facies: Diatremfaciesen i kimberlit er karakteriseret ved en gulerodsformet krop med nærmest cirkulær eller elliptisk omrids på overfladen og stejlt hældende (80°-85°) vægge. Denne facies kan undertiden være over 2 km dybde. Diatremfacies er karakteriseret ved at være fragmentarisk, og tilstedeværelsen af kantede til afrundede landbjergartsfragmenter (fra nogle få centimeter til submikroskopisk størrelse) giver dem en tydelig identitet. Denne facies består af autolitter (afrundede fragmenter af tidligere generationer af kimberlit), pelletal lapilli (store afrundede til elliptiske lapilli-størrelser repræsenteret af en stor anhedral olivin eller phlogopit i form af en kerne), der er omsluttet af en optisk uopløselig mikro-fenokrystalmatrix), fragmenterede kappe-xenolitter, der er repræsenteret af diskrete og frakturerede korn af olivin-granat, clinopyroxen og ilmenit i et produkt af magnetisk krystallisering bestående af mikro-fenokrystaller og grundmasse.
♦ 3) Hypabyssal Facies: Hypabyssal facies kimberlitter er bjergarter, der er dannet ved krystallisering af flygtig rig kimberlitmagma. Makroskopisk set er de massive bjergarter, hvori makrokrystallerne olivin og andre makrokrystaller (ilmenit, phlogopit, granat) almindeligvis er synlige. De viser de magmatiske teksturer og virkningerne af magmatisk differentiering. Nogle af de karakteristiske teksturelle træk ved denne facies omfatter: 1. Fravær af pyroklastiske fragmenter og teksturer, 2. Tilstedeværelse af poikilitisk vækst af phlogopit på et sent stadium, 3. Segregationsteksturer med adskillelse af calcit og serpentin. 4. Flow banding markeret af den foretrukne orientering af mikro-fenokrysterne.

Fig.3: Model af et idealiseret kimberlitsystem, der illustrerer den hypabyssale, den diatriske og kraterfacies. Fra Mitchell (1986).

Baseret på forskelle i deres isotopsammensætning klassificerede Smith (1983) kimberlitterne i to grupper: Gruppe I og gruppe II kimberlitter.
♦ Gruppe I kimberlitter: Gruppe I omfatter de mest klassiske kimberlitter, som oprindeligt blev betegnet basaltiske kimberlitter: Det vil sige ultrabasiske (SiO2 1), flygtige sten (overvejende CO2), karakteriseret ved tilstedeværelsen af makro- og megakrysterne af magnesiumrige mineraler såsom olivin, ilmenit, pyropisk granat, varierende kromrig diopsid pyroxen, phlogopit, enstatit og Ti-fattig kromit, som ligger i en fin matrix af olivin, serpentin, karbonat og andre accessoriske Mg- og/eller Ca-holdige mineraler. Både makro- og megakrysterne er i det mindste delvist xenokryster eller tilfældige krystallinske komponenter, der stammer fra opsplitning af landjorden (hovedsagelig dybtliggende kappeperidotitter og eklogitter), som er gennemskåret af den opstigende kimberlitmagma.

♦ Gruppe II kimberlitter (orangeitter): oprindeligt kaldt glimmer- eller lamprofyrekimberlitter, er ultrapotasiske (K/Na > 3), peralkaline (/Al > 1), flygtige sten, der er rige på flygtige stoffer (overvejende H2O), karakteriseret ved tilstedeværelsen af phlogopit og olivin som makrokrystaller, i en grundmasse af phlogopit, olivin og diopsid, almindeligvis zoneret til titanisk aegirin, spinel, der i sammensætning varierer fra Mg-holdig kromit til Ti-holdig magnetit, perovskit og andre mineraler. De har større mineralogisk affinitet med lamproitter end med kimberlitter fra gruppe I.

Kimberlitternes udbredelse i verden

Kimberlitter findes fordelt på alle verdens kontinenter (Fig.4). På grundlag af kimberlitternes fordelingsmønstre i hele verden bemærkede Clifford (1966), at de økonomisk levedygtige kimberlitter primært forekommer på prækambriske kratoner, især dem af arkaisk alder (ældre end ca. 2,5 Ga). Denne observation blev senere kendt som Cliffords regel. Der kendes ingen primære diamantforekomster i skorpeterraner, der er yngre end 1,6 Ga. Denne ejendommelige sammenhæng tyder på en forbindelse mellem tilstedeværelsen af diamanter og alderen af den subkontinentale lithosfære, og Cliffords regel er længe blevet betragtet som et værdifuldt udvælgelseskriterium i diamantudvindingsprogrammer. Det er her værd at bemærke, at diamantholdige kimberlitter normalt er unge i forhold til alderen af den litosfære, hvori de har intruderet. Mange (herunder de fleste sydafrikanske eksempler) er fra kridttiden, mange andre er fra palæozoikum (som i Sakha Republic, Sibirien), men hele rækken strækker sig fra proterozoikum til neogen (som f.eks. nogle 22 Ma-eksempler i Vestaustralien).

Figur 4: Kimberlitternes verdensomspændende fordeling på verdensplan.

Kimberlite Emplacement Modeller

Der er i årenes løb blevet foreslået forskellige modeller for kimberlitrørets placering. Disse omfatter: 1) teorien om eksplosiv boring, 2) teorien om fluidisering, 3) teorien om hydrovulkanisme og 4) teorien om embryonale rør.
Teorien om eksplosiv vulkanisme
Kimberlitens vulkanske natur blev hurtigt anerkendt (Lewis 1887, Bonney 1899), og under indflydelse af de idéer, som Geikie (1902) fremsatte for at forklare oprindelsen af lignende diatremer i Skotland, blev det foreslået, at kimberlitterne blev anbragt ved eksplosiv boring (Wagner 1914). Kimberlitiske diatremer blev således anset for at være vulkaniske slamper, der eksplosivt brød ud fra dybder på op til 2 km. Udbruddet blev anset for at være opstået som følge af en voldsom eksplosiv frigørelse af stærkt komprimerede dampe og gasser af magmatisk oprindelse. Det niveau, hvor dette skete, er nu markeret ved overgangen fra feeder dike til diatreme.

Kimberlitmagma anses for at stige op fra den dybe kappe langs sprækker og revner. Man mener, at magmaet ikke indeholder tilstrækkeligt med flygtige stoffer til at muliggøre et direkte eksplosivt udbrud, og dets opstigning stoppes derfor, når et uigennemtrængeligt niveau er nået. Ved pooling opstår der magmakamre i forholdsvis lav dybde, som kaldes intermediære kamre. Krystallisering i disse kamre resulterer i en ophobning af flygtige stoffer. Der opstår til sidst et tilstrækkeligt tryk til at forårsage opadbøjning og brud på taget. Derefter følger et eksplosivt kimberlitudbrud med samtidig brækkelse af kanalen, indtil det overskydende tryk er reduceret. En gentagelse af processen kan forklare flere intrusioner ved en enkelt udluftning eller forekomsten af tætliggende diatremer, hvis bruddet på taget sker på lidt forskellige punkter over magmakammeret.
Gennem omfattende minedrift er det klart, at denne teori er uholdbar. De vigtigste argumenter mod hypotesen, enten i dens oprindelige form (Wagner 1914) eller i modificeret form, er følgende:
1) Der findes ingen beviser for kraftig indtrængning, der er fravær af opadgående koncentriske brud; 2) der er ingen eksplosionscentre i dybden, hverken ved bunden af diatremerne eller i rodzonerne; 3) dybdeboring har heller ikke afsløret mellemliggende kamre; 4) eksplosionsboring er ikke i overensstemmelse med begrænsningen af brekcerier til det indre af kanaler, hvoraf nogle aldrig er nået op til overfladen. 5) xenolitternes zonale arrangement; xenolitternes nedsænkning; og bevarelsen af den forudgående landbjergartstratigrafi i mega-xenolit-samlingen er ikke i overensstemmelse med eksplosiv udluftning; 6) der er fundet fremspring af landbjergarter ind i diatret, som ikke kunne overleve eksplosiv aktivitet.
Fluidiseringsteori
Dawson (1962, 1967a, 1971, 1980) har været den vigtigste fortaler for den fluidiserede placering af kimberlitdiatremer. Han mener, at fordelingen, afrundingen og strieringen af inklusioner, sidestillingen af xenolitter, der stammer fra forskellige dybder, den omgivende og delvise løsrivelse af blokke af landbjergarter, fraværet af up-doming og manglen på termisk metamorfe effekter kun kan forklares ved denne proces. Dawson forestiller sig således en gasfyldt kimberlitmagma, der stiger op fra den øvre kappe gennem et sprækkesystem. På passende steder, hvor skorpen er svag, sker der et gennembrud til overfladen fra 2-3 km dybde. Der sker en adiabatisk ekspansion af magmatiske gasser (hovedsagelig CO2), og eksplosionsåbningen udvides og udfyldes af fluidiserede kimberlitfragmenter, der borer sig opad med en sandblæsningseffekt og følger større ledesystemer. I nogle diatremer danner senere gasudstrømninger tydelige tuf-søjler, mens hulrummene i slammet kan være fyldt med magma, der konsoliderer sig som massiv kimberlit eller inkorporerer klumper for at danne kimberlitbreccia.

Diatremdannelse ved fluidisering er ikke blevet accepteret af alle vulkanologer og er især blevet afvist af dem, der mener, at diatremer dannes ved hydrovolkaniske processer. De vigtigste argumenter, der er fremført mod fluidisering, er følgende:
Det er meget usandsynligt, at høje damptryk og store mængder gasser vil blive opløst fra langsomt afkølende magmaer dybt nede i jordskorpen. Hurtig vesikulation kan kun forekomme i lav dybde, desuden er disse intrusioner af så lille volumen, at det er tvivlsomt, om de kunne producere tilstrækkelige mængder af flygtige stoffer til at understøtte et 2 km langt fluidiseret leje. Det er ikke specificeret, hvorfor gasfasen skulle exsoluere på én gang og splitte magmaen op i pyroklaster, eller hvorfor andre partier af kimberlit ikke exsoluerer gasser på samme måde. Autolithiske klumper i kimberlitter med diatremfacies er ikke blæseformede eller skårlignende; de er almindeligvis kantede og sprækkede og viser ingen tegn på de slidtræk, der forventes som følge af inddragelse i gas- og stofstrømme. De fleste af xenolit-klumperne er kantede og har derfor ikke været udsat for længere perioder med aggregerende boblende fluidisering. Koncentrationen af xenolitter i specifikke horisonter og bevarelsen af en grov stratigrafi i mega-xenolitpakken er ikke i overensstemmelse med lange perioder med boblende fluidisering. Tilstedeværelsen af xenolitterne er ikke forenelig med den krævede tidligere periode med erosionsmæssig udvidelse af røret ved højhastigheds gas-tuffstrømning.
Sammenfattende kan man sige, at selv om fluidiseringshypotesen er blevet bredt accepteret som en mekanisme for diatrems placering, spiller den ikke en væsentlig rolle i dannelsen af kimberlitiske diatremer.
Hydrovolkanisk teori
Hydrovolkanisme henviser til vulkanske fænomener, der produceres ved interaktion af magma eller magmatisk varme med en ekstern vandkilde, såsom et overfladekroppe eller et grundvandsmagasin. Den vigtigste fortaler for denne teori er Lorenz (1999). Lorenz foreslår, at diatremer og maars dannes ved hydraulisk aktive zoner med strukturelle svagheder som f.eks. forkastninger eller lineamenter. Magma, der stiger op som en dike, trænger ind i bruddet og kommer i kontakt med det cirkulerende grundvand; den resulterende hydrovulkaniske eksplosion fragmenterer og afkøler magmaet og brecciaterer bjergarterne. Hydroklastisk affald kan blive skudt ud som en tufring omkring en maar. Fortsat aktivitet resulterer i en udvidelse af sprækken ved yderligere brækkelse af vægbjergarter og afskalning af bjergarten i sprækken som følge af trykforskelle mellem vægbjergarterne og det eksplosionskammer, der er dannet, hvor vand og magma interagerer.

Lorenz’ hypotese om diatremedannelse er attraktiv, idet følgende træk ved kimberlitiske diatremer kan forklares: Diatremer (og maars) er generelt klart relateret til lineære træk. Mange kimberlitdiatremer på deres lavere niveauer ses at være placeret i krydset mellem diger og brud. Indføringsdiger ser ud til at være opstået i allerede eksisterende sprækkesystemer. Alle disse svaghedszoner kan være hydraulisk aktive. Diatremer udvikles almindeligvis i tykke sekvenser af sedimentære og vulkanske bjergarter med høj porøsitet og permeabilitet. Diatreme forekommer sjældnere i bjergarter med lav permeabilitet, f.eks. i granit- og gneis-terræn. Kimberlitdiatremer forekommer i grupper. Moderne maars og tertiære diatremer forekommer også i klynger, og deres tætte geografiske tilknytning er tilsyneladende relateret til det lokale hydrologiske regime. Mega-xenolitter (flydende rev) tolkes som nedfalds- og/eller nedsynkningselementer. Forekomsten af epiklastisk kimberlit& tyder på, at krateret over diatret til tider var fyldt med vand. Tilstedeværelsen af blokke af disse kimberlitter i dybden i diatret indikerer, at kratersøen kan være forstyrret af senere udbrud. Dræning vil naturligvis fremme hydrovulkaniske udbrud i det underliggende diatrem.
Embryonisk rørteori
I erkendelse af kompleksiteten af kimberlitrør mener Clement (1979, 1982), at ingen enkelt proces kan forklare deres forskellige geologiske og petrografiske karakteristika. I hans model fortolkes rodzonerne som embryonale rør, der modificeres af fluidisering efter gennembruddet til diatremer.
I henhold til denne teori antages kimberlitmagma-diger, der stiger op fra dybden, at udvikle en flygtig forløbsfase som følge af opløsning af CO2, der frigøres som følge af trykfaldet. Denne flygtige fase, der er under højt tryk, trænger ind i brud og samlinger i bjergarterne over og i kanten af intrusionen. Den fremadskridende front af kontaktbreksifikation følges af magma, som trænger ind i brekkerne og eventuelle samlinger eller brud. Der dannes brekcerier i intrusionen, og vægbjergarterne kiles ind i kanalen. Den fremadskridende magmas vej kontrolleres af allerede eksisterende strukturer. Ændringen fra spaltefyldning til udvikling af rodzonen kan skyldes stigende flygtig opløsning, når trykket falder ved opstigning, eller at diget skærer en brud, som kan udnyttes, eller som indeholder grundvand.
Denne proces tænkes at fortsætte, indtil magmaen når et niveau, hvor et eksplosivt gennembrud til overfladen er muligt. Clement (1979, 1982) mener, at dette sker i 300-400 m højde og kan fremmes af grundvand-magma-interaktioner. Som følge af gennembruddet og trykfrigørelsen menes magmaen i rodzonen at blive hurtigt afgaset og danne et damp-væske-væske-fest fluidiseret system.

Dampens opløsningsflade anses for at vandre hurtigt nedad som følge af ekspansion og yderligere trykfrigørelse (fig. 5). I løbet af denne fluidiseringsperiode blandes de allerede eksisterende hypabyssale kimberlitter fra rodzonen, kontaktbreccias på højt niveau og afgasende magma grundigt. Manglende afrunding af landbjergartsklaster tyder på, at det fluidiserede system kun eksisterede kortvarigt. Gentagelse af hele processen vil producere diatremer, der indeholder flere forskellige varianter af diatremfacies kimberlitter og meget komplekse rodzoner.

Fig.5: Embryonale rørudvikling. Front af kontaktbrecciation i rødt. Modificeret fra Mitchell, R. H. (1991).

Fig.6: Stadier i udviklingen af en diatrem, som Clement (1982) forestillede sig det. Perioden med embryonisk rørudvikling efterfølges af enten fluidisering (A) eller hydrovolkanisme (B). Modificeret fra Mitchell, R. H. (1991).

Den komplekse struktur af kimberlitrør indikerer, at der ikke er nogen enkelt proces, der er ansvarlig for deres dannelse. Rørudviklingen indledes af brecciationsprocesser under overfladen, som fører til dannelsen af en kompleks rodzone over et fødedike. Overfladegennembrud er ikke resultatet af eksplosionsboring, men af en gradvis opstigning af rodzonekomplekset til niveauer, hvor kraterdannelse ved hydrovolkanisk eksplosion kan finde sted. Diatreme synes at være sekundære strukturer, der er dannet ved den efterfølgende ændring af den underliggende rodzone eller embryonale rør, ved fluidisering eller nedadgående hydrovolkanisme.

Petrogenese

Trods omfattende forskning er kimberlitternes oprindelse fortsat kontroversiel, især hvad angår arten og dybden af deres kildeområde. Kimberlitter er karakteristisk nok forbundet med en række mafiske og ultramafiske xenolitter, hvis mineralogi tyder på en oprindelse i den øvre kappe. Sådanne xenolitter er fragmenter af ledningsvægge, som kimberlitmagmaen har løsrevet under sin hurtige opstigning gennem lithosfæren, og de giver nyttige oplysninger om, hvor og under hvilke betingelser kimberlit-smelten blev dannet. Kimberlitmagmaer formodes at blive dannet ved delvis smeltning dybt nede i kappen.
Kimberlitter er ligesom karbonatiter sjældne, men er fundet på næsten alle kontinenter, og de er også den vigtigste transportør af en række xenolitter fra dybder i skorpe og kappe. Det er vigtigt, at disse mantelxenolitter, som kimberlitterne bringer op, er den primære kilde til information om karakteren af de fsykokemiske processer i kappen, og i endnu højere grad i den kontinentale kappe (Pearson et al., 2004). Kimberlitter indgår i et spektrum af silica-undermættede bjergarter, der varierer meget i sammensætning og omfatter bjergarter som melilititer, lamprofyre og nephelinitter (Fig. 7). Kimberlitternes petrogenese er imidlertid kontroversiel, idet der er uenighed om arten og dybden af kildeområdet, om de er af primær oprindelse, og om årsagen til smeltning (f.eks. plume vs. flygtig flux) (Keshavet al., 2005).

Tre generelle typer af hypoteser er længe blevet overvejet for kimberlitternes opståen:
1. Kimberlitter er en mekanisk blanding af en H2O-rig ankeritisk magma og en granitisk underskorpe (Dawson, 1967).
2. Kimberlitter er direkte resultatet af den delvise smeltning ved højt tryk af en mafisk til ultramafisk kappe (Wagner, 1929; Holmes, 1936).
3. Kimberlitter er dannet ved højtryksdifferentiering af en mafisk magma (protokimberlit) ved en proces med fortsat fraktioneret krystallisering (Williams, 1932; O’Hara, 1968).
Den geologiske tilknytning af kimberlitter til specifikke suiter af xenolitter og sammenligningen med eksperimentelle data giver støtte til den sidste hypotese (n.3), som tidligere er foreslået af en række andre forfattere (MacGregor, 1970). Den oprindelige smelte eller protokimberlit (Kamenetsky et al. 2008) antages at være en klorid-carbonat-rig væske med et meget lavt SiO2-indhold. Under dens passage mod overfladen bliver dens sammensætning mere lig kimberlitisk magma, efterhånden som den interagerer med dens kappevægsbjergarter: assimileringen af olivin og andre kappemineraler øger væskens silicaindhold, hvilket driver den mod den lav-SiO2- og høj-MgO-sammensætning, der er karakteristisk for kimberlit. På trods af de betydelige fremskridt inden for petrologi og geokemi af kimberlitmagmatisme er bestemmelse af kimberlit-smeltesammensætningen både i den hypabyssale facies og i kappen dog stadig et problem, der er til debat (Kamenetsky et al, 2009;Russell et al.2012;Sparks et al. 2009;Pesikov et al.,2015).

Fig.7: Skematisk tværsnit af et arkæisk kraton, med et uddødt mobilbælte (engang forbundet med subduktion) og en ung rift. Den lave kratonale geoterm får grafit-diamant-overgangen til at stige i den centrale del. Litosfærisk diamant forekommer derfor kun i peridotitterne og eklogitterne i den dybe kratonalrod, hvor de indarbejdes af opstigende magmaer (hovedsagelig kimberlitisk K). Litosfæriske orangeitter (O) og nogle lamproitter (L) kan også opsamle diamanter. Melilititer (M) dannes ved en mere omfattende delvis smeltning af asthenosfæren; afhængigt af segregationsdybden kan de indeholde diamanter. Nefelinitter (N) og tilhørende karbonatitter udvikles ved omfattende delvis smeltning i lav dybde i riftområder, og de indeholder ikke diamanter. Fra Mitchel 2005.

Diamanter og kimberlitter

Kimberlitter er den vigtigste kilde til primære diamanter. Mange kimberlitrør producerer også rige alluvial- eller eluvialdiamantplacerforekomster. Der er blevet opdaget ca. 6.400 kimberlitrør i verden, hvoraf ca. 900 er blevet klassificeret som diamantholdige, og af dem har lidt over 30 været økonomiske nok til at udvinde diamanter.

Og selv om diamantkrystaller findes i kimberlit og beslægtede bjergarter, er diamantens oprindelse (fig. 7) tættere knyttet til fragmenter af peridotit og eklogit, som stammer fra den øvre kappe under kratoniske (skjold-) områder. For at diamanter kan dannes, skal de have ekstremt høje tryk og temperaturer, som kun findes i disse dybe niveauer af jorden. Det er her, at bjergarten eklogit dannes, som består af rød pyrope granat og grøn clinopyroxen; diamantkrystaller udvikles sammen med granat- og pyroxenkrystallerne. Peridotfragmenter (xenolitter), der består af granat, olivin og ortopyroxen, indeholder også diamanter og stammer ligeledes fra den øvre kappe. Men disse fragmenter disaggregerer almindeligvis under indlejringsprocessen, hvilket resulterer i en matrix, der indeholder de disaggregerede mineraler af olivin, pyroxen og diamant (xenokryster).
Selv om diamantkrystaller dannes i den øvre kappe under de kratoniske områder, kan de kun forblive stabile ved disse høje tryk og temperaturer. De mantelxenolitter og diamantkrystaller, der hurtigt bringes op til overfladen i en Kimberlit-magmatisk væske, er i stand til at overleve nær overfladen i en slukket eller meta-stabil tilstand. Hvis indtrængningen af kimberlit forsinkes under dens opstigning til overfladen eller er fanget i den nedre skorpe, vil diamantkrystallerne ikke være stabile i P-T-miljøet og vil vende tilbage til grafit.
Det er under skjoldområder eller kratoner, at diamantkrystallerne kan forblive stabile på mindre dybder på grund af den lave geotermiske gradient i forbindelse med den subkratoniske køl under kontinentalskorpen (Fig. 7) . Dette P-T-miljø er blevet omtalt som diamantlagringsområdet (Kirkley, M. B. et. al., 1991). Kølområdet er en optimal kilde til diamanter, da brud under kraton er mere tilbøjelige til at tappe dette område og forblive tilgængelige for overfladen.

Carbonatrig Peuyuk kimberlit fra Somerset Island, Canada. Fra Andrea Giuliani.

Kimberlit fra Bellsbank, nord for Kimberley, Sydafrika. Fra James St. John.

Kimberlit fra Premier Kimberlite Pipe, Cullinan, nordøstlige del af Sydafrika. Fra James St. John.

Hypabyssal kimberlit. Fra Reddit.

Hypabyssal facies kimberlit, Masontown, Pennsylvania. Denne kimberlitdike er omsluttet af sort skifer. Fra Wyoming Diamond and Gemstone Province.

Diatreme facies kimberlitbreccia fra Lake Ellen, UP, Michigan. Fra Wyoming Diamond and Gemstone Province.

Tuffaceous, kraterfacies kimberlit fra Iron Mountain-distriktet. Fra Wyoming Diamond and Gemstone Province.

Stor brudt kromdiopsid (chromdiopsid-ædelsten) megakrystal i Sloan-kimbrelit fra Colorado. Fra Wyoming Diamond and Gemstone Province.

Diamant i kimberlit. Bultfontein-minen, Kimberley, Baard-distriktet. Fra e-rocks.

Diamant i kimberlit. Bultfontein Mine, Kimberley, Baard District. Fra e-rocks.

Diamant (6,51 mm) i kimberlit. Bultfontein Mine, Kimberley, Baard District. Fra Geologi for investorer.

Diamant (6,51 mm) i kimberlit. Bultfontein Mine, Kimberley, Baard District. Fra Geologi for investorer.

Bibliografi

– Brown, R. J., Manya, S., Buisman, I., Fontana, G., Field, M., Mac Niocaill, C., & Stuart, F. M. (2012). Eruption af kimberlitmagmaer: fysisk vulkanologi, geomorfologi og alder af de yngste kimberlitvulkaner, der er kendt på jorden (de øverste Pleistocæn/Holocæn Igwisi Hills-vulkaner, Tanzania). Bulletin of volcanology, 74(7), 1621-1643.