Kimberlit je vyvřelá hornina známá především tím, že někdy obsahuje diamanty. Je pojmenována podle města Kimberley v Jihoafrické republice. Nález velkého 83,5karátového (16,70 g) diamantu v roce 1871 odstartoval "diamantovou horečku". Jejím výsledkem byl Big Hole, velký otevřený důl. Kimberlitové ložiska se stala ekonomicky nejvýznamnějším zdrojem přírodních diamantů a jejich průzkum a těžba zásadně ovlivnily oblasti, kde se vyskytují.
Vznik a složení
Kimberlit se v zemské kůře vyskytuje ve vertikálních strukturách známých jako "roury" a také jako vyvřelé hráze a prahy. Kimberlitové roury (diatrema nebo "pipes") jsou dnes nejdůležitějším zdrojem těžených diamantů. Kimberlity se tvoří hluboko ve zemským pláštěm – vznik nastává v hloubkách přibližně od 150 do 450 km (93 až 280 mil). Magma kimberlitu je ultramafické a bohaté na draslík, s hojností olivínu a mastných fáz jako phlogopit, klinopyroxen, příměsemi karbonátů a často s vysokým obsahem oxidu uhličitého a dalších těkavých složek.
Rychlý a prudký výstup kimberlitového materiálu (často explozivní erupce) umožňuje transport minerálů z hlubokého pláště na povrch prakticky bez jejich rozpuštění nebo přeměny. Díky tomu jsou v kimberlitech zachovány xenokrysty a xenolity – úlomky hornin a minerálů z pláště, které slouží jako okno do vnitřní stavby Země.
Xenolity, indikátorové minerály a význam pro studium pláště
Kimberlit přitahuje pozornost také proto, že slouží jako nosič diamantů a granátových peridotitových xenolitů pláště na zemský povrch. Mezi typické indikátorové minerály, které geologové při hledání diamantů vyhledávají, patří speciální druhy granátů (např. pyropické garnety), ilumenit, chromit, spinely a Cr–diopsid (chromdiopsidy). Analýza těchto minerálů pomáhá určit původný litologický typ pláště a podmínky (tlak, teplota), za kterých se diamanty a další fáze tvořily.
Studium kimberlitu tak má potenciál poskytnout cenné informace o složení spodního pláště, o procesech tání na rozhraní mezi kontinentální litosférou a pod ní ležícím konvektivním astenosférickým pláštěm nebo v jeho blízkosti. O těchto procesech a přesných mechanismech vzniku kimberlitových magmat je však stále známo jen relativně málo a jde o aktivní oblast výzkumu.
Facie, erupce a postgenetické přeměny
Kimberlitové intruze vykazují různé facie: hlubinné (hypabyssální), kráterové a pyroklastické, často s výraznou vertikální zonací. Explozivní povaha emise (diatremy) bývá spojena s vysokým obsahem plynů (CO2, H2O) a s fragmentací horniny. Po emisi nastupují často intenzivní zvětrávací a hydrotermální přeměny – primární minerály se mění na serpentin, karbonáty, jíly a oxidy železa, což komplikuje petrogrfické rozpoznání původního kimberlitu v silně alterovaných zónách.
Diamanty a jejich vztah ke kimberlitu
Diamanty obsažené v kimberlitech vznikaly v hlubokém plášti za vysokých tlaků a teplot a jsou několikanásobně starší než magma, které je vyzvedne. Kimberlitová magma slouží jako „rychlý výtah“, který tyto diamanty dopraví na povrch. Aby diamanty přežily stoupání, musí být dráha a rychlost výstupu dostatečné, jinak by se diamanty při nižším tlaku a vyšší teplotě mohly přeměnit.
Rozšíření, stáří a ekonomický význam
Kimberlity se vyskytují na všech kontinentech, nejznámější oblasti s významnými diamantovými ložisky jsou Jižní Afrika (Kimberley), Rusko (Sacha – Jakutsko), Kanada (sever), západní Afrika a další. Věk kimberlitů je velmi různorodý – od starších proterozoických až po neogenní a kvartérní události; některé kimberlity jsou starší než 2 miliardy let, jiné vznikly v posledních desítkách milionů let. Z komerčního hlediska jsou kimberlitové roury nejčastěji cílem diamantového průzkumu a těžby, zatímco diamanty z kimberlitů se dále soustřeďují i v sekundárních (alluvionálních) ložiscích.
Průzkum a těžba
Hledání diamantových kimberlitů kombinuje analýzu indikátorových minerálů v sedimentárních odplaveninách, geochemii, geofyzikální metody (magnetika, gravitace, elektromagnetika) a vrtání. Po identifikaci roury následuje ekonomické hodnocení ložiska a rozhodnutí o způsobu těžby – povrchová nebo podzemní. Významné příklady těžby zahrnují jak historické doly (Big Hole), tak moderní severokanadské projekty jako Ekati a Diavik.
Porovnání s lamproitem a dalšími typy
Ne všechny diamantová ložiska jsou hostována kimberlitem – příkladem je ložisko Argyle v Austrálii, které bylo spjato s lamproitem. Lamproity i kimberlity jsou ultrabazické a bohaté na těkavé složky, ale liší se v mineralogii a chemickém složení. Při průzkumu diamantů se proto rozlišuje více typů zdrojových typů hornin.
Závěr
Kimberlit je klíčová hornina pro pochopení hlubinných procesů Země i pro ekonomické využití diamantů. Díky tomu, že přináší na povrch úlomky pláště a drahé nerosty, zůstává předmětem intenzivního vědeckého i průmyslového zájmu. Nicméně mnohé otázky týkající se přesného původu, složení a vývojových procesů kimberlitů zůstávají otevřené a jsou předmětem pokračujícího výzkumu.
