La formation du diamant


Les diamants ne sont autres que des allotropes du carbone pur, qui, soumis à des conditions extrêmes dans le manteau terrestre de la Terre, adopte le système cristallin du diamant. En effet, cette gemme est issue de ce que l'on appelle le métamorphisme. En effet, le diamant se forme en présence de pressions équivalentes à 70.000kg.cm-1, celles-ci étant présentes à des profondeurs de l’ordre de 120 à 150km sous Terre. D’origine mantellique, les diamants sont de plus exposés à des températures d’environ 1500 degrés Celcius.



1 / La formation dans les cratons



Lors de la formation des cratons archéens, avant l’apparition des diamants dans le manteau terrestre, la lithosphère s’est formée. C’est dans cette couche du manteau terrestre que circulent des fluides carbonés contenant du CO2, CO, CH4. Ces fluides riches en carbone contenant aussi du carbonate de magnésium et de très faibles quantités d’azote, ont permis la cristallisation du carbone, si les conditions de pression et de température le permettaient. C’est ainsi que les diamants se sont formés dans le manteau terrestre.
Les diamants et les résidus de carbonate de magnésium(MgCO3) sont de ce fait restés dans cet état durant des millions d’années.
cratons

Situation des cratons dans le monde



2 / Le dynamisme éruptif kimberlitique



Lorsque la base d’une lithosphère cratonique rencontre un panache, il y a alors transfert d'énergie. Cela provoque ainsi le réchauffement du manteau, et donc la déstabilisation partielle du carbonate de magnésium contenu dans le manteau lithosphérique. cratons

Schéma d'un craton

De même, la chaleur provenant des courants de convections terrestres et de matériaux radioactifs, ou encore l'endothermie due aux éléments volatils tels que l'eau ou le méthane, peuvent provoquer le réchauffement du manteau.
Le MgCO3 va alors réagir avec les roches du manteau sous-cratonique, entre autre avec les sillicates, pour former des minéraux très riches en Magnésium. Le dioxyde va être relaché sous forme de fluide.
Cette déstabilisation provoque la réaction des silicates environnants, avec le CO2 libéré. En effet, la croûte terrestre est constituée à 97% de silicates de nature diverses telles que l’olivine, la serpentine et les micas. Le CO2 ayant des propriétés réduisant la température de fusion des silicates, cette subversion entraîne une fusion partielle du manteau. Le passage du dioxyde de carbone de la phase carbonatée au magma donne naissance à un magma très particulier : le magma kimberlitique ; magma ayant une très forte pression de CO2 dissout.
Ce magma, de cette forte teneur en CO2 et le fait qu'il soit plus léger que son environnement visqueux, va amorcer un mouvement vers la surface. Ce mouvement, à l'origine, de l'ordre de 20 km.h-1, s'accélère au fur et à mesure que la masse kimberlitique s'élève, par suite de sa teneur en éléments volatils.
Sur son passage, elle arrache de nombreux xénolythes tels que de l'éclogite, de la péridotite, ou encore de la pyroxénite ; ces éléments sont plus ou moins désagrégés. De plus, des diamants sont arrachés à la colonne par laquelle le magma voyage. De ce fait, aucun diamant n'a cristallisé dans la kimberlite, qui fait office de simple agent de transport.
La masse kimberlitique en mouvement va frapper le bouclier, qui est un socle de granite situé quelques kilomètres sous terre ; lorsque le choc a lieu à un endroit de moindre résistance, il se produit une fêlure. C'est dans celle-ci que la kimberlite s'engouffre, et ce à grande vitesse. Le magma arrache alors au passage des granites, provoquant des frottements, qui dans certains cas peuvent compresser les roches, et ainsi casser le diamant.
A une distance de 3 à 2,5 kilomètres de la surface, la masse kimberlitique explose, provoquant une brusque chute de température. Cette explosion est engendrée par la détente du CO2. Cette chute de température permet la préservation du diamant d'une transformation en graphite. Les roches brisées lors de l'explosion s'écroulent dans la kimberlite qui se solidifie. Il sera important de noter qu'à son arrivée en surface, la vitesse d'ascension du magma est supérieure à la vitesse du son.
pipe

Pipe de kimberlite



Les éruptions de kimberlite sont issues de véritables volcans. Ces volcans ont étéprincipalement actifs au crétacé, il y a 70 à 140 millions d’années.
Toutes les kimberlites ne sont pas pour autant diamantifères, rendant les gîtes riches extrêmement rares.Des éruptions volcaniques très puissantes entraînent la formation de brèches volcaniques composées par des résidus de roche profondément enfouies à l’origine.

Les diamants sont extraits de l’intérieur de ces roches, les kimberlites. Au cours du temps, la kimberlite s’érode et se change en une roche plus tendre, appelée “yellowground”. Les diamants se dissocient alors de la kimberlite et par le ruissellement arrivent parfois jusqu’à la mer. Une fois ces cristaux découverts par l’Homme, leur exploitation se met en place.

De surcroît, la pureté du diamant est très éphémère et rare, car de nombreuses impuretés comme l’azote, le soufre et d’autres métaux peuvent le colorer.

Extraction du diamant