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Earth of fire

Actualité volcanique, Article de fond sur étude de volcan, tectonique, récits et photos de voyage

Publié le par Bernard Duyck
Publié dans : #Excursions et voyages

Dans quel endroit sur terre pouvez-vous trouver vous-même des diamants ?  Quelle est la seule mine ouverte au public où, pour quelques dollars de droits d’entrée, vous avez la chance de découvrir diamants et autres pierres semi-précieuses ? … et ceci dans un environnement géologique volcanique :


   La mine de diamants près de Murfreesboro – Arkansas.


Elle fait partie du « Crater of diamonds State Park ». Cet endroit fut découvert par John Huddlestone en 1906 : il découvrit d’étranges cristaux dans le sol de sa ferme et les fit examiner par un joaillier local . La nouvelle de la découverte d’une mine de diamants se répandit et une "ruée sur le diamant" s’ensuivit sur la région de Murfreesboro. Des géologues de l’Arkansas State Geological Survey avaient suspecté la présence de diamants dans le sol de l’Arkansas, avant la découverte de Huddlestone : le sol verdâtre composé de péridotite présente des similitudes avec celui qui surmonte les dépôts diamantaires africains. Mais le travail de terrain ne leur permit pas d’en trouver… et les recherches d’arrêtèrent.

 

Crater-of-Diamond-state-park---Google.jpg                     Crater of Diamond State Park - image Google Earth


Huddlestone vendit sa ferme pour 36.000 dollars ; on y  travailla comme sur une exploitation minière, mais le peu de productivité  fit abandonner l’endroit au bout de quelques cinq années. Au début des années 50, le site fut ouvert au public pour une prospection individuelle moyennant un droit d’entrée ; on lui donna le nom de "cratère aux diamants" . L’état d’Arkansas reprit la propriété en 1972 et depuis le site est visité par plus de 100.000 personnes par an.

 

Bien que la plupart des pierres retrouvées soient de petite taille, quelques spécimens importants ont été trouvés:

- Le "diamant de l'oncle Sam" , le plus gros découvert en Amérique du nord, fut découvert par W.O.Bassum en 1924 : la pierre brute de 40,23 carats fut taillée "en émeraude" pesant 12,42 carats (valeur en 1971 : 150.000 $)


strawn-wagner-diamond-crater-of-diamonds-state-park.jpg- Le diamant "Strawn-Wagner" trouvé par Shirley Strawn en 1990 : pierre brute de 3,09 carats taillée en "brillant" de 1,09 carats, première pierre à recevoir la qualification "parfaite" par l'American Gem Society.

Le "Strawn-Wagner diamond" - Image courtesy of Crater of Diamonds State Park. 

 

raw-diamonds-crater-of-diamonds-state-park.jpg- Le diamant "Okie Dokie" , un diamant coloré en jaune de 4,21 carats, fut trouvé en 2006 par M.Culver.

 

Diamants retrouvés à "Crater of Diamonds" : la majorité des diamants trouvés dans ce parc ont une couleur s'échelonnant du jaune au brun.

Image courtesy of arkansas.com.

 

 

En plus des diamants, des pierres semi-précieuses colorées sont présentes; elles incluent de l'améthyste, de l'agate, du jaspe, du péridot et de l'hématite.



Pour quelle raison a-t-on trouvé des diamants en Arkansas ?

Il y a 100 millions d’années, une éruption volcanique ayant sa source en profondeur a apporté rapidement en surface des matériaux en provenance du manteau terrestre ; le magma riche en gaz  s’est expansé en un volume de mille fois supérieur à celui qu’il occupait dans les profondeurs du manteau. Cette expansion gazeuse rapide a produit une explosion lorsque le magma a approché la surface, qui a conditionné l’ouverture d’un large cratère et fait retomber les éjecta dans cette dépression et autour de celle-ci, formant un anneau.

Dans cet éjecta, de nombreux fragments rocheux du manteau furent propulsés en surface avec la magma ; ces fragments sont appelés xénolithes, et peuvent contenir des diamants.

La ferme de Huddlestone se trouve à l’aplomb d’un conduit volcanique rempli de lamproite : une roche ignée formée au départ de matériaux mantelliques partiellement fondus contenant des xénolithes, porteurs de diamants. Au cours du temps, l’érosion détruisit les minéraux les moins stables, et concentra de ce fait les plus stables … c’est ainsi que les diamants se concentrèrent dans le sol.

 

VolcanicPipe---ph.-Asbestos.jpg                   Schéma structurel d'un "volcanic pipe" - schéma Asbestos.

Le magma de kimberlite ou lamproite remonte au travers de la coûte terrestre par un réseau de fractures ou de dykes; le diatrème ne se forme qu'à proximité de la surface.

La section de ce pipe montre un profil "en carotte"produit par l'éruption explosive. Les fragments porteurs de kimberlite ou lamproite sont rejetés vers l'extérieur pour former l'anneau de tuff et remplir le pipe. L'échelle de droite montre le niveau d'érosion de diverses pipes à kimberlite situées en Afrique du sud.

 

 

pipe.gifCette structure correspond à un diatrème appelé pipe, en forme de carotte ou de cône d'un diamètre maximum de quelques centaines de mètres à 1.500 m de profondeur, et relié à un système de dykes profonds. Constitué d'une brèche grossière d'éléments de l'encaissant cimentés par le magma visqueux ou peu cristallisé, il correspond à la cheminée d'alimentation. L'ensemble témoigne des effets d'une explosion hydrovolcanique en profondeur. Schéma amnh.org

Des éléments de brèches ont parfois une origine profonde : socle ou manteau (péridotite) .

 

diamond-formation-in-earths-mantle.jpg Zone de stockage des diamants et schéma de leur ascension emportés par le magma remontant des profondeurs - schéma geology.com

 

La formation des diamants naturels, à base du carbone Formation-des-diamants---pression-temperature.gifemprisonné à l'intérieur de la terre au moment de la formation de la planète, requiert des conditions de pression et de température précises : la pression est atteinte à environ 150 km. de profondeur, où la température avoisine les 1050 °C. Ces conditions ne se rencontrent pas globalement.

Schéma The nature of diamonds / American museum of natural history.

Les diamants formés sont stockés dans des "zones de stabilité" et arrivent à la surface au cours d'éruptions volcaniques de grande profondeur ... le magma sert "d'ascenceurs à diamant" !

 

Lexique :

- pipe : intrusion sous forme de cylindres laviques, qui se mettent en place comme un piston et dans laquelle la lave se pulvérise en brèche.

- dyke :intrusion lavique résultant du remplissage de fractures verticales, radiaires ou concentriques à l'édifice volcanique; dégagés, ils apparaissent sous forme de petits murs à prismation horizontale.

- lamproite : roche ignée riche en K et Mg et caractérisée par le présence de phlogopite, diopsite, leucite, richterite potassique, olivine, sanidine, perovskite ...

Contrairement à la kimberlite, qu'on trouve uniquement dans les cratons anciens, la lamproite est trouvée dans des terrains d'âge variable.

- kimberlite : roche ignée composée d'au moins 35% d'olivine, et de mica, serpentine et calcite.

- Carat : unité de poids caractérisant les pierres précieuses ; un carat vaut 0,20 grammes.

 

 

Sources :

- Volcanologie - de Jacques-Marie Bardintzeff - éd. Dunod

- Geology.com - The only diamond mine in the USA - link

- American Museum of Natural History - The nature of Diamonds - link

- Geology.com - diamond don't form from coal - link

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