Kimberlitos, Lamproítos e os Diamantes

KIMBERLITO COM DIAMANTE

Kimberlitos, Lamproítos e os Diamantes

Os kimberlitos são a mais importante fonte de diamantes, a origem do nome deu-se em função da descoberta de kimberlitos diamantíferos na região de Kimberley na África do Sul em 1866. 

Classifica-se grosseiramente, em função das características do kimberlito de Kimberley o kimberlito como sendo “yellow ground” e “blue ground”. 

Yellow ground é relativo ao kimberlito intemperizado que se encontra na superfície. Blue ground é relativo ao kimberlito não intemperizado, encontrado em profundidades variáveis.

O kimberlito ocorre principalmente nas zonas de crátons, porções da crosta terrestre estáveis desde o período Pré-Cambriano. 

O kimberlito é uma rocha magmática plutônica de grande interesse econômico por sua associação com diamantes. Os diamantes são formados no manto e transportados pelo magma kimberlítico partindo de seu local de formação a cerca de 150km de profundidade.

O kimberlito trata-se de um peridotito composto por olivina com quantidades variáveis de flogopita, ortopiroxênio, clinopiroxênio, carbonatos e cromita.

Todos os peritotitos possuem mais de 40% de sua composição de olivina. No caso do kimberlito, a olivina componente é comumente serpentinizada.

O kimberlito é encontrado em chaminés kimberlíticas, que são resquícios de chaminés vulcânicas. As chaminés kimberlíticas apresentam-se geralmente com pouco soerguimento da área ao redor e com crateras muito largas. É comum que estas crateras se apresentem como maares. É consensual a proposição de que os kimberlitos são formados de um magma rico em voláteis.

O modelo de classificação dos kimberlitos mais aceito hoje em dia foi proposto por Clement e Skinner em 1985 e classifica os kimberlitos segundo três grandes grupos relativos ao seu local de formação na chaminé kimberlítica: Crater Facies Kimberlites, Diatreme Facies Kimberlites e Hyperabyssal Facies Kimberlites, que numa adaptação livre podem ser denominados simplesmente por “Kimberlitos de Crateras”, Kimberlitos de Diatremas” e “Kimberlitos Abissais”. 

Os Kimberlitos de Crateras são formados na porção superior da chaminé kimberlítica em profundidades muito rasas. Os Kimberlitos de Diatremas são formados nas diatremas, que é a região cônica da chaminé kimberlítica. Os Kimberlitos Abissais são formados na região abaixo das diatremas, no fundo do cone e nos entornos do dique de alimentação da chaminé.

KIMBERLITO DE CRATERAS

A morfologia de superfície de kimberlitos intemperizados é caracterizada por uma cratera de até dois quilômetros de diâmetro cujo piso pode estar a centenas de metros abaixo da superfície. A cratera é geralmente mais profunda no meio. No entorno da cratera há um anel de tufa relativamente pequeno (em geral com menos de 30 metros) quando comparado com o diâmetro da cratera. Duas categorias principais de rochas são encontradas em kimberlitos de crateras: piroclásticas, depositadas por forças eruptivas e epiclásticas, retrabalhadas por água.

Rochas Piroclásticas: Encontradas preservadas em anéis de tufa no entorno da cratera ou dentro da cratera. Os anéis possuem pequena relação altura por diâmetro da cratera e são preservados em muito poucos kimberlitos. Os únicos locais com anéis de tufa bem preservados no mundo são Igwisi Hills na Tanzânia e Kasami em Mali. Os depósitos são normalmente acamados, vesiculares e carbonizados.

Rochas Epiclásticas: Estes sedimentos representam retrabalho fluvial no material piroclástico do anel de tufa no lago formado no topo da diatrema. Apresentam-se dispersas quanto mais afastadas do centro e das paredes rochosas.

Considerando a raridade de kimberlitos de crateras é difícil desenvolver um modelo para determinar com certeza que todos os kimberlitos serão conformados segundo as características observadas acima.

 KIMBERLITO DE DIATREMAS

Diatremas kimberlíticas possuem de 1 a 2 quilômetros de profundidade e geralmente apresentam-se como corpos cônicos que são circulares ou elípticos na superfície e afinam com a profundidade. O contato com a rocha hospedeira é dado usualmente entre 80 e 85 graus. A zona é caracterizada por material kimberlítico vulcanoclástico fragmentado e xenólitos agregados de vários níveis da crosta terrestre durante a subida do kimberlito à superfície.

KIMBERLITO ABISSAL

Estas rochas são formadas pela cristalização de magma kimberlítico quente e rico e voláteis. Geralmente não possuem fragmentação e parecem ígneos.

São notáveis as segregações de calcita-serpentina e as segregações globulares de kimberlito em uma matriz rica em carbonato.

MODELOS DE CLASSIFICAÇÃO DE KIMBERLITOS

Vários modelos de classificação foram desenvolvidos para os kimberlitos e as grandes variações de textura e mineralogia apresentadas por estas rochas implicam em dificuldades para classificá-los. O modelo mais conhecido e geralmente bem aceito foi proposto por Clement e Skinner (1985). 

Esta classificação é largamente utilizada, no entanto é importante notar aqui as implicações genéticas neste modelo. O termo “tufisítico” significa presumir que o kimberlito foi formado através de processo de fluidização, porém ainda existem controvérsias com relação à formação dos kimberlitos.

MODELOS DE FORMAÇÃO DO KIMBERLITO

Desde a descoberta de diamantes em kimberlito muitas teorias surgiram a respeito do processo de formação desta rocha. Mitchell (1986) apresenta em detalhes as diferentes teorias. Destas, serão apresentadas as três mais conhecidas e discutidas.

TEORIA DO VULCANISMO EXPLOSIVO

Esta teoria envolve o apontamento de magma kimberlítico em baixas profundidades e o subseqüente acúmulo de voláteis. Quando a pressão confinada é suficiente para romper a rocha superior segue-se uma erupção. Acreditava-se que epicentro da erupção encontrava-se no contato da fácie abissal com a diatrema.

Através da extensiva atividade mineradora desenvolvida nas regiões kimberlíticas tornou-se claro que esta teoria não é sustentável. Não foi encontrada nenhuma câmara intermediária nas profundidades sugeridas. Além disso o ângulo de mergulho da grande maioria é muito alto (80-85 graus) para ter sido formado em tais profundidades, ou seja, a relação entre o raio na superfície e a profundidade é muito pequena. Fácies de transição entre diatremas e fácies abissais têm cerca de 2km de profundidade, enquanto crateras têm geralmente cerca de 1km de largura, perfazendo assim uma taxa de 1:2. Estudos do ponto original das explosões revelaram que a taxa deveria estar perto de 1:1

TEORIA MAGMÁTICA (FLUIDIZAÇÃO)

Segundo Kopylova, a proposição original desta teoria foi feita por Dawson (1962,

1971). Subseqüentemente foi desenvolvida por Clement (1982) e vem sendo estudada atualmente por Field e Scott Smith (1999).

Em termos gerais a teoria aponta que o magma kimberlítico sobe à superfície em diferentes pulsos, formando o que é denominado de “embryonic pipes” (chaminés embrionárias; Mitchell, 1986). O resultado é uma rede complexa de chaminés embrionárias sobrepostas de fácies abissais de kimberlito. A superfície não é rompida e os voláteis não escapam. Um algum ponto as chaminés embrionárias alcançam uma profundidade rasa o suficiente (cerca de 500 metros) na qual a pressão dos voláteis é capaz de vencer o peso da rocha que o recobre e os voláteis escapam. Com a fuga dos voláteis um breve período de fluidização ocorre. Isto envolve o movimento ascendente dos voláteis, que é suficientemente rápido para “fluidizar” o kimberlito e a rocha hospedeira fragmentada de modo que as partículas são carregadas em um meio sólido-líquido-gasoso. Fragmentos da rocha encaixante que se encontrem neste sistema fluidizado podem afundar dependendo de sua densidade. A fronte fluidizada move-se descendentemente a partir da profundidade inicial. Acredita-se que a fluidização seja muito breve pois os fragmentos normalmente são angulares.

TEORIA HIDROVULCÂNICA (FREATOMAGMÁTICA)

O principal propositor desta teoria é Lorenz (1999), que desenvolveu o modelo hidrovulcânico por 3 décadas.

Magmas kimberlíticos ascendem à superfície por fissuras estreitas (~1m). Pode ocorrer de o magma kimberlítico encontrar-se em falhas estruturais, que agem como foco de água, ou a “brechação” resultante da exsolução (desmescla) dos voláteis pela ascensão do kimberlito pode atuar como foco para água. Em qualquer um dos casos o ambiente próximo à superfície é rico em água e a interação do magma quente com a água fria produz uma explosão freatomagmática.

A explosão tem curta duração. A rocha brechada satura-se novamente com a água superficial. Outro pulso de magma kimberlítico segue a mesma fraqueza estrutural da rocha até a superfície e novamente entra em contato com a água produzindo outra explosão. Pulsos subseqüentes reagem com a água da mesma maneira enquanto a fronte de contato move-se para baixo até alcançar a profundidade média da transição entre a fácie abismal e a diatrema.

Críticas a esta teoria apontam os seguintes problemas:

I) A teoria não explica porque toda erupção ocorre em contato com água, certamente algumas erupções teriam ocorrido em regiões pobres em água. I) A complexa rede de chaminés encontradas na área de transição da fácie abismal e da diatrema não é explicada. I) A falta de características que apontem para a subsidência através da chaminé. IV) A ausência de soerguimento associado com as chaminés kimberlíticas.

A teoria hidrovulcânica tem seus méritos e é aceita como o processo de formação dos kimberlitos encontrados em Saskatchewan pelos propositores da teoria da fluidização (Field e Scott Smith, 1999). No entanto não explica as características observadas na maior parte das outras chaminés kimberlíticas. A formação de “maares” são associadas a explosões hidrovulcânicas e possuem estrutura interna diferente dos kimberlitos, sendo as principais características a estrutura interna com subsidência em forma de disco, a descontinuidade que forma um anel no entorno da cratera e o soerguimento da rocha encaixante associado à explosão.

CONCLUSÃO

A importância do kimberlito para toda a sociedade fica clara quando se analisa o impacto que a descoberta de kimberlito mineralizado causa sobre a economia das províncias minerais. A descoberta de uma única chaminé kimberlítica mineralizada na Austrália a colocou como maior produtora mundial de diamantes e existe possibilidade que no Brasil descoberta semelhante possa modificar todo o mercado mundial de diamantes.

Apesar de toda a sua importância o kimberlito é uma rocha ainda pouco conhecida e por isso mesmo alvo de opiniões divergentes principalmente com relação a sua formação.

É consenso que as chaminés kimberlíticas não possuem relação com riftes e que a água desempenha um papel importante nas características da rocha, porém todos os modelos de formação atuais, embora aceitos em termos gerais, possuem falhas e exatamente por isso é impossível apontar um modelo como o “mais correto”. Sabe-se no entanto que lineamentos de chaminés kimberlíticas indicam com boa precisão a posição dos crátons em diversas eras geológicas e este tipo de conhecimento possibilita um melhor entendimento da formação da Terra e possue aplicações práticas na prospecção de minerais.

Fonte: Geologo.com