킴벌라이트 주성분이 되는 화성암이다. 다이아몬드. 킴벌라이트는 다양한 감람암. 그것은 풍부하다 운모 미네랄 함량이 높으며 종종 결정 형태로 나타납니다. 플 로고 파이트. 기타 풍부한 미네랄은 크롬디옵사이드(chrome-diopside), 감람석, 크롬 및 파이로프가 풍부합니다. 석류석. Kimberlite는 일반적으로 단면이 대략 원형인 수직 모서리가 있는 파이프 구조에서 발견됩니다. 암석은 맨틀의 약한 부분에 주입되었을 수 있습니다. 맨틀의 일부 바위 종종 킴벌라이트의 표면으로 나타나 내부 세계에 대한 귀중한 정보 소스가 됩니다.
상대적으로 희귀함에도 불구하고 킴벌라이트는 다이아몬드와 석류석의 운반체 역할을 하기 때문에 주목을 받아 왔습니다. 감람암 맨틀 이종석을 지구 표면으로 끌어올립니다. 다른 화성암 유형보다 더 깊은 깊이에서 유래되었을 가능성이 있으며, 낮은 실리카 함량과 높은 수준의 호환되지 않는 미량 원소 농축 측면에서 반영되는 극단적인 마그마 구성은 킴벌라이트 석유생산에 대한 이해를 중요하게 만듭니다. 이와 관련하여, 킴벌라이트에 대한 연구는 깊은 맨틀의 구성과 크라톤 대륙 암석권과 밑에 있는 대류 약권 맨틀 사이의 경계면이나 근처에서 발생하는 용융 과정에 대한 정보를 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
이름 유래: 암석 킴벌라이트는 처음 발견된 남아프리카의 킴벌리(Kimberley)의 이름을 따서 명명되었습니다. 킴벌리 다이아몬드는 원래 풍화된 킴벌라이트에서 발견되었습니다. 갈철석, 그래서 황토(Yellow Ground)라고 불렸습니다. 더 깊은 작업에서는 덜 변형된 암석인 구불구불한 킴벌라이트가 생성되었으며, 광부들은 이를 청색 지반이라고 부릅니다.
내용
킴벌라이트 분류
다수의 킴벌라이트에 대한 연구를 바탕으로 매장, 지질학자들은 킴벌라이트를 형태와 형태에 따라 3개의 개별 단위로 나누었습니다. 석유학.
이러한 단위는 다음과 같습니다.
- 분화구 Facies Kimberlite
- Diatreme Facies Kimberlite
- Hypabysssal Facies Kimberlite
1) 분화구 형상 Kimberlite
풍화되지 않은 킴벌라이트의 표면 형태는 직경이 최대 2km에 달하는 분화구가 특징이며, 그 바닥은 지표면에서 수백 미터 아래에 있을 수 있습니다. 분화구는 일반적으로 중앙이 가장 깊습니다. 분화구 주변에는 응회암 분화구의 직경과 비교할 때 일반적으로 30미터 미만으로 상대적으로 작은 고리입니다. 분화구상 킴벌라이트에서는 두 가지 주요 범주의 암석이 발견됩니다. 화쇄암, 폭발력에 의해 퇴적된 암석; 그리고 물에 의해 재가공된 암석인 Epiclastic이 있습니다.
2) Diatreme Facies Kimberlite
킴벌라이트 규조류는 깊이가 1~2km이고 일반적으로 당근 모양의 몸체로 표면이 원형에서 타원형이고 깊이가 가늘어집니다. 모암과의 딥 접촉은 일반적으로 80-85도입니다. 이 지역은 조각난 화산쇄설성 킴벌라이트 물질과 킴벌라이트가 표면으로 이동하는 동안 지각의 다양한 층에서 채취한 이종석이 특징입니다. Diatreme Facies Kimberlite의 일부 조직적 특징:
3) Hypabysssal Facies Kimberlite
이 암석은 뜨겁고 휘발성이 풍부한 킴벌라이트 마그마의 결정화에 의해 형성됩니다. 일반적으로 조각화 기능이 부족하고 화성처럼 보입니다. 일부 조직상 특징: 매트릭스의 방해석-사문석 분리; 탄산염이 풍부한 매트릭스에서 킴벌라이트의 구형 분리; 암석 조각은 변성되었거나 동심원 구역을 나타냅니다. 비등립성 질감은 유사포르피라이트 질감을 생성합니다.
카본과 킴벌라이트
탄소는 지구상에서 가장 흔한 원소 중 하나이자 생명이 존재하는 데 필요한 18가지 필수 요소 중 하나입니다. 인간은 XNUMX%가 넘는 탄소로 구성되어 있습니다. 우리가 숨쉬는 공기에는 미량의 탄소가 포함되어 있습니다. 자연에서 탄소는 세 가지 기본 형태로 존재합니다.
다이아몬드 – 매우 단단하고 투명한 결정체
다이아몬드는 지구 표면에서 약 100km 아래, 지구 맨틀의 녹은 암석에서 형성됩니다. 이 암석은 탄소를 다이아몬드로 변환하는 데 적절한 양의 압력과 열을 제공합니다. 다이아몬드가 생성되려면 탄소가 최소 화씨 161도(섭씨 435,113도)의 온도에서 평방인치당 최소 30파운드(752킬로바)의 압력을 받아야 합니다. 조건이 이 두 지점 중 하나 미만으로 떨어지면 석묵 생성됩니다. 93마일(150km) 이상의 깊이에서는 압력이 약 725,189psi(50킬로바)까지 증가하고 열은 2,192F(1,200C)를 초과할 수 있습니다. 오늘날 우리가 보는 대부분의 다이아몬드는 수백만 년(수십억 년은 아닐지라도) 전에 형성되었습니다. 강력한 마그마 분출로 인해 다이아몬드가 표면으로 올라와 킴벌라이트 파이프가 만들어졌습니다.
킴벌라이트 파이프는 마그마가 지구의 깊은 균열을 통해 흐르면서 생성됩니다. 킴벌라이트 파이프 내부의 마그마는 엘리베이터처럼 작용하여 단 몇 시간 만에 다이아몬드와 기타 암석, 광물을 맨틀과 지각을 통해 밀어냅니다. 이번 폭발은 짧았지만 오늘날 일어나는 화산 폭발보다 몇 배 더 강력했습니다. 이 폭발에서 마그마는 마그마 소스보다 XNUMX배 더 깊은 깊이에서 발생했습니다. 화산 처럼 마운트 세인트 헬렌스, 미국 자연사 박물관에 따르면.
마그마는 결국 이 킴벌라이트 파이프 내부에서 냉각되어 다이아몬드가 포함된 킴벌라이트 암석의 원뿔형 정맥을 남겼습니다. Kimberlite는 다이아몬드 광부가 새로운 다이아몬드 매장지를 찾을 때 찾는 푸른빛을 띠는 암석입니다. 다이아몬드를 함유한 킴벌라이트 파이프의 표면적은 2~146헥타르(5~361에이커)입니다.
다이아몬드는 충적 다이아몬드 유적지라고 불리는 강바닥에서도 발견될 수 있습니다. 이것은 킴벌라이트 파이프에서 유래된 다이아몬드이지만 지질학적 활동에 의해 움직입니다. 빙하와 물은 또한 원래 위치에서 수천 마일 떨어진 곳으로 다이아몬드를 이동할 수 있습니다. 오늘날 대부분의 다이아몬드는 호주, 보르네오, 브라질, 러시아 및 남아프리카공화국과 자이르를 포함한 여러 아프리카 국가에서 발견됩니다.
Kimberlite 배치 모델
Mitchell(1986)은 여러 이론을 고려하고 각 배치 이론에 대한 보다 포괄적인 비판을 제시합니다.
- 폭발성 화산 이론
- 마그마틱(유동화) 이론
- 수성화산 이론
1. 폭발성 화산 이론
이 이론은 얕은 깊이에서 킴벌라이트 마그마를 모으고 그에 따른 휘발성 물질의 축적을 포함합니다. 중간 챔버라고 불리는 이 주머니 내부의 압력이 위 암석의 하중을 극복하기에 충분할 때 분출이 이어집니다. 분화의 진원지는 규조면 접촉(diatreme facies contact)에 있는 것으로 여겨졌다.
광범위한 채굴을 통해 이 이론이 뒷받침될 수 없다는 것이 분명해졌습니다. 깊이에서는 중간 챔버가 발견되지 않았습니다.
2. 마그마 이론
이 이론의 최초 제안자는 Dowson(1971)이었습니다. 이후 Clement(1982)에 의해 구축되었으며 Field와 Scott Smith(1999)에 의해 추진되었습니다.
Kimberlite 마그마는 "배아 파이프"라고 불리는 다양한 펄스 생성으로 깊이에서 상승합니다. 표면이 깨지지 않고 휘발성 물질이 빠져나가지 않습니다. 어느 시점에서 배아 파이프는 충분히 얕은 깊이에 도달합니다. 이로써 휘발성 물질의 압력이 위에 있는 암석의 하중을 극복할 수 있습니다. 휘발성 물질이 빠져나가면서 짧은 기간의 유동화가 보장됩니다. 파편이 일반적으로 각이 져 있기 때문에 유동화는 수명이 짧은 것으로 여겨집니다.
3. 수성화산 이론
이 이론의 주요 지지자는 Lorenz(1999)이다. 킴벌라이트 마그마는 1m 두께의 좁은 균열을 통해 깊이에서 솟아오릅니다. 킴벌라이트 마그마는 구조적 방향을 따라 집중되어 있습니다. 오류 이는 물의 초점으로 작용하거나 상승하는 킴벌라이트의 휘발성 용출로 인한 결과적인 각화로 인해 물의 초점으로 작용할 수 있습니다. 부서진 암석은 지하수로 재충전됩니다. 킴벌라이트 마그마의 또 다른 펄스는 암석의 일부 구조적 약점을 따라 표면으로 이동하고 다시 물과 접촉하여 또 다른 폭발을 일으킵니다.
킴벌라이트 지구화학
Kimberlites의 지구화학은 다음 매개변수로 정의됩니다.
초염기성, MgO >12% 및 일반적으로 >15%;
초 칼륨, 몰 K2O/Al2O3 >3;
원시에 가까운 Ni(>400ppm), Cr(>1000ppm), Co(>150ppm);
REE 강화;[14]
중이온 내지 고이온 친석 원소(LILE)[15] 농축, ΣLILE = >1,000ppm;
높은 H2O 및 CO2.
킴벌라이트 구성
킴벌라이트 마그마의 위치와 기원 모두 논쟁의 대상입니다. 그들의 극도의 농축과 지구화학은 그들의 기원에 대한 많은 추측을 불러일으켰고, 모델은 그들의 근원을 아대륙 암석권 맨틀(SCLM) 내에 또는 심지어 전이대만큼 깊은 곳에 배치했습니다. 농축 메커니즘은 부분 용융, 침강된 퇴적물의 동화 또는 XNUMX차 마그마 소스로부터의 파생을 포함한 모델에서도 관심 주제였습니다.
역사적으로 킴벌라이트는 암석 관찰에 기초하여 현무암질과 운모암질이라는 두 가지 다른 변종으로 분류되었습니다. 이것은 나중에 CB Smith에 의해 개정되었으며 Nd, Sr 및 Pb 시스템을 사용하여 이러한 암석의 동위원소 친화성을 기반으로 이들 그룹의 "그룹 I" 및 "그룹 II"로 이름을 변경했습니다. Roger Mitchell은 나중에 이러한 그룹 I 및 II 킴벌라이트의 전시를 제안했습니다. 이러한 명백한 차이점은 한때 생각했던 것만큼 밀접하게 관련되어 있지 않을 수도 있습니다. II. 그룹에서는 킴벌라이트가 그룹 I보다 램프린에 더 많은 경향을 보이는 것으로 나타났습니다. 따라서 그룹 II에서는 혼란을 방지하기 위해 킴벌라이트를 주황색으로 재분류했습니다.
그룹 I 킴벌라이트
그룹 I 킴벌라이트는 CO2가 풍부한 초염기성 칼륨으로 이루어져 있습니다. 화성암 일차 포스테라이트가 지배적이다 감람석 마그네시안의 미량 미네랄 집합과 함께 탄산염 미네랄 일메나이트, 크롬 파이로프, 알만딘-파이로프, 크롬 디옵 사이드 (어떤 경우에는 아칼슘성), 금운모, 엔스타타이트 그리고 티푸어의 크로마이트. 그룹 I 킴벌라이트는 감람석, 파이로프, 크로미안 디옵사이드, 마그네시안 일메나이트, 금운모의 거대 결정(0.5~10mm 또는 0.020~0.394인치)에서 거대 결정(10~200mm 또는 0.39~7.87인치) 반정으로 인해 발생하는 독특한 비등립 조직을 나타냅니다. 미세한 입자에서 중간 입자의 땅덩어리에서.
감람석 램프로테스
감람석 Lamproites는 이전에 남아프리카에서만 발생했다는 잘못된 믿음에 대한 응답으로 그룹 II kimberlite 또는 orangeite로 불렸습니다. 그러나 이들의 발생 및 암석학은 전 세계적으로 동일하므로 킴벌라이트라고 잘못 지칭해서는 안 됩니다. 감람석 램프로라이트는 휘발성 물질(주로 H2O)이 풍부한 초칼륨, 페알칼리성 암석입니다. 감람석의 독특한 특징은 금운모 대결정과 미세반정, 그리고 금운모에서 "사면체 자리에 Fe가 들어가야 하는 비정상적으로 Al-poor 금운모"까지 구성이 다양한 지상 운모입니다. 흡수된 감람석 거대 결정과 지하 감람석의 자형 XNUMX차 결정은 흔하지만 필수 구성 요소는 아닙니다.
킴벌라이트 지시미네랄
킴벌라이트는 맨틀 내의 높은 압력과 온도에서 형성되었음을 나타내는 화학적 조성을 지닌 다양한 광물종을 함유하고 있기 때문에 독특한 화성암입니다. 크롬디오프사이드(chromium diopside)와 같은 이러한 미네랄은 휘석), 크롬 스피넬, 마그네시아 일메나이트, 크롬이 풍부한 파이로프 가닛은 일반적으로 대부분의 다른 화성암에는 없기 때문에 특히 킴벌라이트의 지표로 유용합니다.
Kimberlite의 경제적 중요성
킴벌라이트는 세계에서 가장 중요한 다이아몬드 공급원입니다. 전 세계적으로 약 6,400개의 킴벌라이트 파이프가 발견되었으며, 그 중 약 900개는 다이아몬드로 분류되었으며, 그 중 30개가 조금 넘는 파이프가 다이아몬드 채굴에 충분히 경제적이었습니다.
남아프리카의 킴벌리(Kimberley)에서 발견된 퇴적물이 처음으로 인식되었으며 이름의 출처였습니다. 킴벌리 다이아몬드는 원래 풍화된 킴벌라이트에서 발견되었는데, 이 킴벌라이트는 갈철석에 의해 노란색으로 변했기 때문에 "황색 지반"이라고 불렸습니다. 더 깊은 작업에서는 광부가 "푸른 땅"이라고 부르는 덜 변형된 암석, 구불구불한 킴벌라이트를 발견했습니다.
파란색과 노란색 땅은 모두 다이아몬드를 많이 생산하는 곳이었습니다. 황토가 고갈된 후 19세기 후반 광부들은 우연히 푸른 땅을 파고 들어가 보석 품질의 다이아몬드를 대량으로 발견했습니다. 당시의 경제적 중요성은 너무나 커서 다이아몬드가 홍수처럼 발견되자 광부들은 서로의 가격을 깎아내렸고 결국 단시간에 다이아몬드의 가치를 원가 수준까지 떨어뜨렸습니다.
킴벌라이트 형성
일반적인 합의는 킴벌라이트가 변칙적으로 농축된 이국적인 맨틀 구성물로부터 맨틀 내부 깊은 곳, 즉 150~450km 사이의 깊이에서 형성된다는 것입니다. 화산은 빠르고 격렬하게 분출되며, 종종 상당한 양의 이산화탄소(CO2)와 휘발성 성분이 방출됩니다. 격렬한 폭발로 인해 마그마 저장소에서 솟아오르는 수직 암석 기둥(화산 파이프 또는 킴벌라이트 파이프)이 생성됩니다. 녹는 깊이와 생성 과정으로 인해 킴벌라이트는 다이아몬드 제노크리스트를 수용하기 쉽습니다.
킴벌라이트 파이프의 형태는 다양하지만 일반적으로 파이프 뿌리에 맨틀까지 뻗어 있는 수직으로 침지된 공급 제방의 시트형 제방 복합체를 포함합니다. 표면에서 1.5~2km 이내에서 마그마가 위쪽으로 폭발하면서 팽창하여 규조류라고 불리는 원뿔형에서 원통형 영역을 형성하고 표면으로 분출합니다.
표면표현이 거의 보존되지 않았으나 대개는 마르(maar)와 유사하다. 화산. 표면의 킴벌라이트 파이프 직경은 일반적으로 수백 미터에서 XNUMX킬로미터입니다.
많은 킴벌라이트 파이프는 약 70천만~150억 60천만년 전에 형성된 것으로 여겨지지만, 남부 아프리카에는 1,600천만~1995억년 전에 형성된 여러 개가 있습니다(Mitchell, 16, p. XNUMX).
결론
- 킴벌라이트 마그마는 이산화탄소와 물이 풍부하여 마그마를 빠르고 격렬하게 맨틀에 전달합니다.
- 킴벌라이트(Kimberlite)는 가스가 풍부한 칼륨 초염기성 화성암입니다.
- Auistralia는 현재 품질이 낮고 산업 목적으로 사용되는 세계 최대의 다이아몬드 생산국입니다.
- 분화구 facies kimnerlite는 퇴적 특징으로 인식됩니다.
- diatreme facies는 펠릿으로 인식됩니다. 화산력.
- hypobyssal facşes는 분리된 질감과 풍부한 cancite의 존재로 일반적으로 인식됩니다.
참고자료
- Bonewitz, R. (2012). 암석과 광물. 2판 런던: DK 출판.
- Kurszlaukis, S., & Fulop, A. (2013). 마르디아트림 화산의 내부 형상 구조를 제어하는 요인. 게시판 화산학, 75 (11), 761.
- Wikipedia 기여자. (2019년 14월 16일). 킴벌라이트. 위키피디아, 무료 백과사전. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kimberlite&oldid=10에서 11년 2019월 883239063일 XNUMX:XNUMX에 검색됨
