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Origini del diamante

Per conoscere l’origine del diamante è necessario accennare all'elemento chimico carbonio (C).

Il carbonio appartiene al IV gruppo della tavola periodica degli elementi e combinato è uno degli elementi fondamentali della materia organica.

Esso si rinviene in natura anche allo stato elementare ossia come carbonio puro non combinato. In questo stato elementare esso può presentarsi come diamante o come grafite.

Nonostante l'identica composizione chimica questi due minerali presentano caratteristiche fisiche del tutto differenti. Il motivo va ricercato nel reticolo cristallino che risulta assai diverso nei due casi. Nel diamante gli atomi di carbonio occupano il centro e i vertici di un immaginario tetraedro mentre nella grafite gli atomi di carbonio occupano i vertici di esagoni posti su piani paralleli. Questa differente disposizione degli atomi si ripercuote nelle loro caratteristiche fisico-chimiche.

Nella scala di durezza Mohs alla grafite corrisponde una durezza 1-2 risultando pertanto un minerale tra i più teneri in natura, al diamante il valore massimo, ossia 10, relegandolo come il minerale più duro esistente in natura; la grafite è un minerale sempre opaco, nero a differenza del diamante che può presentarsi trasparente e incolore; ancora la grafite brucia più facilmente del diamante ed è attaccabile parzialmente da alcuni acidi. I fattori che determinano la cristallizzazione del carbonio in forma di diamante o di grafite possono essere semplificati nella temperatura e nella pressione al momento della cristallizzazione. Il diamante è la varietà di carbonio di alta pressione. Studi di laboratorio hanno evidenziato che esso cristallizza con pressioni di almeno 50 kbar e temperature superiori a 900 °C. A pressioni o temperature più basse si forma la grafite.

A temperature superiori ai 1.200 °C, si forma nuovamente la grafite. A pressioni di circa 50 kbar quindi la formazione del diamante è limitata a temperature che vanno dai 900 °C ai 1.200 °C. In natura pressioni di 50 kbar si riscontrano nello strato superiore del mantello terrestre ad una profondità 150 km o più.

Solitamente a queste profondità la temperatura supera i 1.200 °C eccetto nella parte inferiore dei vecchi cratoni stabili Archeani, dove le temperature a queste profondità sono comprese tra i 900 °C e i 1200 °C. Questi vecchi cratoni si formarono più di 2,5 miliardi di anni fa ed da allora non sono stati coinvolti importanti eventi tettonici. Essi formano il nucleo dei vecchi continenti.

Gli esempi sono il cratone Canadese, il cratone siberiano, quello del Kalahari nel Sudafrica, il cratone centroafricano Kasai e il cratone Ovest africano. I diamanti si formarono nella parte inferiore di questi cratoni; eruzioni vulcaniche di origine profonda possono aver portato i diamanti dalla profondità di 150-200 km in superficie. Durante il trasporto verso la superficie il diamante attraversa zone con temperature e pressioni diverse a quelle del suo campo di stabilità. Necessariamente, quindi, il trasporto deve essere avvenuto in modo rapido per evitare la trasformazione del diamante in grafite o la sua combustione. La velocità di risalita di tali magmi (detti kimberlitici) è stata valutata intorno ai 70 km/h.

Oltre alle zone cratoniche, da recenti studi geologici, si ipotizza che i diamanti possano formarsi anche sotto gli oceani in condizione fisiche adeguate sempre che vi sia la presenza del carbonio. Il magma kimberlitico che risale dal mantello segue fratture profonde all'interno della crosta terrestre; vicino alla superficie il peso delle rocce sovrastanti non è in grado di contrastare la pressione dei gas magmatici e di conseguenza si verifica una eruzione vulcanica esplosiva. La struttura del vulcano risulta costituita da radici profonde (dicchi), un condotto a forma di carota e da un eventuale cratere esterno.

Questi tipi di vulcani sono chiamati kimberliti o lamproiti, la loro differenza dipende solo dalla loro diversa composizione mineralogica e chimica. Nei periodi geologici passati si sono avuti diversi episodi vulcanici di questo tipo†: 1.100 M.a. (Premier, Argyle, Mali, India), 520 M.a. (Venetia, Russia), da 250 a 90 M.a. la maggior parte dei camini kimberlitici africani, 50 M.a. (Lac de Gras, Tanzania), 20 M.a. (Ellendale, nellíovest dellíAustralia).

I condotti esplosivi e i crateri sono una mistura di kimberlite e roccia del posto polverizzata che contengono piccole quantità di diamanti (nell'ordine di 1 ct per ton di roccia). Una volta formato, l'edificio vulcanico esterno iniziò e continuò per milioni di anni ad essere eroso ad opera della pioggia e del vento (fenomeni esogeni). In molti casi l'erosione fu così radicale da portare al suo completo smantellamento facendo rimanere solo la kimberlite del condotto vulcanico. Le kimberliti della Tanzania essendo relativamente giovani (50 M.a.) hanno preservato un cratere largo costituito da tufi.

Nel Bellsbank l'erosione fu più intensa, e i diatremi kimberlitici furono erosi completamente lasciando soltanto i dicchi kimberlitici.

Gli scavi minerari dei diatremi di kimberley hanno rimosso completamente nel corso dell'ultimo secolo la maggior parte delle rocce del condotto vulcanico permettendo di giungere fino alla zona dei dicchi di alimentazione. Nella media circa il 10% dei camini kimberlitici contengono diamanti in quantità economicamente valida.

Le kimberliti diamantifere con diamanti da gemma pari a 0,1 ct/ton sono estremamente rare.

Attualmente sono state sfruttate circa 30 Kimberliti diamantifere. Trovare nuovi giacimenti di kimberlite è la nuova sfida poichè la maggior parte di quelli facilmente ritrovabili sono già stati scoperti.

Con la crescente domanda di diamanti, si prevede quindi che le scorte di diamanti diminuiranno dopo il 2000.