Abstract

To date, the evaluation of the temperature (T) and pressure (P) of formation of natural diamond has generally relied on thermobarometry of rare polymineralic inclusions containing appropriate assemblages of minerals. The results are commonly ambiguous, because of potential re-equilibration of touching minerals after diamond growth and possible disequilibrium between non-touching minerals. Here, I calculate T and P for over one-hundred inclusions of chromian diopside (mostly isolated) in diamond crystals containing inclusions of peridotitic material, and for peridotite xenoliths from worldwide occurrences, using single-clinopyroxene thermobarometers. The results provide constraints on the conditions and relative timing of diamond genesis. Inclusions in diamond and xenoliths from the same source commonly yield similar P–T values, suggesting that diamond crystals formed when the lithospheric mantle had already attained a conductive thermal regime comparable to or even colder than that extant at the time of emplacement of the host kimberlite or lamproite. Some inclusions record thermal or metasomatic events, which can be ascribed to the ascent of hot C-rich fluids from which the diamond precipitated. In a few cases, secular cooling of the cratonic lithosphere is believed to be a possible source of scatter in T estimates. In general, there is no evidence for occurrences of diamond being concentrated at particular levels in the lithosphere. Where significant gaps occur in the distribution of diamond crystals with included lherzolitic material, they are associated with a scarcity of lherzolitic material in the mantle and do not necessarily correspond to a real absence of diamond crystals. The results support the use of chromian diopside thermobarometry as a complementary tool for assessment of diamond potential in exploration programs.

Abstract

Jusqu’à ce point, l’évaluation de la température (T) et de la pression (P) de formation de cristaux de diamant portait en général sur la thermobarométrie de rares inclusions polyminérales contenant un assemblage approprié de minéraux. Les résultats sont en général assez ambigus, à cause du ré-équilibrage potentiel des minéraux en contact après la croissance du diamant et du déséquilibre possible parmi les minéraux qui ne sont pas en contact. Ici, je détermine la température et la pression en utilisant plus d’une centaine d’inclusions de diopside chromifère (grains isolés pour la plupart) dans des cristaux de diamant contenant des inclusions dérivées de matériau péridotitique, et des xénolithes de péridotite provenant des mêmes indices, répartis sur une échelle mondiale, en utilisant des thermobaromètres fondés sur le seul clinopyroxène. Les résultats fournissent des contraintes sur les conditions physiques et sur l’âge de la croissance du diamant. Les inclusions dans le diamant et les xénolithes provenant de la même source produisent en général des valeurs P–T semblables, ce qui fait penser que le diamant s’est formé quand le manteau lithosphérique avait déjà atteint un régime thermique conductif comparable à celui qui existait lors de la mise en place de la kimberlite ou la lamproïte hôte, voire même plus froid que celui-ci. Certaines inclusions ont enregistré des événements thermiques ou métasomatiques attribuables à l’ascension d’une phase fluide porteuse de carbone, à partir de laquelle le diamant s’est formé. Dans quelques cas, un refroidissement séculaire de la lithosphère cratonique serait une source possible d’écarts dans l’évaluation de la température. En général, il n’y a aucune indication que le diamant est réparti dans des niveaux particuliers dans la lithosphère. Où il existe des lacunes importantes dans la distribution du diamant contenant des inclusions de matériau lherzolitique, celles-ci seraient associées à la rareté de matériau lherzolitique plutôt qu’à une absence relative de diamant. Les résultats étayent l’utilisation du diopside chromifère dans des applications thermobarométriques comme complément dans une évaluation des ressources potentielles dans les programmes d’exploration pour le diamant.

(Traduit par la Rédaction)

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