Abstract

The diamond content of metamorphic rocks of the Kumdy-Kol and Barchi-Kol deposits in the Kokchetav Massif, northern Kazakhstan, varies widely from less than one carat to several hundred carats per tonne (cpt). Diamond mineralization is neither controlled by a special rock type(s), nor is its spatial distribution random, as could be expected from the UHP nature of the parent process. Diamond mineralization occurs in linear zones coinciding with tectonic discontinuities and associated metasomatic rocks. The morphology of diamondiferous zones follows branching linear patterns of metasomatic zones developed along the fault systems. Results of a factor analysis of whole-rock chemical compositions including the abundance of diamond confirm a close relationship of diamond content with metasomatic rocks, and demonstrate that factors characterizing metasomatic processes also reflect the diamond content in rocks from both the Kumdy-Kol and the Barchi-Kol deposits. However, the fluids that produced metasomatic alterations were different at these two localities. In the case of the former, predominantly hydrous fluid carried a moderate amount of CO2, whereas at Barchi-Kol, the fluid was rich in CO2. Crystals of diamond occur in intergranular interstices and within the grains of the rock-forming minerals. Their distribution is not random but tends to be associated with fractures in rocks and rock-forming minerals, including secondary minerals. Diamond grains form chains and clusters along the fractures. Diamondiferous clusters are morphologically variable: five to ten microcrystals may form 2D patterns; 3D botryoidal aggregates are observed as well. These data confirm the hypothesis favoring a crustal fluid – metasomatic origin of diamond in the metamorphic sequence of the Kokchetav Massif.

Abstract

La teneur en diamant des roches métamorphiques des gisements de Kumdy-Kol et Barchi-Kol, associés au massif de Kokchetav, dans le nord du Kazakhstan, varie beaucoup, de moins d’un carat à plusieurs centaines de carats à la tonne. La minéralisation en diamant ne dépend pas d’une sorte de roche particulière, et la distribution n’est aucunement aléatoire, comme on pourrait s’y attendre avec une hypothèse d’un processus à pression très élevée. Les roches minéralisées en diamant définissent des zones linéaires qui coïncident avec des discontinuités tectoniques et des phénomènes métasomatiques associés. La morphologie des zones diamantifères suit étroitement les embranchements des zones métasomatisées développées le long de systèmes de failles. Les résultats d’une analyse factorielle des compositions globales des roches avec leurs teneurs en diamant confirment une étroite relation avec les roches métasomatisées, et démontre le lien entre les processus métasomatiques et la teneur en diamant dans les deux gisements, Kumdy-Kol et Barchi-Kol. Toutefois, les fluides responsables des modifications métasomatiques étaient distincts à ces deux endroits. Au gisement Kumdy-Kol, les fluides étaient surtout aqueux, avec une quantité modérée de CO2, tandis qu’à Barchi-Kol, la phase fluide était plus riche en CO2. Les cristaux de diamant se présentent dans les interstices intergranulaires et en occlusion dans les cristaux des minéraux de la roche. Leur distribution n’est pas aléatoire; elle définit une association avec les fractures des roches et des minéraux, y inclus les minéraux secondaires. Les granules de diamant forment des chaînes et des agencements en grappes le long de fractures. Les distributions en grappes sont morphologiquement variables: entre cinq et dix microcristaux peuvent définir un agencement bidimensionnel, et un agrégat botryoïdal peut se former en trois dimensions. Ces données confirment l’hypothèse favorisant un fluide crustal et une origine métasomatique du diamant dans la séquence métamorphique du massif de Kokchetav.

(Traduit par la Rédaction)

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