Pour former des diamants roses, construisez et détruisez un supercontinent

La plus grande source mondiale de diamants naturels – et de plus de 90 pour cent de tous les diamants roses naturels découverts jusqu'à présent – ​​pourrait s'être formée en raison de l'éclatement du premier supercontinent terrestre, rapportent des chercheurs le 19 septembre. Communications naturelles.

Les roches diamantifères de la mine Argyle, en Australie occidentale, se sont probablement formées il y a environ 1,3 milliard d'années, selon l'analyse, le long d'une zone de rift qui a divisé le supercontinent Nuna. Cette découverte suggère que l’exploration d’anciennes zones de rift à la recherche de réserves de diamants pourrait s’avérer plus intéressante qu’on ne le pensait auparavant.

À la surface de la Terre, les atomes de carbone ont tendance à former du graphite mou et terne. Mais dans la forge qu'est le manteau supérieur, des conditions extrêmes façonnent l'élément en pierres précieuses dures et denses (SN : 14/09/20). Ces diamants peuvent s'échapper de leur ventre chthonien en faisant du stop dans des magmas à ascension rapide (SN : 18/01/12). Près de la surface, la matière en fusion se solidifie sous forme de tubes verticaux de roche volcanique, appelés tuyaux de kimberlite. La plupart des diamants se trouvent dans ces formations.

Mais cette histoire classique n’explique pas la formation Argyle, ni ses diamants roses. Pour faire rougir un diamant, quelque chose de plus puissant que les simples conditions du manteau doit déformer sa solide structure cristalline, modifiant ainsi la façon dont il absorbe et transmet la lumière.

Une autre ride réside dans les canalisations diamantifères d'Argyle. Il ne s'agit pas de cheminées de kimberlite, mais plutôt de cheminées de lamproïte, dont on pense généralement qu'elles se forment à des profondeurs moins profondes, explique la géologue Maya Kopylova de l'Université de la Colombie-Britannique à Vancouver, qui n'a pas participé à la nouvelle étude.

Les origines peu profondes des lamproïtes peuvent expliquer pourquoi elles manquent généralement des riches charges de diamants des kimberlites. L’exception est Argyle : d’une manière ou d’une autre, ses lamproïtes ont fait jaillir des trésors des profondeurs.

Les bizarreries de la formation Argyle ont longtemps intrigué les géologues. Des analyses chimiques menées dans les années 1980 suggèrent qu'elle s'est formée il y a environ 1,2 milliard d'années. Mais cette datation était discutable ; le minéral analysé peut avoir été chimiquement modifié par les fluides de la Terre, ce qui pourrait donner un âge trop jeune. De plus, les résultats n'ont pas permis d'éclaircir les origines mystérieuses d'Argyle, explique Hugo Olierook de l'Université Curtin de Perth, en Australie. « Rien ne se passait réellement (géologiquement) en Australie à cette époque. »

Olierook et ses collègues ont donc daté les grains résilients des minéraux apatite et zircon tombés dans la lamproïte alors qu'elle était encore en fusion. Les chercheurs ont également analysé la titanite, un minéral qui semble avoir cristallisé un peu plus tard que le reste de la lamproïte.

En mesurant les quantités d'éléments radioactifs et leurs produits de désintégration dans chaque minéral, l'équipe a découvert que la lamproite s'était formée il y a environ 1,3 milliard d'années, soit environ 100 millions d'années plus tôt que ce qui avait été suggéré précédemment.

«Quand j'ai eu cet âge, j'ai pensé que cela n'avait aucun sens», dit Olierook. Mais alors qu’il rentrait chez lui à vélo quelques heures plus tard, le déclic s’est produit. « C'est à ce moment-là que le premier supercontinent se divisait », dit-il.

Argyle se trouve dans une ancienne suture continentale, où deux plaques sont entrées en collision pour former une partie de Nuna, il y a environ 1,8 milliard d'années (SN : 11/01/17). « C'est la destruction de ces continents ensemble ; c'est ce qui a rendu ces diamants roses », spécule Olierook.

Environ 500 millions d'années plus tard, lorsque Nuna s'est déchirée, cette suture s'est fendue comme une plaie rouverte. Cela a peut-être ouvert des conduits pour que les magmas lamproites chargés de pierres précieuses roses puissent s'élever, dit Olierook.

Pendant des décennies, on a pensé que les processus tectoniques comme le rifting détruisaient les diamants, explique Kopylova. Mais cette recherche soutient un changement de paradigme récent, dit-elle. Le rifting «pourrait être un déclencheur pour faire remonter les diamants des profondeurs du manteau vers la surface».

Néanmoins, dit-elle, la raison pour laquelle les pipes en lamproïte d'Argyle sont les seules connues à contenir des quantités exploitables de diamants reste un mystère. Fin 2020, la mine de diamants a arrêté sa production après avoir épuisé les diamants économiquement réalisables à extraire.

Il se pourrait que d'autres lamproïtes ornées de pierres précieuses attendent d'être découvertes, dit Olierook. Peut-être que quelque part, un autre Argyle se cache dans les ruines d’une ancienne faille.