ETH-geologer har opdaget en ny metode til at vurdere tilstedeværelsen af ​​diamant i kimberlit: det hele afhænger af kemien

I diamanter de er pigernes bedste venner, sang divaen Marylin i filmen "Gentlemen Prefer Blondes" fra 1953, men de er også pokkers svære at finde.

Det anslås, at for at opnå en karat diamanter, svarende til 0,2 gram, er det nødvendigt at udvinde mindst 3 et halvt ton af sten. Men geologerne fra Zürich polytekniske læreanstalt og af 'University of Melbourne har opdaget et nyt værktøj til at bestemme sandsynligheden for at finde diamanter ved at studere den kemiske sammensætning af kimberliter, "moderklippen" af ædelsten.

Forskerholdet af Andrea Giuliani, fra Institut for Geokemi og Petrologi ved ETH, opdagede, at diamanter også har en bedste ven: det erolivin, det grønne mineral, der udgør omkring halvdelen af ​​kimberlit.

Ifølge resultaterne af undersøgelsen, som umiddelbart vakte stor interesse fra fagfolk, er tilstedeværelsen af ​​diamanter i klippen direkte forbundet med den kemiske sammensætning af olivin. Og olivin metode det er meget enklere og hurtigere end dem, der traditionelt er i brug.

Nye kunstige muskler: lettere, sikrere og mere robuste robotter
De revolutionerende sensorer, der kan spare millioner af batterier

Intet er så svært som at finde en diamant

"Der er ingen metode, der garanterer at finde diamanter"Forklarer han Andrea Giuliani, seniorforsker ved instituttet for geokemi og petrologi ved det tekniske universitet i Zürich, "intet er så kompliceret som at finde og udvinde diamanter".

Det hårdeste af de kendte mineraler er også blandt de sværeste at finde: de reneste kulstof ædelstene har brugt millioner af år at danne, og de er meget sjældne. Desuden stammer diamanter fra jordens kappe, i en anslået dybde på mere end det 150 kilometer: Hvis det ikke var for kimberlitten, den magmatiske klippe, der inkorporerer dem og bringer dem til overfladen via vulkanske ledninger, måske vi ville ikke engang vide, at de eksisterede.

Professor Giuliani studerer dannelse af diamanter siden 2015, hvor han stadig var på University of Melbourne, og analyserede en enorm mængde prøver af kimberliter, en blåsort sten, der er næsten lige så sjælden som de ædelsten, den bærer på.

Faktisk findes den kun på meget gamle kontinentalblokke, som har været geologisk uændrede i milliarder af år. “At lede efter en kimberlite er som at lede efter en nål i en høstak", forklarer forskeren i dag ved bredden af ​​Limmat,"når du først har fundet det, så begynder den besværlige søgen efter diamanter for alvor".

Fili Pari, nye "bæredygtige" modeartikler er født af marmor
Kunstig intelligens og hologrammer: sundhedsplejens nye grænse

Hvor der er jern, er der ingen diamanter: undersøgelsen

Andrea Giuliani og hans kolleger klETH har netop udviklet en metode, der kunne gøre søgningen efter diamantaflejringer meget nemmere: processen, beskrevet i en undersøgelse udgivet i Nature Communication, er baseret på kemisk sammensætning af kimberlitter. Disse klipper består faktisk af cirka halvdelen af olivin, et mineral sammensat i variable andele af jern og magnesium, som har vist sig at være en fremragende allieret i jagten på diamanter.

Nå, forskere har fundet ud af, at der er en klar sammenhæng mellem sammensætningen af ​​olivin og den tilstedeværelse af diamanter: "I stenprøver, hvor olivinen var meget rig på jern, var der ingen eller meget få diamanter“, forklarer Giuliani.

Forskerne nåede frem til denne konklusion ved at gå gennem en komplementær tilgang til den traditionelle: I stedet for at evaluere kimberlitternes diamantpotentiale baseret på evalueringen af ​​de mest egnede litologier og mineralernes tryk- og temperaturforhold, fandt de løsningen ud fra analysen af ​​en bestemt fænomen, der "ødelægger" diamanter, metasomatisme.

Det er en proces kemisk omdannelse af sten som opstår efter interaktion med væsker af magmatisk eller metamorf oprindelse, hvor nogle mineraler bogstaveligt talt erstattes, helt eller delvist, af andre forbindelser.

Bæredygtighed i mineindustrien: en stadig mere presserende udfordring
TeRABIT, datamotorvejen for italiensk videnskabelig forskning

Olivin og diamanter: hvad sker der inderst inde?

Forskere har undersøgt virkningerne af metasomatisme på diamanter, og de opdagede, at olivin bliver rigere på jern, hvor smeltning trænger ind i kappen og ændrer sammensætningen af ​​bjergarter væsentligt, en proces der sker netop i de dybder, hvor diamanter dannes.

Le infiltration som gør olivin rigere på jern, forklarer videnskabsmænd, også ødelægger diamanter. Tværtimod, hvis kun en lille mængde væske trænger ind i den lithosfæriske kappe (og derfor ikke forekommer metasomatisme), olivin indeholder mere magnesium. Og i så fald er der diamanter.

"Vores undersøgelse viser, at diamanter kun forbliver intakte, når kimberlitter trækker kappefragmenter op, som ikke har interageret meget med den tidligere smeltning“, forklarer Giuliani.

Pointen er, at kimberlitter sjældent når overfladen i en enkelt bevægelse, det meste af tiden er det en lang proces, det kan endda gentages flere gange: kimberlitterne begynder at stige som en flydende masse, samler kappefragmenter undervejs, afkøles og stopper. “Det er en ægte proces med fusion, opstigning og størkning", forklarer den italienske forsker,"og denne har en ødelæggende effekt på diamanter".

Nyt brændstof fra kunstig fotosyntese på sæbebobler
Fotogalleri, alle de originale værker af "AI Hope Machine"

De Beers bruger allerede olivinmetoden

Som undersøgelsen siger, "den høje diamantdensitet i kimberlitter rundt om i verden er unikt forbundet medolivin med højt magnesiumindhold, som svarer til kappelitosfæren, der er minimalt påvirket af metasomatisme forbundet med kimberlitter”. Kort sagt er olivingeokemi et mere end gyldigt værktøj til diamantsøgning.

Olivinanalyse er lige så pålidelig som tidligere prospekteringsmetoder, der hovedsageligt er afhængige af mineralerne clinopyroxen og granat, men det er en enklere og hurtigere metode: et par analyser er nok for at få en idé om tilstedeværelsen eller fraværet af diamanter i en given kimberlitforekomst.

"Skønheden ved denne nye metode er ikke kun, at den er enklere, men også at den endelig giver os mulighed for at forstå, hvorfor tidligere metoder fungerede“, siger Giuliani igen.

"De Beers bruger allerede dette nye system", slutter professoren. Den store diamantproducent, som opererer i 35 lande og hvis miner ligger i Australien, Canada, Sydafrika, Namibia og Botswana, som havde leveret nogle kimberlitprøver til undersøgelsen, var interesseret nok i opdagelsen til at medfinansiere forskningen sammen med Swiss National Science Foundation.

Olivinmetoden, der er så effektiv til at lede diamantsøgninger i primære kimberlitforekomster, kunne spare udvinding af tonsvis af sten: en stor fordel for producenter, men også en lettelse for denne slidte planet.

Her er hvordan AI revolutionerer købsadfærd
Fremtiden er phygital, og modemærker fører an...