Nová metoda hledání diamantů

Diamanty patří k těm nejcennějším drahokamům. Moderní metoda pomáhá odhalit jejich další naleziště. (délka blogu 4 min.)

Nejcennější drahokamy

Cenu zlatých mincí nebo drahých kovů ovlivňuje hmotnost a podíl drahého kovu. Ocenit drahokam je ovšem daleko složitější. Záleží na stavu konkrétního kamene. Vliv mají barva, brus, čistota a hmotnost, která se měří karáty - ale také vzácnost daného minerálu.

Na pomyslné čtvrté příčce žebříčku nejcennějších drahokamů se nacházejí rubíny. Rubín je drahokam, který se vytvořil z korundu, druhého nejtvrdšího minerálu ve známém Mohsově systému tvrdosti. Hodnota rubínu záleží na sytosti jeho barvy a na rovnoměrnosti zabarvení. Vyhledávané jsou zejména rubíny červené s namodralým nádechem. Vysoce kvalitní rubíny většinou pocházejí z Asie a z východní Afriky.

Třetím nejcennějším drahokamem je smaragd. To je zelený kámen, který tvoří minerál beryl. V minulosti se smaragd říkalo všem zeleným drahokamům. Dnes umíme určit jejich chemické složení a smaragdem se smí nazývat právě jen beryly. Nejdražší smaragdy se těží v Kolumbii, Brazílii a na Uralu.

K nejcennějším drahokamům patří i safír. I on je tvořen korundem. Většina nalezených safírů má modrou barvu, ale existují i ​​jinak barevné nebo i bezbarvé kameny. Za obzvlášť cenné jsou považovány růžový až oranžový safír typu Padparadscha a hvězdicové safíry, ve kterých se díky příměsím objevuje šesticípá hvězda.

Diamant čtveřici nejcennějších drahokamů uzavírá. Diamanty jsou nejtvrdšími drahokamy na světě a používají se mimo jiné k broušení jiných kamenů. Diamanty se skládají z čistého uhlíku a vznikají při vysokých teplotách a vysokém tlaku uvnitř Země.

^{Obrázek: Ilustrace, zdroj D. Tenzler}

Jak nalézt diamanty?

Na povrchu zemské kůry jsou obzvláště vzácné. Musí se totiž nejprve dostat z hlubin Země na povrch - a nesmí se přitom zničit, což je (s přihlédnutím k jejich chemickému složení) hodně komplikované.

Hornina, která obsahuje diamanty, se nachází ve vrchních částech pláště Země, tedy v hloubce až několik set kilometrů. Materiál, který se tu nachází může ovšem díky konvekci horkého materiálu někdy postupně vystoupat až k samotnému povrchu Země. Ideální je rychlý výstup materiálu k povrchu, při kterém se diamanty nepoškodí nebo nezničí.

Někdy se ale stává, že se materiál, obsahující diamanty, průběžně ochlazuje a uvízne pak v určité hloubce. To má na diamanty destruktivní vliv.

Kimberlit

… je modrozelená až černá hornina magmatického původu obsahující olivín a flogopit, případně další minerály. Složení kimberlitu tedy logicky odpovídá jeho oblasti původu, hornímu plášti naší planety. Hustota se pohybuje od 3,3 do 5,7 g/cm³.

Hledači diamantů vědí, že se tyto drahé kameny nacházejí v místech, kde se zároveň vyskytuje namodralá až černá magmatická hornina kimberlit. V praxi se jedná o velmi staré kontinentální oblasti, které zůstaly během posledních miliard roků prakticky beze změn. Velká naleziště se nacházejí v Kanadě, Jižní Americe, střední a jižní Africe, Austrálii a na Sibiři.

Prvním krokem hledání diamantů je tedy nález kimberlitu. Dále se geologové spoléhají na nálezy takových minerálů jako klinopyroxen a granát, které by se měly v kimberlitu vyskytovat, aby byla větší šance objevit v něm diamanty. Ale ani tato metoda není úplně spolehlivá.

Nová metoda

Kimberlit obsahuje mimo jiné také minerál, kterému se říká olivín. A právě on je hlavním aktérem při novém postupu vyhledávání vhodných diamantových nalezišť.

Olivíny jsou na naší planetě nejběžnější silikáty a horninotvorné minerály. Tvoří hlavní složku svrchního pláště, kde je poměr hořčíku a železa v olivínu přibližně 9:1. Olivíny vznikají ve vyvřelých horninách, ale nacházejí se také třeba ve skupině kamenno-železných meteoritů. Ty se jmenují pallasity (možná si vzpomenete na jeden ze starších blogů, který se jim věnoval). Krystaly olivínu jsou v takových meteoritech uloženy v niklově-železné kovové matrici.

Olivíny mohou obsahovat různé poměry prvků hořčíku a železa. A právě tento poměr, jak se zdá, prozrazuje také možnost objevu diamantů. Ve vzorcích hornin, ve kterých je olivín velmi bohatý na železo, se většinou nenacházejí vůbec žádné diamanty nebo je jich jen velice málo. Pokud ale vzorky obsahují vysoký podíl hořčíku, dá se v hornině najít větší množství diamantů.

^{Obrázek: Ilustrace, neopracované diamanty. Zdroj: D. Tenzler}

Proč sousedí diamanty s olivínem s vysokým podílem hořčíku

V nitru Země probíhá mimo jiné tavení horniny horkými tekutými materiály, které stoupají směrem od jádra k povrchu naší planety. Přitom probíhají v materiálu různé změny. Minerály tu například reagují s taveninou za vzniku jiných minerálů.

Olivín, který je bohatší na železo, se vyskytuje všude tam, kde takový proces proběhl - tedy tam, kde se působením horké tekuté složky podzemní hornina přepracovala. To je jen logické - jádro naší planety je tvořeno kovy jako železo a nikl. Materiál, který je blíže jádru je tedy horký a obsahuje více železa než vyšší vrstvy. Diamanty, které se nacházely v této přeměněné hornině, byly zničeny.

Pokud ovšem do vyšší horninové vrstvy nepronikne žádná tavenina nebo jen malé množství, obsahuje tamní olivín málo železa a naopak se v něm dá nalézt větší podíl hořčíku. Diamanty, které se tu vytvořily, nejsou ohroženy.

Zdá se tedy, že se dá přítomnost diamantů v kimberlitu předpovědět pomocí analýzy jedné z jeho složek - olivínu. Metoda už se dokonce začala uplatňovat i v praxi.

^{Zdroj: doi: 10.1038/s41467-023-42888-x}