Comment se Forment les Diamants Naturels ?

Au-delà de leur réputation, les diamants ont une histoire géologique extraordinaire, différente de celle de tout autre matériau présent sur terre. Un mythe omniprésent sur la formation des diamants naturels voudrait qu’ils proviennent de charbon souterrain, comprimé à haute pression. Mais la véritable histoire est bien plus passionnante. Les scientifiques continuent d’élucider les détails de leur formation et ce qu’ils peuvent nous apprendre sur le fonctionnement interne de notre planète.

Les diamants sont exotiques car ils proviennent des profondeurs de la terre. Les diamants que nous trouvons ont été transportés près de la surface de la terre par des éruptions volcaniques spéciales, formant des roches connues sous le nom de kimberlite, et parfois de lamproïte. Ce magma remonte rapidement du manteau à la surface, entraînant parfois les diamants comme des passagers accidentels.

La plupart des diamants naturels – environ 98 % – proviennent d’une profondeur d’environ 150 à 200 kilomètres, à la base des parties les plus épaisses et les plus anciennes des continents. Certains types rares de diamants naturels sont formés à des profondeurs encore plus grandes, estimées à 800 kilomètres et peut-être plus. Cette seule information permet d’établir une distinction importante autour des diamants. Presque tous les minéraux – y compris la plupart des pierres précieuses – auxquels nous pouvons accéder ou que nous pouvons extraire à la surface de la terre ont été formés au sein de la croûte, à des profondeurs relativement faibles, inférieures à 30 ou 50 kilomètres.

Ces informations ont été rassemblées en étudiant de petits morceaux d’autres minéraux, tels que des cristaux de disthène, qui sont parfois piégés à l’intérieur des diamants lors de leur cristallisation. Les matériaux piégés, ou inclusions, sont un instantané physique du lieu de naissance d’un diamant naturel et peuvent être utilisés pour déchiffrer les conditions géologiques de la croissance du diamant. D’après l’étude des diamants et de leurs inclusions, nous savons que la plupart des diamants se forment à partir de fluides carbonés du manteau qui migrent et s’écoulent à travers les fissures des roches. Au fur et à mesure que le fluide percole, des changements de pression, de température ou de composition peuvent provoquer la cristallisation du carbone à partir du fluide pour donner un diamant de forme solide. Si les inclusions peuvent donner un aperçu des processus de formation des diamants, elles peuvent également nous permettre de déterminer l’âge d’un diamant.

Pouvez-vous donc remonter jusqu’à la date de formation d’un diamant naturel particulier ? Oui! La datation est possible car les isotopes radioactifs présents naturellement dans certaines inclusions agissent comme une horloge interne. Ce type d’analyse est destructeur et n’est possible qu’avec certains types d’inclusions. Néanmoins, les analyses des formations de diamants provenant de multiples gisements dans le monde ont révélé le résultat incroyable que de nombreux diamants ont plus d’un milliard d’années. Les âges mesurés vont de 3,5 milliards d’années à seulement 90 millions d’années (!). Pour mettre les choses en perspective, la Terre a 4,56 milliards d’années et l’extinction massive qui a tué les dinosaures a eu lieu il y a 65 millions d’années. Il va sans dire que les diamants naturels se forment sur un large éventail de périodes géologiques.

Outre leur origine dans le manteau profond et leur âge de plusieurs millions ou milliards d’années, les scientifiques ont réalisé que la formation des diamants naturels n’est pas seulement un événement isolé et erratique. Au contraire, la façon dont les diamants naturels se forment semble correspondre à des phénomènes géologiques à plus grande échelle. Par exemple, la surface de la terre est divisée en plaques tectoniques gigantesques et lorsque l’une de ces plaques se plie et s’enfonce dans le manteau dans un processus appelé subduction, elle peut finir par fournir les ingrédients qui déclenchent la croissance du diamant. Même à des profondeurs supérieures à 660 kilomètres, qui marquent la limite supérieure du manteau inférieur, certains diamants contiennent des ingrédients qui ont été entraînés dans le manteau par des plaques en subduction. Les diamants bleus contenant du bore (type IIb) contiendraient du bore et des traces d’eau provenant de plaques tectoniques profondément subduites, comme illustré ci-dessous. Les recherches en cours sur des diamants de ce type permettent de mieux comprendre les processus à grande échelle, tels que les cycles de l’eau et du carbone les plus profonds, et leur comportement sur des milliards d’années.