Source: The Conversation – in French – By Geoffrey Howarth, Associate Professor, University of Cape Town
Certaines des pierres précieuses les plus extraordinaires jamais découvertes appartiennent à une catégorie rare de diamants appelés « CLIPPIR » (Cullinan-like, Large, Inclusion-Poor, Pure, Irregular, Resorbed). Ils représentent moins de 1 % de l’ensemble des diamants présents sur Terre et figurent parmi eux trois des plus gros diamants jamais extraits : le Cullinan, d’un poids de 3 106 carats, découvert dans la mine Premier en Afrique du Sud ; le Lesedi La Rona de 1 111 carats, découvert à la mine de Karowe au Botswana en 2015 et vendu pour 53 millions de dollars américains en 2017 ; et le Motswedi de 2 492 carats extrait de la mine de Karowe en 2024.
Les CLIPPIR ne sont pas des diamants ordinaires. Ils font partie d’un groupe appelé « diamants superprofonds », qui se forment à plus de 400 km sous nos pieds, dans une région de l’intérieur profond de la Terre appelée « zone de transition du manteau ». Cette profondeur est bien supérieure à celle des diamants de qualité gemme ordinaires. Ces derniers se forment généralement à des profondeurs pouvant atteindre 200 km sous les anciens continents dans les racines épaisses et rigides du manteau. Le manteau est l’épaisse couche de roche chaude située entre le noyau terrestre et la « coque » externe appelée croûte.
Au-delà de leur taille et de leur valeur, ces diamants nous intéressent parce qu’ils racontent une histoire. Comme ils proviennent de profondeurs bien au-delà de notre portée, ces diamants offrent des informations précieuses sur l’intérieur de la Terre que nous ne pouvons pas observer directement. Les CLIPPIR sont des messagers particulièrement rares en provenance du manteau profond. Les étudier est l’un des rares moyens dont nous disposons pour comprendre comment les roches et le carbone sont recyclés dans les profondeurs de la Terre et comment notre planète se remodèle au fil de centaines de millions d’années.
En tant que géologue à l’université du Cap, je me suis spécialisé dans les magmas qui transportent les diamants jusqu’à la surface, appelés magmas kimberlites. Mes collègues et moi-même avons entrepris d’étudier ce que les plus gros diamants du monde pouvaient nous révéler sur le système de recyclage caché de la Terre – plus précisément, sur les roches qui abritaient ces diamants rares, et sur la manière dont ils ont finalement été amenés à la surface.
Nous avons exploré ces questions en nous concentrant sur l’olivine, un minéral présent dans les roches kimberlitiques. Les kimberlites sont des roches magmatiques rares qui remontent rapidement des profondeurs de la Terre. Elles agissent comme des ascenseurs naturels qui transportent les diamants et d’autres minéraux du manteau vers la surface.
L’olivine est le minéral le plus abondant dans le manteau. À mesure que les magmas de kimberlite remontent, ils captent de l’olivine provenant des roches du manteau qu’ils traversent. La composition chimique de cette olivine nous fournit une « empreinte » de ces roches profondes, notamment des indices sur leur teneur en fer et leurs signatures isotopiques de l’oxygène. Cela nous aide à comprendre les régions du manteau d’où les kimberlites sont issues, y compris les zones où les diamants ont pu être stockés avant d’être ramenés à la surface.
Mais les diamants de type CLIPPIR n’ont été découverts que dans un petit nombre de kimberlites à travers le monde. Nous ne comprenons toujours pas pleinement pourquoi certaines kimberlites contiennent ces diamants exceptionnels alors que la plupart n’en contiennent pas.
Nos résultats apportent de nouvelles pièces au puzzle. Nous avons identifié des domaines inhabituels riches en fer dans le manteau, associés aux kimberlites contenant des diamants de type CLIPPIR. Cela nous fournit de nouveaux indices sur les roches qui abritaient ces diamants avant qu’ils ne soient transportés à la surface. Nos résultats offrent également un outil pratique pour la prospection diamantifère, car les kimberlites contenant de l’olivine riche en fer en abondance et des minéraux apparentés présentent un potentiel plus élevé d’abriter des diamants CLIPPIR.
Voyage au cœur de la Terre
Des études antérieures avaient montré que les diamants CLIPPIR se formaient à une profondeur bien plus grande que les diamants ordinaires. Leur composition chimique suggérait également un lien avec d’anciennes roches du fond océanique, appelées la croûte océanique, qui ont été entraînées dans les profondeurs de la Terre par la tectonique des plaques – le mouvement lent et l’interaction des différentes plaques qui constituent la lithosphère terrestre. Lorsque deux plaques se rencontrent, l’une peut être poussée sous l’autre. Ce processus, appelé subduction, entraîne la croûte océanique profondément dans le manteau, où elle est transformée par la chaleur, la pression et l’interaction avec les roches environnantes. Dans ces conditions extrêmes, le carbone contenu dans ces roches peut se transformer en diamant.
De nouvelles preuves issues de notre analyse de la composition chimique de l’olivine suggèrent que les kimberlites contenant des diamants CLIPPIR sont liées à un type particulier de matière recyclée : une ancienne croûte océanique basaltique qui avait été altérée par des fluides chauds circulant à travers le fond océanique avant d’être entraînée dans les profondeurs de la Terre. Cette croûte océanique altérée par des processus hydrothermaux semble avoir donné naissance à des roches denses et riches en fer dans le manteau profond.
Cette découverte apporte une réponse à l’une des questions en suspens concernant les diamants CLIPPIR : dans quel type de roche se trouvaient-ils avant que les magmas kimberlitiques ne les transportent à la surface ?
Mais nos résultats soulèvent également une autre question. Ces roches riches en fer sont si denses qu’elles ne peuvent pas seules remonter vers la surface terrestre. Des hypothèses antérieures suggéraient que la roche abritant ces diamants pouvait remonter passivement à travers le manteau. Nos résultats indiquent que ce parcours était probablement plus complexe.
Au lieu de remonter passivement, cette matière dense et riche en fer aurait eu besoin d’un puissant coup de pouce. Les panaches mantelliques constituent un mécanisme possible : il s’agit de colonnes de roche surchauffée qui s’élèvent depuis les profondeurs de la Terre et peuvent capturer des matières denses, les forçant à remonter. Ces remontées auraient pu transporter la matière contenant des diamants vers le haut jusqu’à ce qu’elle se dépose à la base de la lithosphère, cette racine épaisse et rigide située sous les anciens continents, où elle est probablement restée pendant des centaines de millions d’années.
Bien plus tard, des magmas rares formés dans les profondeurs de la Terre ont traversé ces régions diamantifères. Ces magmas se sont rapidement élevés jusqu’à la surface et se sont solidifiés sous forme de roches kimberlitiques, emportant avec eux les diamants et les minéraux associés.
En d’autres termes, les diamants de type CLIPPIR ne sont pas seulement des pierres précieuses rares et de grande valeur. Ils témoignent d’un long parcours géologique : de l’ancien fond océanique au manteau profond, puis aux racines des continents, pour enfin atteindre la surface lors de rares éruptions volcaniques.
À la recherche d’autres diamants CLIPPIR
Nos découvertes pourraient également orienter l’exploration diamantifère.
Dans certaines régions d’Afrique, notamment en Sierra Leone et en Angola, de très gros diamants de type CLIPPIR ont été découverts dans les graviers fluviaux. Ces diamants doivent provenir de roches mères primaires, telles que les kimberlites, mais dans de nombreux cas, ces sources restent inconnues. Les rivières peuvent transporter les diamants loin de leur lieu d’éruption d’origine. Cela fait qu’il est difficile de remonter jusqu’aux roches qui les ont amenés à la surface.
Le célèbre Star of Sierra Leone, par exemple, était un diamant de 969 carats récupéré en 1972 dans des dépôts alluviaux du district de Kono. Pourtant, des décennies d’exploitation minière dans la région n’ont pas permis d’identifier clairement une source de kimberlite pour des diamants de ce type. Plus récemment, des diamants de type CLIPPIR ont été extraits de la kimberlite de Meya, dans le même district, démontrant ainsi que des sources primaires pour ces diamants exceptionnels existent bel et bien dans cette région.
Notre approche fournit aux équipes d’exploration un nouvel indice à suivre. Les kimberlites contenant de l’olivine riche en fer en abondance et des minéraux apparentés présentent un potentiel plus élevé d’abriter des diamants de type CLIPPIR. Cela ne garantit pas la découverte de diamants géants, mais aide les géologues à déterminer quelles kimberlites méritent d’être étudiées plus en détail.
D’après nos conclusions, nous nous attendrions à ce que les kimberlites les plus prometteuses dans des régions telles que la Sierra Leone et l’Angola soient celles qui présentent cette signature chimique riche en fer. Il existe encore de nombreuses kimberlites mal étudiées dans ces zones. Certaines pourraient cacher quelques-uns des diamants les plus rares au monde.
Les plus gros diamants du monde ont traversé les profondeurs de la Terre pendant des centaines de millions d’années. En décryptant les indices chimiques conservés dans les roches qui les ont amenés à la surface, nous commençons à comprendre non seulement où ces diamants peuvent se trouver, mais aussi ce qu’ils révèlent sur les processus profonds qui façonnent notre planète.
Geoffrey Howarth does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
– ref. D’où viennent les plus gros diamants du monde ? La géologie apporte de nouvelles réponses – https://theconversation.com/dou-viennent-les-plus-gros-diamants-du-monde-la-geologie-apporte-de-nouvelles-reponses-288163