Sowohl die Lage als auch der Ursprung kimberlitischer Magmen sind umstritten. Ihre extreme Anreicherung und Geochemie haben zu zahlreichen Spekulationen über ihren Ursprung geführt, wobei Modelle ihre Quelle im subkontinentalen lithosphärischen Mantel (SCLM) oder sogar in der Übergangszone verorten. Auch der Mechanismus der Anreicherung war Gegenstand des Interesses, wobei Modelle wie partielles Schmelzen, Assimilation subduzierter Sedimente oder Ableitung aus einer primären Magmaquelle in Betracht gezogen wurden.
Historisch wurden Kimberlite in zwei verschiedene Sorten eingeteilt, die als „basaltisch“ und „glimmerhaltig“ bezeichnet wurden und hauptsächlich auf petrographischen Beobachtungen beruhten. Diese Einteilung wurde später von C. B. Smith revidiert, der diese Unterteilungen in „Gruppe I“ und „Gruppe II“ umbenannte, wobei er sich auf die isotopische Affinität dieser Gesteine unter Verwendung des Nd-, Sr- und Pb-Systems stützte. Roger Mitchell schlug später vor, dass diese Kimberlite der Gruppen I und II so deutliche Unterschiede aufweisen, dass sie möglicherweise nicht so eng miteinander verwandt sind, wie einst angenommen. Er zeigte, dass die Kimberlite der Gruppe II näher mit den Lamproiten verwandt sind als mit den Kimberliten der Gruppe I. Daher ordnete er die Kimberlite der Gruppe II als Orangeite neu ein, um Verwechslungen zu vermeiden.
Gruppe-I-KimberliteBearbeiten
Gruppe-I-Kimberlite bestehen aus CO2-reichem ultramafischem kalihaltigem Eruptivgestein, das von primärem forsteritischem Olivin und Karbonatmineralen dominiert wird, mit einer Spurenmineralzusammensetzung aus magnesischem Ilmenit, Chrompyrop, Almandinpyrop, Chromdiopsid (in einigen Fällen subkalzifisch), Phlogopit, Enstatit und tiarmem Chromit. Kimberlite der Gruppe I weisen eine ausgeprägte inquigranulare Textur auf, die durch makrokristalline (0,5-10 mm) bis megakristalline (10-200 mm) Phänokristalle aus Olivin, Pyrop, Chromdiopsid, magnesischem Ilmenit und Phlogopit in einer fein- bis mittelkörnigen Grundmasse verursacht wird.
Die Mineralogie der Grundmasse, die der tatsächlichen Zusammensetzung des Eruptivgesteins näher kommt, wird von Karbonat und beträchtlichen Mengen an forsteritischem Olivin dominiert, mit geringeren Mengen an Pyrop-Granat, Cr-Diopsid, Magnesia-Ilmenit und Spinell.
Olivin-LamproiteBearbeiten
Olivin-Lamproite wurden früher als Kimberlit der Gruppe II oder Orangeit bezeichnet, weil man fälschlicherweise annahm, dass sie nur in Südafrika vorkommen. Ihr Vorkommen und ihre Petrologie sind jedoch weltweit identisch und sollten nicht fälschlicherweise als Kimberlit bezeichnet werden. Olivin-Lamproite sind ultrapotassische, peralkalische Gesteine, die reich an flüchtigen Bestandteilen (vor allem H2O) sind. Das charakteristische Merkmal der Olivin-Lamproite sind Phlogopit-Makrokristalle und -Mikrophänokristalle sowie Grundmasse-Glimmer, die in ihrer Zusammensetzung von Phlogopit bis zu „Tetraferriphlogopit“ (anomal Al-armer Phlogopit, der Fe benötigt, um in die tetraedrische Stellung zu gelangen) variieren. Resorbierte Olivin-Makrokristalle und euedrische Primärkristalle von Olivin aus der Grundmasse sind häufige, aber nicht wesentliche Bestandteile.
Zu den charakteristischen Primärphasen in der Grundmasse gehören zonierte Pyroxene (Diopsidkerne, die von Ti-Aegirin umrandet sind), Spinellminerale (Magnesiachromit bis titanhaltiger Magnetit), Sr- und REE-reicher Perowskit, Sr-reicher Apatit, REE-reiche Phosphate (Monazit, Daqingshanit), kalihaltige barytische Hollanditminerale, Nb-haltiger Rutil und Mn-haltiger Ilmenit.
Kimberlitische IndikatormineraleBearbeiten
Kimberlite sind besondere Eruptivgesteine, da sie eine Vielzahl von Mineralien enthalten, deren chemische Zusammensetzung darauf hinweist, dass sie unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen im Erdmantel entstanden sind. Diese Minerale, wie Chromdiopsid (ein Pyroxen), Chromspinelle, magnesiumhaltiger Ilmenit und chromreiche Pyropgranate, fehlen im Allgemeinen in den meisten anderen Eruptivgesteinen, was sie als Indikatoren für Kimberlite besonders nützlich macht.
Diese Indikatorminerale werden im Allgemeinen in Flusssedimenten in modernem Schwemmmaterial gesucht. Ihr Vorhandensein kann auf das Vorhandensein eines Kimberlits innerhalb der erosiven Wasserscheide hinweisen, die das Schwemmland hervorgebracht hat.