Recent studies of microcrystalline (< 100 μm) oxide minerals from the groundmass of Yakutian and Arkhangelsk diamondiferous provinces kimberlites showed that these minerals are sensitive to the origination, evolution and formation conditions of the kimberlitic rocks. Therefore, their compositional peculiarities and mineral ratios could be used potentially as indirect criteria for express-evaluation of kimberlites as potential diamond host (Garanin V.K. et al., 2009). It was found that indirect criteria for potential diamond-content of kimberlite rocks, reflects the formation depth of kimberlite melts and the possibility of removal of the diamond to the surface, is microcrystalline picrochromites (contain >40-42 wt.% Cr2O3, and less than 6 wt.% TiO2) and/or microcrystalline chromium picroilmenites (> 10 wt.% MgO and an average 2.3-3.5 wt.% Cr2O3) presence in groundmass, depending on the specialization of microcrystalline oxides. Indicators of reducing the original diamond grade, reflecting the length of occurrence the diamond in the transporting kimberlite melt and aggressiveness degree of the latter, are the extensive crystallization trends of microspinellides with successively forming varied composition ulvospinels and titanomagnetites, a large perovskite number (> 30-40% microoxide phases), etc. This study’s aim was to establish the possibility of using previously identified relationship between microcrystalline oxides and diamond grade for African kimberlites. In this regard, microcrystalline oxides from kimberlitic groundmass were investigated. Kimberlites differ by diamond grade and presented well-known and recently discovered pipes: Marsfontein (South Africa), Camachia, Catoca and other north-eastern
The magnetic properties and mineralogy of kimberlites from four pipes (BK53, BK56, AK08, and AK06) in Botswana are studied. It is shown that magnetic characteristics of the kimberlites as well as chemical and phase compositions of the oxides from kimberlite groundmass reflect the difference in evolution of kimberlite melts and formation conditions of these bodies and are associated with the grade of these diamoniferous bodies. The relatively low-grade (0.22 carats per ton) kimberlites from the southern lobe of the AK06 pipe contain picrochromites with high chrome and low titanium contents (up to 49.4 wt % Cr2O3 with 3.9 wt % TiO2), which occur in the paramagnetic state at a temperature of T > −180°C. Their magnetic properties above room temperature are determined by titanomagnetites with the Curie point at +370 to + 500°C, which were formed at the later stages of crystallization as a result of the gradual decline in the PT-parameters. Most spinelides in the Botswana kimberlites from the low-grade pipes (below 0.07 carats per ton) were crystallized at higher PT-parameters than in the southern lobe of pipe AK06, in an environment with highly active titanium. The chromspinelides that were segregated previously turned out to be unstable, which led to the formation of magnesian-chrome and magnesian ulvospinels (15.9–29.7 wt % TiO2; 12.8–22.8 wt % MgO; 0–11.3 wt % Cr2O3; and 1.2–12.4 wt % Al2O3) with Curie points T C = −50 to −80°C. These conditions were unfavorable for preservation of chrome-spinelides and diamonds. At lower PT-parameters, a small amount of finely dispersed magnetite with a single-domain and pseudo-single domain structure was formed.
Исследованы магнитные свойства и минералогия кимберлитов из четырех трубок Ботсваны ВК53, ВК56, АК08 и АК06. Показано, что особенности их магнитных характеристик, а также химического и фазового составов оксидов из связующей массы отражают различия в эволюции кимберлитовых расплавов и условиях становления изученных тел и связаны с продуктивностью алмазов в этих телах. Для кимберлитов из южного тела трубки АК06 с относительно высокой продуктивностью алмазов (0.22 кар/т) характерно наличие пикрохромитов с высоким содержанием хрома и низким титана (до 49.4 мас. % Cr2O3 при 3.9 мас. % TiO2) находящихся в парамагнитном состоянии при температурах Т > 180°C, а магнитные свойства при температурах выше комнатной обусловлены магнезиальным титаномагнетитом с точкой Кюри +370... +500°С, сформировавшимся в поздние этапы кристаллизации в результате медленного снижения РТ-параметров. Основная часть шпинелидов в кимберлитах Ботсваны из трубок с продуктивностью алмазов менее 0.07 карат/т кристаллизовалась при более высоких РТ-параметрах, чем в южном теле трубки АК06, в среде с высокой активностью титана. Ранее выделившиеся хромшпинелиды оказались неустойчивыми, что привело к образованию магнезиально-хромовой и магнезиальной ульвошпинелей (15.929.7 мас. % TiO2; 12.822.8 мас. % MgO; 011.3 мас. % Cr2O3; 1.212.4 мас. % Al2O3) с точками Кюри Тс = 50... 80°C. Эти условия оказались неблагоприятны не только для сохранности хромшпинелидов, но и алмаза. При этом, при снижении РТ-параметров образовалось небольшое количество мелкодисперсного магнетита с однодоменной и псевдооднодоменной структурой.