Diamanter fundet med guld i Canadas Far North giver ledetråde til Jordens tidlige historie

Tilstedeværelsen af ​​diamanter i et fremspring oven på en urealiseret guldforekomst i Canadas Fjerne Nord afspejler den forening, der findes over verdens rigeste guldmine, ifølge University of Alberta forskning, der udfylder tomme felter om de termiske forhold i jordskorpen for tre milliarder år siden.

"De diamanter, vi har fundet indtil videre, er små og ikke økonomiske, men de forekommer i gamle sedimenter, der er en nøjagtig analog af verdens største guldforekomst - Witwatersrand Goldfields i Sydafrika, som har produceret mere end 40 procent af det guld, der nogensinde er udvundet på Jorden, " sagde Graham Pearson, forsker ved Det Naturvidenskabelige Fakultet og Canadas Excellence Research Chair-vinder i Arctic Resources.

"Diamanter og guld er meget mærkelige sengekammerater. De optræder næsten aldrig i den samme klippe, så dette nye fund kan være med til at forsøde det originale guldfunds tiltrækningskraft, hvis vi kan finde flere diamanter."

Pearson forklarede, at ex-N.W.T. Geological Survey-forskeren Val Jackson advarede sin gruppe om et usædvanligt udspring på den arktiske kyst, der har tætte ligheder med Witwatersrand-guldforekomsterne.

Pearson sagde, at dette udspring af klipper, kendt som konglomerater, er dybest set erosionsproduktet af gamle bjergkæder, der bliver aflejret i flettede flodkanaler.

"De er højenergiforekomster, der er gode til at bære guld, og de er gode til at bære diamanter, " sagde han. "Vores følelse var, om analogierne er så tætte, så er der måske også diamanter i Nunavut-konglomeratet."

Pearson sagde, at det er afgørende at finde nye diamantforekomster i det nordlige Canada, hvis Canada fortsat er vært for en diamantmineindustri på 2,5 milliarder dollars om året.

Så, på en fornemmelse, Pearson brugte den sidste finansiering af sin Canada Excellence Research Chair, der bragte ham til U of A, sammen med finansiering fra Metal Earth Project og National Science Foundation, og - ledsaget af post-doc diamantforsker Adrien Vizinet og tidligere U of A-studerende Jesse Reimink, nu professor ved Penn State University - rejste til Nunavut.

En gang på stedet, gruppen – med bistand fra Silver Range Resources, hvis administrerende direktør Mike Power også er en U af A-alumnus - baskede sig på beskedne 15 kg af konglomeratet og daterede disse klipper ved hjælp af det avancerede massespektrometriudstyr i U of A, som etablerede deres aflejring til at være omkring tre milliarder år siden.

Gruppen leverede omgående deres prøver til Saskatchewan Research Council, verdens førende inden for at kvantificere, hvor mange diamanter der er i en sten.

Pearson husker det præcise øjeblik omkring et år senere, da rådets Cristiana Mircea, der besøger Edmonton for at undervise Diamond Exploration Research Training School (DERTS) elever om diamantindikator-mineralidentifikation, sagligt fortalte ham, at prøven producerede tre diamanter.

"Min kæbe ramte gulvet, " sagde Pearson. "Normalt ville folk tage hundredvis af kilo, hvis ikke tonsvis af prøver, at prøve at finde så mange diamanter. Det lykkedes os at finde diamanter i 15 kilo sten, som vi prøvede med en forhammer på et overfladefremspring."

Selvom de fundne diamanter er ret små - mindre end en millimeter i diameter - sagde han, at de geologiske implikationer er enorme.

Først, Pearson sagde, at der må have været kimberlit eller sten som kimberlit til stede for at transportere diamanter til jordens overflade i den gamle Jord - en forestilling, mange mennesker har tvivlet på.

Kimberlitrør er de passager, der tillader magma at bryde ud diamanter og andre sten og mineraler fra kappen gennem skorpen og op på jordens overflade.

Det hjælper os også med at forstå, under hvilke forhold disse ejendommelige kimberlitklipper kan dannes.

Pearson sagde en italiensk samarbejdspartner, Fabrizio Nestola fra University of Padua, lykkedes at finde en inklusion - et ikke-diamantmineral - i en af ​​diamantprøverne. Fra det, Suzette Timmerman, en forsker i Canadian Center for Isotopic Microanalysis og en Banting Postdoc-stipendiatmodtager, begyndte at bygge en teori om, at diamanterne skulle stamme fra en lille, dyb men kølig litosfærisk rod, som er den tykkeste del af kontinentalpladen.

"Dette er noget helt uventet fra, hvad vi tror, ​​forholdene var som for tre milliarder år siden på Jorden, " sagde Pearson.

Han forklarede, at stabile diamanter kun findes i kølige dele af kappen, så det tyder på, at der må have været meget dybt, måske 200 kilometer tykke kolde rødder under dele af kontinentet meget tidligt i Jordens historie.

Pearson sagde på trods af U of A's ekspertise i at date diamanter rundt om i verden, der er altid et skænderi om forholdet mellem inklusion og diamantindskud.

"Her, der er intet argument, fordi vi ved, hvornår de sten blev eroderet på jordens overflade, " han sagde.

"Det fortæller os, at der er en ældre kilde, en primær kilde til diamanter, der må være blevet eroderet for at danne denne diamant-plus-guldaflejring, " han sagde.

Dette betyder også, at minedrift af diamanter i området ikke nødvendigvis vil kræve meget dybe miner, hvis der kan findes flere økonomiske udspring af disse klipper.

"Vi gik derop på et flydefly, slog et stykke sten af ​​med en forhammer og fandt tre diamanter, " sagde han. "Det er faktisk en af ​​de mest forbløffende dele af denne opdagelse."

Han tilføjede, at provinsregeringen, gennem Alberta Innovates, klart realiserede universiteter kan hjælpe meget med at udvide og diversificere Albertas økonomi til minesektoren.

"Regeringens investering gør os i stand til at jagte anelser, som ellers kunne være svære for industrien at gå og se på."

Pearson pegede på stipendiet til Collaborative Research and Training Experience fra Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, som næsten øjeblikkeligt gjorde U til A til verdens førende diamantforskningsinstitution takket være dannelsen af ​​DERTS.

"Alberta har adskillige potentielle diamantforekomster og områder, der er modne til yderligere udforskning, " sagde han. "Jeg tror, ​​at University of Alberta kan spille en nøglerolle i at hjælpe med at finde og etablere diamant- og andre mineralminer i Alberta."

Pearson sagde, at mere forskning fortsætter på lignende nærliggende fremspring, der udvikles af Silver Range Resources i samarbejde med Metal Earth Project, Nunavut-regeringen og Penn State University, at fastslå omfanget af diamanter og guld i disse klipper, og de mulige primære kilder til disse mineraler.

Studierne, "Mesoarchisk aflejringsalder for diamantbærende metasediment af det nordvestlige slavekraton, Nunavut Territory (Canada)" og "Diamant-bærende metasedimenter peger på tykke, Cool litosfærisk rod etableret af mesoarchean under dele af slavekratonet (Canada), " vil blive præsenteret på det virtuelle efterårsmøde i American Geophysical Union i december.