キンバーライトとは？ダイヤモンド鉱床の起源・パイプ構造と特徴解説

キンバーライトは、ダイヤモンドを含むことがあることで最もよく知られている火成岩です。南アフリカのキンバリーの町にちなんで名付けられました。1871年に83.5カラット（16.70g）の大きなダイヤモンドが発見されたことから、「ダイヤモンドラッシュ」が始まりました。その結果、大規模な露天鉱山「ビッグホール」が誕生しました。

キンバーライトは、「パイプ」として知られる垂直構造、火成岩の堤防やシルの中で、地球の地殻に存在します。キンバーライトパイプは、現在採掘されているダイヤモンドの最も重要な供給源です。キンバーライトは、地球のマントルとともに深く形成されます。キンバーライトの物質は急速に激しく噴出し、多くの場合、かなりの二酸化炭素や他の揮発性の成分が含まれています。

キンバーライトが注目されているのは、ダイヤモンドやガーネット・ペリドタイト・マントル・ゼノリスを地表に運ぶ役割を果たしているからです。キンバーライトの研究は、下部マントルの組成に関する情報を提供する可能性を秘めています。クレーター大陸性岩石圏とその下にある対流アステンスフェアマントルとの間の界面での融解過程については、ほとんど知られていません。

キンバーライトの形成と組成

キンバーライトは超苦鉄質（ウルトラマフィック）かつケイ酸塩に乏しい岩石で、主にマントル深部で生成された溶岩や破砕物が急速に上部へ輸送されることで地表近くに現れます。主な鉱物にはオリビン（橄欖石）、カンラン石、スぺニンやトレモライト様の相が含まれることが多く、しばしばガラス質のマトリックスを持ちます。

キンバーライト溶体は、ダイヤモンドを安定に保つことができる深度（およそ150–200 km以上）で形成され、その後非常に速い上昇速度で地表に近づきます。上昇過程では大量の揮発性（二酸化炭素、水など）を含み、噴出時に強い爆発的作用を示すことがあります。これが“パイプ”状の通路（ダイアトリーム）を形成する主因です。

パイプ構造と地形的特徴

キンバーライトパイプは一般的に逆円錐形や円筒形の縦穴（diatreme）を示し、しばしば表面では円形のクレーターや埋没堆積物として現れます。上部は風化や侵食により開口部が広がり、下部は狭まっていく形状が多いです。表面には破砕岩や角礫岩（キンバーライトの角礫を含む）が堆積しています。

地表や浅い掘削で観察される特徴には、風化したキンバーライト、角礫を多く含む層、そしてしばしばマントル由来のゼノリス（ガーネット・ペリドタイトなど）が混入しています。これらのゼノリスは地球深部の組成や温度圧力条件を示す重要な手がかりです。

ダイヤモンド運搬のメカニズム

キンバーライトはダイヤモンドを地表近くまで運ぶ“輸送媒体”であるため、ダイヤモンド鉱床の主な供給源となっています。ダイヤモンドは高圧下で結晶化した後、キンバーライトのマグマに捕捉され、溶岩の急速な上昇に伴って破砕冠やパイプ内に留まります。

ただし、すべてのキンバーライトにダイヤモンドが含まれるわけではありません。ダイヤモンド含有の有無はマグマの起源、上昇経路、滞留時間、温度など多くの要因に依存します。実務上はゼノリス中の指標鉱物（例：特定タイプのガーネット、クロム含有スピネル、特定のイルメナイト）を使って探査が行われます。

分布と地質時代

主要なキンバーライト鉱床は、アフリカ（特に南アフリカ）、ロシア（ヤクーチア）、カナダ、オーストラリアなどの古い安定した大陸地殻（古陸＝クラトン）に集中しています。これらの地域では深いマントル根（リソスフェアの下端）が存在し、ダイヤモンド生成に適した条件が保たれてきました。

年代は広く、古生代から新生代にかけてのものが見られます。特に有名な鉱床は白亜紀〜新生代に活動したものが多く、年代測定にはU–PbやK–Arなどが用いられます。

探査と採掘方法

探査では、まず表層や河床に運ばれた指標鉱物の分析（砂金採りの感覚に似た手法）を行い、可能性のある方位を絞ります。次に地表地形剖面やドリリング（掘削）を行い、パイプの存在と厚さ、鉱床の品位（ダイヤのカラット当たり含有率）を評価します。

採掘は露天掘りと地下掘りの両方が行われます。有名な例として、先に触れたキンバリーの「ビッグホール」は露天掘りの歴史的遺産です。採掘後は選鉱・洗鉱工程でダイヤモンドを回収します。近年は環境影響や地域コミュニティへの配慮が重要視されています。

学術的・実務的意義

• 地球内部情報の窓口：ゼノリス中の鉱物はマントルの化学組成や温度圧力条件を教えてくれます。
• 経済資源：宝石質ダイヤモンドや工業用ダイヤモンドの主要供給源であり、地域経済に大きな影響を与えます。
• 火成学・岩石学研究：噴出メカニズム（爆発的噴出、diatreme形成）や揮発性の役割を研究することで、火成活動全般の理解が深まります。

観察・標本と注意点

フィールドでの観察時には、角礫やゼノリス、風化層の特徴を確認してください。薄片や手持ち試料の観察ではオリビンや特殊なガーネット、キンバーライト特有のマトリックスが手がかりになります。鑑定や探査は専門家の分析（顕微鏡、化学分析、同位体分析）を伴うことが多いです。

まとめ（要点）

キンバーライトは、地球深部のマントル物質を爆発的に地表近くまで運ぶ火成岩であり、特にダイヤモンド輸送の主要経路として重要です。その研究は経済的価値だけでなく、地球内部プロセスの理解にも寄与します。探査や採掘には科学的手法と環境・社会配慮が不可欠です。

質問と回答

Q: キンバーライトとは何ですか?

Q:なぜキンバーライトと呼ばれるのですか?

Q:キンバリーで「ダイヤモンドラッシュ」が始まったきっかけは?

Q:キンバーライトは地殻のどこで発生するのですか?

Q: 今日、採掘されるダイヤモンドの最も重要な供給源は何ですか?

Q: キンバーライトの形成はどこで行われるのですか?

Q: キンバーライトの研究から得られる情報は何ですか?

文字で検索