Découverte de l’origine des diamants roses d’Argyle en Australie-Occidentale

Perdue dans les montagnes de l’extrême nord de l’Australie-Occidentale, la mine en partie à ciel ouvert d’Argyle n’est plus en activité depuis 2020. Alors qu’elle a été une des principales sources mondiales de diamants naturels, ses réserves se sont épuisées et son exploitant Rio Tinto a décidé sa fermeture. Ce site était surtout renommé pour ses diamants roses, dont il assurait 90 % de la production à l’échelle du globe. D’un point de vue géologique, ce gisement était une énigme. Hugo Olierook, de l’université Curtin, en Australie, et ses collègues l’ont éclairée en reconstituant l’histoire du site et de ses pierres précieuses.

La valeur des diamants naturels tient essentiellement à leur rareté, qui s’explique par les conditions extrêmes nécessaires à leur formation. Pour que le carbone cristallise en diamant, il faut des températures comprises entre 1 100 °C et 1 400 °C et des pressions entre 4,5 et 6 gigapascals. Ces conditions sont atteintes à plusieurs centaines de kilomètres de profondeur. Puis les diamants sont ramenés rapidement vers la surface dans des mouvements de convection de roche magmatique. On trouve les diamants surtout dans des cratons (des roches continentales stables et anciennes) de plus de 2,5 milliards d’années (c’est-à-dire datant de l’ère archéenne). Le site d’Argyle fait exception, car la roche environnante est beaucoup plus récente et date du Paléoprotérozoïque (2,5 à 1,6 milliard d’années). Il se trouve aussi sur une zone de suture, c’est-à-dire à la rencontre de deux cratons et présentant donc des conditions plus chaudes qu’au cœur d’un craton.

Autre particularité du site d’Argyle : ses diamants roses. Pour obtenir un diamant de cette teinte (mais aussi rouge ou brun), il faut une pression plus importante qui déforme le réseau du diamant initialement sans couleur, comme lors d’une collision de plaques continentales. Comme cette transformation se produit en profondeur là où les diamants incolores se sont formés, comment les diamants roses sont-ils arrivés près de la surface ?

Pour établir une chronologie des événements qui ont conduit à la formation du site d’Argyle, Hugo Olierook et ses collègues ont procédé à la datation de roches provenant de la mine australienne. Ils ont notamment utilisé la datation par l’uranium-plomb. L’uranium se désintègre en plomb stable avec une demi-vie de 700 millions d’années pour l’uranium 235 et 4 500 millions d’années pour l’uranium 238. En mesurant le rapport des concentrations de ces éléments dans de la titanite et des zircons (deux types de silicates), les chercheurs ont identifié les grandes étapes de l’histoire de la région.

Une part importante des zircons se sont formés il y a entre 1,87 et 1,85 milliard d’années. Cela correspond à la rencontre de deux croûtes continentales (dont il reste les cratons de Kimberley et du nord de l’Australie). Il y a d’abord eu une phase de subduction, le craton Kimberley passant sous l’autre plaque. Puis, sous la pression, le premier a fini par se briser et la zone s’est suturée formant un rift de faible profondeur et fragile. Lors de cet épisode, les diamants roses se sont probablement formés.

Cette rencontre des plaques s’inscrit dans le contexte plus vaste de la formation du supercontinent Columbia (aussi nommé Nuna), qui a commencé il y a 2,2 milliards d’années et s’est terminée il y a 1,8 milliard d’années quand toutes les plaques continentales se sont assemblées. Ce supercontinent s’est maintenu pendant 500 millions d’années avant de se disloquer il y a 1,3 milliard d’années.

Les chercheurs ont daté certains zircons et de la titanite de l’époque de la dislocation de la Nuna. Ils seraient ainsi 100 millions d’années plus vieux que ce qu’on pensait auparavant. Avec cette nouvelle estimation, pour Hugo Olierook et ses collègues, un nouveau scénario se dessine. Quand le supercontinent s’est dissocié, les forces mécaniques ont rouvert certaines voies dans le rift fragilisé d’Argyle. Cela a provoqué la fusion de roche en profondeur qui est remontée en emportant les diamants près de la surface. La mine d’Argyle a ainsi livré son dernier secret !

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