Garnet and diopside-bearing diamondites (framesites)

Summary

¶Rocks consisting almost entirely of diamonds (diamondites) that contain minor amounts of silicates were analyzed for trace element abundances in the silicates by Laser Ablation ICP Mass Spectrometry for the first time. Diamondites, previously described as polycrystalline diamond “aggregates” and “framesite”, extend the range of monomineralic rocks known from the Earth’s upper mantle. Our samples are intergrowths of diamonds with abundant open cavities and some interstitial silicates. The most common silicate is pyrope which occurs in two different colors (and chemical compositions): orange and lilac similar to garnet inclusions in diamonds and garnets known from upper mantle eclogites and garnet peridotites, respectively. In our sample, the “peridotitic” garnet is accompanied by Cr-rich diopside whereas the “eclogitic” garnet is unaccompanied. Trace element abundances suggest that both types of garnet formed from upper mantle fluids of similar origin which were rich in a carbonatitic component. The diamondites likely formed from the same fluids. Diamonds precipitated first and – in smaller amounts – contemporaneously with the silicates. Major upper mantle minerals like olivine, orthopyroxene and omphacite are missing, possibly indicating that these minerals behaved as refractory phases and were not mobilized by fluids. The chemical composition of “eclogite” and “peridotite” garnets differ in Cr and high field strength elements contents but not in the moderately compatible elements. They also have the same low Fe/Mg ratio which indicates a peridotitic source for the fluids. The compositional difference in minor and trace elements appears to be the result of different fluid processing rather than of a different source, i.e., peridotite or eclogite.

Zusammenfassung

Granat- und Diopsid-führende Diamantite (Framesite)

Silikat-führende Gesteine aus Diamanten (Diamantite) wurden erstmals mittels Laser Ablation ICP Massenspektrometrie auf ihre Gehaltean Spurenelementen analysiert. Diese ursprünglich als polykristalline Diamant-“Aggregate” und Framesite beschriebenen Diamantite werden den monomineralischen Gesteinen des Erdmantels zugeordnet. Unsere Proben sind Verwachsungen von Diamanten mit verbreitet offenen Hohlräumen und wenig interstitialen Silikaten. Das verbreitetste Silikat ist Pyrop, welcher zwei verschiedene Farben und chemische Zusammensetzungen hat: orange und fliederfarben, ähnlich den Granat-Einschlüssen in Diamanten und den Granaten aus Erdmantel-Eklogiten und Peridotiten. In unserer Probe ist der “peridotitische” Granat von Cr-Diopsid begleitet, der “eklogitische” Granat ist unbegleitet. Die Spurenelement-Häufigkeiten in beiden Granaten machen es wahrscheinlich, daß diese von Erdmantel-Fluiden gebildet wurden, die reich an einerkarbonatitischen Komponente waren und aus ähnlichen Quellen stammten. Die Diamanten wurden wahrscheinlich von denselben Fluiden gebildet. Diamanten wurden zuerst ausgefällt und wuchsen – in geringerem Ausmaß– auch gemeinsam mit den Silikaten. Hauptminerale des Erdmantels wie Olivin, Orthopyroxen und Omphazit fehlen. Möglicherweise verhielten sich diese Minerale refraktär und wurden von den Fluiden nicht mobilisiert. Die chemische Zusammensetzung von “eklogitischem” und “peridotitischem” Granat unterscheidet sich in den Gehaltenan Cr und den Elementen, welche lonen hoher Feldstärke bilden, aber nicht in den moderat kompatiblen Elementen. Die beiden Granate haben auch das gleiche niedrige Fe/Mg-Verhältnis, welches auf eine peridotitische Quelle für die Fluide hinweist. Die Unterschiede in der Häufigkeit von Neben- und Spurenelementen in den Granaten könnte auf verschiedene Entwicklung der Fluide zurückzuführen sein und wahrscheinlich nicht auf eine Herkunft der Fluide aus verschiedenen Quellen, wie Peridotiten oder Eklogiten.