Certaines des pierres précieuses les plus extraordinaires jamais découvertes font partie d’une catégorie rare de diamants appelée « CLIPPIR » (Cullinan-like, Large, Inclusion-Poor, Pure, Irregular, Resorbed). Ces diamants représentent moins de 1 % de tous les diamants trouvés sur Terre. Parmi eux, on compte trois des plus gros diamants jamais extraits : le Cullinan, qui pesait 3 106 carats et a été découvert dans la mine Premier en Afrique du Sud ; le Lesedi La Rona, de 1 111 carats, trouvé en 2015 dans la mine de Karowe au Botswana et vendu 53 millions de dollars américains en 2017 ; et le Motswedi, de 2 492 carats, extrait en 2024 dans la même mine de Karowe.
Les diamants CLIPPIR ne sont pas des pierres ordinaires. Ils font partie d’un groupe appelé « diamants superprofonds », qui se forment à plus de 400 kilomètres sous nos pieds, dans une zone très profonde de la Terre appelée « zone de transition du manteau ». Cette profondeur est bien plus grande que celle où se forment les diamants de qualité gemme classiques. Ces derniers apparaissent généralement entre 150 et 200 kilomètres sous les anciens continents, dans les parties épaisses et rigides du manteau. Le manteau est une couche épaisse de roche chaude située entre le noyau terrestre et la croûte, la couche externe de la Terre.
Outre leur taille et leur valeur, ces diamants nous intéressent car ils racontent une histoire. Comme ils viennent de profondeurs inaccessibles, ils fournissent des informations précieuses sur l’intérieur de la Terre, que nous ne pouvons pas observer directement. Les diamants CLIPPIR sont des messagers très rares en provenance du manteau profond. Les étudier est l’un des rares moyens de comprendre comment les roches et le carbone se recyclent dans les profondeurs de la Terre et comment notre planète évolue sur des centaines de millions d’années.
En tant que géologue à l’université du Cap, je me suis spécialisé dans les magmas qui transportent les diamants jusqu’à la surface, appelés magmas kimberlitiques. Mes collègues et moi avons cherché à comprendre ce que les plus gros diamants du monde pouvaient nous apprendre sur le système de recyclage caché de la Terre. Plus précisément, nous voulions savoir quelles roches abritaient ces diamants rares et comment ils ont finalement été amenés à la surface.
Pour répondre à ces questions, nous avons étudié l’olivine, un minéral présent dans les roches kimberlitiques. Les kimberlites sont des roches magmatiques rares qui remontent rapidement des profondeurs de la Terre. Elles agissent comme des ascenseurs naturels qui transportent les diamants et d’autres minéraux du manteau vers la surface.
L’olivine est le minéral le plus abondant dans le manteau. Lorsque les magmas de kimberlite montent, ils captent de l’olivine provenant des roches du manteau qu’ils traversent. La composition chimique de cette olivine nous donne une « empreinte » de ces roches profondes, avec des indices sur leur teneur en fer et leurs signatures isotopiques de l’oxygène. Cela nous aide à identifier les régions du manteau d’où viennent les kimberlites, y compris les zones où les diamants ont pu être stockés avant d’être ramenés à la surface.
Cependant, les diamants de type CLIPPIR n’ont été trouvés que dans quelques kimberlites dans le monde. Nous ne comprenons pas encore pourquoi certaines kimberlites en contiennent et pas d’autres.
Nos résultats apportent de nouvelles réponses. Nous avons découvert des zones inhabituelles riches en fer dans le manteau, associées aux kimberlites contenant des diamants CLIPPIR. Cela nous donne de nouveaux indices sur les roches qui abritaient ces diamants avant leur remontée. Nos découvertes offrent aussi un outil utile pour la recherche de diamants, car les kimberlites riches en olivine ferreuse et en minéraux similaires ont plus de chances de contenir des diamants CLIPPIR.
Voyage au cœur de la Terre
Des recherches antérieures avaient montré que les diamants CLIPPIR se formaient à une profondeur bien plus grande que les diamants classiques. Leur composition chimique indiquait aussi un lien avec d’anciennes roches du fond océanique, appelées croûte océanique, qui ont été entraînées dans les profondeurs de la Terre par la tectonique des plaques – le mouvement lent des plaques qui forment la surface de la Terre. Quand deux plaques se rencontrent, l’une peut passer sous l’autre. Ce processus, appelé subduction, pousse la croûte océanique profondément dans le manteau, où elle est transformée par la chaleur, la pression et les réactions avec les roches environnantes. Dans ces conditions extrêmes, le carbone contenu dans ces roches peut se transformer en diamant.
Nos analyses de la composition chimique de l’olivine suggèrent que les kimberlites contenant des diamants CLIPPIR sont liées à un type particulier de matière recyclée : une ancienne croûte océanique basaltique, altérée par des fluides chauds circulant sur le fond marin avant d’être entraînée dans les profondeurs. Cette croûte océanique, modifiée par des processus hydrothermaux, semble avoir formé des roches denses et riches en fer dans le manteau profond.
Cette découverte répond à une question importante sur les diamants CLIPPIR : dans quelles roches se trouvaient-ils avant d’être remontés par les magmas kimberlitiques ?
Mais nos résultats posent aussi une nouvelle question. Ces roches riches en fer sont si denses qu’elles ne peuvent pas remonter seules vers la surface. Des hypothèses précédentes suggéraient que la roche contenant ces diamants pouvait monter lentement dans le manteau. Nos résultats montrent que ce processus était probablement plus complexe.
En réalité, cette matière dense et riche en fer aurait eu besoin d’un mécanisme puissant pour remonter. Les panaches mantelliques pourraient être la solution : ce sont des colonnes de roche très chaude qui montent des profondeurs de la Terre et peuvent capturer des matières denses, les forçant à remonter. Ces remontées auraient pu transporter la matière contenant des diamants vers le haut jusqu’à ce qu’elle s’arrête à la base de la lithosphère, cette couche épaisse et rigide sous les anciens continents, où elle serait restée pendant des centaines de millions d’années.
Bien plus tard, des magmas rares formés en profondeur ont traversé ces régions riches en diamants. Ces magmas ont remonté rapidement jusqu’à la surface et se sont solidifiés en roches kimberlitiques, emportant avec eux les diamants et les minéraux associés.
En résumé, les diamants CLIPPIR ne sont pas seulement de rares pierres précieuses de grande valeur. Ils témoignent d’un long voyage géologique : de l’ancien fond océanique au manteau profond, puis aux racines des continents, avant d’atteindre la surface lors d’éruptions volcaniques exceptionnelles.
À la recherche d’autres diamants CLIPPIR
Nos découvertes pourraient aussi guider la prospection diamantifère.
En Afrique, notamment en Sierra Leone et en Angola, de très gros diamants CLIPPIR ont été trouvés dans des graviers de rivières. Ces diamants doivent venir de roches mères comme les kimberlites, mais dans de nombreux cas, ces sources restent inconnues. Les rivières peuvent transporter les diamants loin de leur lieu d’éruption d’origine, ce qui rend difficile la recherche de leur roche source.
Par exemple, le célèbre Star of Sierra Leone, un diamant de 969 carats, a été découvert en 1972 dans des dépôts alluviaux du district de Kono. Pourtant, des décennies de recherche n’ont pas permis de trouver clairement une kimberlite source pour ce type de diamant. Plus récemment, des diamants CLIPPIR ont été extraits de la kimberlite de Meya, dans le même district, prouvant que des sources primaires existent bel et bien dans cette région.
Notre méthode donne aux équipes de prospection un nouvel indice à suivre. Les kimberlites riches en olivine ferreuse et en minéraux similaires ont plus de chances de contenir des diamants CLIPPIR. Cela ne garantit pas la découverte de diamants géants, mais aide les géologues à choisir quelles kimberlites étudier en priorité.
D’après nos conclusions, les kimberlites les plus prometteuses en Sierra Leone et en Angola seraient celles avec cette signature chimique riche en fer. Il reste encore beaucoup de kimberlites peu étudiées dans ces zones. Certaines pourraient cacher quelques-uns des diamants les plus rares au monde.
Les plus gros diamants du monde ont voyagé dans les profondeurs de la Terre pendant des centaines de millions d’années. En analysant les indices chimiques conservés dans les roches qui les ont amenés à la surface, nous commençons à comprendre non seulement où ces diamants peuvent se trouver, mais aussi ce qu’ils révèlent sur les processus profonds qui façonnent notre planète.
Geoffrey Howarth ne travaille pas pour, ne conseille pas, ne détient pas de parts ni ne reçoit de financement d’une entreprise ou d’une organisation qui tirerait profit de cet article, et n’a déclaré aucune affiliation pertinente en dehors de son poste universitaire.