Ringwoodite and zirconia inclusions indicate downward travel of super-deep diamonds

Abstract

Natural diamonds and their inclusions provide unique glimpses of mantle processes from as deep as ~800 km and dating back to 3.5 G.y. Once formed, diamonds are commonly interpreted to travel upward, either slowly within mantle upwellings or rapidly within explosive, carbonate-rich magmas erupting at the surface. Although global tectonics induce subduction of material from shallow depths into the deep mantle, mineralogical evidence for downward movements of diamonds has never been reported. We report the finding of an unusual composite inclusion consisting of ringwoodite (the second finding to date), tetragonal zirconia, and coesite within an alluvial super-deep diamond from the Central African Republic. We interpret zirconia + coesite and ringwoodite as prograde transformation products after zircon or reidite (ZrSiO4) and olivine or wadsleyite, respectively. This inclusion assemblage can be explained if the diamond traveled downward after entrapping olivine/wadsleyite + zircon/reidite, dragged down by a subducting slab, before being delivered to the surface. This indicates that the commonly assumed view that diamonds form at, and capture material from, a specific mantle level and then travel upward is probably too simplistic.

Thermoelastic Properties of Fe3+‐Rich Jeffbenite and Application to Superdeep Diamond Barometry

“…As the oxygen fugacity is above the IW buffer, the high Fe 3+ concentration of jeffbenite in the mantle might reflect extreme redox changes (Nestola, Regier, et al., 2023). At some depths, the Fe 3+ ‐jeffbenite inclusions might be a product of a redox reaction involving carbonatitic magmas and carbonates is as the oxidizing agent which responsible for generating the high Fe 3+ of these deep mantle inclusions (Lorenzon et al., 2022; Thomson et al., 2016). The question remains, whether or not Fe 3+ ‐jeffbenite is a redox reaction product during diamond formation at different depths in the slab, or whether it possesses a distinct stability field within certain mantle compositions.…”

Geologicamente n. 12 - Novembre 2023

“…Nel lavoro di Carboni et al (2022) sono stati utilizzati i dati SAR del satellite giapponese ALOS-2, acquisiti nel periodo compreso tra il 24 Agosto 2016 (successivamente all'evento principale del 24 Agosto di M=6.0) e il 9 Novembre 2016, per analizzare l'area colpita degli eventi sismici di Ottobre 2016. In particolare, sono stati sfruttati dati acquisiti sia lungo le orbite ascendenti (mentre il satellite orbita da Sud a Nord), sia lungo le orbite discendenti (mentre il satellite orbita da Nord a Sud), in modo da produrre interferogrammi differenziali cosismici e le relative mappe di spostamento del suolo lungo la linea di vista del radar (LOS).…”

“…I risultati del lavoro di Carboni et al (2022) dimostrano l'affidabilità e le grandi potenzialità delle misure DInSAR nel tracciare rapidamente deformazioni cosismiche, con una accuratezza centimetrica, anche se localizzate in aree remote caratterizzate da topografie complesse. Tali mappe di spostamento possono quindi essere considerate un valore aggiunto all'analisi delle deformazioni indotte da un terremoto ed un supporto alle attività sul campo durante le fasi emergenziali.…”

“…formazione; si rimanda a Nimis (2022) per una descrizione approfondita di tutti i geotermobarometri comunemente utilizzati in letteratura e applicati ai diamanti. Alcuni di essi possono essere qui di seguito elencati: I diamanti sub-litosferici, noti anche come "diamanti superprofondi", sono quelli formatisi a profondità maggiori rispetto ai diamanti litosferici (Pearson et al, 2014).…”

“…una compilazione della distribuzione mondiale delle età dei diamanti, riportata in Fig. 6, si vedano i recenti lavori di Howell et al (2020) e Smit et al (2022). Combinando i dati geochimici con l'età, la diversa profondità, la paragenesi e la località di origine dei diamanti è possibile stabilire non solo l'evoluzione del ciclo del carbonio della Terra ma la storia geodinamica e di evoluzione della Terra stessa almeno durante gli ultimi 3.5 miliardi di anni.…”