Study of the Nepheline-Kalsilite System in volcanic rocks of the Goiás Alkaline Province (GAP), Central Brazil

Abstract

A Província Alcalina de Goiás (GAP em inglês) engloba uma grande variedade de rochas alcalinas máficas e félsicas. Estudos anteriores, na sua maioria, mantiveram o foco em três aspectos: (i) mapeamento geológico, (ii) caracterização petrográfica, e (iii) química de rocha, ainda que este de forma mais restrita. Uma investigação detalhada sobre a química mineral, principalmente no que diz respeito ao sistema nefelina-kalsilita ainda está por ser realizada. Tais minerais são de grande importância para os modelos petrológicos e genéticos da GAP. Neste contexto, um estudo sistemático foi realizado na presente tese com o intuito de melhor entender a presença incomum de nefelina e kalsilita juntos em rochas vulcânicas da GAP. A petrografia detalhada possibilitou individualizar ao menos dois grupos distintos de rochas vulcânicas: (i) rochas máficas sem feldspatos, e (ii) rochas máficas e félsicas com feldspatos. Conforme o objetivo inicial proposto, o estudo concentrou-se nas características texturais e composicionais dos minerais do sistema nefelina-kalsilita, os quais coexistem somente nas rochas sem feldspatos. Os resultados mostram que a nefelina potássica é o principal mineral félsico na matriz dessas rochas. Tanto a nefelina quanto a kalsilita se formaram a partir do magma, ou seja, são fases primárias. Além disso, observou-se que tais rochas vulcânicas não podem ser classificadas de acordo com nenhum sistema vigente (e.g. IUGS). Desta forma, é proposto um novo sistema de classificação modal e nomenclatura para as rochas vulcânicas com kalsilita. Este é baseado na fase mineral predominante entre melilita, leucita, kalsilita e nefelina. Assim, somente quatro nomes de rochas, dos quais três já vem sendo utilizados, são necessários para englobar todas as variações modais: katungito, ugandito, mafurito e kalsilita nefelinito. Além disso, a composição química da nefelina (e da kalsilita) obtidas neste estudo permitiram ampliar, de forma significativa, o entendimento sobre soluções sólidas destes dois minerias. Nefelina potássica e kalsilita podem ter valores de MgO relativamente elevados (i.e. > 0.1 wt.%) quando cristalizados a partir de magmas ultrabásicos alcalinos ricos em Mg. Isso se deve a relação de substituição 2Al3+ = Mg2+ + Si4+, a qual afeta diretamente o cálculo do excesso de sílica (Q’). Por fim, a rara associação mineral entre nefelina e kalsilita primárias sugere que os modelos atuais para a origem da GAP devem ser revisados.