Mineralogia e petrologia do complexo carbonatítico-foscorítico de Salitre, MG

Abstract

A Província Ígnea do Alto Paranaíba (APIP) faz parte do magmatismo alcalino que ocorreu durante o Cretáceo Superior nas margens da Bacia do Paraná, devido ao impacto da pluma de Trindade, e é composta por kamafugitos, kimberlitos, lamproítos e complexos alcalinocarbonatíticos. Dentro desse contexto, os complexos de Salitre I, II e III intrudem rochas metassedimentares da Faixa Brasília, e são compostos por múltiplas intrusões, onde bebedouritos predominam, com diques anelares de carbonatitos e foscoritos subordinados. As rochas silicáticas alcalinas de Salitre I ocorrem como dois corpos independentes. A intrusão que ocupa a porção centro-norte do complexo é composta por um anel descontínuo de olivina-perovskita bebedouritos (B1a), circundando uma região de perovskita bebedouritos (B1b). A porção centro-sul do complexo é composta por uma intrusão independente, composta por melanita bebedouritos (B2). Variações petrográficas subordinadas nesse domínio incluem bebedouritos com perovskita+titanita+melanita (B2a), além de diques de titanita e titanita-melanita bebedouritos (B2b), que intrudem no domínio norte-centro do complexo (B1). Diques de composição sienítica (S1) ocorrem no complexo. Intrudindo o domínio B1, principalmente os perovskita bebedouritos, ocorre um sistema de diques anelares e radiais interconectados de carbonatitos e foscoritos. Duas unidades de foscoritos foram individualizadas (P1 e P2), e pelo menos cinco gerações de carbonatitos foram discriminadas (magnesiocarbonatitos C1 e C2, calciocarbonatitos C3, cumulados nelsoníticos C3a e magnesiocarbonatitos D4). A composição mineralógica, química e isotópica de bebedouritos, foscoritos e carbonatitos mostra que essas rochas estão associadas a uma complexa evolução magmática, que envolve múltiplos estágios, marcados por cristalização fracionada e imiscibilidade de líquidos. O magma parental do complexo de Salitre tem composição próxima ao flogopita picrito, que gera cumulados de olivina perovskita bebedouritos B1a. A acumulação de perovskita e olivina provocam um aumento de P2O5 e CO2 no magma, resultando na separação entre um líquido foscorítico e outro silicático – foscoritos P1 e perovskita bebedouritos B1b, respectivamente. Um novo acúmulo de voláteis gera um segundo evento de imiscibilidade, produzindo os melanita bebedouritos B2 e magnesiocarbonatitos C1. A evolução do magma carbonatítico faz com que este se “subdivida” em frações de composição mais simples – rica em Mg (magnesiocarbonatitos C2); rica em P e Fe (foscoritos P2), e finalmente, rica em Ca (calciocarbonatitos C3). Os magnesiocarbonatitos tardios, ricos em Ba (D4), foram provavelmente produzidos como resíduo da diferenciação dos magnesiocarbonatitos C2, enquanto os calciocarbonatitos C3 são o produto final da evolução de foscoritos P2 e/ou evoluem paralelamente a estes. Eventualmente, calciocarbonatitos C3 podem gerar cumulados nelsoníticos C3a, por acumulação de magnetita, pirocloro e apatita. Melanita bebedouritos B2 evoluem diretamente por cristalização fracionada até termos finais de composição sienítica, S1. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Alto Paranaíba Igneous Province is part of the Late Cretaceous alkaline magmatic activity that took place in Central Brazil. The province is located at the Northeast margin of the Paraná Basin, and composed of kamafugites, kimberlites, lamproites and alkaline-carbonatite complexes. In this context, the Salitre I, II e III intrude metasedimentary rocks of the Neoproterozoic Brasília Belt. Salitre is composed of multiple intrusions, with bebedourite as the dominant rock-type, and swarms of carbonatite and phoscorite ring-dykes. The silicate alkaline rock of Salitre I occur as two independent bodies. The intrusion that occupies the central and northern part of the complex forms a discontinuous ring of olivineperovskite bebedourite (B1a), surrounding a region of olivine-free perovskite bebedourites (B1b). The southern portion of the complex is composed of an independent intrusion of melanite bebedourites (B2). Subordinate petrographic variations perovskite-titanite-melanite bebedourites (B2a), and dykes of titanite and titanite-melanite bebedourites (B2b) that intrude B1. Syenite dykes (S1) also occur in the complex. A system of interconnected carbonatite and phoscorite ring dykes intrudes B1, especially the perovskite bebedourites. Two phoscorite units (P1 and P2), and at least five generatoins of carbonatite (C1 and C2 magnesiocarbonatites, C3 calciocarbonatites, C3a nelsonitic cumulates, and D4 magnesiocarbonatites) are recognized in the complex. Mineral chemistry, whole-rock geochemistry, and stable and radiogenic isotope composition show that bebedourites, phoscorites, and carbonatites are related through a complex magmatic evolution, involving multiple stages of fractional crystallization and liquid immiscibility. The parental magma of the complex has composition similar to the phlogopite picrites typical of the APIP complexes. This primitive magma generated the olivine-perovskite bebedourites (B1a) as cumulates through crystal fractionation. The accumulation of perovskite and olivine induced an increase in P2O5 and CO2 in the residual magma, resulting in the separation of immiscible silicate (perovskite bebedourites – B1b) and phoscorite (P1) liquids. Continued build-up of volatiles eventually lead to a second immiscibility event that produced the B2 melanite bebedourites and the C1 magnesiocarbonatites. With further magma evolution, the carbonatite magma is subdivided in simpler fractoins: Mg-rich (C2 magnesiocarbonatites), P- and Fe-rich (P2 phoscorites), and Ca-rich (C3 calciocarbonatites). The late-stage, Ba-rich, D4 magnesiocarbonatites were probably formed as a residue of the differentication of the C2 magnesiocarbonatites, whereas the C3 calciocarbonatites are either the final product of the differentiation of P2 or evolved independently in a trend parallel to the latter. Fractionation of magnetite, apatite, and pyrochlore from the C3 calciocarbonatite magma generated the C3a nelsonitic cumulates. Melanite bebedourites (B2) evolved directly by crystal fractionation to the S1 syenites.