Química mineral e geotermobarometria de xenólitos mantélicos do Kimberlito Canastra-01

Abstract

O kimberlito Canastra-01 é uma intrusão na borda sul do Cráton São Francisco reportado como mineralizado. Essa intrusão consiste de dois pipes adjacentes, situados a NW e SE do Córrego da Cachoeira, Minas Gerais. Xenólitos mantélicos foram amostrados pelo Canastra-01 e são constituídos por granada clinopiroxenito, eclogito, anfibólio websteritos, (contendo granada e espinélio), granada lherzolitos, granada e espinélio harzburgitos e dunito. A caracterização química de seus minerais constituintes foi realizada por meio de microssonda eletrônica e a determinação das condições de temperatura e pressão calculadas através de vários geotermobarômetros. A textura dos granada lherzolitos e granada harzburgitos é porfiroclástica com matriz em mosaico e são constituídos, respectivamente, por: granada Prp73,.0 Alm13,9 Grs3,7 e Prp73,0 Alm13,3 Grs4,9, augita, contendo membro final jadeíta, nos granada lherzolitos, bronzita, enstatita e olivina com Fo89,2 a 90,9 e Fo90,0 a 91,2. Os espinélio harzburgitos têm textura granoblástica, augita, enstatita, olivina com Fo entre 91,1 e 92,2 e espinélio de composição aproximada (Mg0,69Fe 0,31) (Cr0,70 Al1,3)O32. As relações Ni versus Fo mostram que o teor de Ni independe do conteúdo de Fo nos granada lherzolitos e espinélio harzburgitos e que, há uma correlação negativa entre eles nos granada harzburgitos, indicando serem restitos de fusão parcial. Os dunitos, de composição Fo 89,3 a 91,1, estão associados ao processo de fusão parcial dos peridotitos, onde a correlação Ni versus Fo é negativa. Desta forma conclui-se que os dunitos também são restitos da fusão parcial de peridotitos. Os websteritos têm textura granoblástica grossa e seus minerais constituintes são: diopsídio, bronzita, pargasita a Mg-Al sadanagaíta nos websteritos que contêm granada e espinélio e Mg-hornblenda no anfibólio websterito; espinélio com composição aproximada de (Mg0,55 Fe0,45)Al2O32 e as granadas com composição média de Prp45,7 Alm37,5 Grs1,0. As temperaturas de equilíbrio calculadas para os websteritos variam de 600 °C a 989°C. Sua origem pode estar associada a cumulados magmáticos, que se formaram ou se reequilibraram em condições de P e T da fácies granada e da fácies espinélio. Os minerais constituintes do granada clinopiroxenito e do eclogito são granada de composição aproximada de piropo-almandina e de clinopiroxênio augita e onfacita, respectivamente. A temperatura média calculada para o granada clinopiroxenito é de 1255 °C e para o eclogito é de 980 °C, que permite inferir que essas rochas tiveram sua origem associada a cumulados e/ou metamorfismo de crosta oceânica. As condições de equilíbrio de P e T dos xenólitos estão espalhadas entre as geotermas aproximadas de 40 a 60 mW/m2, onde os granada lherzolitos estão dentro do campo de estabilidade do diamante. Esses dados permitem inferir que, antes da orogênese Brasiliana, as geotermas do cráton variavam em torno de 40 mW/m2, e com esta orogênese, as geotermas subiram para, aproximadamente, 60 mW/m2. Pelo menos parte dos xenólitos e os diamantes presentes no kimberlitos Canastra-01 são derivados de relictos tectônicos em sua borda sudoeste do Cráton São Francisco e na Faixa Brasília. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Canastra-01 kimberlite is located in the southern portion of São Francisco Craton and is known as diamondiferous. This intrusion comprises two adjacent pipes, located in NW and SE of Córrego da Cachoeira, Minas Gerais State, Brazil. Mantle xenoliths were sampled and comprise: garnet cliopyroxenite, eclogite, amphibole websterites (with or without garnet and spinel), garnet lherzolites, garnet and spinel harzburgites, and dunite. The chemical characterization of their minerals was analyzed by electron microprobe and the PT equilibrium conditions were calculated by various geothermobarometers. Garnet lherzolites and garnet harzburgites are porfiroclastic with an olivine mosaic groundmass and containing: garnet Prp73,0 Alm13,9 Grs3,7 and Prp73,0 Alm13,3 Grs4,.9, augite clinopyroxene, with jadeite end member in the garnet lherzolites, bronzite and enstatite and olivine with Fo89,2 to 90,9 and Fo90,0 to 91,2. Spinel harzburgites have granoblastic texture, augite, enstatite, olivine with Fo91,1 e 92,2 and spinel with an aproximate composition (Mg0,69Fe 0,31) (Cr0,70 Al1,3)O32. Ni versus Fo shows that the Ni content is independent of Fo content in the garnet lherzolites and spinel harzburgites and that there is a negative in the garnet harzburgites, indicating an origin of partial melting. For the last rock type, dunites contain only olivine, with Fo content between 89,3 and 91,1, are related to a final process of peridotite partial melting, as shown by the negative Ni versus Fo correlation. Websterites textures are coarse granuloblastic and the main minerals are: diopside, bronzite, pargasite to Mg-Al sadanagaite in the garnet and spinel types and Mg-hornblende in the amphibole only websterite; spinel with approximate composition of (Mg0,55 Fe0,45)Al2O32 and garnets with an average composition of Prpr45,7 Alm37,5 Grs1,0. Calculated temperatures are from 600 °C to 989°C. Their origin could be related to igneous cumulates formed or reequilibrated in PT conditions of garnet facies, and spinel facies. Mineral compositions of garnet clinopyroxenite and eclogite are pyrope-alamandine garnet and augite in garnet clinopyroxenite and onfacite in eclogite. The average calculated temperature of garnet clinopyroxenite is 1255 °C and of the eclogite is 980 °C. Both have an origin related to cumulate or oceanic slab metamorphism. The PT arrays are spread in approximate geotherms from 40 to 60 mW/m2, garnet lherzolites are within the diamond stability field. We propose that a geotherm of around 40 mW/m2 was present before the Brasiliano orogen. During the orogen, the geotherm increased to about 60 mW/m2. Part of the xenoliths and diamonds from Canastra-01 kimbelite are derived from tectonic relicts underlain the southwestern border of São Francisco Craton and the Brasília Mobile Belt.