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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.44.2013.tde-15052014-094703
Document
Auteur
Nom complet
Vicente Sergio Costa
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2013
Directeur
Jury
Ruberti, Excelso (Président)
Sousa, Maria Zélia Aguiar de
Azzone, Rogério Guitarrari
Conceição, Herbet
Oliveira, Elson Paiva de
Titre en portugais
Mineralogia e Petrologia de xenólitos mantélicos da Província Kimberlitica de Juína, MT
Mots-clés en portugais
Kimberlito(Juína MT)
Mineralogia
Petrologia
Resumé en portugais
Estudos petrográficos, mineralógicos e isotópicos (radiogênicos (Sm/Nd) realizados em xenólitos mantélicos registrados em kimberlitos de Juína sugerem que o manto superior abaixo dessa região é composicionalmente estratificado e composto principalmente de peridotitos e eclogitos. Entre os xenólitos encontrados, peridotitos são os mais abundantes e representados por granada peridotitos e granada '+OU-'espinélio peridotitos. Granada '+OU-' espinélio peridotitos exibem texturas equigranulares e intensa silicificação substituindo olivina e ortopiroxênio por quartzo criptocristalino, assim podendo ser subdivididos em granada '+OU-' espinélio peridotitos com assinatura de eclogitos (GEPE) e granada '+OU-' espinélio peridotitos silicificado (GEPS). GEPE exibem abundantes agulhas de rutilos incluídas em clinopiroxênios(CPX) e granadas(GRT). Nestes xenólitos ocorrem os CPX com os maiores conteúdos de 'AL IND.2''O IND.3' e as GRT com os menores teores de CaO de todos os peridotitos. GEPE apresentam elevado conteúdo de elementos incompatíveis, e (até 2.313 vezes ao do manto primitivo) e enriquecimento em ETRs leves nos CPX, com ['La/Yb] IND.N''>OU='1. São caracterizados por equilíbrio em temperaturas (881 a 907°C) e pressões (26 a 33 kbar) relativamente baixas. Mostram valores negativos de ''épsilon'IND. Nd'(-11,06) e idade modelo ('T IND.DM') de 1.884 Ma. GEPS representam os xenólitos mais abundantes dos peridotitos. Contêm menores inclusões de rutilo e forte modificação por processo de silicificação. Apresenta CPX com maior conteúdo de MgO e enriquecimento nos incompatíveis e ETRs ['La/Yb] IND.N''>OU='1, e GRT com conteúdo intermediário de 'Cr IND.2''O IND.3' e empobrecimento em ETRs pesados ['Dy/Yb] IND.N' < 1, se comprado aos demais. Foram equilibrados em temperaturas e pressões respectivamente entre 1077 a 1353°C e 50 a 63 kbares. Mostram valores negativos 'épsilon'Nd (-8,35 a -11,31) e idade modelo ('T IND.DM') de 1.842 a 1114 Ma. Granada peridotitos com texturas 1 e 2 (GPT1 e GPT2) exibem severas texturas de deformação, com formação de neoblastos de olivina principalmente. GPT1 mostra-se mais enriquecida em porfiroclasto de olivina e menor conteúdo de granada, com CPX tendo maior conteúdo de CaO; já no GPT2 a GRT é mais enriquecida em 'TiO IND.2'. GT1 e GT2 apresentam os menores conteúdos de elementos incompatíveis (ETRL~10 vezes o do condrito) dos peridotitos. Foram equilibrados em temperaturas e pressões entre 1084 a 1473°C e 37 a 58 kbares no GPT1 e 1263 a 1408°C e 40 a 60 kbares no GPT2. Mostram valores negativos de 'épsilon' Nd(-3,24) e idade modelo ('T IND.DM') de 1.242 Ma. O conteúdo elevado de elementos incompatíveis, com enriquecimento de ETRs leves no CPx e empobrecimento na GRT, sugere que os xenólitos peridotíticos representam uma fonte de manto enriquecida do tipo EM, com ''épsilon' IND.Nd' negativos e razão Sm/Nd <1. Assim pode-se inferir que esses peridotitos foram formados por fracionamento ígneo no manto superior, litosfera para GEPE e GEPS e astenosfera para GPT1 e GPT2, sendo assim resíduo de extração de líquido basáltico (Ex.: vulcânicas do Grupo Roosevelt). Peridotitos messomatizados (MARID) representam a cristalização de minerais metassomáticos (Modal) e enriquecimento anômalos de elementos traços e ETRs, e poderiam estar associados a uma origem concomitante com o evento carbonatitíco - kimberlítico. Os xenólitos de eclogitos são mais raros e podem ser divididos em três grupos: i) Eclogitos bi-minerálicos (EB), ii) Ortopiroxênio - rutilo eclogitos (ORE); e iii) Sanidina - quartzo - coesita eclogitos (SQC). O conteúdo modal de granada aumenta do ORE para EB até SQC. Neste mesmo sentido ocorre um aumento da molécula de grossularita na granada e do teor de 'AL IND.2''O IND.3' em clinopiroxênio. EB e ORE apresentam composição química de eclogitos do Grupo A ou I. SQC têm composição similar aos do Grupo B ou II. Apresentam razões isotópicas variáveis desde positiva ''épsilon'IND.Nd' + 0,16 (ORE) até valores negativos elevados ''épsilon'IND.Nd' - 13,03 (EB), e idade modelo ('T IND.DM') entre 1166 a 1648 Ma. A isócrona interna entre CPX, GRT e rocha total de dois eclogitos (EB e ORE) apresentou uma idade de cristalização e/ou recristalização de 200 Ma, corroborando assim a hipótese de que os eclogitos foram formados por subducção de crosta oceânica (Pro-Pacífico) em baixo do Supercontinente Gondwana durante o Mesozóico. Porém, não se descarta a hipótese de que os eclogitos (EB e ORE) poderiam ser considerados cumulados ígneos de alta pressão e/ou resíduo de fusão de líquidos basálticos durante eventos Mesoproterozóicos. A suíte de megacristais (LICPX) apresenta conteúdo de baixo cromio e portanto com afinidade aos eclogitos. Pode ser interpretada como formada durante co-precipitação de clinopiroxênio pobre em cromo e picroilmenita a temperatura entre 1264°C e 1308°C, em um líquido proto-kimberlítico.
Mots-clés en anglais
Not available.
Resumé en anglais
Mineralogical, petrographic and isotopic studies (radiogênicos (Sm/Nd) mantélicos xenoliths in kimberlites of Juína suggest that the upper mantle below this area is compositionally stratified and composed mostly of peridotite and eclogite. Between xenoliths found, peridotite are the most abundant and represented by granada and granada '+OR-' spinel peridotite. Granada '+OR-' spinel peridotite exhibit intense silicification and equigranulares textures by replacing olivine and orthopyroxene by criptocristalino quartz, so can be subdivided into granada '+OU-' spinel peridotite with signature of eclogite (GEPE) and granada '+OR-' spinel peridotite silicificado (GEPS). GEPE display abundant rutilos needles included in clinopiroxênios (CPX) and grenades (GRT). In these xenoliths CPX occur with the highest content of Al2O3 and the GRT with the lowest levels of all of peridotite. GEPE have high contents of incompatible elements, and (until 2,313 times primitive mantle) and enrichment in light in CPX, ETRs with ['La/Yb] IND.N''>OU='1. Are characterized by balance in temperature (881 to 907°C) and pressures (26 to 33 kbar) relatively low. Show negative values of ''épsilon'IND. Nd' ( -11.06) and age model (TDM) of 1,884 Ma. GEPS represent the most abundant xenoliths of peridotite. Contain rutile inclusions and strong minor modification by silicification process. Presents more MgO content CPX and enrichment in incompatible and ETRs ['La/Yb] IND.N''>OR='1, and GRT intermediate content of Cr2O3 and impoverishment in heavy ETRs ['Dy/Yb] IND.N' < 1, compared to others. Were equilibradoss in temperatures and pressures respectively between 1077 the 1353° C 50 to 63 and kbares. Show negative values of 'épsilon'Nd (-8.35 to -11.31) and age model (TDM) of 1,842 the 1114 Ma. Garnet peridotite with textures 1 and 2 (GPT1 and GPT2) exhibit severe deformation textures, with formation of neoblastos of olivine. GPT1 shows more enriched in olivine porfiroclasto and lower contents of garnet, with higher CaO content in the CPX, while the GRT GPT2 is more enriched in TiO2. GT1 and GT2 have the smallest contents of incompatible elements (ETRL ~ 10 times the chondrite) of peridotite. The equilibrium temperatures and pressures were between 1084 and 1473 ºC, and 37 to 58 kbars for GPT1, respectively, and 1263 to 1408°C and 40 to 60 Kbars for GPT2. Show negative values of 'épsilon'Nd (-3.24) and age model (TDM) of 1,242 Ma.The high content of incompatible elements, with enrichment of light in CPX and ETRs impoverishment in GRT, suggests that the xenoliths represent a enriched mantle source type, with negative 'épsilon'Nd and Sm/Nd < 1. It could be inferred that these were formed by igneous fractionation peridotite in the upper mantle, then lithosphere for GEPS and GEPE and asthenosphere for GPT1 and GPT2, being basaltic liquid extraction residue (e.g. Group volcanic Roosevelt). Metasomatized peridotite (MARID) represent the crystallization of metasomatic minerals (Modal) and anomalous enrichment of trace elements and ETRs, and it could be associated with a concomitant with the event source carbonatitic-kimberlitic. Xenoliths of eclogite are rare and they can be divided into three groups: i)bi-minerálicos Eclogite (EB), ii) Orthopyroxene-rutile eclogite (ORE); and iii) Sanidinequartz-coesite eclogite (SQC). The modal content of garnet increases of the ORE for EB to SQC. In this same sense is an increase of grossularite molecule in garnet and Al2O3 in clinopyroxene. EB and ORE present chemical composition of group. A or Group I eclogite. SQC have composition similar to group B or II. Exhibit isotopic variables from positive reasons 'épsilon'Nd + 0.16 (ORE) until negative values high 'épsilon'Nd -13.03 (EB), and age model (TDM) between 1166 to 1648 Ma.The internal isochrone CPX and GRT, and two whole rock eclogites (EB and ORE) presented a crystallization age and/or recrystallization of 200 Ma, corroborating the hypothesis that the eclogite were formed by the subduction of oceanic crust (Proto) at the bottom of the supercontinent of Gondwana during the Mesozoic.However, do not rule out the hypothesis that the eclogite (EB and ORE) could be considered cumulus of high-pressure igneous and/or melting basaltic liquid residue during mesoproterozoics events.The megacristais suite (LICPX) features low Cr content, with affinity to eclogite. Can be interpreted as formed during the co-precipitation of low chromium clinopyroxene and picroilmenite, below temperatures between1264° C and 1308° C in a liquid proto-kimberlitic.
 
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Date de Publication
2014-05-27
 
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