Caracterização petrográfica, química mineral e petrogênese do kimberlito Rosário 16 - Rosário do Sul - RS

Abstract

O Rosário 16 (R-16) é um kimberlito transicional hipoabissal, entre a zona de raiz e diatrema, dividido em subsuperfície em dois pipes vulcânicos, Rosário 16-A e Rosário 16-B. Ele pertence a Província Kimberlítica de Rosário do Sul, intrusiva no craton Rio de la Plata à sudeste da Bacia do Paraná, no sul do Brasil. Rosário 16-A e Rosário 16-B afloram como saprólito de rocha, encaixados em estrutura NE/SW, a uma distância de 7 km do alnoíto Rosário 6 (R-6). O R-16 é constituído por microfenocristais de olivina forsterítica, Mg-cromita, Mg-ilmenita, diopsídio, flogopita, fluorapatita e CaTiO3 perovskita. Microxenocristais, possivelmente derivados de macrocristais peridotíticos, incluem olivina forsterítica, Mg-cromita e Cr-piropo, além de almandina de origem eclogítica. A determinação da composição de elementos maiores nos minerais foi realizada por análises de microssonda eletrônica. Condições de temperatura e fugacidade de oxigênio (ƒO2) foram calculadas utilizando diferentes geotermobarometros com base na composição de olivina, espinélio e perovskita. Pressões de 4 GPa ou superiores foram inferidas para R-16 devido à presença de Cr-piropo. A faixa média de temperatura resultante a 4 GPa varia 1130ºC a 1140°C, enquanto a ƒO2 no momento da equilibração está em torno de ΔNNO = - 3,92 a -1,35. Valores reduzidos de FeO e o enriquecimento de Nb em CaTiO3 perovskita, anomalias negativas de Ce em fluorapatitas combinados com os dados de pressão, temperatura e ƒO2 para Rosario 16, sugerem que o metassomatismo por CO2 foi menos intenso em comparação com R-6. Estima-se que, em R-16, as reações de CO2 tenham ocorrido no manto a pressões mais elevadas, cerca de 4 GPa, resultando a geração do magma kimberlítico por meio da interação de líquidos silicáticos com líquidos carbonatíticos. A similaridade entre os perfis de ƒO2 x temperatura entre R-16 e os basaltos alto e baixo-Ti da Bacia do Paraná sugere uma fonte mantélica heterogeneamente metassomatizada para o cluster alcalino de Rosário do Sul e os magmas basálticos. Dessa forma, compreende-se que o emplaçamento do R-16 foi favorecido pelo processo de quebra do Gondwana, o qual deu origem a Paraná- Etendeka Large Igneous Province.

The Rosario 16 (R-16) is a hypabyssal transitional kimberlite, occurring at the level between the root zone and diatreme, divided in subsurface into two volcanic pipes, Rosario 16-A and Rosario 16-B. It belongs to the Kimberlite Province of Rosario do Sul, intrusive into the Rio de la Plata craton southeast of the Parana Basin in southern Brazil. Rosario 16-A and Rosario 16-B outcrop as rock saprolite, nestled in a NE/SW structure, at a distance of 7 km from the Rosario 6 alnöite (R-6). R-16 is composed of microphenocrysts of forsteritic olivine, Mg-chromite, Mg-ilmenite, diopside, phlogopite, fluorapatite, and CaTiO3 perovskite. Microxenocrysts, possibly derived from peridotitic macrocrysts, include forsteritic olivine, Mg-chromite, and Cr-pyrope, along with eclogitic almandine. Major element composition determination in minerals was carried out through electron microprobe analyses. Temperature and oxygen fugacity (ƒO2) conditions were calculated using various geothermobarometers based on the composition of olivine, spinel and perovskite. Pressures of 4 GPa or higher were inferred for R-16 due to the presence of Cr-pyrope. The resulting average temperature range at 4 GPa varies from 1130°C to 1140°C, while the ƒO2 at the time of equilibration is around ΔNNO = -3.92 to -1.35. Reduced FeO values and Nb enrichment in CaTiO3 perovskite, negative Ce anomalies in fluorapatites, combined with pressure, temperature, and ƒO2 data for Rosario 16, suggest that CO2 metasomatism was less intense compared to R-6. It is estimated that in R-16, CO2 reactions occurred in the mantle at higher pressures, around 4 GPa, resulting in the generation of kimberlitic magma through the interaction of silicate liquids with carbonatitic liquids. The similarity between the ƒO2 versus temperature profiles of R-16 and high- and low-Ti Parana Basin basalts suggests a heterogeneously metasomatized mantle source for the Rosario do Sul alkaline cluster and basaltic magmas. Thus, it is understood that the emplacement of R-16 was favored by the Gondwana breakup process, which gave rise to the Parana-Etendeka Large Igneous Province.