O kimberlito Régis localiza-se no município do Carmo do Paranaíba, Minas Gerais. A intrusão possui formato elíptico e área aproximada de 1 km2. Com provável idade cretácea intrude rochas metassedimentares Neoproterozóicas do Grupo Bambuí. O ambiente geotectônico permanece em debate entre Faixa Brasília e Cráton do São Francisco. A presente dissertação contempla a descrição de afloramentos e de dois testemunhos de sondagem, com 250,6 e 316,4 metros. Através da caracterização macroscópica e petrográfica buscou-se subdividir a intrusão em fácies e compreender os mecanismos formadores destes depósitos, além de caracterizar o manto através dos xenólitos. A química mineral foi utilizada para caracterizar os minerais de xenólitos mantélicos e alguns minerais kimberlíticos, com aproveitamento para classificação de rocha. A área mapeada e os dois testemunhos descritos foram subdivididos em 9 unidades faciológicas principais, com base na estrutura, contatos, textura e associação mineral. Duas unidades, descritas em superfície, são correlacionáveis a outras duas descritas nos testemunhos. Estas fácies demonstram uma sucessão sedimentar grano-estrato decrescente interpretadas como produtos de fluxo de detritos e decantação em ambiente subaquoso, possivelmente lacustrino. As outras 5 unidades são distinguidas entre si pela estrutura, textura, tipo e proporção entre cristais, magmaclastos e xenólitos. Estas últimas foram interpretadas como sendo piroclásticas com base nas seguintes feições: (1) xenólitos mantélicos, crustais e de rochas encaixantes com borda de reação; (2) presença de lapili peletal com borda vítrea de resfriamento; (3) presença de magmaclastos amebóideis; (4) acumulações de cristais de olivinas em camadas; entre outras. Os xenólitos mantélicos foram caracterizados petrograficamente como granada-lherzolito e dunitos. A granada é composta predominantemente pela molécula piropo, sua composição química situa-se no campo de peridotito lherzolítico. A olivina é forsterítica, com Fo entre 0,90 e 0,92%. O ortopiroxênio predominante é enstatita. Dentre os clinopiroxênios identificam-se variedades de augita, diopsídio, onfacita e aegirina-augita. A geotermobarometria indica amostragem em condições de equilíbrio com o diamante. As análises químicas de flogopita kimberlítica situam-se no campo do kimberlito tipo I e do lamproíto, e seguem a linha de tendência do kimberlito tipo I. A composição da ilmenita localiza-se no campo de kimberlitos cratônicos. As análises indicaram que o kimberlito Régis apresenta potencial diamantífero, e as fácies caracterizadas podem ser empregadas visando um melhor aproveitamento da lavra. / The Regis Kimberlite surfaces in the Carmo do Paranaíba County, western of the State of Minas Gerais, Brazil. The pipe forms a 1km2 elliptical body. A Cretacic age for the instrusion seems the most probable. It intruded Neoproterozoic metamorphic rocks of Bambuí Group, and if it is located on Sao Francisco Craton or Brasilia Belt remains on doubt. The studies comprise two drills hole, with 250.6 and 316.4 meters, and outcrops descriptions. The kimberlite rocks and their mantle xenoliths samples were investigated through the macroscopic and microscopic characterization. The mantle and kimberlitic minerals have been analysed chemically and were used to support the rocks classification. The surveyed area, including the drilled hole cores, was subdivided into nine facies units. The division was based on structures, contact types, correlated rock texture and mineral association. Two units, with outcrop description, are correlated to two units with drill hole core description. This facies shows a fining-upward sedimentary sequence understood as deposited by debris flow and decantantion on lacustrine environment. In respect to the other five units each one has a specific proportion of crystals, magmaclasts and mantle xenoliths, furthermore a structure and rock fabric. This was explained as formed by pyroclastic flows based on: (1) crustal and mantle xenoliths with reaction rims; (2) pelletal lapilli with glassy rims; (3) ameboid magmaclasts; (4) accumulation of olivine in layers, and others. The mantle xenoliths were characterized through petrographic examination as garnet lherzolite and dunite. The garnet is predominantly pyrope, and plots on the lherzolític field. The olivine is forsteritic, with Fo between 0.90 to 0.92%. The ortopyroxene is predominantly enstatite. Among the clinopyroxene recognizes augite, diopside, omphacite and aegirine-augite. The geothermobarometry reveals sampling on diamond P-T conditions. The kimberlitic phlogopite chemical composition plots on kimberlite type-1 and lamproite field, with the kimberlite type-1 trend. The ilmenite chemical compositions reflect a cratonic environment. The results presented here indicate a diamondiferous potential of the Regis kimberlite. The facies units characterized here may be used to a better mine planning.

Kimberlitos são rochas vulcânicas que, frequentemente, contêm diamante, grafite e/ou carbonato, sendo a presença destes componentes diretamente influenciada pela variabilidade da fugacidade de oxigênio (fO2) do magma durante a sua ascenção. Segundo Chakhmouradian and Mitchell (2000), CaTiO3-perovskitas podem ser usadas para revelar as condições de alguns dos múltiplos estágios de cristalização da história magmática destas rochas. No intuito de estabelecer a fugacidade de oxigênio de magmas kimberlíticos naturais, CaTiO3-perovskitas foram cristalizadas experimentalmente em equilíbrio com um líquido kimberlítico sintético em altas temperaturas e diferentes condições de pressão e de fugacidade de oxigênio. Os experimentos mostraram que a perovskita incorporou maiores quantidades de Fe3+ com o aumento da fO2. A equação do oxigênio barômetro desenvolvida neste estudo pode ser aplicada em rochas kimberlíticas de diferentes condições de fO2, que contêm CaTiO3-perovskita e olivina. Na presente pesquisa, nós aplicamos este oxigênio barômetro em amostras do kimberlito Rosário do Sul, que é um kimberlito transicional localizado no limite sudoeste da Bacia do Paraná. Os dados de minerais deste kimberlito sugerem que sua fonte é um produto da reação de um líquido silicático-carbonatítico com o manto. Idades U-Pb de ~ 128Ma em CaTiO3-perovskitas (Conceição et al., in prep.) revelam que o kimberlito Rosário do Sul provavelmente entrou em erupção logo após o vulcanismo da Província Paraná-Etendeka. Temperaturas de cristalização, pressões e fO2 dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I, outro importante kimberlito situado no sul do Brasil, foram calculadas. As condições de suas fontes foram estimadas usando diferentes métodos a partir das composições de olivinas, espinélios, CaTiO3-perovskitas, granadas, ortopiroxênios e clinopiroxênios. As temperaturas, pressões e condições de fO2 dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I sugerem que eles foram transportados para a superfície em condições nas quais fluidos ricos em CO2 podem reagir com o manto silicático e produzir carbonatos. A composição mineral e as condições de formação do kimberlito Rosário do Sul indicam que a sua fonte pode ter sido metassomatizada por fluidos provenientes da reciclagem de uma placa oceânica subductada durante a quebra do Gondwana e abertura do Atlântico Sul, logo depois do vulcanismo da Província Paraná-Etendeka. As condições de formação dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I são usadas também para estimar o potencial destes kimberlitos em preservar diamantes. / Kimberlites are volcanic rocks which often contain diamonds, graphite and/or carbonate, and the stability of these minerals is directly influenced by the variability of oxygen fugacity (fO2) of the magma during its ascent. Second Chakhmouradian and Mitchell (2000), CaTiO3-perovskites may be used to unravel the conditions of some of the multiple stages of crystallization in the magmatic history of these rocks. In order to establish oxygen fugacities of natural kimberlititic magmas, we experimentally equilibrated CaTiO3-perovskites with synthetic kimberlitic melts at high temperatures, different oxygen fugacities and different pressures. The experiments show that perovskite incorporates increasing amounts of Fe3+ with increasing fO2. The oxygen barometer equation developed in this study can be applied in kimberlite rocks that contain CaTiO3-perovskite and olivine from different fO2 conditions. In the present research, we applied this oxygen barometer in the Rosário do Sul kimberlite samples, which is a transitional kimberlite located in the southwestern edge of the Paraná Basin. The mineral data of this kimberlite suggest that its source is a product of the reaction of a silicate-carbonate liquid in the mantle. U-Pb ages of ~ 128 Ma on CaTiO3-perovskites (Conceição et al., in prep.) reveal that the Rosário do Sul kimberlite probably erupted just after the volcanism of Paraná-Etendeka Province. We calculated crystallization temperatures, pressures and oxygen fugacities (fO2) of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites, another important kimberlite situated in the South of Brazil. Their source conditions are estimated using different methods from olivines, spinels, CaTiO3-perovskites, garnets, orthopyroxenes and clinopyroxenes compositions. The calculated temperature, pressure and fO2 values of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites suggest that they were transported to the surface under fO2 conditions in which CO2-rich fluids may react with mantle silicates to produce carbonates. The mineral composition and fO2 conditions of Rosário do Sul kimberlite indicate that its source may have been metasomatized by fluids generated from the recycling of a subducted oceanic plate during the Gondwana breakup and the South Atlantic opening, just after the Paraná-Etendeka Province volcanism. The source conditions of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites are also used to estimate the potential of these kimberlites to preserve diamonds.

Intrusões de afinidade kimberlítica (E1 e Es1) ocorrem associadas a mica xistos da Sequência Metavulcano-sedimentar Nova Brasilândia, a sudeste do estado de Rondônia. Os corpos foram estudados por meio de geofísica e as amostras analisadas do ponto de vista mineralógico, petrográfico e geoquímico. Os dados obtidos possibilitam classificar essas ocorrências, respectivamente, como brecha kimberlítica da fácies diatrema e brecha kimberlítica da fácies cratera. Mineralogicamente, as rochas contêm olivina (pseudomorfos), piroxênio, granada, ilmenita e mica como principais constituintes; perovskita acha-se restrita à intrusão E1 enquanto que anfibólio aparece como produto de alteração do piroxênio em Es1. Além disso, elas são portadoras de xenólitos de natureza diversa (eclogíticos e peridotíticos em E1; eclogíticos em Es1). Ainda que afetadas por processos de contaminação e de alteração, como sugerido pelos valores dos índices de contaminação e de ilmenita, as amostras analisadas se distinguem por suas características químicas principais, como natureza ultrabásica, riqueza em MgO (\'mg POT.#\' = 0,81-0,86) e baixa concentração em álcalis, notadamente em \'Na IND.2\'O. O padrão de distribuição dos elementos hidromagmatófilos é muito similar para as duas intrusões, com pronunciadas anomalias positivas em Ba e Nb e negativas em K e Nd. Já as terras raras exibem comportamento também concordante, linear, e com visível fracionamento das leves em relação às pesadas. Isotopicamente, os valores para as razões iniciais de Sr são muito diferentes para as duas intrusões, com a E1 se caracterizando por mostrar valores mais baixos para a razão \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' (0,705133-0,705240). Ao contrário, a Es1 tem valores consideravelmente mais altos (0,712479-0,712848), a indicar a ação de processos de contaminação. Determinações Sm/Nd em concentrados de minerais (granada e piroxênio) e em rocha total levaram à elaboração de isócronas indicando uma idade de 293 \'+ OU -\'18 Ma para E1, e de 317 \'+ OU -\' 45 Ma para Es1, assim como a possível correlação dessas intrusões com as ocorrências kimberlíticas do Grupo Mitu, no Peru. À vista das informações obtidas, e com base na definição de Mitchell (1986), é também aqui sugerido que as intrusões investigadas, ao lado de outras mais reconhecidas na área, sejam partes integrantes de um novo campo kimberlítico, o de Colorado do Oeste, no estado de Rondônia, mais velho que o não muito distante campo de Paranatinga, MT, com idade em torno de 85 Ma. / Kimberlitic affinity intrusions (E1 and Es1) are found associated with mica schists belonging to the Nova Brasilândia Metavolcano-sedimentary Sequence, at southeastern Rondônia state. They have been investigated by geophysics methods and the rock samples studied from the mineralogical, petrographic and geochemical point of view. The available data allow to classify the above intrusions as a kimberlitic breccia of diatreme facies and a kimberlitic breccia of cratera facies, respectively. Mineralogically, the rocks contain olivine (pseudomorphs), pyroxene, garnet, ilmenite and mica as main constituents; perovskite is only found in the E1 intrusion, whereas amphibole is a typical alteration product from pyroxene in Es1. Furthermore, they carry xenoliths of different natures (eclogitic and peridotitic in E1; eclogitic in Es1). Although the rocks have been affected by contamination and alteration processes, as suggested by the values of contamination and ilmenite indexes, the analyzed samples can be distinguished by their main chemical characteristics, such as ultrabasics nature, MgO richness (\'mg POT.#\' = 0,81-0,86) and low alkalis content. The distribution pattern of the hydromagmatophile elements is very similar for the rocks of both instrusions, showing pronounced positive anomalies of Ba and Nd and negative ones of K and Nd. The rare earth elements behavior is also identical for the both occurrences; it is linear and displays marked fractionation of light elements in to the heavy ones. Isotopically, Sr initial ratio values are quite different for both instrusions: E1 shows low values for the \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' (0,705133-0,705240); on contrary, they are higher for Es1 (0.712479-0.712848), indicating that these rocks have been subjected to contamination processes. Sm/Nd determinations on mineral concentrates (garnet and pyroxene) and whole rock samples provided isochron ages of 293 \'+ OU -\' 18 and 317 \'+ OU -\' 45 Ma for the E1 and Es1 intrusions, respectively, allowing their correlation with kimberlitic occurrences of the Mitu Group in Peru. On the basis of the available data and accord to Mitchell (1986), it is here suggested that the investigated intrusions, in addition to some other bodies already recognized in the area, may represented a new kimberlitic field, the Colorado do Oeste one, older than the Paranatinga field not so far away and showing an age around 85 Ma.

Kimberlitos são rochas vulcânicas que, frequentemente, contêm diamante, grafite e/ou carbonato, sendo a presença destes componentes diretamente influenciada pela variabilidade da fugacidade de oxigênio (fO2) do magma durante a sua ascenção. Segundo Chakhmouradian and Mitchell (2000), CaTiO3-perovskitas podem ser usadas para revelar as condições de alguns dos múltiplos estágios de cristalização da história magmática destas rochas. No intuito de estabelecer a fugacidade de oxigênio de magmas kimberlíticos naturais, CaTiO3-perovskitas foram cristalizadas experimentalmente em equilíbrio com um líquido kimberlítico sintético em altas temperaturas e diferentes condições de pressão e de fugacidade de oxigênio. Os experimentos mostraram que a perovskita incorporou maiores quantidades de Fe3+ com o aumento da fO2. A equação do oxigênio barômetro desenvolvida neste estudo pode ser aplicada em rochas kimberlíticas de diferentes condições de fO2, que contêm CaTiO3-perovskita e olivina. Na presente pesquisa, nós aplicamos este oxigênio barômetro em amostras do kimberlito Rosário do Sul, que é um kimberlito transicional localizado no limite sudoeste da Bacia do Paraná. Os dados de minerais deste kimberlito sugerem que sua fonte é um produto da reação de um líquido silicático-carbonatítico com o manto. Idades U-Pb de ~ 128Ma em CaTiO3-perovskitas (Conceição et al., in prep.) revelam que o kimberlito Rosário do Sul provavelmente entrou em erupção logo após o vulcanismo da Província Paraná-Etendeka. Temperaturas de cristalização, pressões e fO2 dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I, outro importante kimberlito situado no sul do Brasil, foram calculadas. As condições de suas fontes foram estimadas usando diferentes métodos a partir das composições de olivinas, espinélios, CaTiO3-perovskitas, granadas, ortopiroxênios e clinopiroxênios. As temperaturas, pressões e condições de fO2 dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I sugerem que eles foram transportados para a superfície em condições nas quais fluidos ricos em CO2 podem reagir com o manto silicático e produzir carbonatos. A composição mineral e as condições de formação do kimberlito Rosário do Sul indicam que a sua fonte pode ter sido metassomatizada por fluidos provenientes da reciclagem de uma placa oceânica subductada durante a quebra do Gondwana e abertura do Atlântico Sul, logo depois do vulcanismo da Província Paraná-Etendeka. As condições de formação dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I são usadas também para estimar o potencial destes kimberlitos em preservar diamantes. / Kimberlites are volcanic rocks which often contain diamonds, graphite and/or carbonate, and the stability of these minerals is directly influenced by the variability of oxygen fugacity (fO2) of the magma during its ascent. Second Chakhmouradian and Mitchell (2000), CaTiO3-perovskites may be used to unravel the conditions of some of the multiple stages of crystallization in the magmatic history of these rocks. In order to establish oxygen fugacities of natural kimberlititic magmas, we experimentally equilibrated CaTiO3-perovskites with synthetic kimberlitic melts at high temperatures, different oxygen fugacities and different pressures. The experiments show that perovskite incorporates increasing amounts of Fe3+ with increasing fO2. The oxygen barometer equation developed in this study can be applied in kimberlite rocks that contain CaTiO3-perovskite and olivine from different fO2 conditions. In the present research, we applied this oxygen barometer in the Rosário do Sul kimberlite samples, which is a transitional kimberlite located in the southwestern edge of the Paraná Basin. The mineral data of this kimberlite suggest that its source is a product of the reaction of a silicate-carbonate liquid in the mantle. U-Pb ages of ~ 128 Ma on CaTiO3-perovskites (Conceição et al., in prep.) reveal that the Rosário do Sul kimberlite probably erupted just after the volcanism of Paraná-Etendeka Province. We calculated crystallization temperatures, pressures and oxygen fugacities (fO2) of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites, another important kimberlite situated in the South of Brazil. Their source conditions are estimated using different methods from olivines, spinels, CaTiO3-perovskites, garnets, orthopyroxenes and clinopyroxenes compositions. The calculated temperature, pressure and fO2 values of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites suggest that they were transported to the surface under fO2 conditions in which CO2-rich fluids may react with mantle silicates to produce carbonates. The mineral composition and fO2 conditions of Rosário do Sul kimberlite indicate that its source may have been metasomatized by fluids generated from the recycling of a subducted oceanic plate during the Gondwana breakup and the South Atlantic opening, just after the Paraná-Etendeka Province volcanism. The source conditions of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites are also used to estimate the potential of these kimberlites to preserve diamonds.

Intrusões de afinidade kimberlítica (E1 e Es1) ocorrem associadas a mica xistos da Sequência Metavulcano-sedimentar Nova Brasilândia, a sudeste do estado de Rondônia. Os corpos foram estudados por meio de geofísica e as amostras analisadas do ponto de vista mineralógico, petrográfico e geoquímico. Os dados obtidos possibilitam classificar essas ocorrências, respectivamente, como brecha kimberlítica da fácies diatrema e brecha kimberlítica da fácies cratera. Mineralogicamente, as rochas contêm olivina (pseudomorfos), piroxênio, granada, ilmenita e mica como principais constituintes; perovskita acha-se restrita à intrusão E1 enquanto que anfibólio aparece como produto de alteração do piroxênio em Es1. Além disso, elas são portadoras de xenólitos de natureza diversa (eclogíticos e peridotíticos em E1; eclogíticos em Es1). Ainda que afetadas por processos de contaminação e de alteração, como sugerido pelos valores dos índices de contaminação e de ilmenita, as amostras analisadas se distinguem por suas características químicas principais, como natureza ultrabásica, riqueza em MgO (\'mg POT.#\' = 0,81-0,86) e baixa concentração em álcalis, notadamente em \'Na IND.2\'O. O padrão de distribuição dos elementos hidromagmatófilos é muito similar para as duas intrusões, com pronunciadas anomalias positivas em Ba e Nb e negativas em K e Nd. Já as terras raras exibem comportamento também concordante, linear, e com visível fracionamento das leves em relação às pesadas. Isotopicamente, os valores para as razões iniciais de Sr são muito diferentes para as duas intrusões, com a E1 se caracterizando por mostrar valores mais baixos para a razão \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' (0,705133-0,705240). Ao contrário, a Es1 tem valores consideravelmente mais altos (0,712479-0,712848), a indicar a ação de processos de contaminação. Determinações Sm/Nd em concentrados de minerais (granada e piroxênio) e em rocha total levaram à elaboração de isócronas indicando uma idade de 293 \'+ OU -\'18 Ma para E1, e de 317 \'+ OU -\' 45 Ma para Es1, assim como a possível correlação dessas intrusões com as ocorrências kimberlíticas do Grupo Mitu, no Peru. À vista das informações obtidas, e com base na definição de Mitchell (1986), é também aqui sugerido que as intrusões investigadas, ao lado de outras mais reconhecidas na área, sejam partes integrantes de um novo campo kimberlítico, o de Colorado do Oeste, no estado de Rondônia, mais velho que o não muito distante campo de Paranatinga, MT, com idade em torno de 85 Ma. / Kimberlitic affinity intrusions (E1 and Es1) are found associated with mica schists belonging to the Nova Brasilândia Metavolcano-sedimentary Sequence, at southeastern Rondônia state. They have been investigated by geophysics methods and the rock samples studied from the mineralogical, petrographic and geochemical point of view. The available data allow to classify the above intrusions as a kimberlitic breccia of diatreme facies and a kimberlitic breccia of cratera facies, respectively. Mineralogically, the rocks contain olivine (pseudomorphs), pyroxene, garnet, ilmenite and mica as main constituents; perovskite is only found in the E1 intrusion, whereas amphibole is a typical alteration product from pyroxene in Es1. Furthermore, they carry xenoliths of different natures (eclogitic and peridotitic in E1; eclogitic in Es1). Although the rocks have been affected by contamination and alteration processes, as suggested by the values of contamination and ilmenite indexes, the analyzed samples can be distinguished by their main chemical characteristics, such as ultrabasics nature, MgO richness (\'mg POT.#\' = 0,81-0,86) and low alkalis content. The distribution pattern of the hydromagmatophile elements is very similar for the rocks of both instrusions, showing pronounced positive anomalies of Ba and Nd and negative ones of K and Nd. The rare earth elements behavior is also identical for the both occurrences; it is linear and displays marked fractionation of light elements in to the heavy ones. Isotopically, Sr initial ratio values are quite different for both instrusions: E1 shows low values for the \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' (0,705133-0,705240); on contrary, they are higher for Es1 (0.712479-0.712848), indicating that these rocks have been subjected to contamination processes. Sm/Nd determinations on mineral concentrates (garnet and pyroxene) and whole rock samples provided isochron ages of 293 \'+ OU -\' 18 and 317 \'+ OU -\' 45 Ma for the E1 and Es1 intrusions, respectively, allowing their correlation with kimberlitic occurrences of the Mitu Group in Peru. On the basis of the available data and accord to Mitchell (1986), it is here suggested that the investigated intrusions, in addition to some other bodies already recognized in the area, may represented a new kimberlitic field, the Colorado do Oeste one, older than the Paranatinga field not so far away and showing an age around 85 Ma.

Kimberlitos são rochas vulcânicas que, frequentemente, contêm diamante, grafite e/ou carbonato, sendo a presença destes componentes diretamente influenciada pela variabilidade da fugacidade de oxigênio (fO2) do magma durante a sua ascenção. Segundo Chakhmouradian and Mitchell (2000), CaTiO3-perovskitas podem ser usadas para revelar as condições de alguns dos múltiplos estágios de cristalização da história magmática destas rochas. No intuito de estabelecer a fugacidade de oxigênio de magmas kimberlíticos naturais, CaTiO3-perovskitas foram cristalizadas experimentalmente em equilíbrio com um líquido kimberlítico sintético em altas temperaturas e diferentes condições de pressão e de fugacidade de oxigênio. Os experimentos mostraram que a perovskita incorporou maiores quantidades de Fe3+ com o aumento da fO2. A equação do oxigênio barômetro desenvolvida neste estudo pode ser aplicada em rochas kimberlíticas de diferentes condições de fO2, que contêm CaTiO3-perovskita e olivina. Na presente pesquisa, nós aplicamos este oxigênio barômetro em amostras do kimberlito Rosário do Sul, que é um kimberlito transicional localizado no limite sudoeste da Bacia do Paraná. Os dados de minerais deste kimberlito sugerem que sua fonte é um produto da reação de um líquido silicático-carbonatítico com o manto. Idades U-Pb de ~ 128Ma em CaTiO3-perovskitas (Conceição et al., in prep.) revelam que o kimberlito Rosário do Sul provavelmente entrou em erupção logo após o vulcanismo da Província Paraná-Etendeka. Temperaturas de cristalização, pressões e fO2 dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I, outro importante kimberlito situado no sul do Brasil, foram calculadas. As condições de suas fontes foram estimadas usando diferentes métodos a partir das composições de olivinas, espinélios, CaTiO3-perovskitas, granadas, ortopiroxênios e clinopiroxênios. As temperaturas, pressões e condições de fO2 dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I sugerem que eles foram transportados para a superfície em condições nas quais fluidos ricos em CO2 podem reagir com o manto silicático e produzir carbonatos. A composição mineral e as condições de formação do kimberlito Rosário do Sul indicam que a sua fonte pode ter sido metassomatizada por fluidos provenientes da reciclagem de uma placa oceânica subductada durante a quebra do Gondwana e abertura do Atlântico Sul, logo depois do vulcanismo da Província Paraná-Etendeka. As condições de formação dos kimberlitos Rosário do Sul e Alfeu-I são usadas também para estimar o potencial destes kimberlitos em preservar diamantes. / Kimberlites are volcanic rocks which often contain diamonds, graphite and/or carbonate, and the stability of these minerals is directly influenced by the variability of oxygen fugacity (fO2) of the magma during its ascent. Second Chakhmouradian and Mitchell (2000), CaTiO3-perovskites may be used to unravel the conditions of some of the multiple stages of crystallization in the magmatic history of these rocks. In order to establish oxygen fugacities of natural kimberlititic magmas, we experimentally equilibrated CaTiO3-perovskites with synthetic kimberlitic melts at high temperatures, different oxygen fugacities and different pressures. The experiments show that perovskite incorporates increasing amounts of Fe3+ with increasing fO2. The oxygen barometer equation developed in this study can be applied in kimberlite rocks that contain CaTiO3-perovskite and olivine from different fO2 conditions. In the present research, we applied this oxygen barometer in the Rosário do Sul kimberlite samples, which is a transitional kimberlite located in the southwestern edge of the Paraná Basin. The mineral data of this kimberlite suggest that its source is a product of the reaction of a silicate-carbonate liquid in the mantle. U-Pb ages of ~ 128 Ma on CaTiO3-perovskites (Conceição et al., in prep.) reveal that the Rosário do Sul kimberlite probably erupted just after the volcanism of Paraná-Etendeka Province. We calculated crystallization temperatures, pressures and oxygen fugacities (fO2) of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites, another important kimberlite situated in the South of Brazil. Their source conditions are estimated using different methods from olivines, spinels, CaTiO3-perovskites, garnets, orthopyroxenes and clinopyroxenes compositions. The calculated temperature, pressure and fO2 values of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites suggest that they were transported to the surface under fO2 conditions in which CO2-rich fluids may react with mantle silicates to produce carbonates. The mineral composition and fO2 conditions of Rosário do Sul kimberlite indicate that its source may have been metasomatized by fluids generated from the recycling of a subducted oceanic plate during the Gondwana breakup and the South Atlantic opening, just after the Paraná-Etendeka Province volcanism. The source conditions of Rosário do Sul and Alfeu-I kimberlites are also used to estimate the potential of these kimberlites to preserve diamonds.

Orientador: Elson Paiva de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:31:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DonattiFilho_JosePaulo_D.pdf: 4183333 bytes, checksum: fdab4641a69f3e0cb09bddeb14a2dedf (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A presente tese concentrou-se na classificação do magmatismo kimberlítico do Campo Kimberlítico Brauna no nordeste do Craton do São Francisco, e sua relação com as rochas encaixantes, xenólitos (e.g. crustais e mantélicos), mineralizações diamantíferas e contexto tectônico regional associado ao Greenstone Belt do Rio Itapicuru e Bloco Serrinha. O escopo do estudo refere-se à utilização de técnicas analíticas convencionais como microscopia, microscopia eletrônica de varredura, microssonda eletrônica e difratometria de raios-X para a classificação da mineralogia e da química mineral dos kimberlitos e xenólitos associados. Somado a isto, utilizou-se técnicas analíticas mais avançadas aplicadas ao estudo de kimberlitos, como a obtenção de dados geoquímicos de alto poder interpretativo (e.g. HFSE e REE) por ICPMS e XRF, com a finalidade de se entender a petrogênese dessas rochas. Além de análises isotópicas de Sr-Nd em rocha total e perovskita da matriz kimberlítica, e U-Pb em grãos de zircão e perovskita por SHRIMP e TIMS respectivamente, para definir e determinar fontes geradoras do magmatismo do campo kimberlítico. Este volume foi organizado sob forma de dois artigos completos, onde a grande maioria dos resultados desta tese foram apresentados. O primeiro artigo intitulado ?Age and Origin of the Neoproterozoic Brauna Kimberlites: magma generation within the metasomatized base of the São Francisco craton, Brazil?, teve como principal objetivo a classificação petrogenética dos kimberlitos e xenólitos associados do Campo Kimberlítica Brauna, desde então superficialmente explorada por empresas de exploração de diamantes na década de 80 e 90. Neste artigo foram utilizadas técnicas convencionais de classificação de rocha bem como: descrições petrográficas, relações de campo, microscopia eletrônica de varredura, microssonda RAMAM, difratometria de Raio-X e geoquímica de elementos maiores e traços. O artigo contempla também a utilização de técnicas mais avançadas até então inexistentes na literatura sobre kimberlitos no Brasil, são elas: datação radiométrica U-Pb em fenocristais de perovskita por Termal Ionization Mass Spectrometry (TIMS), dados isotópicos de Sr-Nd em rocha total e isótopos de Nd em fenocristal de perovskita. Além disso, o artigo contribui de forma representativa para uma discussão freqüente entre a comunidade internacional de kimberlitólogos sobre tipos de magmas kimberlíticos heterogêneos. O segundo artigo intitulado ?Zircon xenocrysts U-Pb dating from the Neoproterozoic Brauna Kimberlite Field, São Francisco Craton, Brazil: geodynamic implications for kimberlitic intrusion?, foi contemplado com dados isotópicos precisos de U-Pb em xenocristais de zircão do kimberlito e fenocristais de zircão do granodiorite encaixante por Sensitive High Resolution Ion Microprobe (SHRIMP II). Este artigo teve como principal objetivo a identificação das diferentes idades registradas nos xenocristais de zircão trazidos à superfície da Terra pelo magmatismo kimberlítico com o intuito de se entender a constituição da litosfera sob o Bloco Serrinha, onde o campo kimberlítico Brauna encontra-se intrudido. Além disso, o estudo isotópico detalhado do granodiorito encaixante também se fez importante para o entendimento da mecânica de colocação e forma de contaminação crustal desse tipo de magmatismo tão peculiar, tornando este artigo o segundo no mundo com esse tipo de abordagem / Abstract: The present thesis deals with the classification of the Brauna Kimberlite Field magmatism, northeast São Francisco Craton, and its relationship with the host-rock, xenoliths (e.g. crustal and mantelic), diamondiferous mineralization and the regional tectonic context associated to the Rio Itapicuru greenstone belt and Serrinha Block. The scope of this study refers to conventional methodologies such as scanning electron microscope, electronic microprobe and X-ray difratometry for the mineralogy classification of the Brauna kimberlites and the related xenoliths. Additionally, we have used more robust analytical techniques applied to the kimberlite study, such as ICPMS and XRF and also isotopic analysis of whole rock and perovskite Sr-Nd isotope, and also zircon U-Pb geochronology, using TIMS and SHRIMP respectively, to understand the kimberlitic source and magma generation process. This volume was organized under paper form where the results, discussions and conclusions are reported. The first manuscript entitle -Age and Origin of the Neoproterozoic Brauna Kimberlites: magma generation within the metasomatized base of the São Francisco craton, Brazil, had the main subject the Brauna kimberlites and xenoliths petrogenetic classifications, since then superficially explored by the exploration Companies during the 80's and 90's decades. In this article we have utilized conventional techniques for rock classification such as petrographic descriptions, field relationships i.e. SEM, RAMAM and X-Ray difratometry for major and trace elements geochemistry. Also we have analysed the samples by most advanced techniques inexistent in the Brazilian literature so far, for example: trace elements using ICPMS, U-Pb perovskite dating and whole rock Sr-Nd and perovskite Nd isotope by TIMS. Furthermore, this manuscript has contributed for the international kimberlite community discussion about the heterogeneous kimberlitic magma types. The second manuscript entitled -Zircon xenocrysts U-Pb dating from the Neoproterozoic Brauna Kimberlite Field, São Francisco Craton, Brazil: geodynamic implications for kimberlitic intrusion, was awarded with U-Pb isotopic data in zircon xenocrysts in Brauna kimberlites and its host rock Nordestina granodiorite batholith using the SHRIMP. This article had the principal objective, to place constraints on the lithosphere beneath the Archean Serrinha Block. Furthermore, the detailed isotopic study on the host-rock was important to improve our understanding about the form and dynamic of the kimberlitic intrusion. It is important to note that this paper is the second published paper with this subject in the world / Doutorado / Geologia e Recursos Naturais / Doutor em Ciências

Processos de fusão parcial e metassomatismo foram identificados em xenólitos mantélicos da Província Ígnea Alto Paranaíba (PIAP), na região de Coromandel (Minas Gerais), pela combinação de técnicas de análise textural (petrografia, microscopia eletrônica de varredura), análises químicas minerais pontuais de elementos maiores (por Microssonda Eletrônica), traços (por LA-Q-ICPMS) e isótopos (Sr em clinopiroxênio por LA-MC-ICPMS). Os xenólitos, oriundos dos kimberlitos Indaiá 1, Limeira 1 e Forca, foram divididos em três grupos exibindo texturas, mineralogia e química distintas: peridotitos com espinélio ou Cr- espinélio, interpretados como fragmentos de fácies espinélio no manto litosférico raso; xenólitos com flogopita e/ou clinopiroxênio secundário representando porções do manto litosférico que sofreram metassomatismo por interação com fluidos ou magmas; e dunitos e harzburgitos com textura mosaico porfiroclástica a fluidal compatíveis com porções que sofreram efeitos de um fluxo térmico maior, possivelmente associadas a astenosfera ou a zonas de maior permeabilidade na litosfera. De modo geral os xenólitos mantélicos da Província Ígnea do Alto Paranaíba foram afetados por intensa fusão parcial, indicada especialmente pelo alto valor de mg# em olivina e ortopiroxênio, e pelo empobrecimento de Al em clinopiroxênio e minerais do grupo do espinélio. Boa parte desses xenólitos foi modificada por metassomatismo modal e/ou críptico, que atingiu inclusive níveis rasos do manto litosférico (fácies espinélio). Os harzburgitos e dunitos com textura porfiroclástica com mosaico têm baixos valores de mg# em olivina e ortopiroxênio, e altas concentrações de de Ti, Ca e Na em relação aos demais grupos de amostras sugerindo um processo de metassomatismo críptico de alta temperatura (astenosfera, ou zonas permeáveis da litosfera). Estimativas com base em razões \'Y IND.N\' e \'Yb IND.N\' (normalizadas por Manto PrimitivoPM) em clinopiroxênio, indicam que os peridotitos com Cr-espinélio sofreram uma porcentagem maior de fusão parcial (15-20%), em relação aos peridotitos com espinélio (5-8%), e preferencialmente fracionada. Em algumas amostras nos peridotitos com Crespinélio ainda são encontrados padrões enriquecidos de \'ETRL IND.N\', indicando processos de metassomatismo críptico. Os cristais de clinopiroxênio das amostras de xenólitos metassomatisados têm padrão de distribuição de \'ETR.IND.N\' semelhantes entre si, com padrão de \'ETRL IND.N\' convexo e enriquecido em relação aos \'ETRP IND.N\' (\'La IND.N\' e \'Lu IND.N\', respectivamente 5-14xPM e 0,3-1xPM). Uma amostra de harzburgito com bolsões de clinopiroxênio (In1-12), tem o clinopiroxênio com as maiores razões de \'ETR IND.N\' do conjunto, mantendo o padrão de \'ETRL IND.N\' convexo e enriquecido em relação aos \'ETRP IND.N\' \'(La IND.N\' e \'Lu IND.N\', respectivamente 2543xPM e 1-2,5xPM) dos peridotitos metassomatisados. Razões \'ANTPOT.87 Sr\'/ANTPOT. 86 Sr\' de clinopiroxênio desta última amostra (0,706-0,714) e de flogopita ilmenita wehrlito (0,706-7,10) sugerem que o metassomatismo seria derivado de porção da astenosfera ou litosfera com material proveniente de subducção de crosta. Um valor mais baixo de razão \'ANTPOT. 87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' para clinopiroxênio de peridotito com espinélio (0,703),indica, juntamente com aspectos texturais e de química de maiores e traços, pouca ou nenhuma, influencia do metassomatismo nesta amostra. / Partial melting processes and metasomatism were identified in mantle xenoliths of the Alto Paranaíba Igneous Province (APIP), next Coromandel (Minas Gerais), by combining textural analysis techniques (petrography, scanning electron microscopy) and specific mineral chemical analyzes of major elements (for Electronic Microprobe), trace elements (LA-Q-ICPMS) and isotopes (Sr in clinopyroxene by LA-MC-ICPMS). The xenoliths which are from Indaiá 1, Limeira 1 and Forca kimberlite were divided into three groups displaying different textures, mineralogy and chemistry: peridotites with spinel or Cr-spinel, were interpreted as fragments in the shallow lithospheric mantle; xenoliths with phlogopite and/or secondary clinopyroxene representing the lithospheric mantle portions that suffered metasomatism by interaction with fluids or magmas; and dunites and harzburgites with porphyroclastic texture with mosaic are compatible with portions that have suffered the effects of a higher heat flow, possibly associated with asthenosphere or zones of greater permeability in the lithosphere. Mantle xenoliths from APIP were affected by intense partial melting, suitable for high-value mg# of olivine and orthopyroxene, and the depletion of Al in clinopyroxene and spinel minerals from the group. Many of these xenoliths were modified by modal and/or cryptic metasomatism, which reached even shallow levels of the lithospheric mantle (facies spinel). Harzburgites and dunites with prophyroclastic texture with mosaic have low values of mg# and high concentrations of Ti, Ca and Na in olivine and orthopyroxene compared to other groups of samples suggesting a cryptic metasomatism process of high temperature. \'Y IND.N\' and \'Yb IND.N\' (normalized by Primitive Mantle-PM) ratios in clinopyroxene indicate that the peridotites with Cr-spinel suffered a higher percentage of partial melting (15-20%) compared to the peridotites with spinel (5-8%), and preferably fractional. Some samples in peridotites with Cr-spinel are still found \'LREE IND.N\' enriched ratios patterns, indicating cryptic metasomatism processes. The clinopyroxene crystals of metasomatized xenoliths samples have similar \'REE IND.N\' ratios pattern, with convex \'LREE IND.N\' pattern with higher ratios compared to \'HREE IND.N\' (LaN:5-14xPM and LuN 0,3-1xPM). A harzburgite with insterticial pockted clinopyroxene (In1-12), has the clinopyroxene with the highest \'REE IND.N\' of the set, the convex and enriched \'LREE IND.N\' pattern as well (\'La IND.N\': 25-43xPM and \'Lu IND.N\' 1-2.5XPM) of metasomatized peridotites. Clinopyroxene \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' ratios of the latter sample (0,706 to 0,714) and from phlogopite wehrlite ilmenite sample (0,706 to 0,710) suggest that metassomatism fluids from astenosphere or lithosphere were derivative from crust subduction processes. A lower value ratio \'ANTPOT.87 Sr\'/ANTPOT.86 Sr\' for clinopyroxene in peridotite with spinel (0,703), is in agreement with textural aspects, major and trace elements information, that this group of xenolith little, or no influence of metasomatism.

Processos de fusão parcial e metassomatismo foram identificados em xenólitos mantélicos da Província Ígnea Alto Paranaíba (PIAP), na região de Coromandel (Minas Gerais), pela combinação de técnicas de análise textural (petrografia, microscopia eletrônica de varredura), análises químicas minerais pontuais de elementos maiores (por Microssonda Eletrônica), traços (por LA-Q-ICPMS) e isótopos (Sr em clinopiroxênio por LA-MC-ICPMS). Os xenólitos, oriundos dos kimberlitos Indaiá 1, Limeira 1 e Forca, foram divididos em três grupos exibindo texturas, mineralogia e química distintas: peridotitos com espinélio ou Cr- espinélio, interpretados como fragmentos de fácies espinélio no manto litosférico raso; xenólitos com flogopita e/ou clinopiroxênio secundário representando porções do manto litosférico que sofreram metassomatismo por interação com fluidos ou magmas; e dunitos e harzburgitos com textura mosaico porfiroclástica a fluidal compatíveis com porções que sofreram efeitos de um fluxo térmico maior, possivelmente associadas a astenosfera ou a zonas de maior permeabilidade na litosfera. De modo geral os xenólitos mantélicos da Província Ígnea do Alto Paranaíba foram afetados por intensa fusão parcial, indicada especialmente pelo alto valor de mg# em olivina e ortopiroxênio, e pelo empobrecimento de Al em clinopiroxênio e minerais do grupo do espinélio. Boa parte desses xenólitos foi modificada por metassomatismo modal e/ou críptico, que atingiu inclusive níveis rasos do manto litosférico (fácies espinélio). Os harzburgitos e dunitos com textura porfiroclástica com mosaico têm baixos valores de mg# em olivina e ortopiroxênio, e altas concentrações de de Ti, Ca e Na em relação aos demais grupos de amostras sugerindo um processo de metassomatismo críptico de alta temperatura (astenosfera, ou zonas permeáveis da litosfera). Estimativas com base em razões \'Y IND.N\' e \'Yb IND.N\' (normalizadas por Manto PrimitivoPM) em clinopiroxênio, indicam que os peridotitos com Cr-espinélio sofreram uma porcentagem maior de fusão parcial (15-20%), em relação aos peridotitos com espinélio (5-8%), e preferencialmente fracionada. Em algumas amostras nos peridotitos com Crespinélio ainda são encontrados padrões enriquecidos de \'ETRL IND.N\', indicando processos de metassomatismo críptico. Os cristais de clinopiroxênio das amostras de xenólitos metassomatisados têm padrão de distribuição de \'ETR.IND.N\' semelhantes entre si, com padrão de \'ETRL IND.N\' convexo e enriquecido em relação aos \'ETRP IND.N\' (\'La IND.N\' e \'Lu IND.N\', respectivamente 5-14xPM e 0,3-1xPM). Uma amostra de harzburgito com bolsões de clinopiroxênio (In1-12), tem o clinopiroxênio com as maiores razões de \'ETR IND.N\' do conjunto, mantendo o padrão de \'ETRL IND.N\' convexo e enriquecido em relação aos \'ETRP IND.N\' \'(La IND.N\' e \'Lu IND.N\', respectivamente 2543xPM e 1-2,5xPM) dos peridotitos metassomatisados. Razões \'ANTPOT.87 Sr\'/ANTPOT. 86 Sr\' de clinopiroxênio desta última amostra (0,706-0,714) e de flogopita ilmenita wehrlito (0,706-7,10) sugerem que o metassomatismo seria derivado de porção da astenosfera ou litosfera com material proveniente de subducção de crosta. Um valor mais baixo de razão \'ANTPOT. 87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' para clinopiroxênio de peridotito com espinélio (0,703),indica, juntamente com aspectos texturais e de química de maiores e traços, pouca ou nenhuma, influencia do metassomatismo nesta amostra. / Partial melting processes and metasomatism were identified in mantle xenoliths of the Alto Paranaíba Igneous Province (APIP), next Coromandel (Minas Gerais), by combining textural analysis techniques (petrography, scanning electron microscopy) and specific mineral chemical analyzes of major elements (for Electronic Microprobe), trace elements (LA-Q-ICPMS) and isotopes (Sr in clinopyroxene by LA-MC-ICPMS). The xenoliths which are from Indaiá 1, Limeira 1 and Forca kimberlite were divided into three groups displaying different textures, mineralogy and chemistry: peridotites with spinel or Cr-spinel, were interpreted as fragments in the shallow lithospheric mantle; xenoliths with phlogopite and/or secondary clinopyroxene representing the lithospheric mantle portions that suffered metasomatism by interaction with fluids or magmas; and dunites and harzburgites with porphyroclastic texture with mosaic are compatible with portions that have suffered the effects of a higher heat flow, possibly associated with asthenosphere or zones of greater permeability in the lithosphere. Mantle xenoliths from APIP were affected by intense partial melting, suitable for high-value mg# of olivine and orthopyroxene, and the depletion of Al in clinopyroxene and spinel minerals from the group. Many of these xenoliths were modified by modal and/or cryptic metasomatism, which reached even shallow levels of the lithospheric mantle (facies spinel). Harzburgites and dunites with prophyroclastic texture with mosaic have low values of mg# and high concentrations of Ti, Ca and Na in olivine and orthopyroxene compared to other groups of samples suggesting a cryptic metasomatism process of high temperature. \'Y IND.N\' and \'Yb IND.N\' (normalized by Primitive Mantle-PM) ratios in clinopyroxene indicate that the peridotites with Cr-spinel suffered a higher percentage of partial melting (15-20%) compared to the peridotites with spinel (5-8%), and preferably fractional. Some samples in peridotites with Cr-spinel are still found \'LREE IND.N\' enriched ratios patterns, indicating cryptic metasomatism processes. The clinopyroxene crystals of metasomatized xenoliths samples have similar \'REE IND.N\' ratios pattern, with convex \'LREE IND.N\' pattern with higher ratios compared to \'HREE IND.N\' (LaN:5-14xPM and LuN 0,3-1xPM). A harzburgite with insterticial pockted clinopyroxene (In1-12), has the clinopyroxene with the highest \'REE IND.N\' of the set, the convex and enriched \'LREE IND.N\' pattern as well (\'La IND.N\': 25-43xPM and \'Lu IND.N\' 1-2.5XPM) of metasomatized peridotites. Clinopyroxene \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' ratios of the latter sample (0,706 to 0,714) and from phlogopite wehrlite ilmenite sample (0,706 to 0,710) suggest that metassomatism fluids from astenosphere or lithosphere were derivative from crust subduction processes. A lower value ratio \'ANTPOT.87 Sr\'/ANTPOT.86 Sr\' for clinopyroxene in peridotite with spinel (0,703), is in agreement with textural aspects, major and trace elements information, that this group of xenolith little, or no influence of metasomatism.