Petrography and mineral chemistry of carbonatites and mica-rich rocks from the Araxá complex (Alto Paranaíba Province, Brazil)

Abstract

The Araxá complex (16 km²) comprises carbonatites forming a central core and a complex network of concentric and radial dykes as well as small veins; additionally, it includes mica-rich rocks, phoscorites and lamprophyres. Fenites also occur and are represented by Proterozoic quartzites and schists of the Araxá Group. The petrographic study of 130 borehole samples indicates that the complex is basically made up by two rock-types, carbonatites and mica-rich rocks, and subordinately by a third unit of hybrid composition. Carbonatites range chemically in composition, the most abundant type being magnesiocarbonatites. Dolomite and calcite correspond to the chief constituents, but other carbonate phases, including the Ce-group RE minerals, are also recognized. Phosphates and oxides are widespread accessories whereas silicate minerals consist of olivine, clinopyroxene, mica and amphibole. Mica-rich rocks are represented by abundant glimmeritic rocks and scarce cumulitic phlogopite-, olivine- and diopside-bearing pyroxenites. Hybrid rocks mainly contain phlogopite and tetraferriphlogopite as cumulus and intercumulus phases, respectively; carbonate minerals may also be found. Chemical data indicate that the carbonatites are strongly enriched in REE and have lower contents of Nb, Zr, V, Cr, Ni and Rb compared to the mica-rich rocks. The higher K, Nb and Zr contents of the latter rocks are believed to be related to metasomatic processes (glimmeritization) of the pyroxenites. Similar REE patterns for carbonatites and mica-rich rocks seem to suggest that they are related to a single parental magma, possibly of ijolitic composition. Steep LREE/HREE fractionation and high sigmaREE content of some carbonatite samples would be explained by hydrothermal and supergenic processes.

Translated abstract

O complexo de Araxá (16 km²) é constituído por carbonatitos na forma de um núcleo central e de complexa rede de diques concêntricos e radiais, além de pequenos veios; adicionalmente, ele contém rochas ricas em mica, foscoritos e lamprófiros. Fenitos também ocorrem e estão representados principalmente por quartzitos e xistos proterozóicos do Grupo Araxá. O estudo petrográfico de 130 amostras de testemunhos de sondagem indica que o complexo reúne basicamente dois tipos litológicos, carbonatitos e rochas ricas em mica, e, subordinadamente, um terceiro de composição híbrida. Carbonatitos apresentam composição química variável e têm magnésiocarbonatitos como o tipo mais abundante. Dolomita e calcita são os seus principais constituintes, mas outras fases carbonáticas, incluindo as pertencentes ao grupo dos carbonatos ricos em ETR, são também reconhecidas. Fosfatos e óxidos diversos caracterizam os acessórios mais comuns enquanto que os minerais silicáticos consistem de representantes dos grupos da olivina, clinopiroxênio, mica e anfibólio. As rochas ricas em mica reúnem abundantes glimmeritos e escassos piroxenitos cumuláticos portadores de quantidades variáveis de flogopita, olivina e diopsídio. As rochas híbridas contêm principalmente flogopita e tetraferriflogopita, respectivamente, como fases cumulus e intercumulus; minerais carbonáticos podem também estar presentes. Dados químicos indicam que os carbonatitos são fortemente enriquecidos em ETR e possuem teores mais baixos em Nb, Zr, V, Cr, Ni e Rb em relação às rochas mais ricas em mica. As concentrações mais altas em K, Nb e Zr dessas últimas poderiam ser atribuídas a processos metassomáticos (glimeritização) que teriam afetado os piroxenitos. O comportamento similar dos ETR nos carbonatitos e nas rochas ricas em mica parece sugestivo de que essas litologias estão relacionadas a um mesmo magma parental, possivelmente de composição ijolítica. O pronunciado fracionamento ETRL/ETRP e os elevados teores em ETR de algumas amostras de carbonatitos poderiam estar ligados a processos de natureza hidrotermal ou mesmo supergênicos.