UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 047

DEBORA PASSOS DE ARAÚJO

MINERALOGIA DOS DIAMANTES DA PROVÍNCIA KIMBERLÍTICA DE JUÍNA - MT

Palavras-chave:   Cráton Amazônico, diamantes primários e aluvionares, feições de catodoluminescência .

DATA DA DEFESA: 18/03/2002
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: MINERALOGIA E PETROLOGIA
ORIENTADOR: PROF. JOSÉ CARLOS GASPAR (UnB)
EXAMINADORES:PROF. JOSÉ AFFONSO BROD (UnB); PROF. ROBERTO VENTURA SANTOS (UnB); PROF. KENNETH MELBOURNE TAINTON (DE BEERS - BRASÍLIA); PROF. LUIZ AUGUSTO BIZZI (CPRM); PROFA. SYLVIA MARIA DE ARAÚJO (UnB)

RESUMO

A província Kimberlítica de Juína, localizada na borda sudoeste do Cráton Amazônico, é intrudida em terrenos da Província Rio Negro-Jurema (1.8 – 1.55 Ga) e da bacia do Parecis (Permo-Carbonífero). Este sítio é reconhecido na literatura pela ocorrência de diamantes gerados na zona de transição (ZT) e no manto inferior (MI).
    Duzentos e trinta e quatro diamantes primários e aluvionares, foram investigados segundo sua morfologia externa (microscópio ótico e eletrônico de verredura), feições de catodoluminescência (CL), absorção de infravermelho, conteúdo de N e composição isotópica de C e N.
    Os diamantes da Província de Juína são predominante cinzas e marrons seguidos de pedra incolores e amarelas. Constituem pedras irregulares, regulares, distorcidas, e alongadas. Octaedros, tetraexaedróides, maclas, agregados e formas combinadas foram descritos, sendo que as formas reabsorvidas são predominantes. Feições de corrosão são freqüentes, tais como triângulos negativos, laminação, laminação serrilhada, hexágonos, quadrados, degraus crescentes, shagreen, hillocks, canais de corrosão e frosting.
    As feições de CL para maioria dos diamantes são homogêneas e monótonas, com coloração azul de baixa intensidade. Pedras com feições internas são menos freqüentes, sendo elas zonação concêntrica, crescimento octédrico, linhas finas paralelas de deformação plástica e reabsorção sin- e pós-cristalização.
    Diamantes Tipo II predominam entre pedras primárias e aluvionares (82%). Diamantes Tipo I (24 pedras) apresentam baixo conteúdo de N ( até 300 ppm, exceto uma amostras com 613 ppm) e elevado estado de agregação (> 90%, exceto para três amostras).δ¹³ C para diamantes Tipo II está entre – 3 to – 26,3%_° e para Tipo I, entre  -3,4 to – 13,8%_° . Diamantes Tipo I apresentam δ¹⁵ N entre +2,1 to- 14,0% e conteúdo de N entre 3,85 to 613,74 ppm.
    Os resultados aqui obtidos são similares aqueles encontrados para diamantes profundos da Província e contribuem com novas características. δ¹³ C para esses diamantes agrupa-se em torno de -5%_°, variando entre -13%_° e -4%_°.  Os valores mais pesados são relacionados ao MI e os mais leves , à  ZT. Valores de δ¹⁵ N para diamantes do Mi são -5.2%_° e -6%_°  e para a ZT, + 1.3%_°  e +1.2%_{° .} Nossos resultados permitem a definição de quatro grupos de δ¹³ C , em torno de -5%_{° ,} -13%_°, -18%_°  e -25%_° , sendo que os diamantes Tipo I restringem-se aos dois primeiros grupos. O intervalo de variação para δ¹⁵ N (-2,1 to – 14,0%_°)engloba o anterior, sendo que as pedras apresentam variação intragranular mais ampla(-2,9 a +14%_° e -9,2%_° a +1.4%_° ).
    Diamantes Tipo II aqui estudados podem ser atribuídos ao manto profundo e é sugerido que a ZT sob a borda sudoeste do Cráton Amazônico seja caracterizada por valores mais leves de δ¹³ C do que anteriormente reportados. A composição isotópica da ZT pode estar relacionada com subducções ocorridas durante a formação dos terrenos das províncias Rondoniana-Santo Ignácio e Sunsás, o que está de acordo com idades entre 1.0 e 1.7 reportadas para xenólitos da Província de Juína.
    O transporte desses diamantes profundos pode ser atribuído a pluma gerada no contato núcleomanto. Sugere-se que os processos como fracionamento isotópico e mudança na fO₂, temperatura e composição local possam ter produzido as variações composicionais para os diamantes da PKJ.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 047

DEBORA PASSOS DE ARAÚJO

KeyWords:  Amazon Craton, diamonds from alluvial and primary, cathode luminescence (CL) features.

DATE OF ORAL PRESENTATION: 18/03/2002
TOPIC OF THE THESIS: MINERALOGY AND PETROLOGY
SUPERVISOR:ORIENTADOR: PROF. JOSÉ CARLOS GASPAR (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: PROF. JOSÉ AFFONSO BROD (UnB); PROF. ROBERTO VENTURA SANTOS (UnB); PROF. KENNETH MELBOURNE TAINTON (DE BEERS - BRASÍLIA); PROF. LUIZ AUGUSTO BIZZI (CPRM); PROFA. SYLVIA MARIA DE ARAÚJO (UnB)

ABSTRACT

    The Juína Kimberlite Province in the southwestern border of the Amazon Craton intrudes the Rio Negro-Jurema Province (1.8 – 1.55 Ga) and sediments of the Parecis Basin (Permo-Carboniferous). The Province is well-known due to the occurrence of diamonds originated in the transition zone (TZ) and lower mantle (LM).
    Two hundred and thirty four diamonds from alluvial and primary sources in the Juína Province were investigated for their cathode luminescence (CL) features, spectral classification (FTIR), C and N isotope and N content. Diamond colors are mainly gray and brown, with a lesser amount of colorless and yellow stones. Diamonds are mostly resorbed fragments, thogh regular octahedral, aggregates and macles are reported. Octahedral layering, step-wise growth, resorption features, and evidence for plastic deformation were recorded both by microscopy and CL, though most of the diamonds are homogeneous and blue-sky under CL. Internal feature recorded by CL are not common. They are octahedral growyh, concentric zonation, zig-zag patterns and resorption during formation and after growth. Corrosion features as trigons, lamination lines, serrated lamination, hexagons, tetragonal pits, hillocks, etch channels, shagreen- and frosting-like features are common.
    Type II diamonds (N-free) predominate among alluvial and primary samples (82%). Type I diamonds ( 24 stones) present low-N ( up to ~ 300at. ppm, except for one sample whitch presents 613 at. ppm) and are highly aggregated (over 90%, except for 3 samples). The δ¹³ C for Type II diamonds ranges from – 3 to  - 26,3%_°  and for Type I from _ 3,4 to 13,8%_° . The δ¹⁵ N for Type I  samples ranges from -2,1 to – 14,0%_°  and the N content from 3,85 to 613,74 at. ppm.
    Results obtained here compare favorably to alluvial diamonds derived from the Juína Kimberlite Province, suggested to be originated in the deep mantle, and contribute with new characteristics. δ¹³ C for such deep assemblages clusters around -5%_°, ranging from -13 to -4%_° , the heavier signatures being ascribed to the LM and lighter values to the TZ. Our results allow for the definition of four groups with signatures clustering around -5%_°, -13%_{° ,} -18%_° and -25%_°, and type I diamonds being restricted to the first two groups. Previous results for alluvial diamonds in terms of δ¹⁵ N yield -5.2%_° and -6%_° for LM samples and +1.3%_°  and +1.2%_° foe TZ stones. The δ¹⁵ N data interval obtained here (+2,1 to – 14,0%_° ) encloses these values, with wider compositional intervals being observed for single stones (-2,9 to + 14%_° and -9,2%_° to +1.4%_°  ).
    Type II diamonds studied here could be attributed to the deep mantle and it is suggested that the TZ bellow the SW border of the Amazon Craton may be characterized by lighter δ¹³ C then previously reported. Isotopic composition of the TZ could be related to subductions during the formation of the Rondoniana-Santo Ignácio and Sunsás Provinces, that is in accordance to 1.0 to 1.7 ages for Juina xenoliths.
    A core-mantle plume is envisaged to have been the transport media for deep diamonds from the Juína Province. It is suggested that isotopic fractionation and changes of fO₂ temperature and local isotopic composition could have produced the compositional patterns registered for these diamonds.