UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o 109

DÉBORA PASSOS DE ARAÚJO

RESUMO
O Complexo Carbonatítico Catalão-I situa-se no sudeste do estado de Goiás, a 15 km da cidade de Catalão (GO). O Complexo foi intrudido no Cretáceo Superior (~ 85 Ma), em metassedimentos do Grupo Araxá (Proterozóico Superior). O corpo é formado por uma fase ultramáfica primária, constituída por dunitos e piroxenitos, que foram intensamente alterados para rochas flogopitíticas e clinopiroxeníticas devido à intrusão de múltiplas fases carbonatíticas. Uma brecha carbonatítica, em forma de dique, corta o complexo e possui fragmentos de rocha de vários litotipos do mesmo. A investigação das texturas, das associações mineralógicas, da química dos minerais (olivina, piroxênio, flogopita, carbonato, espinélio, ilmenita, anfibólio, apatita e feldspato potássico) e de rocha total (elementos maiores, traços e terras raras) forneceram evidências para o metassomatismo carbonatítico em Catalão-I, que teria sido responsável pela transformação de dunitos e foscoritos em flogopititos e de clinopiroxenitos em flogopititos e clinopiroxenitos sódicos. A razão Fe_t/(Fe_t+Mg) das flogopitas distingue os flogopititos originados a partir de rochas à olivina (Fe_t/(Fe_t+Mg) entre 0.02 a 0.15) daqueles derivados de rochas piroxeníticas (0.15 a 0.48). O líquido carbonatítico em Catalão era rico em K, Na, F, Cl, H₂O e P. A assinatura química das rochas secundárias e dos carbonatitos do complexo é caracterizada por anomalias negativas de Ti, Rb e Sr, positiva de Ba e pelas altas razões La/Yb.
O metassomatismo carbonatítico no manto, estudado através dos xenólitos mantélicos, pode ser comparado a este processo em complexos carbonatíticos crustais, onde a assinatura química de elementos traços e terras raras destes xenólitos é semelhante àquelas nos complexos carbonatíticos. No manto superior, a ocorrência de líquidos carbonatíticos enriquecidos em K tem sido demonstrada através de dados experimentais (Thibault et al. 1992 e Sweeney, 1994) e de inclusões fluidas em diamantes (Schrauder e Navon, 1994). No Complexo Catalão-I, a flogopita é o principal produto da reação entre o líquido carbonatítico e as rochas ultramáficas primárias. Sugere-se que reações análogas, em assembléias peridotíticas mantélicas, possam promover a formação de flogopita, o que tem sido constantemente atribuída a ação metassomática de líquidos silicáticos. O papel do K no metassomatismo mantélico deve ser cuidadosamente avaliado, considerando que líquidos carbonatíticos são candidatos a agentes metassomáticos para formar assembléias potássicas em xenólitos enriquecidos.

ABSTRACT
The Catalão-I Carbonatite Complex is located in the southeast of the Goiás State, 15 Km far from Catalão city, Goiás. The Complex was emplaced in the Upper Cretaceous (~ 85 Ma) in metasedimentary rocks from de Araxá Group (Upper Proterozoic). The Complex is comprised of dunites and clinopyroxenites (primary ultramafic phases) that were strongly altered to phlogopititic and sodian clinopyroxenitic rocks, due to multiple phases of carbonatite intrusions. A carbonatitic breccia dike cuts the complex sampling a varied of its lithotypes. The investigation of textures, mineralogical associations, mineral chemistry (olivine, pyroxene, phlogopite, carbonate, spinel, ilmenite, amphibole, apatite and potassic feldspar) and whole-rock chemistry (major, trace and rare earth elements) have supplied evidences for the carbonatitic metasomatism in the Catalão-I Complex. This process was responsible for the alteration of dunites and phoscorites to phlogopitites and of clinopyroxenites to phlogopitites and sodian clinopyroxenites. The phlogopite's Fe_t/(Fe_t+Mg) ratio distinguishes phlogopitites originated after olivine-rich rocks (Fe_t/(Fe_t+Mg) = 0.02 to 0.15) from those originated after pyroxene-rich rocks (0.15 to 0.48). The carbonatite melt of Catalão-I is rich in K, Na, H₂O, F, Cl, and P. The chemical signature of secondary and carbonatite rocks is characterized by Ti, Rb, and Sr negative anomalies, by Ba positive anomaly, and by the high La/Yb ratio.
The carbonatite metasomatism in the upper mantle, studied through mantle xenoliths, was compared to this process in crustal carbonatite complexes. It was found that the chemical signatures (trace and rare earth elements) of xenoliths, that were equilibrated with carbonatitic melts, are similar to those found in the Catalão-I Complex. In the upper mantle, the occurrence of K-rich carbonatite melts has been demonstrated by experimental data (Thibault et al., 1992 and Sweeney, 1994) and by diamond fluid inclusions (Schrauder and Navon, 1994). In the Catalão-I Complex, phlogopite is the main product of the reaction between carbonatite melts and ultramafic rocks. It is suggested here that similar reactions take place in peridotitic mantle assemblages resulting in phlogopite formation, which has been usually ascribed to metasomatism by silicate melts. The role of K in mantle metasomatism should be carefully evaluated since carbonatite melts may also be responsible for potassic assemblages in enriched xenoliths.