Com o objetivo de corroborar a compreensão do manto na borda oeste do cráton São Francisco, optou-se por utilizar os mesmos métodos geotermobarométricos para os xenólitos mantélicos estudados por Carvalho (1997), obtidos no kimberlito Três Ranchos IV, de acordo com a denominação da De Beers. Esse kimberlito encontra-se intrudido nas rochas da Faixa Brasília (Figura 7.6).
Os xenólitos do kimberlito Três Ranchos IV são formados por: granada lherzolitos, espinélio flogopita lherzolito, olivina websterito, granada wehrlito e espinélio wehrlito. A Tabela 7.3 e a Figura 7.7 mostram os resultados dos valores médios de T e P obtidos para vários termômetros e barômetros, utilizando-se a planilha de Brey et al. (2008).
Tabela 7.3. Resultados de T e P obtidos para os xenólitos do kimberlito Três Ranchos IV.
Amostra Termômetro e/ou barômetro utilizado T (°C) P (kbar)
Granada lherzolito (JBTR1)
MacGregor (1974) – Al em Opx para Grt
peridotitos - 51 ± 3
Wells (1977) – Opx-Cpx solvus 974 ± 18 -
Ellis e Green (1979) – troca Fe-Mg entre
Cpx e Grt 958 ± 30 -
O’Neill e Wood (1979) - troca Fe-Mg entre
Ol e Grt 887 ± 180 -
Harley (1984) - troca Fe-Mg entre Opx e Grt 888 ± 92 - Bertrand e Merrier (1985) - Opx-Cpx solvus 1014 ± 26 - Nickel e Green (1985) – Al em Opx para Grt
peridotitos - 52 ± 3
Powell (1985) – troca Fe-Mg entre Cpx e
Grt 937 ± 50 -
Krog (1988) - troca Fe-Mg entre Cpx e Grt 885 ± 100 - Brey e Köhler (1990) – Al em Opx para Grt
peridotitos 1065 ± 60 50
Brey e Köhler (1990) – partição de Na entre
Cpx e Opx 1217 ± 60 -
Brey e Köhler (1990) – Cpx-Opx solvus 1046 ± 60 - Köhler e Brey (1990) – partição de Ca entre
Ol e Cpx 1108 26 ± 1,65
Berman et al. (1995) – troca Fe-Mg entre
Cpx e Grt 828 ± 43 -
Ryan et al. (1996) – Zn em Spl para
peridotitos - 47 ± 3
Taylor (1998) - Opx-Cpx solvus 1158 ± 62 - Krog Ravna (2000) – troca Fe-Mg entre Cpx
e Grt 883 -
Nimis e Taylor (2000) – Cpx para Grt
peridotitos 1007 ± 30 59 ± 3
Nakamura e Hirajima (2005) - troca Fe-Mg
entre Cpx e Grt 864 -
Brey et al. (2008) – Al em Opx para Grt
peridotitos - 43 MÉDIA 982 47 OTIMIZADO 1012 49 Granada lherzolito (JBTR3)
MacGregor (1974) – Al em Opx para Grt
peridotitos - 45 ± 3
Wells (1977) – Opx-Cpx solvus 1037 ± 18 - Ellis e Green (1979) – troca Fe-Mg entre
Cpx e Grt 1162 ± 30 -
O’Neill e Wood (1979) - troca Fe-Mg entre
Ol e Grt 1410 ± 180 -
Harley (1984) - troca Fe-Mg entre Opx e Grt 1056 ± 92 - Bertrand e Merrier (1985) - Opx-Cpx solvus 1066 ± 26 - Nickel e Green (1985) – Al em Opx para Grt
peridotitos - 42 ± 3
Powell (1985) – troca Fe-Mg entre Cpx e
(Cont.) Tabela 7.3. Resultados de T e P obtidos para os xenólitos do kimberlito Três Ranchos IV.
Amostra Termômetro e/ou barômetro utilizado T (°C) P (kbar)
Granada lherzolito (JBTR3)
Krog (1988) - troca Fe-Mg entre Cpx e Grt 1115 ± 100 - Brey e Köhler (1990) – Al em Opx para Grt
peridotitos 1139 ± 60 40 ± 5
Brey e Köhler (1990) – partição de Na entre
Cpx e Opx 1390 ± 60 -
Brey e Köhler (1990) – Cpx-Opx solvus 1131 ± 60 - Köhler e Brey (1990) – partição de Ca entre
Ol e Cpx 1188 10 ± 1,65
Berman et al. (1995) – troca Fe-Mg entre
Cpx e Grt 1117 ± 43 -
Ryan et al. (1996) – Zn em Spl para
peridotitos - 46 ± 3
Taylor (1998) - Opx-Cpx solvus 1224 ± 62 - Krog Ravna (2000) – troca Fe-Mg entre Cpx
e Grt 1137 -
Nimis e Taylor (2000) – Cpx para Grt
peridotitos 1082 ± 30 49 ± 3
Nakamura e Hirajima (2005) - troca Fe-Mg
entre Cpx e Grt 1156 -
Brey et al. (2008) – Al em Opx para Grt
peridotitos - 36
MÉDIA 1160 38
OTIMIZADO 1186 49
Granada wehrlito (JBTR50)
Ellis e Green (1979) – troca Fe-Mg entre
Cpx e Grt 1529 ± 30 -
Powell (1985) - troca Fe-Mg entre Cpx e Grt 1546 ± 50 - Köhler e Brey (1990) – partição de Ca entre
Ol e Cpx 1315 -
Nimis e Taylor (2000) – Cpx para Grt
peridotitos - 40 ± 3
MÉDIA 1463 40
OTIMIZADO - -
Olivina websterito (JBSB5)
Wells (1977) – Opx-Cpx solvus 715 ± 18 -
Bertrand e Merrier (1985) - Opx-Cpx solvus 918 ± 26 - Brey e Köhler (1990) – Al em Opx para Grt
peridotitos 756 ± 60 -
Brey e Köhler (1990) – Cpx-Opx solvus 870 ± 60 -
Taylor (1998) - Opx-Cpx solvus 827 ± 62 -
MÉDIA 817 - OTIMIZADO - - Espinélio flogopita lherzolito (JBTR2)
Wells (1977) – Opx-Cpx solvus 743 ± 18 -
Bertrand e Merrier (1985) - Opx-Cpx solvus 680 ± 26 - O’Neill e Wall (1987) – troca Fe-mg entre
Ol e Spl 896 ± 100 -
Brey e Köhler (1990) – partição de Na entre
(Cont.) Tabela 7.3. Resultados de T e P obtidos para os xenólitos do kimberlito Três Ranchos. IV.
Figura 7.7. Diagrama contendo os valores das médias e otimizado de P e T dos xenólitos do kimberlito Três Ranchos IV. As curvas com valores de 30 a 90 representam as geotermas e seus respectivos valores de fluxo de calor em mW/m2; as linhas pontilhadas indicam o aumento
da transferência de calor por outros modos que não a condução (Pollack et al., 1993). As linhas I, II e III são solidus para o manto e representam: I. ausência de voláteis; II. mistura de voláteis; III. presença de água (Pollack et al.,1993). A área acima de 10 kbar corresponde à crosta. (Pollack et al.,1993). As linhas 1, 2 e 3 correspondem a: 1- limite entre as fácies plagioclásio e espinélio; 2 e 3- limite da fácies espinélio e granada, as linhas paralelas em 2 e 3 representam “granada in” (menor P) e “espinélio out” (maior P); 5. solidus para o manto, segundo Hirschmann (2000). A linha G/D indica o limite grafita- diamante de Kennedy e Kennedy (1976).
Amostra Termômetro e/ou barômetro utilizado T (°C) P (kbar)
Espinélio flogopita lherzolito (JBTR2)
Brey e Köhler (1990) – Cpx-Opx solvus 855 ± 60 - Ballhaus et al. (1991) – troca Fe-Mg entre
Ol e Spl 890 ± 30 -
Witt-Eickschen e Seck (1991) – Al em Opx
para Spl peridotitos 875 -
Ryan et al. (1996) – Zn em Spl para
peridotitos 618 ± 50 -
Taylor (1998) - Opx-Cpx solvus 860 ± 62 -
MÉDIA 785 -
Os valores médios de P e T dos xenólitos de Três Ranchos IV espalham-se entre as geotermas de 38 a 63 mW/m2. Os granada lherzolitos caem no campo de estabilidade do diamante. Os resultados de P e T mostram que os xenólitos se espalham entre as geotermas de 40 e 60 mW/m2 e são semelhantes àquelas do kimberlito Canastra-01. Em ambos os conjuntos de xenólitos, os dados não indicam uma única paleogeoterma, mas se espalham por intervalos semelhantes.
Os valores médios de T e P, dos xenólitos de Três Ranchos IV, são menores que os valores otimizados, principalmente para as pressões (Figura 7.7). Apenas um granada lherzolito fica sobre a linha grafita-diamante entre as geotermas de 40 e 50 mW/m2. O outro granada lherzolito fica na geoterma menor que 40 mW/m2.