O kimberlito é uma rocha ígnea intrusiva, um peridotito composto por olivina

O kimberlito é uma rocha ígnea intrusiva, um peridotito composto por olivina (normalmente serpentinizada) com quantidades variáveis de flogopita, ortopiroxênio, clinopiroxênio, carbonatos e cromita.

Os kimberlitos são a mais importante fonte de diamantes, porém sua existência só se tornou conhecida no ano de 1866. Os depósitos da região de Kimberley na África do Sul foram os primeiros reconhecidos e deram origem ao nome. Os diamantes de Kimberley foram encontrados originalmente em kimberlito laterizado. Classifica-se grosseiramente, em função das características do kimberlito de Kimberley o kimberlito como sendo “yellow ground” e “blue ground”. Yellow ground é relativo ao kimberlito intemperizado que se encontra na superfície. Blue ground é relativo ao kimberlito não intemperizado, encontrado em profundidades variáveis.

O kimberlito ocorre principalmente nas zonas de crátons, porções da crosta terrestre estáveis desde o período Pré-Cambriano. No Brasil existem três áreas cratônicas. O cráton Amazônico é a principal delas, porém ao sul de Rondônia e norte do Mato Grosso também encontra-se kimberlitos. O cráton do São Francisco ocupa grande parte de Minas Gerais e destaca-se na região sudeste do Brasil, porém nele, com exceção dos kimberlitos pobres da Serra da Canastra, não se conhecem rochas kimberlíticas mineralizadas.

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2 - MORFOLOGIA

Os kimberlitos são um grupo de rochas ultrabásicas ricas em voláteis (principalmente dióxido de carbono). Normalmente apresentam textura inequigranular característica, resultando na presença de macro-cristalizações inseridas em uma matriz de grãos finos. A montagem destas macro-cristalizações consistem em cristais anédricos de ilmenita magnesiana, piropo titaniano pobre em cromo, olivina, clinopiroxênio pobre em cromo, flogopita, enstatita e cromita pobre em titânio, sendo que a olivina é o membro dominante. Os minerais da matriz incluem olivina e/ou flogopita juntamente com perovskita, espinélio, diopsídio, monticellita, apatita, calcita e serpentina.

Alguns kimberlitos contém flogopita-estonita poiquilítica em estágio avançado.

Sulfetos de níquel e rutilo são minerais acessórios comuns. A substituição de olivina, flogopita, monticellita e apatita por serpetina e calcita é comum.

Membros desenvolvidos do grupo do kimberlito podem ser pobres ou desprovidos de macro-cristalizações e compostos essencialmente de calcita, serpentina e magnetita juntamente com flogopita, apatita e perovskita, os últimos em menor quantidade.

Segundo Kopylova (2005), em referência a Clement e Skinner (1985), o kimberlito pode ser dividido em três unidades, baseadas em sua morfologia e petrologia:

2.1 - KIMBERLITO DE CRATERAS

A morfologia de superfície de kimberlitos intemperizados é caracterizada por uma cratera de até dois quilômetros de diâmetro cujo piso pode estar a centenas de metros abaixo da superfície. A cratera é geralmente mais profunda no meio. No entorno da cratera há um anel de tufa relativamente pequeno (em geral com menos de 30 metros) quando comparado com o diâmetro da cratera. Duas categorias principais de rochas são encontradas em kimberlitos de crateras: piroclásticas, depositadas por forças eruptivas e epiclásticas, retrabalhadas por água.

Rochas Piroclásticas: Encontradas preservadas em anéis de tufa no entorno da cratera ou dentro da cratera. Os anéis possuem pequena relação altura por diâmetro da cratera e são preservados em muito poucos kimberlitos. Os únicos locais com anéis de tufa bem preservados no mundo são Igwisi Hills na Tanzânia e Kasami em Mali. Os depósitos são normalmente acamados, vesiculares e carbonizados.

Rochas Epiclásticas: Estes sedimentos representam retrabalho fluvial no material piroclástico do anel de tufa no lago formado no topo da diatrema. Apresentam-se dispersas quanto mais afastadas do centro e das paredes rochosas.

Considerando a raridade de kimberlitos de crateras é difícil desenvolver um modelo para determinar com certeza que todos os kimberlitos serão conformados segundo as características observadas acima.

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2.2 – KIMBERLITO DE DIATREMAS

Diatremas kimberlíticas possuem de 1 a 2 quilômetros de profundidade e geralmente apresentam-se como corpos cônicos que são circulares ou elípticos na superfície e afinam com a profundidade. O contato com a rocha hospedeira é dado usualmente entre 80 e 85 graus. A zona é caracterizada por material kimberlítico vulcanoclástico fragmentado e xenólitos agregados de vários níveis da crosta terrestre durante a subida do kimberlito à superfície.

2.3 – KIMBERLITO ABISSAL

Estas rochas são formadas pela cristalização de magma kimberlítico quente e rico e voláteis. Geralmente não possuem fragmentação e parecem ígneos.

São notáveis as segregações de calcita-serpentina e as segregações globulares de kimberlito em uma matriz rica em carbonato.

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3 – MODELOS DE CLASSIFICAÇÃO DE KIMBERLITOS

Vários modelos de classificação foram desenvolvidos para os kimberlitos e as grandes variações de textura e mineralogia apresentadas por estas rochas implicam em dificuldades para classificá-los. O modelo mais conhecido e geralmente bem aceito foi proposto por Clement e Skinner (1985). Esta classificação é largamente utilizada, no entanto é importante notar aqui as implicações genéticas neste modelo. O termo “tufisítico” significa presumir que o kimberlito foi formado através de processo de fluidização, porém ainda existem controvérsias com relação à formação dos kimberlitos.

Classificação dos Kimberlitos

De Clement e Skinner 1985 Crater-Facies

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As subdivisões das fácies principais são determinadas por diferenças na textura. As características diferenciadoras podem ser resumidas:

Kimberlitos de crateras são reconhecidos por características sedimentares. Kimberlitos de diatremas são reconhecidas por formações geodésicas do magma cristalizado e formações semelhantes geradas durante a perda dos gases.

Kimberlitos abissais são comumente reconhecidos pela presença abundante de calcita e textura segregada com macro/mega-cristalizações.

A divisão entre “breccia” e “não breccia” (coluna dois – Tipo de Rocha) denomina rochas fragmentadas e é comumente aportuguesada do italiano pelo termo “brecha”. A denominação aqui é baseada no volume percentual dos fragmentos visíveis macroscopicamente. Qualquer rocha com mais de 15% do volume de fragmentos visíveis é denominada “breccia”. Fragmentos podem ser acidentados ou cognatos. As subdivisões da terceira coluna envolvem características específicas discutidas em detalhes por Clement e Skinner, 1985, mas que fogem do escopo deste texto. Vale ressaltar que não existem classificações inteiramente aceitas para o kimberlito. O diagrama proposto por Clement e Skinner é o mais comumente aceito utilizado e por isto é apresentado aqui.

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4 - MODELOS DE FORMAÇÃO DO KIMBERLITO

Desde a descoberta de diamantes em kimberlito muitas teorias surgiram a respeito do processo de formação desta rocha. Mitchell (1986) apresenta em detalhes as diferentes teorias. Destas, serão apresentadas as três mais conhecidas e discutidas.

4.1 – TEORIA DO VULCANISMO EXPLOSIVO

Esta teoria envolve o apontamento de magma kimberlítico em baixas profundidades e o subseqüente acúmulo de voláteis. Quando a pressão confinada é suficiente para romper a rocha superior segue-se uma erupção. Acreditava-se que epicentro da erupção encontravase no contato da fácie abissal com a diatrema.

Através da extensiva atividade mineradora desenvolvida nas regiões kimberlíticas tornou-se claro que esta teoria não é sustentável. Não foi encontrada nenhuma câmara intermediária nas profundidades sugeridas. Além disso o ângulo de mergulho da grande maioria é muito alto (80-85 graus) para ter sido formado em tais profundidades, ou seja, a relação entre o raio na superfície e a profundidade é muito pequena. Fácies de transição entre diatremas e fácies abissais têm cerca de 2km de profundidade, enquanto crateras têm geralmente cerca de 1km de largura, perfazendo assim uma taxa de 1:2. Estudos do ponto original das explosões revelaram que a taxa deveria estar perto de 1:1.

4.2 – TEORIA MAGMÁTICA (FLUIDIZAÇÃO)

Segundo Kopylova, a proposição original desta teoria foi feita por Dawson (1962,

1971). Subseqüentemente foi desenvolvida por Clement (1982) e vem sendo estudada atualmente por Field e Scott Smith (1999).

Em termos gerais a teoria aponta que o magma kimberlítico sobe à superfície em diferentes pulsos, formando o que é denominado de “embryonic pipes” (chaminés embrionárias; Mitchell, 1986). O resultado é uma rede complexa de chaminés embrionárias sobrepostas de fácies abissais de kimberlito. A superfície não é rompida e os voláteis não escapam. Um algum ponto as chaminés embrionárias alcançam uma profundidade rasa o suficiente (cerca de 500 metros) na qual a pressão dos voláteis é capaz de vencer o peso da rocha que o recobre e os voláteis escapam. Com a fuga dos voláteis um breve período de fluidização ocorre. Isto envolve o movimento ascendente dos voláteis, que é suficientemente rápido para “fluidizar” o kimberlito e a rocha hospedeira fragmentada de modo que as partículas são carregadas em um meio sólido-líquido-gasoso. Fragmentos da rocha encaixante que se encontrem neste sistema fluidizado podem afundar dependendo de sua densidade. A fronte fluidizada move-se descendentemente a partir da profundidade inicial. Acredita-se que a fluidização seja muito breve pois os fragmentos normalmente são angulares.

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Desenvolvimento da Chaminé Embrionária

De Mitchell 1986

Esta teoria supostamente explica as características observadas em chaminés kimberlíticas tais como: fragmentos de rocha encaixante encontrados até 1km abaixo do nível estratigráfico através de fluidização; chaminés íngremes com ângulos de ~80-85 graus, dado que a explosão inicial acontece a profundidades relativamente baixas; Rede complexa de chaminés de fácies abismais encontradas em profundidade; a transição de fácies abismais para fácies de diatremas.

Descobertas recentes de chaminés de kimberlitos em Fort a la Corne no Canadá sugerem uma re-avaliação da teoria magmática. Field e Scott Smith não negam que a água pode desempenhar um papel na vasta variedade de chaminés de kimberlitos obervados. Eles acreditam que em alguns casos os magmas kimberlíticos possam entrar em contato com aqüíferos e neste caso a morfologia resultante será significantemente diferente das chaminés encontradas em outros lugares, particularmente na África do Sul. Eles consideram que a

Página 1 configuração geológica em que o kimberlito está inserido desempenha um papel significante na sua morfologia. Rochas bem consolidadas, que são aqüíferos pobres, tais como basaltos, que cobrem a maior parte da África do Sul, promovem a formação de chaminés muito inclinadas com 3 fácies kimberlíticas distintas. Sedimentos mal consolidados são excelentes aqüíferos e podem promover a formação de chaminés com ângulo de mergulho suave, o quais são preenchidos com kimberlitos de crateras, enquanto existe ausência de kimberlitos de diatremas.

A figura abaixo é baseada no esquema montado por Field e Scott Smith 1998. De especial interesse é a morfologia da chaminé de kimberlitos de Fort a la Corne em Saskatchewan no Canadá. As paredes da chaminé possuem mergulho especialmente raso e são preenchidas com rochas vulcanoclásticas ou sedimentos das fácies da cratera. A geologia local apresenta sedimentos pouco consolidados. Field e Scott Smith atribuem a diferença na morfologia observada nas chaminés de Saskatchewan ao hidrovulcanismo.