Low- and high-alumina komatiites of Goiás, Central Brazil

Archean komatiites of Goiás, central Brazil, have experienced deformation and low-grade metamorphism, but several outcrops preserve primary volcanic features. Samples from less deformed komatiites of four out of five greenstone belts (Crixás, Guarinos, Pilar de Goiás, and Santa Rita) have been investigated for their geochemical properties. Komatiites from the Crixás greenstone belt have very low Al2O3/TiO2, high CaO/Al2O3, and a hump-shaped rare earth element (REE) pattern. Those from the Guarinos and Pilar de Goiás belts have similar REE patterns, characterized by a slight enrichment in LREE coupled with almost flat HREE, but differ in their inter-incompatible element ratios. Compared with those from Pilar de Goiás and Guarinos, samples from the Santa Rita belt have fractionated REE patterns with LREE enrichment, as well as high Al2O3 contents, corresponding to Al-undepleted komatiites. Komatiites from Crixás have the lowest (La/Sm)N, (La/Yb)N, and Zr/Zr* ratios compared with their equivalents from the other belts, which suggests their source was relatively depleted in LREE and high field strength elements (HFSE), probably due to the retention of garnet in the residue. Komatiites from the Guarinos, Pilar de Goiás, and Santa Rita greenstone belts are enriched in incompatible elements, which can be attributed to either low-degree partial melting at high pressures or a source previously enriched in incompatible elements. Some of the studied komatiites belong to Al- and HREE-depleted and others to the Al- and HREE-undepleted types. The depleted komatiites probably derived by melting at depths greater than 200 km, the undepleted at less than 200 km. Therefore, the komatiites of the four belts may have been derived from either one single mantle plume with different melting depths or sources from distinct plumes.

ResumoEmbora submetidos a deformação e metamorfismo, vários afloramentos de komatiitos arqueanos de Goiás ainda possuem feições vulcânicas primárias. Amostras de komatiitos menos deformados de quatro greenstone belts (Crixás, Guarinos, Pilar de Goiás e Santa Rita) foram analisados para conhecer suas características geoquímicas. Os de Crixás possuem razões Al2O3/TiO2 e CaO/Al2O3 respectivamente muito alta e muito baixa e padrão de ETR convexo. Os de Guarinos e Pilar de Goiás possuem padrões de ETR semelhantes, caracterizados por discreto enriquecimento em ETRL acoplados com ERTP praticamente plano, mas diferem nas razões entre elementos inter-incompatíveis. Comparativamente às amostras de Pilar de Goiás e Guarinos, as de Santa Rita possuem padrão de ETR fracionado com enriquecimento em ETRL e altos teores de Al2O3 correspondentes a komatiitos não exauridos. Komatiitos de Crixás possuem as menores razões (La/Sm)N, (La/Yb)N e Zr/Zr* comparativamente aos equivalentes dos demais greenstone belts, o que sugere que a fonte foi relativamente empobrecida em ETRL e HFSE, provavelmente devido à retenção de granada no resíduo. Os de Guarinos, Pilar de Goiás e Santa Rita são enriquecidos em elementos incompatíveis, o que pode ser atribuído a uma fusão parcial pouco avançada sob alta pressão ou a uma fonte previamente enriquecida nesses elementos. Alguns dos komatiitos estudados pertencem aos tipos empobrecidos em Al- e ETRP, enquanto outros aos não empobrecidos. Os empobrecidos provavelmente derivaram de fusões a profundidades superiores a 200 km e os não-empobrecidos a inferiores a 200 km. Isto significa que komatiitos dos quatro greenstone belts derivaram de uma mesma pluma mantélica mas de profundidades distintas, ou de diferentes plumas.