A review of carbonatitic magmatism in the Paraná-Angola-Namibia (PAN) system

Complessi alcalino-carbonatitici sono diffusi lungo lineamenti tettonici presenti nel Brasile meridionale, in Angola e in Namibia. In generale, tali complessi, intrusivi/subintrusivi, evidenziano strutture subcircolari od ovali e sono indicativi di una elevata energia di "risalita". Le carbonatiti sono ritenute originate da processi di immiscibilità, a partire da liquidi trachitico-fonolitici, come evidenziato dalle relazioni di campagna e dalle risultanze geochimiche. I complessi alcalino carbonatitici comprendono almeno tre cronogruppi principali, dove Ca-, Mg- e Fe-carbonatiti sono diffuse persino nell'ambito dello stesso complesso: 1) Cretacico Inferiore (Paraguay Orientale; Brasile, Arco di Ponta Grossa e Anitápolis; Angola e Namibia); 2) Cretacico Superiore (Brasile, Arco di Ponta Grossa, Lages e Alto Paranaíba; Namibia); 3) Paleogene (Brasile e Namibia). I litotipi alcalini associati sono rappresentati essenzialmente da plagioleucititi l.s. (Paraguay Orientale; Brasile: Arco di Ponta Grossa; Angola e Namibia) e kamafugiti l.s. (Brasile: Alto Paranaíba e Lages; Namibia). In termini di composizione isotopiche O-C, sono state notate significative variazioni per quanto riguarda i carbonati "primari", dovute principalmente a scambi isotopici tra i carbonati e fluidi idrotermali ricchi in H2O-CO2, mentre i processi magmatici (cristallizzazione frazionata e immiscibilità tra liquidi) probabilmente non comportano variazioni per più del 2? in termini di ? 18O and ??13C. Nei modelli, le più consistenti variazioni isotopiche appaiono consistenti con un ambiente idrotermale, a temperature tra 400 e 80°C, e fluidi con rapporto CO2/H2O tra 0.8 e 1. La sistematica isotopica Sr-Nd-Pb evidenzia nelle carbonatiti mixing eterogenei tra componenti di mantello tipo HIMU e EMI, simili a quelli delle rocce alcaline associate e persino a quelli delle tholeiiti stratoidi del sistema Paraná-Angola-Namibia. Da notare la consistenza della suddetta sistematica isotopica anche con il sistema Re-Os, come da determinazioni effettuate su campioni femici selezionati, soprattutto provenienti dalla provincia alcalina-carbonatitica dell'Alto Paranaíba. I dati relativi ai gas nobili suggeriscono sorgenti simili ad altri derivati mantellici (HIMU e MORB), che il carbonio delle carbonatiti non può porsi in relazione a processi subduttivi e supportano modelli di frazionamento C-O a partire da sorgenti derivanti dal mantello. Nonostante le grandi variazioni isotopiche in termini di O-C, la sistematica isotopica relativa a Sr-Nd-Pb-Os appare consistente con sorgenti isotopicamente arricchite, dove le eterogeneità geochimiche riflettono un mantello impoverito, "metasomatizzato" da piccoli volumi di liquidi e da fluidi ricchi in elementi incompatibili. Tali fluidi dovettero promuovere, in porzioni di mantello, fasi ricche in potassio, dando luogo a una rete di venature variamente arricchite in LILE e REE. Tali vene (componente arricchito) e la matrice peridotitica (componente impoverito) subirono una differente evoluzione isotopica nel tempo, di cui le carbonatiti riflettono l'impronta. Queste considerazioni si possono considerare generali per l'intero sistema Paraná-Angola-Namibia, dove distinti magmi genitori furono generati a partire da due eventi principali di arricchimento, a 2,0-1,4 e 1,0-0,5 Ga, rispettivamente, suggerendo un mantello litosferico non-convettivo sotto i differenti cratoni o regioni intercratoniche, in cui le le eterogeneità isotopiche vengono conservate per lunghi intervalli temporali. Nel complesso i dati indicano che il magmatismo alcalino-carbonatitico ha avuto origine dal mantello subcontinentale significativamente eterogeneo a piccola scala. In questo quadro, le cosiddette tracce hotspot di Tristan da Cunha, Walvis Ridge-Rio G