Detrital Mantle Indicator Minerals in Southwestern Wyoming, U.S.A.: Evaluation of Mantle Environment, Igneous Host, and Diamond Exploration Significance

"Abstract - Detrital minerals of upper mantle origin occur in Holocene conglomerates, pediments and antmounds, and in Oligocene conglomerates in the Green River Basin of southwestern Wyoming. The minerals are derived from disaggregated eclogite and peridotite, and are similar to minerals found in mantle- derived igneous rocks such as kimberlite and lamproite, the primary host rocks for diamond. The Green River Basin bisects the lamproite fields of the Leucite Hills (Wyoming) and Kamas (Utah) and overlies the Archean Wyoming craton, which makes the region favorable for diamond occurrence. Lamproite is the favored host for the indicator minerals because unusual high-Fe salitic diopside macrocrysts from the antmounds and from the ~1 Ma old Leucite Hills lamproites to the northeast are compositionally identical. The salitic diopside is uncommon in other igneous rocks and could be a new indicator mineral for use in lamproite exploration. The Green River Basin indicator minerals are eroded from the ~29 Ma old Bishop Conglomerate, whose source area is the Uinta Mountains to the south. No continuous mineral train exists between the Uinta occurrences and those in the Green River Basin. Assessment of the minerals using established and new geochemical criteria indicate that they formed in an oxidizing upper mantle and were transported to the surface by either kimberlite or lamproite. The existence of cogenetic diamond is unlikely based on the mineral chemistry, but selective removal of diamond indicator minerals through weathering and fluvial transport cannot be excluded. Diamonds and mantle garnets are present in the northeastern Uinta Mountains, but they originated as part of the Diamond Hoax of 1872. A representative mineral assemblage from the true igneous host of the indicator minerals is required to fully establish their economic potential. Post-Oligocene erosion and Pleistocene glaciation have hindered efforts to locate a bona fide igneous source for the indicator minerals. Résumé - Des minéraux détritiques provenant du manteau supérieur ont été trouvés dans des conglomérats, des pédiments et des monticules de fourmis de l’Holocéne, et dans des conglomérats de l’Oligocène du Green River Basin, au sud-ouest du Wyoming. Ces minéraux sont issus du démantellement d’éclogites et de péridotites, et sont semblables aux minéraux trouvés dans des roches ignées provenant du manteau, comme les kimberlites et les lamproïtes. Ces dernières sont les roches hôtes du diamant. Le Green River Basin recoupe les champs à lamproïte de Leucite Hills, au Wyoming et de Kamas en Utah, et il surmonte le craton archéen du Wyoming, connu pour la présence de ses diamants. La lamproïte est l’encaissant privilégié pour les minéraux «indicateurs» parce que des macrocristaux exceptionnels de diopsides salitiques riches en Fer, provenant des monticules de fourmis et des lamproïtes de Leucite Hill (~1 Ma), au nord-est, ont des compositions identiques. Le diopside salitique est rare dans les autres roches ignées et peut être un nouvel indicateur dans la recherche de lamproïte. Les minéraux «indicateurs» du Green River Basin proviennent de l’érosion du Conglomérat de Bishop, daté de ~29 Ma, dont la zone source est représentée par les Uinta Mountains, au sud. Aucune continuité des gisements minéraux n’existe entre les affleurements de Uinta et ceux du Green River Basin. La détermination des minéraux, utilisant des critères géochimiques anciens et récents, indique qu’ils se sont formés dans un manteau supérieur oxydant et qu’ils ont été remontés à la surface soit dans des kimberlites, soit dans des lamproïtes. La genèse du diamant n’est que peu liée à la chimie minérale, mais le lessivage d’indicateurs minéraux du diamant par altération météorique et par transport fluviatile ne peut être exclu. Des diamants et des grenats mantelliques sont présents dans le nord-est des Uinta Mountains, mais sont associés avec le Diamant Hoax de 1872. Un assemblage minéral représentati"