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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.44.2002.tde-03112015-121100
Document
Auteur
Nom complet
Jerome Fernand Louis Bascou
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2002
Directeur
Jury
Egydio-Silva, Marcos (Président)
Archanjo, Carlos José
Bouchez, Jean Luc
Lagoeiro, Leonardo Evangelista
Vauchez, Alain
Titre en portugais
Relações entre microestruturas, mecanismos de deformação e propriedades físicas anisotrópicas em rochas de alto grau de metamorfismo: estudo de alguns eclogitos e granulitos
Mots-clés en portugais
Geologia estrutural
Metamorfismo
Petrologia
Resumé en portugais
A deformação dúctil tem como conseqüência uma anisotropia das propriedades físicas das rochas associada ao desenvolvimento de uma orientação cristalográfica dos minerais. No presente trabalho, os mecanismos de deformação nas rochas de alto grau de metamorfismo e as relações entre o fluxo e a anisotropia das propriedades físicas são estudados a partir da análise das microestruturas e da medida das orientações preferenciais de rede (OPR) dos principais minerais que constituem eclogitos e granulitos. As OPR dos minerais são obtidas através da análise das figuras de difração dos elétrons retroespalhados (técnica EBSD). Os eclogitos provêm dos Alpes, na Noruega, do Mali e da faixa Sulu-Dabishan, na China. As microestruturas são marcadas pela deformação dúctil da onfacita. Apesar da diversidade dos locais de amostragem, as OPR da onfacita das diferentes amostras apresentam características similares e relações simples com os eixos da deformação finita X, Y e Z: os eixos cristalográficos [010] tendem a concentrar-se paralelamente à Z e os eixos [001], paralelamente à lineação (X). A utilização de um modelo numérico de deformação viscoplástica evidenciou o papel dos planos de deslizamentos equivalentes no desenvolvimento das OPR das onfacitas. Além disso, as variações das OPR das onfacitas estão ligadas a variações do regime de deformação em condições de alta pressão. A medida das OPR das onfacitas e das grandes permitiram determinar as propriedades sísmicas dos eclogitos. Apesar das microestruturas evidenciarem uma intensa deformação, os eclogitos caracterizam-se por uma baixa anisotropia sísmica (AVp et AVs < 3%). O cálculo dos coeficientes de reflexão mostra que os corpos eclogíticos na crosta constituem refletores sísmicos muito fortes, enquanto que uma interface eclogito-peridotito permaneceria invisível pela técnica de sísmica de reflexão. Os granulitos foram coletados em uma ampla zona milonítica que aflora na faixa neoproterozóica Ribeira, ao longo de grandes cisalhamentos de escala litosférica, no SE do Brasil. As microestruturas e as OPR do quartzo, dos feldspatos, dos piroxênios e dos óxidos de Fe-Ti sugerem mecanismos de deformação ativos a alta temperatura (deslizamento intra-cristalino e difusão) e de processos sin- e pós- cinemáticos. O quartzo é afetado por uma intensa recristalização estática "annealing" que se traduz por um crescimento exagerado de seus grãos e pela formação de "ribbons" policristalinos. O estudo das microestruturas sugere que a OPR de quartzo formada durante a deformação é profundamente modificada, e portanto que a assinatura sin-tectônica da OPR do quartzo é em grande parte suprimida. O plagioclásio, o ortopiroxênio e os óxidos da solução sólida "ilménita-hematita" são menos sensíveis que o quartzo ao efeito do "annealing". Em particular, as OPR desses óxidos de Fé-Ti permitem uma melhor análise estrutural e cinemática dos granulitos, assim como uma melhor interpretação das medidas de anisotropia de susceptibilidade magnética. O cálculo das propriedades sísmicas dos granulitos estudados permitiu avaliar o papel da milonitização na refletividade de uma zona de cisalhamento progradante na base da crosta, assim como a contribuição de uma tal zona de cisalhamento à defasagem das ondas S. As interfaces entre as rochas miloníticas e seus equivalentes não-deformados não constituem refletores sísmicos de qualidade, e a contribuição dos milonitos granulíticos à defasagem das ondas S, em domínio de transcorrência litosférica, permanece baixa em comparação com a defasagem que poderia ser gerada pelo manto superior.
Titre en anglais
Not available.
Mots-clés en anglais
Not available.
Resumé en anglais
Ductile deformation of rocks produces anisotropic properties associated to the development of crystallographic orientation of rock forming minerals. In this work, deformation mechanisms in high grade metamorphic rocks and the relationships between fluage and anisotropy of physical properties are studied from the analysis of microstructures and from measurements of lattice preferred orientations (LPO) of principal rock-forming minerals of eclogites and granulites. The LPO of minerals are determined using the electron backscattered diffraction technique (EBSD). Eclogites come from the Alps, Norway, Mali and the Sulu-Dabishan belt in China.Microstructures record the ductile deformation of omphacite. In spite of the sampling site diversity, the omphacite LPO display similar main characteristics and simple relationships with the X, Y and Z axes of the finite strain: the crystallographic axes [010] tend to concentrate parallel to Z and the [001] axes tend to concentrate parallel to the lineation (X). The use of a numerical model of viscoplastic deformation highlights the role of equivalen glide planes in the development of omphacite LPO. In addition, variations of omphacite LPO are related to variations in deformation regime under high-pressure conditions. Measurements of omphacite and garnet LPO allowed the calculation of the seismic properties of eclogites. Although the microstructure give evidence of strong deformation, eclogites are characterized by a week seis mic anisotropy (AVp et AVs < 3%). Calculation of reflection coefficients indicates that eclogite bodies embedded in the crustal rocks generate very bright seismic reflectors whereas an éclogite-péridotite interface should remains invisible to vertical seismic reflection techniques. Granulites have been sampled in a wide mylonitic zone outcropping in the neoproterozoic Ribeira belt, along transcurrent faults of lithospheric scale, southeastern Brazil. Microstructures and LPO of quartz, feldspars, pyroxenes and Fe-Ti oxides are correlated with high-temperature deformation mechanisms (intra-crystalline glide and diffusion), and syn- and post-kinematics processes. Quartz is affected by annealing, which produces exaggerate grain growth and the development of polycrystalline ribbons. Microstructure analysis suggests that the initial quartz LPO, developed during the deformation, is profoundly altered and therefore, that the syn-tectonic features of the quartz LPO are significantly erased. Plagioclase, orthopyroxene and oxide of the "ilménite-hématite" solid solution are less sensitive to annealing. In particular, these Ti-Fe oxide LPO allow a better structural and kinematic analysis of granulites, and a better interpretation of anisotropy of magnetic susceptibility measurements. Calculation of seismic properties of studied granulites allows one to evaluate the role of the mylonitisation on the reflectivity of prograde shear zones within the deep crust, and the contribution of these shear zones to the S-wave splitting. Interfaces between mylonitic rocks and their un-deformed equivalents generate only very weak seismic reflections, and the S-wave splitting produced by the granulitic mylonites remain very weak in comparison of splitting that may be generated by the upper mantle.
 
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Bascou___Doutorado.pdf (14.38 Mbytes)
Date de Publication
2015-11-03
 
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