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RhanderTaufnerAltoe_TESE.pdf | 37,61 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Título: | Localização da deformação na crosta oceânica inferior : o Complexo de Núcleo Metamórfico do Atlantis Bank, Sudoeste da Cordilheira Índica - Expedição IODP 360 |
Autor(es): | Altoé, Rhander Taufner |
Orientador(es): | Viegas, Luis Gustavo Ferreira |
Assunto: | Milonitização Interação fluido-rocha Plasticidade intracristalina Metamorfismo |
Data de publicação: | 16-Ago-2024 |
Data de defesa: | 9-Set-2022 |
Referência: | ALTOÉ, Rhander Taufner. Localização da deformação na crosta oceânica inferior: o Complexo de Núcleo Metamórfico do Atlantis Bank, Sudoeste da Cordilheira Índica - Expedição IODP 360. 2022. 109 f., il. Tese (Doutorado em Geologia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022. |
Resumo: | Falhas de detachment têm sido hipotetizadas como a principal estrutura que permite acreção crustal em dorsais meso-oceânicas de espalhamento lento, levando à exumação de rochas da crosta inferior, intercaladas com agregados primitivos do manto superior, denominados de complexos de núcleo metamórfico oceânicos (OCC). Embora diversos modelos propõem um contraste reológico que permite a nucleação de falhas de detachment em profundidade, a interação entre deformação e transformação mineral assistida por fluidos durante milonitização e exumação de OCC ao longo das falhas de detachment ainda é pouco compreendida. Particularmente, o papel de zonas de cisalhamento dúcteis em profundidade como condutos para percolação de fluidos, favorecendo interação fluidorocha e transformação mineral, ainda é controverso. Logo, a influência dos fluidos nos processos pelos quais a deformação se localiza na crosta oceânica, e seu impacto no comportamento mecânico da litosfera, precisa ser melhor investigado. Nesta contribuição, investigamos os processos de localização da deformação na crosta oceânica inferior através de uma análise tectono-metamórfica detalhada em gabro milonitos do complexo de núcleo metamórfico do Atlantis Bank (Sudoeste da Cordilheira Índica), recuperados no furo U1473A, alvo da Expedição IODP 360. Nosso objetivo é melhor compreender os mecanismos de deformação responsáveis pelo soerguimento da porção de alta temperatura da crosta oceânica através de zonas de cisalhamento, levando em conta a influência dos fluidos no enfraquecimento mecânico da litosfera. Nossos resultados mostram que milonitos em zonas de cisalhamento gabróicas localizam a deformação em condições de fácies granulito por uma combinação de fragmentação mecânica e fluxo viscoso (e.g., fluências por deslocamento e difusão) na presença de fluidos. Interação-fluido rocha promove enfraquecimento mineral e formação de anfibólio, favorecendo mistura de fases e mantendo fluência por difusão. Reações metamórficas assistidas por fluidos são mais pervasivas e localizadas em rochas intensamente deformadas (i.e., ultramilonito), indicando um feedback positivo entre deformação e metamorfismo. Nossos resultados indicam que fluidos contribuem para o desenvolvimento de zonas de cisalhamento em rochas gabróicas anidras, e desempenham um papel crucial no comportamento mecânico da crosta oceânica inferior. Desse modo, a reologia dessa porção da litosfera seria melhor modelada a partir de leis de fluxo aplicadas em agregados poliminerálicos, levando em conta o papel da água promovendo mecanismos de enfraquecimento mineral. Tais interações fluido-rocha são complexas e indicam a forma como a deformação é distribuída na base dos complexos de núcleo metamórfico oceânicos durante falhamento de detachment e exumação do limite crosta inferior/ manto superior. |
Abstract: | Detachment faulting has been hypothesized as the main process of tectonic spreading in slow-spreading mid-ocean ridges, leading to exhumation of lower crustal rocks interlayered with pristine upper-mantle aggregates through large-scale normal faulting, namely ocean core complexes (OCC). Although many models have been proposed for the rooting of detachments and the exhumation of ocean core complexes, the interplay between deformation and fluid-assisted metamorphic reactions during mylonitizatin and unroofing of OCC is still poorly constrained. Particularly, the role of ductile shear zones at depth and their potential pathways for melt and/or fluids in enhancing phase transformation during largescale faulting is still contentious. Thus, the influence of fluids on the modes which strain is localized in the oceanic crust is yet to be constrained in terms of their impact on the mechanical behavior of the lithosphere. In this contribution, we have investigated the mechanical characteristic of lower crustal rocks through a detailed tectono-metamorphic analysis of gabbro mylonites recovered in the hole U1473A from the Atlantis Bank ocean core complex, Southwest Indian Ridge (IODP Expedition 360), to better understand strain localization processes during uplift of the hightemperature ocean crust, taking into account the influence of fluids as a potential weakening mechanism. We have shown that mylonites in gabbroic shear zones localize deformation at granulite facies conditions by a combination of mechanical fragmentation and viscous flow (e.g., dislocation and diffusion creep) in the presence of fluids. The percolating fluids promote synkinematic hydration reaction products (i.e., amphibole), and the amount of amphibole produced is intimately linked to the degree of strain the rock experienced. Our results evidence that fluids contribute to the development of fine-grained shear zones in ‘dry’ gabbroic rocks and play a crucial role on the overall mechanical behavior of the lower oceanic crust. Hence, the rheology of the lower crust at slow-spreading ridges would be best modeled with flow laws for polymineralic aggregates, taking into account the role of water in promoting reaction-softening. Such fluid-rock interactions are complex and indicate the way strain is distributed in the footwall of oceanic core complexes during large-scale, detachment faulting and exhumation of the lower crust/upper mantle boundary. |
Unidade Acadêmica: | Instituto de Geociências (IG) |
Informações adicionais: | Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2022. |
Programa de pós-graduação: | Programa de Pós-Graduação em Geologia |
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Aparece nas coleções: | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado |
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