Mécanismes de déformation et propriétés physiques dans les granulites

par Camila Silveira

Projet de thèse en Géosciences

Sous la direction de Andréa Tommasi et de Leoanardo Lagoeiro.

Thèses en préparation à Montpellier en cotutelle avec l'Université du Paraná , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec GM - Géosciences Montpellier (laboratoire) depuis le 01-09-2018 .


  • Résumé

    Plagioclase, pyroxène et olivine sont importants minéraux formant pyroxênios et roches Par conséquent, la compréhension du comportement de déformation par ces minéraux est d'une grande importance pour comprendre la rhéologie crustale. Les mécanismes de déformation dans ces minéraux sont particulièrement difficiles à comprendre et malgré le grand nombre d'études sur les agrégats déformés naturellement et expérimentalement, la transition entre le déplacement et le fluage par diffusion n'est pas encore pleinement reconnue. Le projet proposait la poursuite d'une recherche entamée en 2016, dont l'objectif était l'analyse de texture et les propriétés anisotropes des granulites du complexe Barro Alto, Brésil. Il est prévu d'élargir la zone d'étude pour les complexes de Niquelândia et Canabrava et d'utiliser la modélisation viscoplastique auto-cohérente pour évaluer la possibilité d'activation de systèmes de glissement multiples. De cette façon, avec cette recherche, nous avons l'intention de répondre: • Quels mécanismes de déformation ont été activés? • Comparaison de la déformation entre couches mafiques et ultramafiques: quelle est l'influence de la composition minéralogique sur la déformation? • Quelle est la relation entre la taille des grains et les mécanismes de déformation active? • Comment l'activation de ces mécanismes a-t-elle influencé les propriétés anisotropes? • Dans les domaines à grains fins, est-il possible de distinguer les processus de plasticité diffusive et intracristalline? La zone d'étude comprend les complexes de Barro Alto, Niqulândia et Canabrava. Ces mafiques / ultramafiques corps marquent la frontière occidentale du massif Goias, Tocantins province structurale, formant une bande discontinue de granulitique Cela en raison des caractéristiques géologiques et pétrologiques est interprété comme un grand corps fragmenté Au cours du cycle de Brasilian. Ils sont formés par deux séquences magmatiques distinctes, toutes deux associées au rifting au Néoprotérozoïque. Pour la séquence de l'Ouest, est formée par gabbros, amphibolites, et troctolites anorthosite, qui se trouvent dans le corps du sud et du centre et du complexe appelé Sierra Malacacheta et le complexe Borges, respectivamente. Ils sont associés aux séquences volcano-sédimentaires (Juscelândia, Indianópolis et Palmeirópolis) à l'ouest et séparés de la partie inférieure par des zones de chevauchement. A l'est, l'association structurellement inférieur est composé de gabronorite, péridotite et pyroxénites, plus jeune que les couches sototatic, appelé Complexe Alto Barro, Niquelândia et Cana Brava, du sud au nord. La méthodologie utilisée dans la recherche comprend, outre l'examen et le travail sur le terrain, l'utilisation de la microscopie optique et de la microscopie électronique à balayage. La microscopie électronique à balayage sera associé à la technique de diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD-SEM), qui se compose de l'orientation cristallographique de la date d'acquisition généré par diffraction des électrons rétrodiffusés dans des plans cristallographiques des échantillons orientés. Traitement de données par MTEX, un outil gratuit du logiciel MATLAB ™. L'utilisation de la méthode VPSC est un autre aspect qui peut être obtenu à partir des données cristallographiques générées par l'EBSD et constitue un point de conduction important du projet proposé. Les codes nécessaires pour cette étape ont été mis à disposition par le Prof. Dr Ricardo A. Lebensohn. L'analyse des propriétés physiques anisotropes sera basée sur des modèles de propagation d'onde P, d'anisotropie d'onde S et de direction de polarisation Vs1. Avec cette recherche, nous visons à produire trois articles: i. Le premier consiste en une revue de la géologie régionale et, sur la base des données structurelles obtenues sur le terrain, il est prévu de présenter une interprétation de l'évolution des complexes sur le temps géologique; ii. La seconde vise à l'influence des mécanismes de déformation sur l'anisotropie sismique, à partir de la comparaison entre les différentes textures et les modes de propagation des ondes retrouvés dans les trois complexes. Dans cet article, nous tenterons également de comprendre l'hétérogénéité de la déformation observée entre les parties mafiques et ultramafiques des corps; iii. Le troisième vise la transition entre les mécanismes de déplacement du fluage et de diffusion du plagioclase. A partir de l'analyse de l'orientation cristallographique, de la taille et de la forme des grains, on cherche à savoir si la texture observée dans les roches mafiques est le résultat de l'utilisation de plusieurs systèmes de glissement ou est générée par diffusion. processus.

  • Titre traduit

    Deformation mechanisms and physical properties in granulites


  • Résumé

    Plagioclase, pyroxêne and olivine are important rocks-forming minerals and therefore the understanding of the behavior of these minerals through deformation is of great importance to understand the crustal rheology. The deformation mechanisms in these minerals are particularly difficult to understand and despite the large number of researches about naturally and experimentally deformed aggregates the transition between displacement and diffusion creep is not yet fully recognised. The project proposes the continuation of a research begun in 2016, whose objective was the textural analysis and anisotropic properties of granulites from the Barro Alto Complex, Brazil. It is intended to expand the study area for the Niquelândia and Canabrava complexes and to use the self-consistent viscoplastic modeling to evaluate the possibility of the activation of multiple slip systems. In this way, with this research, we intend to answer: • Which deformation mechanisms were activated? • Comparison of deformation between mafic and ultramafic layers: what is the influence of the mineralogical composition on the deformation? • What is the relationship between grain size and the active deformation mechanisms? • How did the activation of these mechanisms influence the anisotropic properties? • In fine grain domains, is it possible to distinguish between diffusive and intracrystalline plasticity processes? The area of study comprises the Barro Alto, Niquelândia and Canabrava layered complexes. These mafic / ultramafic bodies mark the western border of the Goiás Massif, Tocantins Structural Province, forming a discontinuous granulitic belt that, due to geological and petrologic characteristics, is interpreted as a large fragmented body during the Brazilian Cycle. They are composed by two distinct magmatic sequences, both associated to the rifting in Neoproterozoic. To the west sequence, is formed by gabbros, amphibolites, troctolites and anorthosites, which are found in the southern and central bodies and called the Serra da Malacacheta Complex and the Borges Complex, respectively. They are associated with the volcano-sedimentary sequences (Juscelândia, Indianópolis and Palmeirópolis) to the west and separated from the lower portion by thrust zones. To the east, the structurally inferior association is composed of gabronorite, peridotites and pyroxenites, younger than the sototatic layers, called Complexo Barro Alto, Niquelândia and Cana Brava, from south to north. The methodology used in the research includes, in addition to the review and fieldwork, the use of optical microscopy and scanning electron microscopy. A EBSD mounted on the SEM will be use for the acquisition of crystallographic orientation data generated by diffraction of backscattered electrons in the crystallographic planes of oriented samples. All the data processing will be carried out by means of the MTEX, a free tool of MATLAB ™ software . The use of the VPSC method is another aspect that can be obtained from the crystallographic data generated by the EBSD and is an important point of conduction of the proposed project. The necessary codes for this step were made available by Prof. Dr. Ricardo A. Lebensohn. The analysis of anisotropic physical properties will be based on patterns of P wave propagation, S wave anisotropy and Vs1 polarization direction. With this research we aim produce three articles: i. The first consists of a review of the regional geology and, based on the structural data obtained in the fieldwork, it is intended to present an interpretation of the evolution of the complexes over the geological time; ii. The second aims at the influence of the deformation mechanisms on the seismic anisotropy, from the comparison between the different textures and wave propagation patterns found in the three complexes. In this paper, we will also try to understand the heterogeneity of the deformation seen between the mafic and ultramafic portions of the bodies; iii. The third is aimed at the transition between the mechanisms of creep displacement and diffusion of plagioclase. From the analysis of the preferred crystallographic orientation, size and shape of the grains, it is intended to answer if the texture observed in the mafic rocks (during the master's research) is the result of the operation of multiple gliding systems or is generated by diffusive processes.