Microestruturas e mecanismos de deformação ao longo da zona de cisalhamento Patos

Orientador: Prof. Dr. Leonardo Evangelista LagoeiroCoorientadora: Profa. Dra. Paola Ferreira BarbosaDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa : Curitiba, 20/12/2021Inclui referênciasResumo: Estudos microestruturais e texturais em milonitos quartzo-feldspáticos são fundamentais para compreender como a deformação é localizada na crosta intermediária. Contudo, estudos de tais naturezas em zonas de cisalhamento brasileiras são escassos. Dentre estas estruturas, se destaca o lineamento Patos, uma zona de cisalhamento com mais de 600 km de extensão de que deformou o embasamento paleoprotoerozóico da Província Borborema sob diferentes condições de temperatura. De modo a compreender os processos no estado sólido responsáveis por localizar e acomodar a deformação ao longo do Lineamento Patos, e o consequentemente enfraquecimento crustal promovido pelo seu desenvolvimento, milonitos quartzo-feldspáticos foram investigados por meio de microscopia óptica, microscópio eletrônico de varredura e principalmente por meio da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Os resultados obtidos indicam uma deformação extremamente heterogênea, caracterizada pela acomodação da deformação em zonas cada vez mais estreitas conforme a temperatura decresce durante o soerguimento das rochas afetadas pelo lineamento. Em condições de altas temperaturas (>700°C), após uma deformação predominantemente no estado magmático, camadas ricas em biotita tornam-se os domínios reológicos mais fracos, com a deformação sendo principalmente acomodada nestas camadas por meio da fluência de deslocações nos feldspatos, que registram a ativação do sistema (010)[100], e no quartzo, que registra a ativação dos sistemas Prisma- e Prisma-[c]. Sob condições de temperaturas intermediárias (550-480°C), a deformação foi principalmente acomodada pela fluência de deslocações no quartzo e no plagioclásio, e de modo restrito no feldspato potássico. O quartzo apresenta microestruturas que indicam recristalização durante a transição de migração por borda de grão para rotação de subgrão. Os principais sistemas de deslizamento ativos foram (010)[100], (010)[001] e possivelmente (011)[100] no plagioclásio, (010)[100] no feldspato potássico, e prisma- no quartzo. Recristalização do plagioclásio e mimerquitização do feldspato potássico seguido pela sua precipitação ao longo de sombras de pressão promoveram a redução do tamanho dos grãos e a formação de agregados poliminerálicos de granulação fina, que deformaram por meio de deslizamento de borda de grão assistido por fluência de deslocações ou por fluido, com a possível ativação dos sistemas (011)[1-11], (010)[100], (10-1)[111] e (1-1-1)[110], deste modo promovendo mais enfraquecimento nas rochas deformadas. Sob condições de baixas temperaturas ( e romboédrico- de modo subordinado. A expressão desta deformação nos milonitos de media a alta temperatura ao norte da borda sul ocorre na forma de delgadas zonas de cisalhamentos localizadas ao longo de descontinuidades estruturais como contato entre camadas e fraturas transgranulares. Além disso, foi sugerido que os sistemas (100)[010] no feldspato potássico e (021)[1-12] no plagioclásio reportados em trabalhos prévios podem ser fruto de interpretações errôneas.Abstract: Microstructural and textural Studies of quartzo-feldspathic mylonites are essential to understand how the strain is localized and accommodated in the midcrust. However, such studies in Brazilian shear zones are few. One of these structures is the Patos Lineament, a ~600 km long shear zone that deformed the paleoproterozoic basement of Borborema Province under different temperature conditions. In order to comprehend the solid-state processes responsible for strain localization and accommodation in the Patos shear zone, and the consequent crustal weakening promoted by its development, quartzo-feldspathic mylonites were investigated by means of optical microscopy, scanning electron microscopy and electron backscattering diffraction technique (EBSD). The results obtained from this study point out a heterogeneous deformation characterized by the accommodation of deformation in increasingly thinner high strain zones under decreasing temperatures during uplifting. At high-temperature deformation conditions (>700°C), after magmatic-state deformation, biotite-rich layers turn into the rheologically weaker domains which accommodated strain via dislocation creep, with the activation of (010)[100] in feldspar and prism- and prism-[c] in quartz. Under mediumtemperature conditions (550-480°C), deformation was mainly accommodated by dislocation creep in the quartz and plagioclase, and in a restricted way in the Kfeldspar. The quartz display microstructures that indicate recrystallization during the transition from Grain boundary migration to subgrain rotation. The main active slip system were (010)[100], (010)[001] and possibly (011)[100] in the plagioclase, (010)[100] in the K-feldspar, and prism- in the quartz. Recrystallization of plagioclase and myrmekitization of k-feldspar followed by the precipitation by solution in strain shadows promoted grain-size reduction and formation of the fine-grained polymineralic aggregates which deformed by dislocation-accommodated or fluidassisted grain boundary sliding, with the activation of the easy slip systems (011)[1- 11], (010)[100], (10-1)[111] and (1-1-1)[110], thus favouring further strain weakening of rocks. Under low-temperature conditions ( and minor rhomb- slip systems. The low-temperature deformation in the medium- to high-temperature mylonites located at the northern block of the Patos shear zone is expressed by small-scale shear zones localized along structural discontinuities like layer contacts and transgranular fractures. Furthermore, was suggested that the slip systems (100)[010] in K-feldspar and (021)[1-12] in plagioclase reported in previous studies may be products of misinterpretation