980 resultados para Apatite fission track analysis
Resumo:
Sandstone petrography and mudstone mineralogy and geochemistry of Triassic mudstones and sandstones from continental redbeds of the Malaguide Complex (Betic Cordillera, southern Spain) provide useful information on provenance, palaeoclimate and geodynamics during the early stages of the Pangea break-up, and on their diagenetic evolution. The sandstones are quartzarenites to sub-litharenites, with minor lithic fragments and rare feldspars. The mudstone samples show a PAAS like elemental distribution. The samples likely record recycling processes from their metasedimentary basement rocks that significantly affected the weathering indices, and monitors cumulative effects, including a first cycle of weathering at the source rocks. Sandstone composition and chemical–mineralogical features of mudstones record a provenance derived from continental block and recycled orogen that were weathered under warm and episodically wet climate. Source areas were located towards the east of the present-day Malaguide outcrops, and were formed by fairly silicic rock types, made up mainly of Palaezoic metasedimentary rocks, similar to those of the Paleozoic underlying series, with subordinate contributions from magmatic–metamorphic sources, and a rare supply from mafic metavolcanic rocks. Clay-mineral distribution of mudstones is dominated by illite and illite/smectite mixed-layer that result from differences in provenance, weathering, and burial/temperature history. Illite crystallinity values, illitization of kaolinite, occurrence of typical authigenic minerals and apatite fission-track studies, coupled with a subsidence analysis of the whole Malaguide succession suggest burial depths of at least 4–6 km with temperatures of 140–160 °C, typical of the burial diagenetic stage, and confirm the Middle Miocene exhumation of the Betic Internal Domain tectonic stack topped by the Malaguide Complex.
Resumo:
Fission track analysis was applied to the Precambrian suites of Madagascar in order to identify the lower-temperature cooling histories and their relationships to the Phanerozoic events that affected the island. Apatite ages range from 431 to 68 Ma, and zircon ages range from 452 to 238 Ma. Thermochronologically, the island can be divided into a southern, central, and northern region each with a subdivision on an east-west basis. The southern region is sharply separated from the central region by strongly contrasting apparent apatite ages over the northwest-southeast striking Ranotsara Shear Zone (RSZ). The change in apparent ages over the RSZ is indicative of later reactivation along younger brittle faults. The central region has the oldest ages of the island and has a diffuse contact to the third region northward. Along the entire western margin of the Precambrian basement initial Paleozoic exhumation was followed by heating (burial by sediments) during Jurassic and Cretaceous times. A decrease in ages along the eastern margin from 119 to 68 Ma coincides with the predicted positions of the Marion hot spot after effects of erosion are considered. On the other hand, these ages may represent progressive opening of the margin in a southward direction together with associated denudation of the rift shoulder. The eastern part of the central region has remained very stable since at least Devonian times, undergoing only long-term very slow exhumation at rates of 1–5 m/Myr.
Resumo:
Apatite (U-Th-Sm)/He (AHe) thermochronology is increasingly used for reconstructing geodynamic processes of the upper crust and the surface. Results of AHe thermochronology, however, are often in conflict with apatite fission track (AFT) thermochronology, yielding an inverted age-relationship with AHe dates older than AFT dates of the same samples. This effect is mainly explained by radiation damage of apatite, either impeding He diffusion or causing non-thermal annealing of fission tracks. So far, systematic age inversions have only been described for old and slowly cooled terranes, whereas for young and rapidly cooled samples 'too old' AHe dates are usually explained by the presence of undetected U and/or Th-rich micro-inclusions. We report apatite (U-Th-Sm)/He results for rapidly cooled volcanogenic samples deposited in a deep ocean environment with a relatively simple post-depositional thermal history. Robust age constraints are provided independently through sample biostratigraphy. All studied apatites have low U contents (< 5 ppm on average). While AFT dates are largely in agreement with deposition ages, most AHe dates are too old. For leg 43, where deposition age of sampled sediment is 26.5-29.5 Ma, alpha-corrected average AHe dates are up to 45 Ma, indicating overestimations of AHe dates up to 50%. This is explained by He implantation from surrounding host U-Th rich sedimentary components and it is shown that AHe dates can be "corrected" by mechanically abrading the outer part of grains. We recommend that particularly for low U-Th-apatites the possibility of He implantation should be carefully checked before considering the degree to which the alpha-ejection correction should be applied.
Resumo:
The mid-crustal Alpine Schist in central Southern Alps, New Zealand has been exhumed during the past similar to3 m.y. on the hanging wall of the oblique-slip Alpine Fault. These rocks underwent ductile deformation during their passage through the similar to 150-km-wide Pacific-Australia plate boundary zone. Likely to be Cretaceous in age, peak metamorphism predates the largely Pliocene and younger oblique convergence that continues to uplift the Southern Alps today. Late Cenozoic ductile deformation constructively reinforced a pre-existing fabric that was well oriented to accommodate a dextral-transpressive overprint. Quartz microstructures below a recently exhumed brittle-ductile transition zone reflect a late Cenozoic increment of ductile strain that was distributed across deeper levels of the Pacific Plate. Deformation was transpressive, including a dextral-normal shear component that bends and rotates a delaminated panel of Pacific Plate crust onto the oblique footwall ramp of the Alpine Fault. Progressive ductile shear in mylonites at the base of the Pacific Plate overprints earlier fabrics in a dextral-reverse sense, a deformation that accompanies translation of the schists up the Alpine Fault. Ductile shear along that structure affects not only the 12-km-thick section of Alpine mylonites, but is distributed across several kilometres of overlying nonmylonitic rocks. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
Resumo:
THESIS ABSTRACT : Low-temperature thermochronology relies on application of radioisotopic systems whose closure temperatures are below temperatures at which the dated phases are formed. In that sense, the results are interpreted as "cooling ages" in contrast to "formation ages". Owing to the low closure-temperatures, it is possible to reconstruct exhumation and cooling paths of rocks during their residence at shallow levels of the crust, i.e. within first ~10 km of depth. Processes occurring at these shallow depths such as final exhumation, faulting and relief formation are fundamental for evolution of the mountain belts. This thesis aims at reconstructing the tectono-thermal history of the Aar massif in the Central Swiss Alps by means of zircon (U-Th)/He, apatite (U-Th)/He and apatite fission track thermochronology. The strategy involved acquisition of a large number of samples from a wide range of elevations in the deeply incised Lötschen valley and a nearby NEAT tunnel. This unique location allowed to precisely constrain timing, amount and mechanisms of exhumation of the main orographic feature of the Central Alps, evaluate the role of topography on the thermochronological record and test the impact of hydrothermal activity. Samples were collected from altitudes ranging between 650 and 3930 m and were grouped into five vertical profiles on the surface and one horizontal in the tunnel. Where possible, all three radiometric systems were applied to each sample. Zircon (U-Th)/He ages range from 5.1 to 9.4 Ma and are generally positively correlated with altitude. Age-elevation plots reveal a distinct break in slope, which translates into exhumation rate increasing from ~0.4 to ~3 km/Ma at 6 Ma. This acceleration is independently confirmed by increased cooling rates on the order of 100°C/Ma constrained on the basis of age differences between the zircon (U-Th)/He and the remaining systems. Apatite fission track data also plot on a steep age-elevation curve indicating rapid exhumation until the end of the Miocene. The 6 Ma event is interpreted as reflecting tectonically driven uplift of the Aar massif. The late Miocene timing implies that the increase of precipitation in the Pliocene did not trigger rapid exhumation in the Aar massif. The Messinian salinity crisis in the Mediterranean could not directly intensify erosion of the Aar but associated erosional output from the entire Alps may have tapered the orogenic wedge and caused reactivation of thrusting in the Aar massif. The high exhumation rates in the Messinian were followed by a decrease to ~1.3 km/Ma as evidenced by ~8 km of exhumation during last 6 Ma. The slowing of exhumation is also apparent from apatite (U-Th)1He age-elevation data in the northern part of the Lötschen valley where they plot on a ~0.5km/Ma line and range from 2.4 to 6.4 Ma However, from the apatite (U-Th)/He and fission track data from the NEAT tunnel, there is an indication of a perturbation of the record. The apatite ages are youngest under the axis of the valley, in contrast to an expected pattern where they would be youngest in the deepest sections of the tunnel due to heat advection into ridges. The valley however, developed in relatively soft schists while the ridges are built of solid granitoids. In line with hydrological observations from the tunnel, we suggest that the relatively permeable rocks under the valley floor, served as conduits of geothermal fluids that caused reheating leading to partial Helium loss and fission track annealing in apatites. In consequence, apatite ages from the lowermost samples are too young and the calculated exhumation rates may underestimate true values. This study demonstrated that high-density sampling is indispensable to provide meaningful thermochronological data in the Alpine setting. The multi-system approach allows verifying plausibility of the data and highlighting sources of perturbation. RÉSUMÉ DE THÈSE : La thermochronologie de basse température dépend de l'utilisation de systèmes radiométriques dont la température de fermeture est nettement inférieure à la température de cristallisation du minéral. Les résultats obtenus sont par conséquent interprétés comme des âges de refroidissement qui diffèrent des âges de formation obtenus par le biais d'autres systèmes de datation. Grâce aux températures de refroidissement basses, il est aisé de reconstruire les chemins de refroidissement et d'exhumation des roches lors de leur résidence dans la croute superficielle (jusqu'à 10 km). Les processus qui entrent en jeu à ces faibles profondeurs tels que l'exhumation finale, la fracturation et le faillage ainsi que la formation du relief sont fondamentaux dans l'évolution des chaînes de montagne. Ces dernières années, il est devenu clair que l'enregistrement thermochronologique dans les orogènes peut être influencé par le relief et réinitialisé par l'advection de la chaleur liée à la circulation de fluides géothermaux après le refroidissement initial. L'objectif de cette thèse est de reconstruire l'histoire tectono-thermique du massif de l'Aar dans les Alpes suisses Centrales à l'aide de trois thermochronomètres; (U-Th)/He sur zircon, (U-Th)/He sur apatite et les traces de fission sur apatite. Afin d'atteindre cet objectif, nous avons récolté un grand nombre d'échantillons provenant de différentes altitudes dans la vallée fortement incisée de Lötschental ainsi que du tunnel de NEAT. Cette stratégie d'échantillonnage nous a permis de contraindre de manière précise la chronologie, les quantités et les mécanismes d'exhumation de cette zone des Alpes Centrales, d'évaluer le rôle de la topographie sur l'enregistrement thermochronologique et de tester l'impact de l'hydrothermalisme sur les géochronomètres. Les échantillons ont été prélevés à des altitudes comprises entre 650 et 3930m selon 5 profils verticaux en surface et un dans le tunnel. Quand cela à été possible, les trois systèmes radiométriques ont été appliqués aux échantillons. Les âges (U-Th)\He obtenus sur zircons sont compris entre 5.l et 9.4 Ma et sont corrélés de manière positive avec l'altitude. Les graphiques représentant l'âge et l'élévation montrent une nette rupture de la pente qui traduisent un accroissement de la vitesse d'exhumation de 0.4 à 3 km\Ma il y a 6 Ma. Cette accélération de l'exhumation est confirmée par les vitesses de refroidissement de l'ordre de 100°C\Ma obtenus à partir des différents âges sur zircons et à partir des autres systèmes géochronologiques. Les données obtenues par traces de fission sur apatite nous indiquent également une exhumation rapide jusqu'à la fin du Miocène. Nous interprétons cet évènement à 6 Ma comme étant lié à l'uplift tectonique du massif de l'Aar. Le fait que cet évènement soit tardi-miocène implique qu'une augmentation des précipitations au Pliocène n'a pas engendré cette exhumation rapide du massif de l'Aar. La crise Messinienne de la mer méditerranée n'a pas pu avoir une incidence directe sur l'érosion du massif de l'Aar mais l'érosion associée à ce phénomène à pu réduire le coin orogénique alpin et causer la réactivation des chevauchements du massif de l'Aar. L'exhumation rapide Miocène a été suivie pas une diminution des taux d'exhumation lors des derniers 6 Ma (jusqu'à 1.3 km\Ma). Cependant, les âges (U-Th)\He sur apatite ainsi que les traces de fission sur apatite des échantillons du tunnel enregistrent une perturbation de l'enregistrement décrit ci-dessus. Les âges obtenus sur les apatites sont sensiblement plus jeunes sous l'axe de la vallée en comparaison du profil d'âges attendus. En effet, on attendrait des âges plus jeunes sous les parties les plus profondes du tunnel à cause de l'advection de la chaleur dans les flancs de la vallée. La vallée est creusée dans des schistes alors que les flancs de celle-ci sont constitués de granitoïdes plus durs. En accord avec les observations hydrologiques du tunnel, nous suggérons que la perméabilité élevée des roches sous l'axe de la vallée à permi l'infiltration de fluides géothermaux qui a généré un réchauffement des roches. Ce réchauffement aurait donc induit une perte d'Hélium et un recuit des traces de fission dans les apatites. Ceci résulterait en un rajeunissement des âges apatite et en une sous-estimation des vitesses d'exhumation sous l'axe de la vallée. Cette étude à servi à démontrer la nécessité d'un échantillonnage fin et précis afin d'apporter des données thermochronologiques de qualité dans le contexte alpin. Cette approche multi-système nous a permi de contrôler la pertinence des données acquises ainsi que d'identifier les sources possibles d'erreurs lors d'études thermochronologiques. RÉSUMÉ LARGE PUBLIC Lors d'une orogenèse, les roches subissent un cycle comprenant une subduction, de la déformation, du métamorphisme et, finalement, un retour à la surface (ou exhumation). L'exhumation résulte de la déformation au sein de la zone de collision, menant à un raccourcissement et un apaissessement de l'édifice rocheux, qui se traduit par une remontée des roches, création d'une topographie et érosion. Puisque l'érosion agit comme un racloir sur la partie supérieure de l'édifice, des tentatives de corrélation entre les épisodes d'exhumation rapide et les périodes d'érosion intensive, dues aux changements climatiques, ont été effectuées. La connaissance de la chronologie et du lieu précis est d'une importance capitale pour une quelconque reconstruction de l'évolution d'une chaîne de montagne. Ces critères sont donnés par un retraçage des changements de la température de la roche en fonction du temps, nous donnant le taux de refroidissement. L'instant auquel les roches ont refroidit, passant une certaine température, est contraint par l'application de techniques de datation par radiométrie. Ces méthodes reposent sur la désintégration des isotopes radiogéniques, tels que l'uranium et le potassium, tous deux abondants dans les roches de la croûte terrestre. Les produits de cette désintégration ne sont pas retenus dans les minéraux hôtes jusqu'au moment du refroidissement de la roche sous une température appelée 'de fermeture' , spécifique à chaque système de datation. Par exemple, la désintégration radioactive des atomes d'uranium et de thorium produit des atomes d'hélium qui s'échappent d'un cristal de zircon à des températures supérieures à 200°C. En mesurant la teneur en uranium-parent, l'hélium accumulé et en connaissant le taux de désintégration, il est possible de calculer à quel moment la roche échantillonnée est passée sous la température de 200°C. Si le gradient géothermal est connu, les températures de fermeture peuvent être converties en profondeurs actuelles (p. ex. 200°C ≈ 7km), et le taux de refroidissement en taux d'exhumation. De plus, en datant par système radiométrique des échantillons espacés verticalement, il est possible de contraindre directement le taux d'exhumation de la section échantillonnée en observant les différences d'âges entre des échantillons voisins. Dans les Alpes suisses, le massif de l'Aar forme une structure orographique majeure. Avec des altitudes supérieures à 4000m et un relief spectaculaire de plus de 2000m, le massif domine la partie centrale de la chaîne de montagne. Les roches aujourd'hui exposées à la surface ont été enfouies à plus de 10 km de profond il y a 20 Ma, mais la topographie actuelle du massif de l'Aar semble surtout s'être développée par un soulèvement actif depuis quelques millions d'années, c'est-à-dire depuis le Néogène supérieur. Cette période comprend un changement climatique soudain ayant touché l'Europe il y a environ 5 Ma et qui a occasionné de fortes précipitations, entraînant certainement une augmentation de l'érosion et accélérant l'exhumation des Alpes. Dans cette étude, nous avons employé le système de datation (U-TH)/He sur zircon, dont la température de fermeture de 200°C est suffisamment basse pour caractériser l'exhumation du Néogène sup. /Pliocène. Les échantillons proviennent du Lötschental et du tunnel ferroviaire le plus profond du monde (NEAT) situé dans la partie ouest du massif de l'Aar. Considérés dans l'ensemble, ces échantillons se répartissent sur un dénivelé de 3000m et des âges de 5.1 à 9.4 Ma. Les échantillons d'altitude supérieure (et donc plus vieux) documentent un taux d'exhumation de 0.4 km/Ma jusqu'à il y a 6 Ma, alors que les échantillons situés les plus bas ont des âges similaires allant de 6 à 5.4 Ma, donnant un taux jusqu'à 3km /Ma. Ces données montrent une accélération dramatique de l'exhumation du massif de l'Aar il y a 6 Ma. L'exhumation miocène sup. du massif prédate donc le changement climatique Pliocène. Cependant, lors de la crise de salinité d'il y a 6-5.3 Ma (Messinien), le niveau de la mer Méditerranée est descendu de 3km. Un tel abaissement de la surface d'érosion peut avoir accéléré l'exhumation des Alpes, mais le bassin sud alpin était trop loin du massif de l'Aar pour influencer son érosion. Nous arrivons à la conclusion que la datation (U-Th)/He permet de contraindre précisément la chronologie et l'exhumation du massif de l'Aar. Concernant la dualité tectonique-érosion, nous suggérons que, dans le cas du massif de l'Aar, la tectonique prédomine.
Resumo:
Foreland sedimentary rocks from the northern Fars region of Iran contain a record of deformation associated with the Cenozoic collision between Arabia and Eurasia that resulted in formation of the Zagros orogen. The timing of the deformation associated with this event is poorly known. To address this we conducted a study of Miocene foreland sedimentary rocks (19.7-14.8 Ma) of the Chahar-Makan syncline using clast composition, clay mineralogy and low-temperature fission-track dating. The results showed that most of the sedimentary rocks were sourced from ophiolitic rocks. Detrital apatite fission-track (AFT) age signatures of Miocene sedimentary rocks record exhumation in the hanging wall of the Main Zagros Thrust and confirm that the change from underthrusting of the stretched Arabian margin to widespread crustal thickening and deformation in the Zagros region is no younger than 19.7 Ma. A transition from Late Oligocene to Mesozoic-Eocene AFT detrital age signatures between 19.7-16.6 Ma and 16.6-13.8 Ma is interpreted to reflect a possible rearrangement of palaeodrainage distribution that resulted from folding and expansion-uplift of the Zagros-Iranian Plateau region.
Resumo:
The Mantiqueira Province represents a series of supracrustal segments of the South-American counterpart formed during the Gondwana Supercontinent agglutination. In this crustal domain, the process of escape tectonics played a conspicuous role, generating important NE-N-S-trending lineaments. The oblique component of the motions of the colliding tectonic blocks defined the transpressional character of the main suture zones: Lancinha-Itariri, Cubato-Arcadia-Areal, Serrinha-Rio Palmital in the Ribeira Belt and Sierra Ballena-Major Gercino in the Dom Feliciano Belt. The process as a whole lasted for ca. 60 Ma, since the initial collision phase until the lateral escape phase predominantly marked by dextral and subordinate sinistral transpressional shear zones. In the Dom Feliciano Belt, southern Brazil and Uruguay, transpressional event at 630-600 Ma is recognized and in the Ribeira Belt, despite less coevally, the transpressional event occurred between 590 and 560 Ma in its northern-central portion and between ca. 625 and 595 Ma in its central-southern portion. The kinematics of several shear zones with simultaneous movement in opposite directions at their terminations is explained by the sinuosity of these lineaments in relation to a predominantly continuous westward compression.
Resumo:
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Resumo:
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Resumo:
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Resumo:
A tectônica Mesozóica-Cenozóica na borda leste da Bacia do Paraná foi interpretada com base no estudo geocronológico de uma importante feição estrutural conhecida como Domo de Pitanga (sudoeste de Rio Claro, SP), que, como outras estruturas do mesmo tipo presentes na borda da bacia, coincide com grandes alinhamentos estruturais formados pela reativação de estruturas preexistentes no seu embasamento. O método utilizado foi o de datação por análise de traços de fissão em apatitas, o qual permite a modelagem térmica entre 120oC e a temperatura ambiente. Utilizando apatitas de rochas sedimentares, foi possível a modelagem da história térmica da área, graças à homogeneidade dos dados que cada amostra apresentou em função do aquecimento no Eocretáceo pelo magmatismo Serra Geral. Além do resfriamento posterior ao magmatismo marcado pelas idades (Eocretáceo), foram detectadas as principais épocas de resfriamento na área de estudo, sendo elas do Neocretáceo, Paleoceno e, com menor importância, do Mioceno. Estes períodos remontam a importantes eventos tectônicos ocorridos no Sudeste brasileiro, bem descritos no embasamento cristalino. Fica clara a influência desta tectônica de caráter ascensional do embasamento adjacente no interior da bacia, atuando na formação de estruturas, como é o caso do Domo de Pitanga.
Resumo:
In many regions, tectonic uplift is the main driver of erosion over million-year (Myr) timescales, but climate changes can markedly affect the link between tectonics and erosion, causing transient variations in erosion rates. Here we study the driving forces of millennial to Myr-scale erosion rates in the French Western Alps, as estimated from in situ produced cosmogenic 10Be and a newly developed approach integrating detrital and bedrock apatite fission-track thermochronology. Millennial erosion rates from 10Be analyses vary between ~0.27 and ~1.33 m/kyr, similar to rates measured in adjacent areas of the Alps. Significant positive correlations of millennial erosion rates with geomorphic measures, in particular with the LGM ice thickness, reveal a strong transient morphological and erosional perturbation caused by repeated Quaternary glaciations. The perturbation appears independent of Myr-scale uplift and erosion gradients, with the effect that millennial erosion rates exceed Myr-scale erosion rates only in the internal Alps where the latter are low (<0.4 km/Myr). These areas, moreover, exhibit channels that clearly plot above a general linear positive relation between Myr-scale erosion rates and normalized steepness index. Glacial erosion acts irrespective of rock uplift and thus not only leads to an overall increase in erosion rates but also regulates landscape morphology and erosion rates in regions with considerable spatial gradients in Myr-scale tectonic uplift. Our study demonstrates that climate change, e.g., through occurrence of major glaciations, can markedly perturb landscape morphology and related millennial erosion rate patterns, even in regions where Myr-scale erosion rates are dominantly controlled by tectonics.