961 resultados para Fission-track dating


Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

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.

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

Forty-two new apatite and zircon fission track ages are presented for samples from the Western Alps in southern Switzerland, northern Italy, and southeastern France. Measured ages plotted against assumed closure temperatures yield cooling patterns for the final cooling, uplift, and exhumation of the Western Alps. Similar fission track zircon ages in the Penninic Gran Paradiso massif, Dent Blanche nappe, Sesia-Lanzo Zone, and Ivrea Zone indicate cooling of all four units to approximately 225-degrees-C by 33 Ma. Differences in apatite ages reveal differential cooling of the four blocks between 33 Ma and the present. In the Sesia-Lanzo Zone, similarity of apatite ages regardless of elevation, together with near-volcanic confined fission track length patterns suggest rapid cooling and uplift at approximately 25 Ma compared with slow cooling of other Western Alps units around 12 Ma. Uplift is thus not continuous but episodic, often over a short time interval beyond the resolution of other methods. Such episodes of uplift, as revealed here in the Sesia-Lanzo Zone, may be the rule rather than the exception.

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

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.

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

The Bocaina Plateau, which is situated on the eastern flank of the continental rift of southeastern Brazil, is the highest part of the Serra do Mar. Topographic relief in this area is suggested to be closely related to its complex tectono-magmatic evolution since the breakup of Western Gondwana and opening of the South Atlantic Ocean. Apatite fission track ages and track length distributions from 27 basement outcrops were determined to assess these hypotheses and reconstruct the denudation history of the Bocaina Plateau. The ages range between 303 +/- 32 and 46 +/- 5 Ma, and are significantly younger than the stratigraphic ages. Mean track lengths vary from 13.44 +/- 1.51 to 11.1 +/- 1.48 mu m, with standard deviations between 1.16 and 1.83 mu m. Contrasting ages within a single plateau and similar ages at different altitudes indicate a complex regional tectonothermal evolution. The thermal histories inferred from these data imply three periods of accelerated cooling related to the Early Cretaceous continental breakup, Early Cretaceous alkaline magmatism, and the Paleogene evolution of the continental rift of southeastern Brazil. The oldest fission track ages (>200 Ma) were obtained in the Serra do Mar region, suggesting that these areas were a long-lived source of sediments for the Parana, Bauru, and Santos basins. (C) 2010 International Association for Gondwana Research. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

The region of the Senador Pompeu Shear Zone (SPSZ), in the North Tectonic Domain of the Borborema Province (BP), has its recent history associated with to South Atlantic Ocean formation event at the Jurassic. A lot of geologics models have discussed about crustal axis elevation in local scale and large scale (Borborema Province), relative to importants regionals tectonics directions of it. The identification and the relationship among this surfaces, stepped in many topographyc levels by tectonics mecanisms, is dificult because of the erosion process on it. Over there, sedimentary deposits is complex and it has not biostratigraphyc record in continental deposits. The analysis metodology on apatita fission-track, in the region of the SPSZ, purpose the more knowledge about morphotectonics mecanisms of the area and the impruvement of its morphotectonics models. For this, it was moleled the age and thermal history of the 11 apatites samples collected on both sides of this shear zone, taking relationships among other results of the thermochronology studies in the BP. Based on the thermal studies in this search, the region of the BP developed on two distint cooling events, separated for one period of relative stabilited. The first episode occur between 130 and 90 M.y., has been began when the samples cross the 120°C isoterm for last time and fineshed at 70°C. The second moment of the cooling process was began about 30 M.y., when the temperature was 90°C, from this to the equlibrium with present surface temperature at 30°C. Some evidences indicated a relacionship between thermal episodes and uplift events of the regional relief. The fundaments of the interpretation was based mainly on comparatives studies among results of the thermochronology analysis and geologics studies about BP. Nóbrega et al.(2005), e.g., on studies about the Portalegre Shear Zone, got similar results on SPSZ, with some details relative to local tectonic activity. Morais Neto et al. (2000) interpreted two importants cooling events in the BP based on their regional studies, that can be associated to regional uplift events. When Assine (1992) studied the stratigraphyc sequences of the Araripe Basin, in the south of Ceará state, conclude that the abrupt return to continentals condictions from the last sedimentar sequency (albiano-cenomaniane) indicate a regional uplift of the NE region of the Brazil at the 100 M.y., in the Albiano Intermediate/Superior. This ages are compatible to termal model of the SPSZ. This two periods of the thermal history of the BP are completely registered in the apatites samples just one age groups of the fission-track, that it is the most ancient age groups. This one suggest it has happened in response to heating before 75 M.y and it has erased the last report of the first moment relief evolution of the BP. The NNE-SSW and E-W structure reativation can have created ideal condictions for heating and local elevations of the geothermal gradients. The equilibrium between the apatites temperatures of this groups and the regionais temperatures took place about 50 M.y., when the samples of the two ages groups had a simillar evolution to present surfaces temperatures

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

Groups of animals (Wistar rats) were fed with rations doped with uranyl nitrate at concentrations ranging from 0.5 to 100 ppm. The uranium content in the ashes of the organs was measured by the neutron-fission track counting technique. The most striking result is that the transfer coefficients, as a function of the uranium concentration, exhibit a concave shape with a minimum around 20ppm-U for all organs. Explanations to interpret this finding are tentatively given. (C) 2001 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

Natural levels of uranium in the diet of São Paulo City residents were studied, and radionuclide concentrations were measured by the fission track method on samples of typical adult food items. This information was used to evaluate the daily intake of uranium in individuals living in São Paulo City which is, according to our findings, around 0.97 mu g U/day. Using the ICRP Uranium-model, we estimated the uranium accumulation and committed doses in some tissues and organs, as function of time. We compared the output of the ICRP uranium biokinetic model, tailored for the conditions prevailing in São Paulo, with experimental data from other localities. Such comparison was possible by means of a simple method we developed, which allows normalization among experimental results from different regions where distinct values of chronic daily intake are observed. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

The different tectonic stages that occurred at the end of the Proterozoic and during the Phanerozoic have an important bearing on the tectonothermal history of the South American Platform and its consolidation. Geochronological data (U/Pb monazite, Ar-40/Ar-39 whole rock) and apatite fission-track analysis, from Precambrian rocks of the southeastern Brazilian coastline, permit the modeling of a long-term thermal history of the crust and constrain variable denudation rates.Using these data, a temperature-time diagram reflects a period of accelerated exhumation during the end of the Brasiliano Orogeny, followed by long stability and reactivation of the platform during the Rifting Phase of the South Atlantic Ocean.U/Pb zircon and monazite (blocking temperature of ca. 650degreesC) data from a series of igneous bodies suggest that a tangential and transpressional tectonic regime occurred between 625 and 610 Ma. During the following escape tectonics, between 610 and 590 Ma the exhumation process indicates cooling rates of ca. 12degreesC/Ma. Ar-40/Ar-39 biotite ages between 540 and 510 Ma (ca. 300degreesC) and a corrected fission-track age on apatites (100degreesC) of 480 Ma indicate an exhumation event related to block tectonics with huge vertical displacement along shear zones.A long stabilization phase, with low exhumation, and cooling rate around 0.25degreesC/Ma was recorded from the Cambro/Ordovician to the Mesozoic. At 65 Ma an acceleration of the exhumation through denudation and reworking of the South American surface with cooling rate of 1.5degreesC/Ma is observed.The uplift of the Mantiqueira and Serra do Mar mountain ranges along the southeast Brazilian coastline works as a climatic barrier provoking lateral erosional processes causing long-term scarp retreat, combined with intense, but progressive denudation towards the continent. A denudation of 2.5 to 4 km was calculated for such processes. This lateral retreat of escarpments and flexural response can provide important insights regarding marginal isostatic uplift and the evolution of offshore sedimentary basins of southeast Brazil.

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Relevância:

80.00% 80.00%

Publicador:

Resumo:

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)