Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 331-334 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X

Constrangimentos dos métodos de Fry e Rf/φ e transecção de dobras: um exemplo de deformação progressiva no Varisco Ibérico Fry and Rf/φ strain methods constraints and fold transection mechanisms: an example of progressive deformation in the Iberian Variscides A. Soares1*, R. Dias2

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Resumo: A utilização dos métodos de Rf/φ e de Fry na quantificação da deformação em tectonitos não é linear, pois as estruturas podem ser o resultado da actuação de diferentes processos; à escala do grão, a acomodação destas estruturas implica mecanismos intra-, trans- ou intergranular. Como os métodos normalmente utilizados nos estudos de deformação finita referidos apresentam diferentes sensibilidades aos diferentes mecanismos, o mesmo tectonito pode apresentar diferentes valores da intensidade de deformação, consoante o método de quantificação utilizado. Este trabalho mostra que, embora o método de Fry dê valores mais próximos da totalidade da deformação, os resultados obtidos por ambos os métodos apresentam tipos de elipsóide semelhantes. Sendo a região da Apúlia caracterizada pela transecção dos dobramentos variscos, os valores da quantificação obtida pelos diferentes métodos ajudam a perceber a génese da obliquidade entre o plano axial das dobras e a clivagem. Palavras-chave: Varisco Ibérico, Transecção dobras, Quantificação deformação, Fry, Rf/φ. Abstract: The strain quantification in tectonites is not a straightforward process; indeed, the geological structures could be obtained by different mechanisms; at the grain scale, the accommodation of these structures was done by intra-, trans- or intergranular mechanisms. As the methods used in the finite strain studies have different behaviour to the different deformation mechanisms, the same rock could present different strain intensities, depending on the strain method that have been used in the strain estimation. This work shows that, although the Fry method gives values closer to the bulk deformation, the strain ellipsoids obtained by both methods have similar shapes. As in the Apúlia region the variscan folds are transacted by the regional cleavage, the finite strain values obtained by both methods help to understand the reason for the obliquity between the fold axial plane and the cleavage. Keywords: Iberian Variscides, Fold transection, Finite strain, Fry, Rf/φ.

1Laboratório de Investigação de Rochas Industriais e Ornamentais da ECTUE; Centro Ciência Viva de Estremoz, convento das Maltezas, 7100-513 Estremoz, Portugal. 2Centro de Geofísica de Évora; Universidade de Évora, Escola de Ciências e Tecnologia, Departamento Geociências, Largo dos Colegiais, 2-Apartado 94, 7002-554 Évora, Portugal. *Autor correspondente / Corresponding author: asoares@estremoz.cienciaviva.pt

1. Introdução

A quantificação da deformação em tectonitos não é um processo linear, pois as estruturas geológicas podem usualmente ser o resultado da actuação de diferentes mecanismos. Esta diversidade acaba por se reflectir nos fabrics presentes nas rochas que podem ser o resultado de processos intra-, trans- ou intergranular (e.g. Ramsay & Huber, 1983). Como os métodos normalmente utilizados nos estudos de deformação finita (e.g. Normalized Fry - Erslev, 1988 and Rf/φ - Lisle, 1985) apresentam diferentes sensibilidades aos diferentes mecanismos, é espectável que conduzam a diferentes valores para a mesma rocha (e.g. Dias & Ribeiro, 1991). A compreensão do real significado dos resultados de deformação estimados é por isso uma prioridade na interpretação dos padrões de deformação finita.

A quantificação da deformação finita nos Quartzitos Armoricanos do Ordovícico inferior, utilizando como marcadores a distribuição e a forma dos grãos de quartzo tem-se revelado um importante auxiliar na compreensão dos processos de deformação activos durante o segmento ibérico do Orógeno Varisco (Dias, 1994; Dias et al., 2013). Os estudos efectuados têm demonstrado que os valores obtidos utilizando o método de Fry normalizado, são significativamente mais elevados do que os obtidos pelo método de Rf/φ (Dias, 1994; Soares, 2011; Soares & Dias, 2011). Contudo, até agora a abordagem tem sido sempre bidimensional, restando perceber como a forma dos elipsóides de deformação (i.e. numa abordagem tridimensional) era influenciada pela diferente sensibilidade dos diversos métodos. Este trabalho representa a extensão dos estudos à terceira dimensão comparando diferentes metodologias, representado um contributo importante, não só para a compreensão da aplicabilidade de dois dos métodos de quantificação da deformação mais utilizados, mas também dos processos de deformação que estiveram activos durante os eventos variscos na região estudada.

Artigo Curto Short Article

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O facto destes estudos terem sido realizados na região da Apúlia (sectores setentrionais da Zona Centro-Ibérica - ZCI), onde existe uma transecção generalizada das dobras variscas de primeira fase (D1), que não é frequente na ZCI (Ribeiro et al., 1990; Dias et al., 2013), permite ainda contribuir, não só para o conhecimento da génese da transecção enfatizando as relações temporais entre a génese dos dobramentos e da clivagem co-genética, mas também da deformação varisca deste sector.

2. Enquadramento geológico

Os metassedimentos aflorantes na região da Apúlia definem uma estrutura em monoclinal invertido com o Grupo do Douro sobreposto aos Quartzitos Armoricanos da formação de Santa Justa que, por sua vez, se sobrepõem aos metapelitos da Formação de Valongo (Pereira et al., 1989). Do ponto de visto geométrico a estratificação apresenta uma direção muito regular NW-SE mergulhando cerca de 60º para SW (Fig. 1A), o que permite deduzir uma vergência geral da estrutura para NE. A clivagem S1, quando presente, apresenta uma direção próxima de N-S, mergulhando 50º-80º para E (Fig. 1B), o que origina uma lineação de intersecção L1 (S0^S1) mergulhando 35º-50º para SSE (Fig. 1C), fortemente oblíqua aos eixos das dobras variscas regionais; esta relação geométrica

evidencia a transecção das dobras variscas. Esta transecção será o resultado de um regime de deformação não-coaxial com uma componente de cisalhamento esquerda subparalela às estruturas regionais (e.g. Ribeiro et al., 1990; Dias, 1994; Pamplona, 2001; Ribeiro et al., 1990) facilmente deduzida na região da Apúlia através da observação da deflexão dos Skolithos (Fig. 1D). Esta transecção penetrativa à escala local é anómala em relação à generalidade do autóctone da Zona Centro Ibérica onde as dobras D1 apresentam quase sempre uma clivagem S1 de plano axial (e.g. Dias et al., 2013 e referências incluídas).

A impossibilidade de observar o flanco normal que existirá submerso a W, impede a determinação directa do eixo e plano axial da estrutura principal que se pensa ser ligeiramente mergulhante para NW compatível com o que tem sido descrito para a região (e.g. Ribeiro et al., 1990). No entanto, a observação dos dobramentos de ordem menor fortemente mergulhantes para SE (Fig. 1E) implica um modelo de dobramento mais complexo, do que seria de esperar tendo em vista o processo de transecção; a forte inclinação dos eixos e a vergência geométrica destes dobramentos é compatível com a componente de desligamento esquerdo subparalela à direcção orogénica que tem sido descrita para a região (e.g. Ribeiro et al., 1990; Pamplona, 2001; Soares, 2011).

Fig. 1. Projecção estereográfica das principais estruturas do sector da Apúlia (rede de Schmidt, projecção no hemisfério inferior). Fig. 1. Stereographic projection of main Apúlia structures (Schmidt net, lower hemisphere).

3. Quantificação da deformação

Desde 1990 que se vêm procedendo a trabalhos de quantificação da deformação nos Quartzitos Armoricanos da região da Apúlia, quer bidimensionais (na superfície de estratificação), quer tridimensionais (mas apenas utilizando o método de Fry). Recentemente os estudos de quantificação tridimensional da deformação foram intensificados, não só através de uma amostragem mais

fina, mas também do tratamento sistemático de cada amostra por diferentes métodos.

3.1. Marcadores e métodos

Tendo em vista a quantificação da deformação, todas as amostras foram estudadas pelos métodos de Fry normalizado (Erslev, 1988) e de Rf/φ (Lisle, 1985) utilizando como marcadores de deformação, quer os grãos de quartzo (observados em microfotografias), quer as elipses

Métodos de Fry e Rf/φ e transecção de dobras 333 resultantes da intersecção dos tubos cilíndricos dos Skolithos com a superfície de estratificação (mas nesta situação apenas permitindo uma quantificação bidimensional da deformação).

De salientar que os métodos utilizados apresentam sensibilidades diferentes aos vários mecanismos de deformação; o de Fry é sensível tanto à deformação intragranular como intergranular, enquanto o de Rf/φ apenas é sensível a processos intragranulares (e.g. Ramsay & Huber, 1983; Dias, 1994; Dias & Ribeiro, 2008). Contudo, a interpretação dos resultados obtidos pelo método de Fry, torna-se mais complicada devido à sensibilidade que apresenta à existência de fabrics sedimentares e/ou distribuições anti-agregantes (e.g. Ramsay & Huber, 1983).

Para os estudos de quantificação tridimensionais, os elipsóides de deformação resultaram, da combinando das elipses de deformação (obtidas pelos métodos de Fry e de Rf/φ) de três secções ortogonais utilizando a metodologia proposta por De Paor (1990).

3.2. Resultados

Estudos detalhados de quantificação da deformação aplicados a um pequeno afloramento quartzítico da praia da Apúlia (Soares & Dias, 2013), já tinham permitido concluir que a aplicação dos métodos de Rf/φ e de Fry normalizado ao estudo das intersecções dos Skolithos com a superfície de estratificação, confirmavam que a intensidade da deformação é menor quando se utiliza o primeiro dos métodos.

Os estudos agora efectuados de quantificação da deformação utilizando os grãos de quartzo como marcadores de deformação, vieram pela primeira vez confirmar que a diferença de intensidade da deformação era igualmente encontrada nas abordagens tridimensionais; os valores do parâmetro D de Ramsay & Huber (1983; o qual mede a distância entre o ponto que representa a projeção do elipsóide num gráfico logarítmico de Ramsay e a origem do gráfico) são normalmente inferiores a 0,15 no caso dos elipsóides obtidos pelo método de Rf/φ e variam entre 0,15 e 0,45 quando a estimativa foi feita recorrendo ao método de Fry normalizado.

Para além disso, verificou-se que o tipo do elipsóide de deformação determinado para cada amostra era semelhante (i.e. os parâmetros K e φ de Ramsay & Huber, 1983 não variavam significativamente) qualquer que fosse o método de quantificação da deformação utilizado, embora se observe uma maior tendência para elipsóides constritivos com o aumento da deformação dado pelo parâmetro D de Ramsay.

A deformação evidenciada pelo achatamento das elipses de intersecção dos Skolithos, com a superfície de estratificação é coerente com a clivagem S1 desenvolvida (Soares & Dias, 2013); isto é, a orientação das elipses, embora apresentando alguma variabilidade (Fig. 2), é subparalela à lineação de intersecção S0^S1 (L1). No que diz respeito ao eixo maior do elipsóide de deformação, qualquer que seja o método utilizado na sua obtenção, verifica-se igualmente que a sua orientação é coerente com as estruturas D 1 evidenciadas na região.

Fig. 2. Aspectos geométricos e cinemáticos das estruturas induzidas pela primeira fase de deformação varisca (D1) na superfície de uma bancada quartzítica da Apúlia. A - Elipses de deformação obtidas em diversos setores (1 a 8), utilizando como marcadores da deformação a intersecção dos Skolithos com a superfície de estratificação. B - Orientação das tensões principais na superfície de estratificação deduzidas a partir da cinemática de zonas de cisalhamento conjugadas. Fig. 2. Geometrical and kinematical features of the structures induced by the first and main tectonic event (D1) on the bedding surface of a quartzitic layer in Apúlia. A - Strain ellipses for several domains (1 to 8), deduced from the intersection of the Skolithos tubes with the bedding plane. B - Stress pattern in the bedding plane estimated using the kinematic of conjugated shear zones.

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O processo de achatamento associado à génese da clivagem S1 origina zonas de cisalhamento conjugadas subperpendiculares à superfície de estratificação (Fig. 2) cuja cinemática indica terem-se desenvolvido nos estádios mais tardios do processo do dobramento, quando o flanco estava próximo da vertical, ou mesmo invertido;

Os estádios iniciais do dobramento estão associados essencialmente a processos de deformação intergranular (que não são por isso passíveis de serem detectados utilizando o método de Rf/φ), enquanto os processos intragranulares (que são detectáveis pelo Rf/φ) se tornam dominantes nas fases mais avançadas do dobramento quando a vergência para W estava já bem marcada. Deste modo, os valores da deformação obtidos pelo método de Fry reflectem a actuação da deformação varisca.

Agradecimentos

Trata-se de um contributo para o projeto PEst-OE/CTE/UI0078/2011.

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