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Title: Microestruturas e textura de equilíbrio em quartzo recristalizado.
Authors: Castro, Cristiane Paula de
metadata.dc.contributor.advisor: Lagoeiro, Leonardo Evangelista
Keywords: Quartzo
Cristalografia
Quadrilátero Ferrífero - MG
Issue Date: 2007
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: CASTRO, C. P. de. Microestruturas e textura de equilíbrio em quartzo recristalizado. 2007. 142 f. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2007.
Abstract: As geometrias e orientações das bordas dos grãos são importantes parâmetros microestrural e textural ao se caracterizar a microtrama de determinado agregado mineral. Tais feições estão diretamente relacionadas às propriedades físicas do agregado e refletem os processos deformacionais aos quais foi submetido durante sua evolução e estabilização. Neste sentido, agregados de quartzo provenientes de formações ferríferas, paleoproterozóicas, de diferentes contextos deformacionais no Quadrilátero Ferrifero (QF) foram selecionados. Devido ao fato de ainda haver muita discussão acerca de feições microestruturais, relativas à geometria e orientação das bordas dos grãos de quartzo quando submetidos a diferentes processos cristal-plásticos. A partir de microscopia ótica e eletrônica, um conjunto de análises microestruturais e texturais foram realizadas, a fim de se entender o desenvolvimento de padrões particulares de geometria das bordas dos grãos. Análises de forma e tamanho dos grãos foram realizadas a partir de imagens segmentadas, nas quais tem-se o contorno das bordas dos grãos, obtidas a partir de mosaicos de fotomicrografias óticas. As orientações cristalográficas dos eixos-c dos grãos de quartzo foram obtidas através de platina universal acoplada a um microscópio ótico, assim como as orientações dos planos de borda. Orientações cristalográficas foram também analisadas por meio de microscópio eletrônico equipado com detector de elétrons retroespalhados difratados (EBSD). As feições microestruturais e texturais indicam que há controle no desenvolvimento de geometria e nas orientações das bordas dos grãos. Para agregados deformados sob condições de mais baixas temperaturas, cujos grãos apresentam bordas irregulares, os segmentos de borda podem representar diferentes planos cristalográficos. Considerando-se grãos vizinhos, combinação variada de pares de planos cristalográficos para cada um dos grãos é possível. Com o aumento de temperatura as bordas dos grãos se tornam menos irregulares e combinações particulares de planos cristalográficos para as bordas compartilhadas por dois grãos se tornam mais freqüentes. Em agregados deformados sob temperaturas mais altas, tais como aqueles estudados nas amostras provenientes da porção SE do Quadrilátero Ferrífero, os segmentos de borda são mais desenvolvidos, preferencialmente retos. A orientação destas bordas não é aleatória e a combinação entre planos romboédricos e trapezoédricos se tornam cada vez mais comum. Embora, analisando-se os comprimentos dos segmentos de borda, notese que os planos das bordas mais desenvolvidas correspondem a planos romboédricos para ambos grãos que a compartilham. Nesse sentido, há uma tendência de que os planos de borda sejam diedros entre os eixos-c de grãos vizinhos. Portanto, tal configuração de bordas entre grãos vizinhos representa uma situação de mais baixa energia para o agregado. As feições microestruturais e orientações cristalográficas determinadas estão em acordo com o aumento no grau de deformação e magnitude de metamorfismo regionalmente reconhecidos para o QF, de oeste para leste. Na região oeste a deformação é acomodada, principalmente, por microfraturamentos e precipitação, com deformação intracristalina limitada. Em direção à porção leste, a deformação cristalplástica se torna mais evidente. Os grãos estão completamente recristalizados e a CPO indica a operação de múltiplos sistemas de deslizamentos. A deformação é também acompanhada por um aumento do grau metamórfico. Tem-se metamorfismo em fácies xisto verde baixo na porção oeste transição para xisto verde mais alto no domínio SE e já em fácies anfibolito baixo na região NE. Deve-se considerar que na região SE uma extensiva recristalização se desenvolveu, seguida de um período de recristalização estática.
metadata.dc.description.abstracten: Grain boundary geometries and their orientations are important microstructural and textural parameters for characterization of mineral aggregates. These features are directly related to the physical properties of aggregates and they reflect the tectonic and metamorphic history of the rocks. In this study, quartz aggregates from paleoproterozoic banded iron formations were collected in different deformation context in the Quadrilátero Ferrífero (QF) region. Although many studies on behaviour of quartz grains during deformation have been carried out, several unanswered questions still remain. Mostly, those questions are related to microstructural features associated with the grain boundary geometries and their orientations, resulting from the operation of contrasting crystal-plastic processes. With the aim to understand how a particular grain boundary pattern is achieved, a series of microstructural and textural analyses were performed using optical and electron microscopes. The grain size and grain shape were determined in a digitalized outlines of grain boundaries constructed from mosaics of optical micrographs. The crystallographic orientation of quartz c-axes were measured using a universal stage (U-stage) mounted on a petrographic microscope as well as an electron microscope equipped with an electron backscattering diffraction (EBDS). The microstructural and crystallographic data indicate a control on the configuration of grain boundary patterns. For irregular contour of grain boundaries typically found in aggregates deformed at lower temperature, straight segments consist of different crystallographic planes. For neighboring grains varied combination of pairs of crystallographic planes for each grain is possible. With increasing temperature grain boundaries tend to be less irregular and some particular combination of crystallographic planes for grain boundary between neighboring grains become more frequent. In aggregates at higher temperatures such as those studied in samples from the SE portion of QF, grain boundary segments are preferentially straight. The orientation of these boundaries is not random and pairs of rhomb and trapezohedral planes are common. However, considering the length of the straight boundary segments, grain boundaries correspond to rhombohedral planes for both neighboring grains. In that way, those planes are dihedral to the angle between two neighboring c-axes. Therefore, this represents a situation of lower energy associated with boundaries between two neighboring grains. Microstructural and crystallographic orientations are compatible with a deformation mode of progressive increase in strain and metamorphic grade from the west to the east of the QF. In the western domains the deformation is accommodate primarily by microfractures and precipitation, with a limited intracrystalline plasticity. Towards to eastern region, the crystal plastic deformation becomes more frequent. Grains are completely recrystallized and the CPO is indicative of operation of multiple slip systems. The deformation is also accompanied by an increase in metamorphic grade from typical lower greenschist facies in the west domains to higher greenschist in the SE domains and up to the amphibolite facies in the NE region. In the east an extensive recrystallization took place following a period of static recrystallization during annealing.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2170
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