• Keine Ergebnisse gefunden

Structure of the Sarandí del Yí Shear Zone

errane (cross

5.5.  Quartz CPO patterns

The easternmost outcrops, where both dykes and mylonitic foliation could be measured in  the field, were used for the analysis (m^m′ = 75°, x^S1 = 17°, x^m′ = 35°). Therefore, values presented  herein represent minimum estimates because deformation increases further to the east, where the  mylonitic belt is present but no dykes were recognized (Fig. 5.2). 

The obtained geometrical solution and the calculated values are presented in Fig. 5.9b. On  the basis of these results, a significant deviation from simple shear is observed, with a 41 % volume  decrease and a shear strain of 2.03. However, volume loss should be even higher considering the  strain within the dykes themselves, whereas shear strain is heterogeneously distributed and even  higher towards the shear zone. 

 

5.4.2. S‐C´ shear bands 

A quantitative strain analysis of the Sarandí del Yí mylonites was carried out on the basis of  the method of Kurz and Northrup (2008), which allows to estimate vorticity values in thin sections on  the basis of the angle between the mylonitic foliation (S) and the maximum inclined shear band  orientation (C′). Within high‐strain rocks, the most steeply inclined shear band orientation provides  the best estimate of the bulk kinematic vorticity Wk. Consequently, S‐C′ shear band measurements  allow characterizing the coaxiality/non‐coaxiality of general shear. 

Wk values range between 0.00 and 0.24, considering the maximum inclined shear band  orientation for each sample (Fig. 5.10). Since these values indicate a proportion of simple shear lower  than 15%, pure‐shear dominated deformation related to sinistral shearing of the shear zone is  inferred. 

 

5.5. Quartz CPO patterns  

Samples of the mylonites were collected to analyse the CPO of quartz. All samples were  obtained from the Sarandí del Yí Shear Zone, except AA‐12, which corresponds to the mylonites of  the easternmost Piedra Alta Terrane. Sample locations are presented in Appendix 1.  

Chapter 

Rose diagra p (2008). Freq shear band or

ams of synth quency is indi ientation (MIS illian et al., 

      

etic S‐C′ shea icated in perc SBO). Wk: bul

ar bands orie centage. The  full line show orticity, n: nu

ording to the ws the orient

mber of meas

e method of  ation of the  surements. 

Chapter 

 

Fig. 5.11:

Shear Zon foliation  distributi in Appen

5       

: Quartz CPO  ne, except for

(Z) and the  on (m.u.d.). C dix 1. 

      

pole figures f r AA‐12 that r lineation (X)  Colour scaling

      

from samples  epresents the are marked. 

g is from blue 

      

of the mylon e mylonites of Contour lev (minimum) t

 

       Str

nites. All samp f the easternm els are at 0.5 o red (maxim

ructure Saran

ples correspon most Piedra A

5, 1, 2 and 3 um). Sample 

ndí del Yí Sh

nd to the Sara Alta Terrane. P 3 multiples o locations are

ear Zone  

68    andí del Yí  Pole of the  of uniform   indicated 

Chapter 5       Structure Sarandí del Yí Shear Zone  

69   

5.6. Discussion 

5.6.1. Deformation of the eastern Piedra Alta Terrane 

On the basis of detailed mapping in the Piedra Alta Terrane, a progressive strain increase  towards the east can be identified in its eastern part. This fact is documented by the increase in both  the magnitude of the rotation of the dykes and the strain within them and by the presence of  mylonites further to the east (Fig. 5.2). The obliquity between the mylonitic foliation and the margins  of the belt, S‐C′ shear bands and the clockwise rotation of the dykes point to dextral shearing. 

Volume  loss  (>40%)  was  associated  with  the  dextral  shearing  and  could  result  either  from  metamorphic reactions and/or from vertical extension supported by the scarce subvertical lineations  (Fig. 5.2b). 

Reaction  of  pyroxene  and  plagioclase  to  hornblende,  plagioclase,  chlorite,  epidote,  clinozoisite, muscovite/sericite, biotite, quartz and opaque minerals in the strained dykes indicates  maximum amphibolite facies metamorphism during the shearing event. Quartz microstructures  observed  in  the wall‐rock  account for grain boundary migration recrystallization, probably at  temperatures above 600°C due to the presence of chessboard pattern extinction (Kruhl, 1996; Stipp  et al., 2002). Recrystallization and formation of subgrains along the edges of feldspars indicate  deformation  conditions  above  ca.  550°C  (Voll,  1976;  Pryer,  1993).  Furthermore,  quartz  microstructures in the mylonites indicating grain boundary migration recrystallization associated with  prism <a> slip detected by CPO patterns point to deformation conditions between 500 and 650°C  (Mainprice et al., 1986; Stipp et al., 2002). Therefore, the dextral shearing in the eastern margin of  the Piedra Alta Terrane is interpreted to occur under middle to upper amphibolite facies conditions  (ca. 600‐650°C). 

 

5.6.2. Deformation of the Sarandí del Yí Shear Zone 

Both macro‐ and microindicators are indicative of sinistral shear for the Sarandí del Yí Shear  Zone. Likewise, the dominance of protomylonites to the west and ultramylonites to the east as well 

Chapter 5       Structure Sarandí del Yí Shear Zone  

70   

as the concentration of tight to isoclinal folds in the easternmost shear zone indicates a strain  increase towards the east. 

No switching in the orientation of the lineation with progressive deformation is observed,  suggesting flattening with both vertical and lateral extension (Sengupta and Ghosh, 2004). Pure‐

shear dominated deformation with flattening is also indicated by the orientation of folds axes and  planes (Jones et al., 2004) and supported by the Wk values obtained by the strain analysis of the S‐C′ 

shear bands as well as the quartz CPO fabrics (Schmid and Casey, 1986). This is further constrained  by strain data from Oyhantçabal et al. (2001), which suggest pure‐shear dominated deformation  under magmatic conditions during the emplacement of the synkinematic Solís de Mataojo Granitic  Complex. Therefore, pure‐shear dominated deformation with a subordinated sinistral strike‐slip  component is interpreted for the Sarandí del Yí Shear Zone. 

The abundance of core and mantle structures in feldspars with new grains sometimes also  within internal microshear zones accounts for dislocation climb and recrystallization of feldspars at  temperatures  of  450‐550°C  (Passchier  and  Trouw,  2005,  and  references  therein).  Quartz  microstructures denote dominant diffusion processes and recrystallization due to grain boundary  migration, also  indicated  by  quartz  CPO  data.  However,  local  evidence  of subgrain  rotation  recrystallization,  particularly  in  folds, may  support  a  late  activity  of  this  mechanism;  hence,  deformation conditions probably occurred at grain boundary migration recrystallization conditions  near the transition with the subgrain rotation regime (450‐550°C; Stipp et al., 2002). On the other  hand, formation of synkinematic white mica is interpreted to have taken place due to the breakdown  of feldspar, which points to temperatures below 500°C (Wiberley, 1999, and references therein). 

Deformation conditions during sinistral shearing can thus be constrained to lower amphibolite to  upper greenschist facies conditions (ca. 550‐450°C). Lastly, a significant cataclastic reworking is  observed  in  the  Sarandí  del  Yí  Shear  Zone. The  mineral  association  indicates greenschist to  subgreenschist conditions during this event. 

 

Chapter 5       Structure Sarandí del Yí Shear Zone  

71   

5.6.3. Structural evolution of the Sarandí del Yí Shear Zone 

Heterogeneous shear zones are characterized by lateral variations of strain parameters,  generally with strain increase towards the core of the shear zone. However, long‐lived shear zones  may show not only spatial but also temporal variations of strain. Shear zones can thus be classified  based on thickness variation with time (Means, 1984, 1995; Hull, 1988; Horsman and Tikoff, 2007; 

Vitale and Mazzoli, 2008). Increasing and decreasing thickness may be interpreted in terms of strain  hardening and softening, respectively, that in turn can result from the combination of different  deformation conditions and processes. 

Since deformation of the eastern margin of the Piedra Alta Terrane seems to be related to  the evolution of the Sarandí del Yí Shear Zone, a polyphase evolution can be interpreted (Fig. 5.12). 

Cross‐cutting  relationships  indicate  retrograde  conditions  (e.g.,  mylonitic  protoliths  in  the  cataclasites) associated with progressive strain localization towards the east. In this context, a first  phase of dextral shearing took place under middle to upper amphibolite facies conditions (Fig. 

5.12a). A subsequent sinistral event under lower amphibolite to upper greenschist facies conditions  reworked the eastern margin of the shear zone giving rise to the development of the Sarandí del Yí  mylonitic belt (Fig. 5.12b). During this stage, more localized strain in the easternmost part of the  shear zone gave rise to the development of late folded mylonitic foliation. This high strain zone was  then overprinted by cataclasis (Fig. 5.12c). 

This evolutionary model is thus comparable with the conceptual model of Sibson (1977,  1983) and natural examples such as the Nordre Strømfjord Shear Zone (Bak et al., 1975), the Great  Slave Lake Shear Zone (Hanmer, 1988) and the Imbricate Zone and the Stortrømmen Shear Zone  (Smith et al., 2007), among others. Consequently, the Sarandí del Yí Shear Zone represents an  example of shear zone with thickness decreasing in time that evolved from upper amphibolite to  subgreenschist facies conditions and records a kinematic switch from dextral to sinistral shear at ca. 

600‐550°C. 

Chapter  ed to progre on of the sh . Schematic s

ation of defo

he Sarandí del strain distribu ution is indica

the Sarandí  the zone wit c that was o

       Str

ne related to p ated with the

del Yí Shear

th the highe only preserve

ructure Saran

progressive st grey scale (d

r Zone under

Chapter 5       Structure Sarandí del Yí Shear Zone  

73   

domains may  have experienced  only  partial  annealing  but no  significant  deformation during  retrograde conditions, as schematized by Herwegh et al. (2008). 

 

5.7. Conclusions 

Integration of macro‐ to microstructural data indicates that the Sarandí del Yí Shear Zone  represents a crustal‐scale shear zone that underwent complex long‐term deformation. During  juxtaposition of the Piedra Alta (Río de la Plata Craton) and Nico Pérez terranes, deformation in the  Sarandí del Yí Shear Zone started under upper to middle amphibolite facies conditions with dextral  shearing in the easternmost Piedra Alta Terrane. Subsequent lower amphibolite‐upper greenschist  facies  metamorphism  was  related  to  pure‐shear  dominated  sinistral  shearing,  which  was  accompanied by contemporaneous plutonism reflected by the Solís de Mataojo Granitic Complex. 

Post‐mylonitization magmatism is indicated by the Cerro Caperuza granite. Afterwards, a late  cataclastic event took place and reworked the easternmost border of the shear zone. 

The evolution of the shear zone reflects progressive strain localization under retrograde  metamorphic conditions during crustal exhumation. Furthermore, strain localization also resulted in  decrease in the shear zone thickness. 

Chapter 6 Geochronology Sarandí del Yí Shear Zone

74

-CHAPTER 6-