Kinematics and geometry of structures in the southern limb of the Paraíba do Sul divergent structural fan, SE Brazil: a true transtensional shear

Abstract

Shear zones geometry in the Paraíba do Sul belt, southeastern Brazil, delineates a NE-trending fan-like structure. Shear zones dip towards SE in the northern limb, and towards NW in the southern one. This geometry has been interpreted either due to transpression or to late folding of flat-lying thrust surfaces. Stretching lineation plunges to ENE-ESE in the northern limb and towards NNE-NE in the southern one. Structural data in the southern limb of the divergent fan suggest a two stage kinematic evolution in high-temperature conditions: an earlier stage with top-to-SSW/SW sinistral thrusting and orogenic-parallel tangential motion, and a later stage with top-down to NNE/NE transtensional deformation. We propose a heterogeneous deformation model to explain the observed shear reversal, and suggest that the imposed transpressional displacement gradient may change during progressive deformation due to transient rheological inhomogeneities in bulk pure shear strain. In the earlier stage, the partially molten material could easily accommodate the imposed strain rates, giving rise fi rstly to the SW-directed shearing. As the thermal disturbance tended to vanish and the convergence increased, the NNE-directed transtensional shearing developed. We propose that the transtensional deformation characterized in this paper could be related to extrusion processes during regional transpressional strain.

Transpressive dextral shear in the Italva-Itaperuna section, Northern State of Rio de Janeiro, Brazil

“…Scale-independent shear sense indicators (Dayan and Keller 1989, Campanha 1981, Egydio-Silva et al 2002, Karniol and Machado 2004 point to a dextral regime of deformation, although locally important sinistral displacements may also occur (Dehler et al 2006).…”

“…Recently, many authors have pointed to the importance of orogen-parallel tectonic structures related to Neoproterozoic deformation (Dehler and Machado 2002, Karniol and Machado 2004, Peres et al 2004, Dehler et al 2006, and to extensional or transtensional flow (Dehler et al 2000, Dehler and Machado 2002, Karniol and Machado 2004, Dehler et al 2006, Marshak et al 2006, Karniol et al 2007). These processes are also well-described in international literature (Jarrard 1986, Ratschbacher et al 1991, Beck 1991, Bird 1991, Chauvet and Séranne 1994, Lyberis and Mamby 1999, Harz et al 2001, Seyferth and Henk 2004.…”

Batólito Serra das Araras: um exemplo de magmatismo granítico peraluminoso sintectônico do Ediacarano, região sudoeste do estado do Rio de Janeiro

“…Esse domínio é controlado, na região central, por zonas de cisalhamento NE-SW destrais de alto ângulo, e, nas suas bordas, por zonas de cisalhamento de médio a baixo ângulo, dispondo-se numa configuração de uma estrutura em flor-positiva (Machado & Endo, 1993;Dehler et al, 2006;Machado et al, 2016). Inicialmente, essa estrutura foi definida como uma estrutura em leque (Ebert, 1968), depois como uma estrutura sinclinal divergente, que foi relacionada à uma terceira fase de deformação (Machado 1983(Machado , 1986, sendo também descrita como uma estrutura sinforme (Heilbron et al, 1991).…”

“…O Batólito Serra das Araras (BSA) foi definido por Barbosa & Sad (1983) (Dehler, 2002;Dehler et al, 2006), contemporâneos à fase de anatexia crustal e ao evento metamórfico M 1 , descrito para os domínios Paraíba do Sul e Juiz de Fora . O segundo estágio teria ocorrido em regime transtensional, com movimentação de topo para NNE/NE e componente destral, e foi responsável pela deformação no estado sólido encontrada nas rochas do BSA (Dehler et al, 2006).…”

“…O corpo é constituído essencialmente por muscovitabiotita-granada granitos deformados, por vezes com textura protomilonítica a milonítica. A colocação do seu magmatismo foi controlada por zonas de cisalhamento dúcteis de alto a moderado ângulo, com direção NE e movimentação destral (Machado & Dehler, 2002;Dehler et al, 2006). Trabalhos anteriores consideraram o magmatismo do BSA como sincolisional (Machado & Demange, 1994;Machado, 1997) e como pós-colisional (Silva & Cunha, 2001;Machado & Dehler, 2002), mesmo não havendo dados geocronológicos disponíveis para o batólito.…”