Sismicidade no SE do Brasil e afinamentos da litosfera: tomografia, alcalinas e a pluma de
Trindade
Marcelo Assumpção,
IAG-USP
Sismicidade intraplaca no Brasil
nivel muito baixo :
magnitude maxima = 6.2 mb
SISMICIDADE NÃO UNIFORME
Catálogo total não tem cobertura uniforme devido à distribuiçãoirregular da população e das estações. Deve-se “filtrar” o catálogo
Filtro:
magnitude ano
5,0 1900
4,5 1940
4,0 1965
3,2 1980
2,8 1990
Bacia do Paraná
craton
craton
Crátons: Arqueano / Proterozóico inferior
Faixas de dobramentos: Neo Proterozóico Paleozóico Inferior
bacia Paleozóica / Mesozóica
anomalias Bouguer
mGalAmazon craton
sutura : zona de fraqueza ??
Paraná basin
craton
Sismicidade:
não há correlação simples com geologia de superfície
suture
Tomographia do manto superior com onda P projeto BLSP, 1992-2003
VanDecar et al. 1995
Schimmel et al. 2003
C. Escalante, 2002
M. Rocha,
2003
estação
craton
intrusões 85-60 Ma
profundidade
Cretáceo inferior
Cretáceo inferior
Cretáceo SuperiorCretáceo Superior
Assumpção et al., 2004. Geophys.J.Int.
Tomografia de onda P:atrasos de chegada relativos --> variações laterais de velocidade
perfil de uma área ao lado
anomalia positiva
anomalia negativa
600.
500.
400.
300.
200.
100.
0 .
Dep
th (
km)
A A '
Número de sismos ao longo do perfil (faixa de +- 100km de largura)
Iporá APIP CSF S.Mar/plat.
mag>3,5
Limite litosfera/astenosfera ?
Distribuição de anomalias de velocidade (100-300 km)sob epicentros.
Grade regional de 1° x 1° , toma-se a magnitude “total” num raio de 80 km.
Em cada ponto da grade:
a) magnitude total > 4
b) magnitude total <4
c) sem epicentro
anomalia média
Assumpção et al., 2004. Geophys.J.Int.
anomalias de velocidade sísmica:
temperatura ou composição ?
- anomalias altas (~5-10%) -> provavelmente temperatura (e.g. zonas de subducção)
- temperatura diminui velocidade das duas ondas, P e S
- manto enriquecido em Fe (olivina, piroxênio): -> baixas velocidades, alta densidade, e alta razão Vp/Vs
- Ca, Mg -> tende a aumentar Vp, Vs e diminuir Vp/Vs
Gibson et al.(1997)
Províncias ígneas : Iporá Alto Paranaíba
80 Ma
modelo baseado em geoquímica :
impacto da pluma em “pontos finos” da litosfera
Pluma de Trindade desviada pela raiz do cráton do São Francisco ? (Thompson et al., 1998; Gibson et al., 1999)
geoquímica(Gibson et al., 1997)
tomografia (BLSP)
efeito da distribuição dos raios
~1% de anomalia em Vp ---> ~100OC de temperatura
400OC em 80 Ma esfria para ~200OC hoje (condução!)
convecção ajuda a esfriar mais rápido
“thin spot”
cratonfoldbelt
lithosphere
plume
1100 oC1500 oC
0
100
200 km
Exemplo de modelode forças na litosfera
- colisão com Nazca
- empurrão da cadeia
- espalhamento na margem passiva
Campo teórico detensões intraplaca:
No SE do Brasil
compressão EW (S1) tração NS (S3)
S1-S3 = 10-14 MPa
“catálogo uniforme”, 1955-2000
compressão
tração
Direção das tensões
tectônicas observadas na crosta do
Brasil(modelo
preliminar)
Modelo de placa litosférica elástica, espessura 100 km
colisão complaca de Nazca
empurrão dacadeia meso-oceãnica
contrastecontinente/oceano
arrasteastenosfera/litosfera
No SE do Brasil, S1-S3 12 MPa em 100km de espessura:
força total equivalente = 1,2 x1012N/m = “Força média”
(Meijer 1995; Coeblentz & Richardson, 1996)
Perfil de resistência da litosfera é complexoe depende criticamente da geoterma
Bacia do Paraná50 mW/m2
“ponto fino”55 mW/m2
rúptildúctil
Força integradada litosfera
2,5 1012 N/m
0,6 1012 N/m
manto: modelo dunita Anheim, resistência média; taxa def.,= 10-18s -1
modelo elástico: 1,2 x1012N/m
Conclusões
distribuição epicentral não se correlaciona facilmente com feições da superfície: faixas de dobramento Brasilianas ou suturas não são zonas de fraqueza crustal
Assumpção et al., 2004. Geophys.J.Int.
Conclusões
seismicidade correlaciona-se com baixas-velocidades na base da litosfera.
manto
0 150 300 MPa
Resistência da base da litosfera (S1-S3)
T
crosta
0 500oC 1000oC
Fintegrada > F média
Fintegrada < F média
DT = 100oCAheim dunite, strain rate 10-18s-1
Modelo proposto
- Litosfera mais fina é mais quente e portanto mais fraca: tensões intraplaca concentram-se na crosta superior.
Modelo proposto
Litosfera mais fina e mais quente é mais fraca: tensões intraplaca concentram-se na crosta superior
manto
crosta
placa
litosfera/ astenosfera
fina,quente:fraca
espessa,fria:resistente
1300oC
Assumpção et al., 2004. Geophys.J.Int.
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