Sismicidade no SE do Brasil e afinamentos da litosfera: tomografia, alcalinas e a pluma de Trindade Marcelo Assumpção, IAG-USP.

Apresentação em tema: "Sismicidade no SE do Brasil e afinamentos da litosfera: tomografia, alcalinas e a pluma de Trindade Marcelo Assumpção, IAG-USP."— Transcrição da apresentação:

1 Sismicidade no SE do Brasil e afinamentos da litosfera: tomografia, alcalinas e a pluma de Trindade
Marcelo Assumpção, IAG-USP

2 Sismicidade intraplaca no Brasil
nivel muito baixo : magnitude maxima = 6.2 mb SISMICIDADE NÃO UNIFORME

3 Catálogo total não tem cobertura uniforme devido à distribuição
irregular da população e das estações. Deve-se “filtrar” o catálogo Filtro: magnitude ano 5, 4, 4, 3, 2,

4 Crátons: Arqueano / Proterozóico inferior
Faixas de dobramentos: Neo Proterozóico Paleozóico Inferior bacia Paleozóica / Mesozóica craton craton Bacia do Paraná

5 sutura : zona de fraqueza ??
anomalias Bouguer mGal Amazon craton sutura : zona de fraqueza ??

6 craton Sismicidade: não há correlação simples com geologia de superfície suture Paraná basin

7 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

8 Traços originais Chegadas RELATIVAS tempo teórico chegada observada

9 Tomografia: obtenção de estrutura (variações de velocidade P ou S) a partir de tempos de percurso.

10 Portanto diferentes modelos podem ajustar os dados!
Grade de pontos para inversão ~ pontos ~ leituras Portanto diferentes modelos podem ajustar os dados! Outras informações necessárias para inversão: - modelo suave

11 profundidade estação craton intrusões Ma

12 Cretáceo inferior Cretáceo Superior Cretáceo Superior
Assumpção et al., Geophys.J.Int.

13 Tomografia de onda P: atrasos de chegada relativos --> variações laterais de velocidade anomalia positiva anomalia negativa perfil de uma área ao lado

14 atividade sísmica em áreas de velocidade baixa
Assumpção et al., Geophys.J.Int.

15

16 Número de sismos ao longo do perfil
(faixa de km de largura) mag>3,5 APIP Iporá CSF S.Mar/plat. Limite litosfera/astenosfera ?

17 Distribuição de anomalias de velocidade (100-300 km) sob epicentros.
anomalia média Distribuição de anomalias de velocidade ( 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 Assumpção et al., Geophys.J.Int.

18 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

19 Região SE do Brasil: evidências de efeito de maior temperatura nas anomalias de baixa velocidade.
- Anomalias das ondas P e S têm boa correlação, - Alcalinas mais recentes estão perto de baixas velocidades, - fluxo geotérmico aumenta nas bordas da bacia do Paraná: ~45 mW/m2 no centro, ~55 mW/m2 nas bordas,

20 Intrusões 85-60 Ma: efeito da pluma de Trindade ?
150 km baixa velocidade perto de províncias ígneas do Cretáceo Superior (intrusões alcalinas). Rift do Atlântico 130 Ma Intrusões Ma: efeito da pluma de Trindade ? Trindade plume (?)

21 modelo baseado em geoquímica :
Gibson et al.(1997) Províncias ígneas : Iporá Alto Paranaíba 80 Ma modelo baseado em geoquímica : impacto da pluma em “pontos finos” da litosfera

22 Pluma de Trindade desviada pela raiz do cráton do São Francisco
Pluma de Trindade desviada pela raiz do cráton do São Francisco ? (Thompson et al., 1998; Gibson et al., 1999)

23 geoquímica (Gibson et al., 1997) efeito da distribuição dos raios tomografia (BLSP)

24 lithosphere plume ~1% de anomalia em Vp ---> ~100OC de temperatura
400OC em 80 Ma esfria para ~200OC hoje (condução!) convecção ajuda a esfriar mais rápido foldbelt craton lithosphere 100 “thin spot” 1500 oC 1100 oC 200 km plume

25 Exemplo de modelo de forças na litosfera - colisão com Nazca - empurrão da cadeia - espalhamento na margem passiva

26 Campo teórico de tensões intraplaca: No SE do Brasil compressão EW (S1) tração NS (S3) S1-S3 = MPa

27 Direção das tensões tectônicas observadas na crosta do Brasil
(modelo preliminar) compressão tração “catálogo uniforme”,

28 Modelo de placa litosférica elástica, espessura 100 km
arraste astenosfera/ litosfera colisão com placa de Nazca contraste continente/ oceano empurrão da cadeia meso- oceãnica 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)

29 Perfil de resistência da litosfera é complexo
e depende criticamente da geoterma rúptil “ponto fino” 55 mW/m2 dúctil Força integrada da litosfera 2, N/m Bacia do Paraná 50 mW/m2 0, N/m modelo elástico: 1,2 x1012N/m manto: modelo dunita Anheim, resistência média; taxa def.,= 10-18s -1

30 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., Geophys.J.Int.

31 Conclusões  seismicidade correlaciona-se com baixas-velocidades na base da litosfera.

32 Fintegrada > F média
Modelo proposto - Litosfera mais fina é mais quente e portanto mais fraca: tensões intraplaca concentram-se na crosta superior. crosta Resistência da base da litosfera (S1-S3) 500oC 150 300 MPa 1000oC T Fintegrada > F média manto Fintegrada < F média DT = 100oC Aheim dunite, strain rate 10-18s-1

33 Modelo proposto Litosfera mais fina e mais quente é mais fraca: tensões intraplaca concentram-se na crosta superior crosta placa manto 1300oC fina, quente: fraca espessa, fria: resistente litosfera/ astenosfera Assumpção et al., Geophys.J.Int.