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

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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, , , , ,8 1990

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

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

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

7 Tomographia do manto superior com onda P projeto BLSP, VanDecar et al Schimmel et al C. Escalante, 2002 M. Rocha, 2003

8 Traços originais Chegadas RELATIVAS tempo teóricochegada observada

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

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

11 estação craton intrusões Ma profundidade

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

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

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) Iporá APIP CSF S.Mar/plat. mag>3,5 Limite litosfera/astenosfera ?

17 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 anomalia média 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/m 2 no centro, ~55 mW/m 2 nas bordas,

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

21 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 ? (Thompson et al., 1998; Gibson et al., 1999)

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

24 ~1% de anomalia em Vp ---> ~100 O C de temperatura 400 O C em 80 Ma esfria para ~200 O C hoje (condução!) convecção ajuda a esfriar mais rápido thin spot cratonfoldbelt lithosphere plume 1100 o C1500 o C km

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

28 Modelo de placa litosférica elástica, espessura 100 km colisão com placa de Nazca empurrão da cadeia meso- oceãnica contraste continente/ oceano arraste astenosfera/ litosfera No SE do Brasil, S1-S3 12 MPa em 100km de espessura: força total equivalente = 1,2 x10 12 N/m = Força média (Meijer 1995; Coeblentz & Richardson, 1996)

29 Perfil de resistência da litosfera é complexo e depende criticamente da geoterma Bacia do Paraná 50 mW/m 2 ponto fino 55 mW/m 2 rúptil dúctil Força integrada da litosfera 2, N/m 0, N/m manto: modelo dunita Anheim, resistência média; taxa def.,= s -1 modelo elástico: 1,2 x10 12 N/m

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

33 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 1300 o C Assumpção et al., Geophys.J.Int.


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