Estudos da estrutura crustal da porção sul da Província Borborema

Abstract

O cenário geotectônico da Província Borborema é caracterizado por sucessões de eventos tectônicos, incluindo períodos compressivos, associados com a amalgamação de blocos litosféricos durante a Orogenia Brasiliana no Neoproterozoico, superimposta por eventos extensionais relacionados com a quebra dos continentes e formação do Atlântico Sul, no Cretáceo. A complexa evolução geotectônica, além de descobertas de recursos energéticos na região, tem conduzido diferentes áreas de interesse a desenvolver pesquisas na porção sul da Província Borborema, no embasamento adjacente às bacias sedimentares Sergipe-Alagoas, Tucano e Jatobá. Este trabalho busca, através de técnicas sismológicas, contribuir com dados, informações e novas propostas de modelagem de subsuperfície para melhorar o entendimento da estrutura crustal na porção sul da Província, utilizando para isso dez estações sismográficas de banda larga, pertencentes à Rede Geoterm, e outras três estações da Rede Sismográfica Brasileira. As estações foram instaladas sobre os domínios Zona Transversal e Sul da Província, localizada no nordeste do Brasil. Para determinação das estimativas de espessura crustal e da crosta média, além da razão de velocidade da onda P pela onda S (Vp/Vs), foi aplicado a técnica de função do receptor no domínio do tempo e empilhamento Hk (espessura da crosta versus razão Vp/Vs), para eventos entre 30° e 90° de distância epicentral, e magnitude superior a 4. Os resultados obtidos indicam um espessamento da crosta no sentido de sul para norte, com valores de estimativa para a profundidade da Descontinuidade de Moho variando entre 29,2 km e 37,4 km. Para a interface crosta superior-inferior, os valores estimados indicam um afinamento da crosta superior entre as estações TCRT e CRBA (±9 km), mesma região onde a Moho apresenta as maiores profundidades, entre as estações NBAN, CRBA e TCRT (±37 km). As razões de velocidade entre as ondas P e S (Vp/Vs) variam entre 1,68 e 1,77, indicando ser a composição da crosta nesta região predominantemente félsica. Estudou-se a propagação das ondas Rayleigh para 36 eventos sísmicos com magnitudes iguais ou superiores a 5 no modo fundamental e a velocidade de fase para os períodos entre 4 e 200 segundos através do método inter-estações, onde foram gerados modelos de velocidade de onda S para 12 pares de estações. Na inversão conjunta são combinadas medidas de função do receptor de ondas telesísmicas P e velocidade de fase de ondas de superfície, para modelar estrutura crustal na área de estudo. Para as profundidades estimadas para o limite crosta-manto, foram observadas velocidades de onda cisalhante variando entre 3,9 km/s e 4,5 km/s nos modelos de inversão conjunta. Zonas de baixa velocidade foram observadas em quase todos os modelos invertidos em profundidades equivalentes a 10 km, correspondente ao que foi estimado para a crosta média pelas FRs. As variações da estrutura crustal não só mostram a heterogeneidade lateral, como fornece dados que permitem melhorar a interpretação geotectônica indicando áreas de afinamento e/ou espessamento crustal da porção sul da Província. A integração destes resultados com dados já processados de gravimetria (anomalia Bouguer), de densidade e a geologia através de modelagem direta permitiram validar as informações de espessura obtidas para as interfaces, bem como melhorar interpretações da estrutura crustal, limitando profundidades para os domínios nas profundidades estimadas para a crosta superior, e indicando a existência de uma crosta mais densa sob os domínios Estância, Vaza Barris e Macururé.