Evolution of paralell to sub-parallel grabens using analogue and numerical modelling : example of the Pimenta Bueno and Colorado grabens, Parecis Basin, Brazil

Abstract

As estruturas extensionais, como os sistemas de rifte, são amplamente estudadas no contexto de bacias sedimentares. Na indústria do petróleo o estudo de armadilhas estruturais em bacias de exploração permitiu o desenvolvimento e avanço de técnicas como a modelagem análoga e numérica. O objetivo deste estudo foi entender a evolução dos estágios iniciais de rifteamento em contexto de bacias intracratônicas, inspirado no exemplo da evolução dos grabens Pimenta Bueno e Colorado da Bacia dos Parecis, no centro-oeste do Brasil. O desenvolvimento dessas estruturas aparenta ter sido induzido por estruturas reativadas de um evento orogênico anterior. Foram realizados modelos análogos e numéricos para estudar os estágios iniciais de rifteamento continental, mais especificamente, a formação de dois riftes paralelos a sub-paralelos como consequência da reativação de estruturas herdadas. Nos experimentos de modelagem análoga foi utilizado um aparato do tipo caixa de areia para entender em que condições os dois grabens interferem e quais os padrões de deformação resultantes. Foram executados dois sets experimentais (set 1 e 2). Em ambos se variaram a distância e geometria das velocity discontinuities (VDs), representando as estruturas herdadas reativadas. Em todos os experimentos foram prescritos 3 cm de extensão total (escalados na Natureza como 12 km) a um pacote de areia de 3 cm. No primeiro set (experimentos P) a distância entre as VDs foi variada

sistematicamente. No segundo set (experimentos O e TJ) foram testadas diferentes configurações com a variação dos ângulos entre as VDs. Como resultado, quando as VDs estavam inicialmente próximas (< 2 cm), os grabens interferiram, e quando as VDs estavam mais distantes (> 2 cm), os grabens desenvolveram-se independentemente. A colocação das VDs na base do pacote de areia originou sempre grabens assimétricos, exceto quando as VDs estavam inicialmente em contato. Nos experimentos com os grabens conjugados em junção tríplice, a extensão foi partilhada entre dois grabens assimétricos e independentes quando as VDs estavam a uma certa distância uma da outra, e ocorreu formação de um graben largo e simétrico quando as VDs estavam próximas ou se intersectavam. Nesse caso, os grabens formados são simétricos ou assimétricos, dependendo da configuração geométrica inicial das VDs. Os modelos numéricos foram desenvolvidos com o código Underworld para estudar os efeitos de variar tanto a distância entre as estruturas herdadas (seeds) como os perfis reológicos assumidos para a crosta continental (Crème Brûlée” vs. “Jelly Sandwich”). Foram desenvolvidos três sets de experimentos onde esses parâmetros foram variados. Com base nesses modelos, discutimos até que ponto os riftes paralelos interferem, e se um dos riftes prevalece sob o outro. Os resultados mostraram que somente a existência de seeds ou dos perfis reológicos assumidos para a crosta continental, não conseguem explicar a mecânica das geometrias de início de rifteamento. Os padrões de rifteamento são somente reconhecidos quando estes fatores são considerados em conjunto. Além disso verifica-se que o rifteamento duplo é esperado quando uma só seed está presente na crosta, ou também quando não existe nenhuma heterogeneidade.