Modelagem conjunta 2D geoidal e geotérmica: estrutura litosférica da região adjacente à Bacia Sergipe - Alagoas

Abstract

Neste trabalho aplicaram-se métodos que integram dados geofísicos e petrológicos com objetivo de estudar a estrutura crustal e litosférica tomando como referência três perfis que cruzam o domínio Salvador-Esplanada-Boquim (SEB), Faixa Sergipana, o domínio Pernambuco- Alagoas (PEAL) e a Sub-Bacia Alagoas, no nordeste do Brasil. Esses métodos permitiram desvendar as principais feições crustais, litosféricas e suas relações tectônicas com a interface crosta-manto (Moho), bem como a interface litosfera-astenosfera (LAB) desta região. A estrutura da crosta foi restringida por dados geológicos, gravimétricos e sismológicos disponíveis, e composição química para corpos que constituem o manto. Os dados utilizados são as anomalias Bouguer e ar-livre, altura geoidal, topografia e dados geotérmicos, que também foram associados a composição química do manto. Portanto, primeiramente realizou-se uma modelagem para estimar automaticamente a espessura da crosta e da litosfera numa abordagem unidimensional utilizando dados de anomalia de geóide e topografia acoplado à análise térmica. Os resultados obtidos foram em seguida utilizados como informação à priori na modelagem geotérmica da litosfera que permitiu obter modelos litosféricos 2D mais acurados, de distribuição de temperatura, densidade e de velocidade das ondas sísmicas P e S para a litosfera. Os resultados da espessura crustal mostram afinamento da crosta para o domínio SEB e o Cinturão Sergipano com valores variando de 32-36 km, e mais espessa para o domínio PEAL variando de 38-40 km, esses resultados estão em concordância com dados sísmicos e gravimétricos. Os resultados da interface litosfera-astenosfera (LAB) mostram valores máximos no domínio PEAL atingindo 202 km. O domínio SEB e a Faixa Sergipana são caracterizadas por uma LAB que varia de 169 a 180 km. Com base na variação lateral da composição química do manto litosférico, foi possível obter o melhor ajuste das velocidades P e S, e da distribuição de densidade. Os resultados mostram que o domínio PEAL possui uma composição diferente que se estende aos domínios Marancó, Poço-Redondo, Canindé e Rio Coruripe.

In this reaserch work, were applied methods which integrate geophysical and petrological data in order to study the crustal and lithospheric structure along to three profiles acrossing the Salvador-Esplanada-Boquím (SEB) domain, Sergipano Belt, the Pernambuco-Alagoas domain (PEAL) and the Alagoas Sub-Basin, in northeastern Brazil. These methods allowed to unveil the main crustal and lithospheric features and tectonic relationships with the crust-mantle interface (moho), as well as the lithosphere-asthenosphere boundary (LAB). The crustal structure was constrained by available geological, gravimetric and seismological data, and chemical composition for mantle bodies. The Bouguer and free-air anomalies, geoid height, topography and geothermal data were associated with the geological information and chemical composition. Therefore, firstly, the modeling was performed to estimate automatically the crust and lithosphere thickness in a one-dimensional approach, by using geoid anomaly and topography data coupled with thermal analysis. The results obtained were used as a priori information in the geothermal modeling of the lithosphere that allowed to obtain a more accurate 2D model of temperature, density and seismic velocity distribution P and S to the lithosphere. This modeling allowed to unveil the main crustal features and their tectonic relationships as the Crust-Mantle interface (Moho), as well as the Lithosphere-Asthenosphere interface (LAB) of this region. The crustal thickness results show thinning crust for SEB domain and Sergipano Belt with values varying 32-36 km and thicker for PEAL domain varying 38-40 km, in agreement to seismic and gravimetric data. Results of lithosphere-asthenosphere boundary (LAB) show maximum values in PEAL domain reaching 202 km. The SEB domain and the Sergipe belt are characterized by LAB ranging 169 to 180 km, an abrupt change is observed in Girau do Ponciano. These results are in agreement obtained by gravity data. Based on lateral variation of the chemical composition of the lithospheric mantle, was possible to obtain the best fit of the seismic velocities waves P and S, and the density distribution. The results show that the PEAL domain has a different composition that extends to the Marancó, Poço-Redondo, Canindé and Rio Coruripe domains.