Caracterização do calor radiogênico e do fluxo térmico da região limítrofe da província Tocantins, Cráton do São Francisco e Bacia do Parnaíba

Abstract

A área de estudo da pesquisa compreende as porções central e norte da Província Estrutural Tocantins e seus limites com o Cráton do São Francisco, a Bacia do Parnaíba e pequena parte do Cráton Amazônico. Geograficamente, abrange regiões dos estados de Goiás, Distrito Federal, Bahia, Piauí, Maranhão e Pará. No contexto geológico, a região é caracterizada por eventos orogênicos neoproterozoicos relacionados à Província Tocantins e extremo oeste do Cráton do São Francisco, além de processos paleoneoproterozóicos que moldaram e retrabalharam este embasamento. Inclui a porção sudoeste da bacia sedimentar do Parnaíba, um sag intracratônico com feições tectono-magmáticas e a porção oeste cratônica arqueana do Cráton do São Francisco, estabilizado e de espessura crustal variada. Ou seja, a região apresenta litosferas com características distintas que ainda são objeto de estudo da geologia e também da geofísica, pois apresentam variações laterais e verticais que podem ser investigadas a partir das propriedades físicas das rochas como densidade, susceptibilidade, Vp/Vs, radiação gama e condutividade térmica. Além disso, fazem parte da área de estudo importantes províncias minerais com potencial e interesse econômico a partir de mineralizações em estanho e elementos terras raras - Província Estanífera de Goiás; urânio, ouro e cobre - Província Carajás. Deste modo, o principal objetivo desta pesquisa é contribuir ao conhecimento geotectônico da região a partir de feições geotectônicas identificadas por meio da caracterização geotermal dessa área. A caracterização geotermal envolve parâmetros como a estimativa da produção de calor radiogênico (A0), da superfície Curie (isoterma de 580 ºC) e da análise do fluxo de calor em superfície e subsuperfície, bem como a integração com a geofísica, geologia e dados petrofísicos. A pesquisa visa discriminar ambientes tectônicos e identificar potenciais associações com variações de estabilidade crustal, diferentes idades e ocorrências minerais que apresentem potencial econômico. Os dados geofísicos aéreos, terrestres, orbitais e de poços, revelaram o comportamento do fluxo térmico de 22,1-169,1 mW/m², gradiente geotermal de 15,17-58 °C/km, profundidade Curie de 10-38,2 km e produção de calor radiogênico superficial de 0,39-42,09 μW/m³. A partir da análise de malhas, imagens, perfis geofísico-geológicos, e estatística descritiva, foram caracterizados domínios e subdomínios geotérmicos associados a zonas de sutura, exposição de embasamento, crosta cratônica, granitos radiogênicos, hot spots, e sistemas de zonas de cisalhamento. Anomalias térmicas, como de 90-100 mW/m² na Província Tocantins e picos de 105-170 mW/m² na Bacia do Parnaíba, estão associadas a zonas de sutura tectônica com a Placa São Franciscana e com a Amazônica. Em superfície, essas anomalias se correlacionam a feições estruturais como as regiões de embasamento exposto (Bloco Cavalcante Natividade e janela estrutural em São Desidério), bem como as zonas de falhas Rio dos Bois, Cruz das Almas e São Domingos. A integração com a literatura permitiu interpretar essas assinaturas em termos da crosta e do manto superior. Três áreas alvo foram delimitadas para maior investigação e detalhamento: A Província Estanífera de Goiás, o Bloco Cavalcante-Natividade e a Província Carajás. Na Província Estanífera de Goiás, a pesquisa caracterizou o calor radiogênico (A0) de granitos Tipo A, como os Maciços Pedra Branca e Serra Dourada, por meio da gamaespectrometria aérea e modelo de densidade. Esses granitos exibem valores elevados e anômalos de A0 (5,5-15 μW/m³), classificando-os como High Heat Production Granites, associados a zonas mineralizadas em estanho e elementos terras raras. A integração do A0 com imagens RGB, magnetometria e dados geológicos mostrou que anomalias térmicas coincidem com zonas mineralizadas, validando a metodologia por comparações com granitos HHPG nacionais e globais. Na Província Carajás, na borda leste do Cráton Amazônico, granitos paleoproterozoicos anorogênicos, Tipo A (Cigano, Rio Branco e Gogó da Onça) e alcalinos (Estrela) foram analisados por gamaespectrometria, e apresentaram calor radiogênico (A0) anômalo (5,0-19,9 μW/m³), que também os classifica como High Heat Production Granites. Na pesquisa ocorre a investigação entre as assinaturas radiogênicas e zonas mineralizadas em elementos terras raras, e urânio, bem como ouro e cobre. A integração das áreas alvo demonstra que High Heat Production Granites são marcadores de processos tectônicos e mineralizantes, influenciados por feições paleoproterozoicas e neoproterozoicas. A metodologia, validada por dados geológicos e comparações com dados globais, oferece uma ferramenta robusta para modelagem geotérmica e prospecção mineral, com implicações para a geodinâmica regional e global. Os resultados obtidos contribuíram para o entendimento da evolução litosférica do Brasil Central e da amalgamação do Gondwana Ocidental, além de propor novos caminhos para prospecção mineral.