Espessura crustal e Razão de Poisson do Brasil Central : uma aproximação por função do receptor

Abstract

O Brasil central foi estruturado no Neoproterozoico em consequência da colisão dos paleocontinentes São Francisco (Cráton do São Francisco e zona externa Faixa Brasília) e Amazônico (Cráton Amazônico e Faixa Araguaia), com os grandes blocos do Paranapanema (encoberto pela Bacia do Paraná) e Parnaíba (encoberto pela Bacia do Parnaíba). Entre os paleocontinentes e os grandes blocos foram amalgamados blocos menores/terrenos representados pelo Arco Magmático de Goiás (neoproterozoico) e o Maciço de Goiás (arqueano/paleoproterozoico). Novas determinações de espessura e de médias da razão de Poisson da crosta obtidas por função do receptor, somadas a dados da literatura, foram utilizadas para gerar mapa de profundidade da Moho para o Brasil central, caracterizar o comportamento da crosta continental nos diferentes domínios tectônicos e, em associação com dados gravimétricos e topográficos, discutir o equilíbrio isostático e a compartimentação tectônica regional. A espessura da crosta do Brasil central varia entre 33 e 53 km, com valores característicos para os diferentes domínios tectônicos. A Bacia do Parnaíba possui crosta de 44 km e Vp/Vs=1,71, em contraste com a crosta da parte norte da zona externa da Faixa Brasília, que tem espessura de 40 km e Vp/Vs=1,70. O contato entre esses dois domínios é abrupto. A parte sul da zona externa da Faixa Brasília, dominada por coberturas metassedimentares, apresenta espessura crustal de 42-44 km e Vp/Vs=1,70. A crosta do Arco Magmático de Goiás varia entre 35 km a sul e 42 km a norte, com Vp/Vs de 1,72. O Paleocontinente Amazônico possui crosta com espessura variando de 40-49 km e Vp/Vs de 1,78. No contato do Paleocontinente Amazônico com os terrenos do Arco Magmático de Goiás e com os granulitos de Porto Nacional, ao longo do limite oeste do alto gravimétrico Bouguer do Brasil central, a crosta está duplicada com espessura acima de 50 km e razão Vp/Vs menor que 1,70, aparentemente marcando a frente de colisão do Paleocontinente Amazônico no Brasil central. De forma geral, a mudança de espessura crustal não reflete a variação da resposta gravimétrica observada, sugerindo que o equilíbrio isostático regional tenha sido alcançado, principalmente, por variações nas propriedades físicas do manto litosférico dos diferentes blocos, com menor contribuição crustal. Ajustes isostáticos regionais ocorridos no Fanerozoico levaram à implantação da Bacia do Parnaíba e reajustes isostáticos locais resultaram em soerguimento de blocos, erosão e exposição de porções expressivas do embasamento. Como resultado final, o Brasil central apresenta trend geológico NS na Faixa Araguaia e NE na Faixa Brasília, onde a trama do embasamento influencia fortemente o Lineamento Transbrasiliano. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The central Brazil was structured in the Neoproterozoic as a result of the collision of paleocontinents São Francisco (Paleoproterozoic) and Amazônico (Archean), with large blocks hidden by the Paraná and Parnaíba sedimentaries basins. Among the paleocontinents and the large blocks, smaller blocks were almagamated represented by the Goiás Magmatic Arc (Neoproterozoic) and Goiás Massif (Archean/Paleoproterozoic) terranes. New determinations of thickness and average Poisson's ratio of the crust obtained by receiver functions, combined with data from the literature, were used to: generate the Moho depth map for central Brazil and to characterize the behavior of the continental crust in different domains and, in association with gravity and topographic data, to discuss the isostatic balance and tectonic compartmentation of central Brazil. The thickness of the crust varies between 33 and 53 km, with characteristic values for the different tectonic domains. The Parnaíba Basin has a 44 km crust and Vp/Vs = 1.71, in contrast to the crust of the northern part of the external zone of the Brasília Belt, which has a thickness of 40 km and Vp/Vs = 1.70. The contact between these two domains is abrupt. The southern part of the external zone of the Brasília Belt, dominated by metasedimentary covers, presents thickness of 42-44 km and Vp/Vs = 1.70. Although the determined Vp/Vs ratio for the Goiás Magmatic Arc is 1.72, the crustal thickness varies from 35 km in the southern to 42 km in the northern portion. The Amazonas Paleocontinent presents crustal thickness ranging from 40-49 km and Vp/Vs of 1.78. The contact among the Amazonas Paleocontinent and the eastern terranes, along the western boundary Bouguer anomaly, is characterized by duplicate crust (thicker than 50 km) and Vp/Vs ratio lower than 1,70, apparently defining the collision front of the Amazonas Paleocontinent in central Brazil. In general, the observed crustal thickness values in central Brazil do not reflect the observed gravimetric response, suggesting that the regional isostatic equilibrium has been achieved mainly by variations in the physical properties of the lithospheric mantle of the blocks with small crustal contribution. Phanerozoic extension led to regional isostatic adjustment with the impounding of the Parnaíba Basin and to some local isostatic adjustments resulting in blocks uplift, erosion and exposure of significant portions of the basement. As a result, the central Brazil geologic area presents a N-S structural trend in the Araguaia Belt and a NE-SW in the Brasília Belt, where the Transbrasiliano Lineament is influenced by basement structures.