Estudo das propriedades físicas e estruturais na região das bacias do Paraná, Chaco-Paraná e Pantanal a partir de dados gravimétricos e de ondas de superfície

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moura, Denise Silva de
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14132/tde-02102024-180322/
Resumo: A região sudeste da plataforma Sul-Americana é formada por uma variedade de feições geológicas, como crátons, cinturões orogênicos, zonas de sutura e eventos magmáticos, incluindo uma província magmática. Com o propósito de estudar essas estruturas, especialmente sob as bacias do Paraná, Chaco-Paraná e Pantanal, foram utilizados dois métodos geofísicos complementares: gravimetria e tomografia de ondas de superfície. Inicialmente, foi elaborado um novo mapa de anomalia Bouguer completa para a área combinando-se dados gravimétricos terrestres com um modelo regional. Posteriormente, foram calculadas as componentes da atração gravitacional de massas conhecidas e, após a remoção destas componentes da anomalia Bouguer, foi construído um mapa de anomalia residual. Baseando-se neste residual e em três modelos diretos 2D, foi apresentada uma revisão da geometria do bloco Paranapanema e do cráton Luiz Alves, além de uma nova delimitação da região de influência do enxame de diques de Ponta Grossa. Complementarmente, foram calculados dois modelos de velocidade de onda S independentes, derivados de ruído sísmico ambiental e de terremotos, os quais possibilitaram o imageamento simultâneo da estrutura da crosta e do manto litosférico sob a região de estudo, respectivamente. No manto litosférico, foram identificadas altas velocidades nas regiões da bacia do Paraná e dos crátons São Francisco, Amazônico e Luiz Alves, e baixas velocidades sob a bacia do Pantanal, as quais podem estar associadas a um possível afinamento litosférico. Também foi imageado um forte contraste de velocidades sísmicas, separando a borda leste da bacia do Pantanal da bacia do Paraná, coincidente com a Sutura do Oeste do Paraná. Um mapa de profundidade da Moho foi elaborado a partir do modelo crustal de velocidades, o qual possui uma boa correlação com resultados prévios, mas com uma crosta mais espessa na região central da bacia do Chaco-Paraná (~43 km) do que o estimado por estudos anteriores. Essa crosta mais espessa, juntamente com sua contraparte na bacia do Paraná, apresenta uma excelente correlação com a área mapeada em superfície de extensão dos derrames magmáticos que formam a Província Magmática do Paraná (PMP). Processos magmáticos podem, portanto, ter sido importantes não só na bacia do Paraná, mas também na bacia do Chaco-Paraná e o espessamento identificado ser um indicativo de underplating. A partir da interpretação conjunta dos dois estudos, a anomalia Bouguer residual foi recalculada usando a mesma metodologia do primeiro estudo, agora com o mapa de profundidade da Moho derivado no segundo estudo. Com esse novo resultado, foi possível validar a hipótese do underplating com dados gravimétricos e apresentar modelos possíveis de espessura e contraste de densidade desse excesso de massa sob a PMP.
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Inicialmente, foi elaborado um novo mapa de anomalia Bouguer completa para a área combinando-se dados gravimétricos terrestres com um modelo regional. Posteriormente, foram calculadas as componentes da atração gravitacional de massas conhecidas e, após a remoção destas componentes da anomalia Bouguer, foi construído um mapa de anomalia residual. Baseando-se neste residual e em três modelos diretos 2D, foi apresentada uma revisão da geometria do bloco Paranapanema e do cráton Luiz Alves, além de uma nova delimitação da região de influência do enxame de diques de Ponta Grossa. Complementarmente, foram calculados dois modelos de velocidade de onda S independentes, derivados de ruído sísmico ambiental e de terremotos, os quais possibilitaram o imageamento simultâneo da estrutura da crosta e do manto litosférico sob a região de estudo, respectivamente. No manto litosférico, foram identificadas altas velocidades nas regiões da bacia do Paraná e dos crátons São Francisco, Amazônico e Luiz Alves, e baixas velocidades sob a bacia do Pantanal, as quais podem estar associadas a um possível afinamento litosférico. Também foi imageado um forte contraste de velocidades sísmicas, separando a borda leste da bacia do Pantanal da bacia do Paraná, coincidente com a Sutura do Oeste do Paraná. Um mapa de profundidade da Moho foi elaborado a partir do modelo crustal de velocidades, o qual possui uma boa correlação com resultados prévios, mas com uma crosta mais espessa na região central da bacia do Chaco-Paraná (~43 km) do que o estimado por estudos anteriores. Essa crosta mais espessa, juntamente com sua contraparte na bacia do Paraná, apresenta uma excelente correlação com a área mapeada em superfície de extensão dos derrames magmáticos que formam a Província Magmática do Paraná (PMP). Processos magmáticos podem, portanto, ter sido importantes não só na bacia do Paraná, mas também na bacia do Chaco-Paraná e o espessamento identificado ser um indicativo de underplating. A partir da interpretação conjunta dos dois estudos, a anomalia Bouguer residual foi recalculada usando a mesma metodologia do primeiro estudo, agora com o mapa de profundidade da Moho derivado no segundo estudo. Com esse novo resultado, foi possível validar a hipótese do underplating com dados gravimétricos e apresentar modelos possíveis de espessura e contraste de densidade desse excesso de massa sob a PMP.In the southeastern region of the South American platform, there are a variety of geological features, such as cratons, orogenic belts, suture zones, and magmatic events, including a magmatic province. To study these structures, especially under the Paraná, Chaco-Paraná, and Pantanal basins, two complementary geophysical methods were used: gravimetry and surface wave tomography. Initially, a new complete Bouguer anomaly map for the area was developed by combining land gravity data with a regional model. Subsequently, the gravitational influence of known masses was calculated, and after removing these components from the Bouguer anomaly, a residual anomaly map was obtained. Based on this residual and three 2D forward models, a review of the geometry of the Paranapanema block and the Luiz Alves craton was presented, along with a new delimitation of the influence region of the Ponta Grossa dike swarm. Additionally, two independent S-wave velocity models were calculated, derived from ambient seismic noise and earthquakes, which enabled the imaging of the crust and lithospheric mantle structure under the study region, respectively. In the lithospheric mantle, high velocities were identified in the region of the Paraná basin and the São Francisco, Amazonian, and Luiz Alves cratons, whereas low velocities were identified under the Pantanal basin, which may be associated with possible lithospheric thinning. A strong contrast of seismic velocities, separating the eastern edge of the Pantanal basin from the Paraná basin, coinciding with the West Paraná Suture, was imaged by our model. A Moho depth map derived from seismic velocities was also estimated, which shows a good correlation with previous results, but with a thicker crust (~43 km) under the central Chaco-Paraná basin than previously estimated by earlier studies. This thicker crust, along with its counterpart in the Paraná basin, shows an excellent correlation with the surface-mapped area of the magmatic floods that form the Paraná Magmatic Province (PMP), suggesting that magmatic processes were important not only in the Paraná basin but also in the Chaco-Paraná basin. This study, therefore, suggests that the identified thickening may indicate underplating in the region. Finally, with a joint interpretation of the two studies, the residual Bouguer anomaly was recalculated using the same methodology as in the first study but with the Moho depth map derived from the second one. With this new result, it was possible to validate the underplating hypothesis with gravity data and present possible models of thickness and density contrast of this excess mass under the PMP.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPChaves, Carlos Alberto MorenoMarangoni, Yara ReginaMoura, Denise Silva de2024-08-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14132/tde-02102024-180322/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-10-04T14:45:02Zoai:teses.usp.br:tde-02102024-180322Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-10-04T14:45:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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