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Previous issue date: 2015-01-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / A Prov?ncia Borborema, localizada no nordeste do Brasil, possui um embasamento de idade
Pr?-cambriana e um arcabou?o tect?nico estruturado no Neoproteroz?ico (740-560 Ma). Ap?s
a separa??o dos continentes Sul-Americano e Africano, durante o Mesoz?ico formou-se um
sistema de riftes no nordeste brasileiro, o qual deu origem ?s bacias marginais e interiores localizadas
na Prov?ncia. Depois da separa??o continental, eventos de vulcanismos e epirogenia
ocorreram na Prov?ncia, tais como o soerguimento do Planalto da Borborema e o magmatismo
ao longo da linha Macau-Queimadas (AMQ), marcando assim a evolu??o da Prov?ncia. As
causas do soerguimento do Planalto poderiam estar associadas a um underplating magm?tico
(material m?fico preso na base da crosta), talvez relacionado com a gera??o de plugs continentais
jovens (45-7 Ma) ao longo do AMQ devido a um mecanismo de convec??o em pequena
escala na borda do continente. O objetivo deste trabalho ? investigar as causas do soerguimento
intra-placa e sua poss?vel rela??o com o vulcanismo AMQ utilizando sismologia de banda larga,
tendo em conta a correla??o de nossos resultados com estudos geof?sicos e geol?gicos realizados
na Prov?ncia Borborema.
As metodologias de banda larga para investigar a estrutura profunda na Prov?ncia incluem
as fun??es do receptor e velocidade de dispers?o das ondas de superf?cie. Tanto as fun??es
de receptor quanto a tomografia de dispers?o de ondas superficiais s?o m?todos que utilizam
eventos teless?smicos e permitem obter estimativas de par?metros estruturais como espessura
crustal, raz?o Vp/Vs e velocidade de onda S. Os sismogramas utilizados neste trabalho para as
fun??es do receptor foram obtidas de 52 esta??es localizadas no Nordeste do Brasil: 16 esta??es
de banda larga da rede RSISNE (Rede Sismogr?fica do Nordeste do Brasil), 21 esta??es de per?odo
curto da rede INCT-ET (Instituto Nacional de Ci?ncia e Tecnologia ? Estudos Tect?nicos)
e 6 esta??es de banda larga. Estes resultados acrescentam significativamente dados anteriores
coletados em esta??es isoladas como a esta??o RCBR, da rede global GSN, as esta??es banda
v
larga CAUB e AGBL do projeto BLSP (Brazilian Lithosphere Seismic Project IAG/USP) e de
6 esta??es banda larga do projeto Mil?nio (Estudos geof?sicos e tect?nicos na Prov?ncia Borborema
- CNPq). Para dispers?o de ondas de superf?cie foram usados sismogramas de 22 esta??es:
16 esta??es de banda larga da rede RSISNE, bem como das 6 esta??es banda larga do projeto
Mil?nio.
Neste trabalho foram desenvolvidas: (i) estimativas de espessura crustal e raz?o Vp/Vs para
cada esta??o usando as fun??es do receptor, (ii) novas medidas de velocidade de grupo de ondas
de superf?cie, que foram integradas com os percursos usados em uma tomografia da Am?rica do
Sul, j? desenvolvida, para ampliar a resolu??o no Nordeste Brasileiro e (iii) modelos de velocidades
de onda S (1D) para v?rios locais na Prov?ncia Borborema usando a invers?o simult?nea
de fun??es do receptor com velocidades de dispers?o. Os resultados descrevem velocidades de
onda S para a base da crosta que s?o consistentes com a presen?a de uma camada m?fica de
5-7.5 km de espessura. Foi observada a camada m?fica em apenas uma por??o da regi?o do
planalto (parte sul) e aus?ncia da mesma na parte norte. Outra observa??o importante e que
corrobora estudos de fun??es do receptor e refra??o s?smica s?o as diferentes espessuras crustais,
tamb?m dividindo o planalto em uma parte de crosta fina (parte norte) e outra parte de
crosta espessa (parte sul). Os modelos existentes para evidenciar a epirogenia n?o conseguem
explicar todas essas observa??es. Sendo assim, prop?e-se que durante a orogenia Brasiliana,
uma camada de material m?fico pr?-existente foi delaminada, total ou parcialmente, da crosta.
A delamina??o parcial teria acontecido na parte sul do planalto, onde estudos independentes
evidenciaram uma reologia mais resistente ? deforma??o. Ap?s isso, durante o Mesoz?ico e
consequente processo de rifteamento houve afinamento da crosta da regi?o costeira e depress?o
sertaneja, incluindo a parte norte do planalto. J? no Cenoz?ico, o soerguimento da parte
norte do planalto teria ocorrido e o resultado seria uma parte norte sem material m?fico na base
da crosta e parte sul com camada m?fica parcialmente delaminada,mas ambos com topografia
elevada at? os dias atuais. / The Borborema Province, located in northeastern Brazil, has a basement of Precambrian
age and a tectonic framework structured at the Neoproterozoic (740-560 Ma). After separation
between South America and Africa during the Mesozoic, a rift system was formed, giving rise
to a number of marginal and inland basins in the Province. After continental breakup, episodes
of volcanism and uplift characterized the evolution of the Province. Plateau uplift was initially
related to magmatic underplating of mafic material at the base of the crust, perhaps related to
the generation of young continental plugs (45-7 Ma) along the Macau-Queimadas Alignment
(MQA), due to a small-scale convection at the continental edge. The goal of this study is to
investigate the causes of intra-plate uplift and its relationship to MQA volcanism, by using
broadband seismology and integrating our results with independent geophysical and geological
studies in the Borborema Province.
The investigation of the deep structure of the Province with broadband seismic data includes
receiver functions and surface-wave dispersion tomography. Both the receiver functions
and surface-wave dispersion tomography are methods that use teleseismic events and allow to
develop estimates of crustal parameters such as crustal thickness, Vp/Vs ratio, and S-velocity
structure. The seismograms used for the receiver function work were obtained from 52 stations
in Northeast Brazil: 16 broadband stations from the RSISNE network (Rede Sismogr?fica do
Nordeste do Brasil), and 21 short-period and 6 broadband stations from the INCT-ET network
(Instituto Nacional de Ci?ncia e Tecnologia ? Estudos Tect?nicos). These results add signifi-
cantly to previous datasets collected at individual stations in the Province, which include station
RCBR (GSN - Global Seismic Network), stations CAUB and AGBL (Brazilian Lithosphere
Seismic Project IAG/USP), and 6 other broadband stations that were part of the Projeto Mil?nio
- Estudos geof?sicos e tect?nicos na Prov?ncia Borborema/CNPq. For the surface-wave
vii
tomography, seismograms recorde at 22 broadband stations were utilized: 16 broadband stations
from the RSISNE network and 6 broadband stations from the Mil?nio project.
The new constraints developed in this work include: (i) estimates of crustal thickness and
bulk Vp/Vs ratio for each station using receiver functions; (ii) new measurements of surfassewave
group velocity, which were integrated to existing measurementes from a continental-scale
tomography for South America, and (iii) S-wave velocity models (1D) at various locations in
the Borborema Province, developed through the simultaneous inversion of receiver functions
and surface-wave dispersion velocities. The results display S-wave velocity structure down to
the base of the crust that are consistent with the presence of a 5-7.5 km thick mafic layer. The
mafic layer was observed only in the southern portion of the Plateau and absent in its northern
portion. Another important observation is that our models divide the plateau into a region of
thin crust (northern Plateau) and a region of thick crust (southern Plateau), confirming results
from independent refraction surveys and receiver function analyses. Existing models of plateau
uplift, nonetheless, cannot explain all the new observations. It is proposed that during the
Brazilian orogeny a layer of preexisting mafic material was delaminated, as a whole or in part,
from the original Brasiliano crust. Partial delamination would have happened in the southern
portion of the plateau, where independent studies found evidence of a more resistant rheology.
During Mesozoic rifting, thinning of the crust around the southern Plateau would have formed
the marginal basins and the Sertaneja depression, which would have included the northern part
of the Plateau. In the Cenozoic, uplift of the northern Plateau would have occurred, resulting in
a northern Plateau without mafic material at the base of the crust and a southern Plateau with
partially delaminated mafic layer.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/20098 |
| Date | 29 January 2015 |
| Creators | Nascimento, Rosana Maria do |
| Contributors | 70030929482, http://lattes.cnpq.br/0012168139768170, Bezerra, Francisco Hil?rio Rego, 37923579415, http://lattes.cnpq.br/6050302316049061, Medeiros, Walter Eug?nio de, 19980701404, http://lattes.cnpq.br/2170299963939072, Assump??o, Marcelo Sousa de, 80543855872, http://lattes.cnpq.br/2833240474723324, Fontes, S?rgio Luiz, 36963615772, http://lattes.cnpq.br/8537150955145617, Nascimento, Aderson Farias do, Casas, Jordi J?lia |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM GEODIN?MICA E GEOF?SICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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