Controle estrutural da borda sudeste da Bacia do Parnaíba, Nordeste do Brasil: relação com eventos geodinâmicos no Gondwana

O limite sudeste da Bacia do Parnaíba (BPar), região fronteiriça aos Estados do Piauí, da Bahia e de Pernambuco (Nordeste do Brasil), é cartografado como uma não conformidade entre o Grupo Serra Grande (GSG, Siluriano) e o embasamento pré-cambriano. Todavia, essa borda é caracterizada por uma expressiva orientação NE, paralela ao Lineamento Transbrasiliano,bem como pelo estreitamento das faixas aflorantes das formações siluro-devonianas, em comparação ao observado mais ao norte, na borda leste. Um enxame de fotolineamentos NE, interpretados a partir de imagens de sensores remotos, ocorrem tanto ao longo do limite da bacia com o embasamento cristalino, como nas unidades sedimentares eopaleozoicas. Com o suporte de dados de campo, três padrões estruturais foram reconhecidos e correlacionados a eventos deformacionais distintos. A Deformação Dn, de idade ediacarana-cambriana, é reconhecida apenas no embasamento cristalino pré-cambriano, sendo relacionada a uma etapa tardia, retrometamórfica e de caráter plástico-frágil das zonas miloníticas brasilianas. A assinatura desse evento inclui zonas de cisalhamentos transcorrentes destrais orientadas NE-SW e veios de quartzo preenchendo juntas de distensão E-W. A Deformação Dn+1 corresponde a uma nova etapa de movimentação transcorrente destral nas estruturas NE-SW, acompanhada por falhas normais e juntas de distensão com orientação WNW a E-W, neste caso também afetando as unidades siluro-devonianas. A Deformação Dn+2 é caracterizada por falhas normais, diques básicos correlacionados à Suíte Sardinha, eocretácea), veios silicosos e cristas de arenitos silicificados, todos com orientação NE-SW. Essa última fase resulta de uma distensão com orientação NW-SE, análoga àquela reconhecida mais ao leste, nas Bacias Interiores do Nordeste do Brasil, associada ao rifteamento do Atlântico Sul.Along the frontier between Piauí, Bahia and Pernambuco States (Northeast Brazil), the southeastern border of the Parnaíba Basin (BPar) is been mapped as a nonconformity between the Serra Grande Group (GSG) and the Precambrian basement. However, this border is characterized by an expressive NE trend parallel to the one of the Transbrasiliano Lineament, as well as a narrowing of the outcropping belt of the Silurian-devonian formations, as compared to the situation further north, in the east basin border. A swarm of NE-trending photolineaments was interpreted from remote sensing images. They occur very close (or coinciding) to the basin/basement limit or superimposed on the paleozoic units (especially the GSG and the Pimenteiras Formation). Supported by field data, three structural patterns were recognized and correlated to distinct deformation events. Dn deformation, of ediacaran-cambrian age and observed just in the Precambrian basement rocks, is related to a retrometamorphic, plastic-brittle late stage of Brasiliano mylonite zones. It is characterized by NE-trending dextral transcurrent shear zones, as well as quartz veins filling E-W extension joints. Dn+1 Deformation corresponds to a new stage of transcurrent dextral movement along the NE-trending structures, accompanied by normal faults and extension joints oriented WNW to E-W, in this case overprinting the Silurian-Devonian formations. Dn+2 Deformation is characterized by normal faults, basic dykes (correlated to the Eocretaceous Sardinha Suite), siliceous veins and ridges of silicified sandstones, all of them along the NE-SW trend. This last phase results from a NW-SE extension, analogous to the one recognized further east in the Interior Basins of Northeast Brazil, associated to the South Atlantic rifting

Análise estrutural do sistema de grabens do Rio Tocantins, borda oeste da Bacia do Parnaíba (estados do Tocantins, Pará e Maranhão - Brasil)

The western border of the Parnaíba Basin displays structures that differentiate it from those in other regions of the basin. Two graben structures can be highlighted (Araguaína and Muricizal), which compose the graben system in this study, the first one inside the basin, and the second implanted directly on the crystalline basement (Araguaia Belt). Along the borders of the main graben (Araguaína), the contacts between the Motuca and Pedra de Fogo formations and older units are defined by normal and sinistral normal-oblique faults. Further south, in the Palmas-Miracema do Tocantins region, the contacts between the Serra Grande Group, the Pimenteiras Formation and the crystalline basement follow normal faults. The westerly secondary graben also hosts the Motuca Formation and shows the same N-S orientation. The analysis of SRTM images allowed to map the photolineaments, the graben borders and, associated with field data, supports the proposition of three deformational events (D1, D2 and D3). The N-S fault orientation involves a 20º to 30º of variation to E or W, which is controlled by anisotropies of the crystalline basement related to the Araguaia Belt. Along the main graben, normal and normal-sinistral faults point to a NE‑trending extension (D1 event). The minimum age for D1 is estimated to be in the Permo‑Triassic interval, based on structural and stratigraphic relationships. To the north, E-W/ENE photolineaments controlled the emplacement of the Eojurassic basalts and diabases of the Mosquito Suite (D2 event), overprinting the N-S structures of the grabens. NNE structures in the Mosquito Suite and normal or transcurrent faults recording NW distension (D3 event) are younger and tentatively correlated to the opening of the Central and South Atlantic, respectively.A borda oeste da Bacia do Parnaíba apresenta estruturas que a diferenciam do contexto em outras regiões na bacia. Destacam‑se duas estruturas do tipo graben (Araguaína e Muricizal), que compõem o sistema de grabens em estudo, a primeira já no interior da bacia, a segunda implantada diretamente sobre o embasamento cristalino (Faixa Araguaia). Nas bordas do graben principal (Araguaína), as formações Motuca e Pedra de Fogo são balizadas por falhas normais ou normais oblíquas sinistrais. Mais a sul, na região de Palmas-Miracema do Tocantins, o Grupo Serra Grande, a Formação Pimenteiras e o embasamento cristalino estão em contato por falhas normais. O segundo graben, localizado a oeste do principal, também acomoda a Formação Motuca e unidades sotopostas, possuindo a mesma orientação. A análise de imagens SRTM auxiliou na cartografia dos fotolineamentos, dos grabens e, associada aos dados de campo, permitiu a proposição de três eventos deformacionais (D1, D2 e D3). A orientação N-S das falhas envolve uma variação de 20º-30º para E ou W, controlada pelas anisotropias do embasamento cristalino nesta borda da bacia, relacionadas à Faixa Araguaia. Falhas de regime normal e normal sinistral evidenciam uma distensão NE durante a formação dos grabens (evento D1). A idade mínima para D1 é estimada no intervalo Permo-Triássico, baseada nas relações estruturais e estratigráficas. Na região norte do mesmo, fotolineamentos E-W/ENE controlam o alojamento de basaltos e diabásios eojurássicos da Suíte Mosquito (evento D2), que interceptam as estruturas do graben principal. A distensão NNE na Suíte Mosquito e falhas normais ou transcorrentes exibindo distensão NW (evento D3) são tentativamente correlacionadas aos eventos de abertura do Atlântico Central e Sul, respectivamente

Caracterização meso e microscópica de bandas de deformação em arenitos porosos: um exemplo nas tectonossequências Paleozoica, Pré- e Sin-rifte da Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil

Deformation bands are narrow tabular volumes developed in porous sandstones. Although these structures are a product of brittle deformation, they may have internally a continuous displacement gradient. When granular cataclasis is the dominant deformation mechanism, the initial properties of their host rocks (i.e., porosity and permeability) can change significantly. The deformation bands in sandstones from the pre- and syn-rift of the Araripe Basin were studied in meso and microscale in order to classify them and to understand the deformation mechanisms involved during their nucleation and development. Their geometric-spatial, kinematic, and rheological criteria allowed establishing relations between the origin of deformation bands and lithification of their host rocks. Additionally, some inferences on their influence to the fluid flow in the reservoir-scale were outlined. Moreover, the study of deformation bands contributed to the understanding of the tectonic evolution of the studied basin. Accordingly, the study of deformation bands can support research on local and regional aspects of the tectonosedimentary evolution of sedimentary basins.Bandas de deformação são estreitos volumes tabulares desenvolvidos em arenitos porosos. Apesar de produzidas em condições de deformação frágil, internamente podem apresentar gradiente de deslocamento contínuo. Quando o mecanismo de deformação dominante durante a nucleação dessas bandas é a cataclase granular, podem ser alteradas significativamente as propriedades originais de suas rochas hospedeiras, tais como porosidade e permeabilidade. Bandas de deformação, presentes nos arenitos pré- e sin-rifte da Bacia do Araripe, foram estudadas em meso e microescala com o intuito de classificá-las e de entender os mecanismos deformacionais envolvidos durante sua nucleação e desenvolvimento. Critérios geométrico-espaciais, cinemáticos e reológicos permitiram estabelecer as relações entre a gênese das bandas de deformação e a litificação dos arenitos protólitos. À luz desses dados, discutiu-se o impacto dessas estruturas no fluxo de fluido, na escala de reservatório. Além disso, o estudo das bandas de deformação auxiliou no entendimento da evolução geotectônica da bacia sedimentar estudada. Dessa maneira, o estudo das bandas de deformação pode subsidiar pesquisas sobre a evolução tectonossedimentar local e regional de bacias sedimentares

Simultaneous development of semigrabens orthogonal and oblique to the extension direction: physical modeling of natural analogues in Northeastern Brazil

A modelagem física é uma ferramenta cada vez mais usada na geologia para fornecer informação sobre os diversos estágios evolutivos (nucleação, desenvolvimento e geometria) de estruturas geológicas em várias escalas. No caso particular da simulação da tectônica distensional, a modelagem proporciona uma melhor compreensão da geometria e evolução de falhas e da arquitetura tectonoestratigráfica de bacias rifte. Neste trabalho foi utilizado um aparato tipo caixa de areia para estudar a nucleação e o desenvolvimento de bacias influenciadas por estruturas prévias no embasamento, com trend variável em relação à direção de distensão. Para tal, foram realizados dois tipos de experimentos para: (i) simular o desenvolvimento individual (independente) de semigrabens com abertura ortogonal ou oblíqua à direção de distensão; (ii) simular o desenvolvimento simultâneo desses semigrabens ortogonais ou oblíquos à direção de distensão. Em ambos os casos foram utilizados os mesmos materiais analógicos (areia de quartzo e uma mistura de areia e gesso, simulando o material sin e pré-tectônico, respectivamente) bem como foram mantidas as demais condições de contorno. Os resultados obtidos foram comparados com um análogo natural representado pela Bacia do Rio do Peixe (uma das bacias interiores eocretáceas do Nordeste do Brasil). Os modelos permitiram observar o desenvolvimento segmentado das falhas de borda, com geometria lístrica, frequentemente formando rampas de revezamento, além do desenvolvimento de falhas internas às bacias localizadas nas suas porções mais basais, similares àquelas observadas nas seções sísmicas do análogo natural. Os resultados confirmam a influência da herança tectônica do embasamento na geometria dos depocentros rifte.The physical modeling tool is being increasingly used in geology to provide information about the evolutionary stages (nucleation, growth and geometry) of geological structures at various scales. In the simulations of extensional tectonics, modeling provides a better understanding of fault geometry and evolution of the tectonic-stratigraphic architecture of rift basins. In this study a sandbox type apparatus was used to study the nucleation and development of basins influenced by previous structures in the basement, variably oriented as regards to the main extensional axis. Two types of experiments were conducted in order to: (i) simulate the individual (independent) development of half-grabens oriented orthogonal or oblique to the extension direction; (ii) simulate the simultaneous development of such half-grabens, orthogonal or oblique to the extension direction. In both cases the same materials (sand mixed with gypsum) were used and the same boundary conditions were maintained. The results were compared with a natural analogue represented by the Rio do Peixe Basin (one of the eocretaceous interior basins of Northeast Brazil). The obtained models allowed to observe the development of segmented border faults with listric geometry, often forming relay ramps, and the development of inner basins faults that affect only the basal strata, like the ones observed in the seismic sections of the natural analogue. The results confirm the importance of basement tectonic heritage in the geometry of rift depocenters

Assinatura estrutural e geofísica da Porção Norte (fronteira Ceará- Piauí) do Lineamento Transbrasiliano: reativação na Bacia do Parnaíba

O Lineamento Transbrasiliano é uma importante zona de cisalhamento com direção NE-SW, relacionada à orogênese Brasiliana e que evoluiu em estágios de alta até baixa temperatura. No presente trabalho, investigou-se a assinatura estrutural e geofísica da porção norte do Lineamento Transbrasiliano (fronteira Ceará-Piauí). Na literatura é comum a referência à reativação fanerozoica dessa estrutura, a qual teria originado diversos grabens tardi-brasilianos precedentes à sinéclise paleozoica do Parnaíba, a exemplo do Graben de Jaibaras. Em etapas evolutivas mais jovens, as falhas que seccionam as unidades da Bacia do Parnaíba, ao longo de toda a extensão do Lineamento Transbrasiliano, exprimem a sua reativação em eventos sucessivos. O mapa magnético da região exibe anomalias com direção NE, interpretadas como a assinatura do Lineamento Transbrasiliano (e das estruturas brasilianas da Província Borborema) na sua expressão de alta temperatura. O Graben de Jaibaras é marcado por uma faixa anômala retilínea com alta suscetibilidade magnética, aparentemente sem continuidade expressiva no substrato da Bacia do Parnaíba. As análises geométrica e cinemática das estruturas da área, utilizando dados de sensor remoto e de campo, permitiram caracterizar quatro fases de deformação. A fase deformacional Dn ocorre de modo exclusivo no Graben de Jaibaras (o que permite inferir sua idade, ediacarana-cambriana), com desenvolvimento de estruturas de temperatura mais elevada, comparativamente aos eventos subsequentes. As fases deformacionais D1 , D2 e D3 ocorrem afetando tanto o Graben de Jaibaras como as sequências paleozoicas da borda NE da Bacia do Parnaíba, com geração de estruturas em temperatura baixa, essencialmente rúpteis/cataclásticas, que são tentativamente correlacionadas com os estágios de abertura do Atlântico ou mesmo com eventos orogênicos distais de idade PaleozoicaThe Transbrasiliano Lineament is a major shear zone trending NE-SW, related to the Brasiliano orogeny and evolved through high to low temperature stages. In this study, the structural and geophysical signature of the northern segment of Transbrasiliano Lineament was studied in its northern border, between Ceará and Piauí states. In the literature, the phanerozoic reactivation of this structure is commonly referred, generating several late Brasiliano grabens predating the paleozoic Parnaíba syneclisis, like the Jaibaras Graben. Later on, faults that cut the stratigraphic units of the Parnaíba Basin along the entire length of the Transbrasiliano Lineament express its reactivation during successive events. Magnetic map exhibit NE-trending anomalies, interpreted as the signature of the Transbrasiliano Lineament (and Brasiliano structures of the Borborema Province) in its high-temperature expression. The Jaibaras Graben is marked by a straight anomalous track with high magnetic susceptibility, apparently without significant continuity underneath Parnaíba Basin. The geometric and kinematic analysis of the structures in the study area, using remote sensing and field data, led to the characterization of four deformation phases. The Dn deformation phase occurs exclusively in the Jaibaras Graben (constraining its ediacaran-cambrian age), with the development of comparatively higher temperature as regards to the younger events. D1 , D2 and D3 deformation phases affect both the Jaibaras Graben as well as the paleozoic sequences of the northeastern edge of Parnaíba Basin, generating low temperature, essentially brittle/cataclastic structures, which are tentatively correlated with stages of Atlantic opening or to distal orogenic events during the Paleozoi

Integração e análise de imagens multiespectrais na melhoria da interpretação geotectônica da Província Borborema (NE do Brasil)

The paper aims to demonstrate the usefulness of LANDSAT 5-TM and SLAR remotely sensed data for geotectonic analysis of the Borborema Province. Different types of composite images generated were compared with each other and with previous geological maps to evaluate their efficacy for displaying the relevant content of the data sets.Pages: 148-15

Simultaneous development of semigrabens orthogonal and oblique to the extension direction: physical modeling of natural analogues in Northeastern Brazil

The physical modeling tool is being increasingly used in geology to provide information about the evolutionary stages (nucleation, growth and geometry) of geological structures at various scales. In the simulations of extensional tectonics, modeling provides a better understanding of fault geometry and evolution of the tectonic-stratigraphic architecture of rift basins. In this study a sandbox type apparatus was used to study the nucleation and development of basins influenced by previous structures in the basement, variably oriented as regards to the main extensional axis. Two types of experiments were conducted in order to: (i) simulate the individual (independent) development of half-grabens oriented orthogonal or oblique to the extension direction; (ii) simulate the simultaneous development of such half-grabens, orthogonal or oblique to the extension direction. In both cases the same materials (sand mixed with gypsum) were used and the same boundary conditions were maintained. The results were compared with a natural analogue represented by the Rio do Peixe Basin (one of the eocretaceous interior basins of Northeast Brazil). The obtained models allowed to observe the development of segmented border faults with listric geometry, often forming relay ramps, and the development of inner basins faults that affect only the basal strata, like the ones observed in the seismic sections of the natural analogue. The results confirm the importance of basement tectonic heritage in the geometry of rift depocenters