Cartografia dos enxames de diques máficos da Província Borborema com base em dados aerogeofísicos e mapas auto-organizáveis

Autor: Melo, Alanny Christiny Costa de
Přispěvatelé: Medeiros, Walter Eugênio de, Souza, Zorano Sérgio de, Carneiro, Cleyton de Carvalho, Archanjo, Carlos José
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFRN
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
Popis: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O mapeamento de enxames de diques vem sendo utilizado no estudo de processos tectônicos que culminam em rifteamento continental, especialmente em suas fases iniciais e intrusão de magma. Sendo assim, enxames de diques se tornaram elementos chave para estudar a atividade de plumas do manto, grandes províncias ígneas (LIP’s) e fragmentação continental. Dados magnéticos aerotransportados são eficaz para determinar a extensão de enxames de diques em escala continental devido ao expressivo contraste magnético entre corpos magmáticos e rochas hospedeiras. No entanto, muitas características geológicas exibem padrões magnéticos semelhantes, tornando a interpretação qualitativa dos mapas de anomalias magnéticas bastante subjetiva e ambígua. Para melhorar e otimizar o mapeamento preditivo de enxames de diques, esta pesquisa apresenta uma análise multivariada de levantamentos geofísicos aerotransportados, aplicando a técnica Mapas Auto-Organizáveis (SOM), com a adoção de duas variáveis magnéticas e três variáveis gama-espectrométricas. O método SOM foi aplicado para investigar um conjunto de enxames de diques máficos cretáceos, que intrudiram a Província Borborema (PB), a Bacia do Parnaíba (BP) e o Cráton do São Francisco (SFC) no NE do Brasil. Esses diques fazem parte de um vasto evento magmático associado à ruptura do supercontinente Pangeia, que formou o Oceano Atlântico Equatorial no Cretáceo (145-100 Ma), denominado EQUAMP. Inicialmente, os parâmetros SOM foram definidos, executando o algoritmo em uma área representativa na parte central da PB. Esta área de treinamento funcionou como uma configuração padrão dos parâmetros do SOM, a partir do qual todos os dados da área foram processados. A análise semiautomática do SOM identificou sete populações diferentes, de acordo com as características encontradas nas cinco variáveis geofísicas de entrada. Duas dessas populações estão associadas aos diques máficos, reduzindo a subjetividade da interpretação dos diques a partir da simples observação das anomalias magnéticas. Essas populações representam alto erro de quantização do SOM, o que significa que esses grupos representam os dados mais anômalos, evidenciados no conjunto de dados aerogeofísicos. Esses resultados foram validados durante o trabalho de campo, revelando que os enxames de diques ocorrem de forma mais ampla do que se conhecia anteriormente, em todo a PB, intrudindo também o SFC, e revelando algumas ocorrências de diques intrudindo o preenchimento sedimentar paleozoico da borda leste da BP. Em um segundo momento, técnicas de realce de anomalias foram também aplicadas aos dados magnéticos para obter a distribuição espacial dos diques e estimar a profundidade das fontes causativas das anomalias. Uma análise estrutural foi realizada integrando padrões magnéticos, dados de campo e uma compilação de mapas geológicos anteriores para descrever a distribuição detalhada dos enxames de diques na PB. Nossas análises demonstram que os enxames de diques se estendem por 6,8 x 106 km2. Os 1388 diques máficos mapeados estão agrupados em três enxames distintos: 1135 - Rio CearáMirim (RCM); 168 - Canindé (CD); e 86 - Riacho do Cordeiro - (RC). Os enxames de diques mostram três tendências preferenciais para E-W, NW-SE e NE-SW. Os enxames invadem as unidades do embasamento pré-cambriano e bordejam as bacias sedimentares do Cretáceo. A distribuição espacial e a análise estrutural dos diques permitiram estabelecer o campo de paleotensão ativo no momento da intrusão. Para o RCM, as trajetórias de paleotensão representam uma extensão N-S, rotacionando para NW-SE na porção oeste do enxame. Já para CD, a orientação de paleotensão demonstra uma extensão NW-SE rotacionando para NE-SW. Enquanto para o RC, as trajetórias se mostram semelhantes às traçadas para o RCM, apresentando uma extensão NW-SE predominante. Mapping widespread dyke swarms shed light on the tectonic processes that culminate in continental fragmentation, especially in the early phases of the crustal extension and magma emplacement. Airborne magnetic data are an effective geophysical tool to clarify the extent of dyke swarms in continental-scale areas due to the expressive magnetic contrast between magmatic bodies and host rocks. However, many geological features display similar magnetic patterns, making the qualitative interpretation of magnetic anomalies quite subjective and ambiguous. To improve and optimize the predictive mapping of dyke swarms, this research presents a multivariate analysis of airborne geophysical surveys, applying a Self-Organizing Maps (SOM) approach using two magnetic and three gamma-spectrometric variables. The SOM method was applied to investigate a set of mafic dyke swarms that intruded in the Neoproterozoic Borborema Province (BP), Parnaíba Basin (PB) and the São Francisco Craton (SFC) in NE Brazil. These dykes are part of a large magmatic event associated with the supercontinent Pangea breakup, which formed the Equatorial Atlantic Ocean in the Early Cretaceous, denominated EQUAMP. First, the SOM hyperparameters were defined by running the algorithm in a representative area in the central part of the BP. This training area worked as a SOM template, through which all data from the study area were processed. The SOM analysis identified seven different populations, according to responses found in the five geophysical input variables. Two of these populations were associated with the mafic dykes, reducing the subjectivity of the magnetic anomaly interpretation. These populations represent high SOM quantization error, which means that these groups are the most anomalous values, evidenced in airborne magnetic data. These results was checked during fieldwork, revealing that dyke swarms occur more widely than was previously known, throughout the BP, intruding the SFC, and showing some occurrences intro in the Paleozoic sedimentary infill of the eastern border of the PB. We also apply anomaly enhancement techniques to magnetic data to obtain the spatial distribution and depth estimate of the causative sources. A structural analysis was carried out, integrating magnetic patterns, field data and a compilation of previous geological maps to describe the detailed distribution of the dyke swarms in BP. Our analyses demonstrated that the dyke swarms extend over 6.8 x106 km2. The 1388 mapped mafic dykes are grouped in three distinct swarms: 1135 – Rio Ceará-Mirim (RCM); 168 – Canindé (CD); and 86 – Riacho do Cordeiro – RC. The dyke swarms show three preferential trends to E-W, NW-SE and NE-SW. The swarms intrude both the Precambrian basement units and the Cretaceous sedimentary basins. The geometry and structural analysis of the dykes allowed interpreting the paleostress field active at the intrusion time. To the RCM, the paleostress trajectories represent a N-S extension, rotating to NW-SE in the western portion of the swarm. While for CD, the paleostress orientation shows a NW-SE extension rotating to NE-SW. As for the RC, the trajectories were similar to those traced for the RCM, showing a predominant NW-SE extent.
Databáze: OpenAIRE
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