MODELAGEM GRAVIMÉTRICA 3D DO RIFTE

A inversão dos dados gravimétricos para a modelagem tridimensional da Bacia Potiguar segue as etapas de processamento do software BACIA 3D, codificado em linguagem computacional FORTRAN 77, desenvolvido por De Castro (2005), criado com base na metodologia proposta por Jachens & Moring (1990).

Para se iniciar o processo de inversão foi criado um banco de dados com os dados gravimétricos devidamente tratados. Com o banco de dados criado, foi gerada uma malha regular de anomalias Bouguer, interpolada com o método kriging, considerando um espaçamento de 1,0 km. Em uma segunda etapa, promoveu-se a separação regional-residual das anomalias Bouguer com filtro gaussiano. Já que a componente residual do campo gravitacional realça as feições de caráter mais raso da Crosta Superior, a mesma foi usada para no processo de inversão para obter-se a arquitetura interna da Bacia Potiguar.

Do mapa de anomalias residuais corrigidas pelo fator numérico, foi gerado um novo conjunto de dados gravimétricos, excluindo as anomalias na região do Rifte Potiguar. O mapa gravimétrico do embasamento é, então, gerado e usado para a modelagem do rifte através do método de inversão. Os parâmetros de entrada do aplicativo BACIA3D são: a) as malhas dos dados gravimétricos residuais totais e somente do embasamento; b) o número de iterações, estabelecido em 5; c) os coeficientes da função do contraste de densidade; e d) alguns parâmetros relacionados à otimização do cálculo das anomalias referentes ao modelo (Fig. 6.7). Como dados de Figura 6.6. Perfil gravimétrico evidenciando a diferença entre as curva observada e

calculada resultando em uma média para o fator constante de -10mGal em quase toda a extensão do Rifte Potiguar.

saída, tem-se o modelo da geometria da bacia devidamente ajustado e uma nova estimativa para as anomalias do embasamento, sem o efeito gravimétrico da bacia. Esta última é utilizada como dado de entrada para uma nova etapa do procedimento de inversão. Após 3 interações, obteve-se o relevo de embasamento devidamente ajustado pela a modelagem gravimétrica

A Figura 6.8 apresenta a distribuição tridimensional do relevo de embasamento do rifte da Bacia Potiguar. Nele, é possível identificar seus grábens e horsts principais, alongados na direção NE-SW, bem como suas bordas falhadas nos limites sul e leste do rifte. O pacote sedimentar atinge espessuras superiores a 5500 m, em concordância com dados sísmicos e de poços apresentados neste trabalho (Figs. 4.11 e 4.12, respectivamente) e resultados descritos por Matos (1992), Soares & Rossetti (2005), Soares (2000) e Neves (1989).

A análise comparativa entre o mapa de anomalia Bouguer residual e o mapa do relevo do embasamento demonstra uma acentuada semelhança entre a assinatura gravimétrica e a arquitetura interna do rifte (Fig. 6.9). Segundo Matos (2011), essa semelhança ocorre nos casos em que a tendência regional não é notável, o pacote sedimentar não possui intercalações de rochas densas e o embasamento é da mesma natureza no substrato e na borda da bacia. Apesar dessas semelhanças é possível observar ainda uma certa suavização no relevo do embasamento cristalino, podendo ser resultado da exclusão de rochas mais densas do embasamento cristalino.

Figura 6.7. Arquivo digital com os parâmetros de entrada e saída do programa BACIA3D para a execução da inversão dos dados gravimétricos.

Figura 6.8. Mapa do relevo de embasamento obtido pela modelagem gravimétrico 3D.

Figura 6.9. Análise comparativa entre as anomalias Bouguer residuais e o relevo do embasamento cristalino.

No mapa de relevo do embasamento é possível observar as principais feições estruturais do rifte da Bacia Potiguar (Fig. 6.10). Na região sul, observa-se o Gráben de Apodi, com profundidades de até 4300 m. A leste, surge o Gráben de Umbuzeiro (profundidades máximas de 5500 m), separado do Gráben de Boa Vista Sul (profundidades de 3200 m) pelo Alto Quixaba (profundidade de 350 m). O Gráben Pendência (profundidades de 3000 m) encontra-se separado do Gráben Boa Vista Norte (profundidades de 3500 m) pelo Alto Serra do Carmo (profundidade de 1700 m), Gráben Pendência é separado a sul do Gráben de Umbuzeiro por um pequeno alto estrutural de 550 m de profundidade. O Gráben Guamaré (profundidades de 2800 m) encontra-se limitado pela Falha de Carnaubais, a leste, e pelo Alto Macau (profundidade de 800 m), a oeste. Na porção NW do Rifte Potiguar é constituída estruturalmente pelos altos de Mossoró e Boa Vista, cujo pacote sedimentar sobrejacente não ultrapassa 1050 m de espessura (Fig. 6.10).

As principais feições estruturais do Rifte Potiguar podem ser reconhecidos no relevo do embasamento (Fig. 6.11). O limite sul é marcado pelas falhas de Apodi e Baixa Grande, aparentando tratar-se de uma única falha de direção NW-SE, com forte inflexão para NE-SW. Observa-se ainda o limite leste do rifte condicionado pelo Sistema de Falha Carnaubais de direção preferencial NE-SW. Na porção central da borda leste, esse sistema de falhas mostra-se deslocado para leste. Na sua extremidade sul, estas falhas encontram-se levemente inflexionadas para SW, formando uma rampa Figura 10 – Mapa do relevo do embasamento cristalino com suas principais feições estruturais destacadas.

de revezamento com a Falha Baixa Grande, conforme indicam as soluções da Deconvolução de Euler de dados gravimétricos e magnéticos e como descreve Soares (2000). No limite oeste destaca-se a Linha de Charneira Areia Branca seccionada por falhas de direção NW-SE. O mapa mostra ainda falhas de direção NW-SE, que atuaram como falhas de transferência aos esforços distensionais de formação da bacia. Estas falhas seriam reativações de transcorrências pretéritas de idade brasiliana (Bertani et al., 1990).

A Figura 6.12 mostra as anomalias residuais da região da Bacia Potiguar sem o efeito gravimétrico do rifte. Um máximo gravimétrico ocorre paralelo com o Sistema de Falhas de Carnaubais, alinhado-se com o limite leste do rifte. Este lineamento gravimétrico deve estar relacionado ao contato de blocos crustais distintos, limitados pela continuação da Zona de Cisalhamento Portalegre, aflorante a sul da bacia. Tal estrutura foi, certamente, reativada durante a abertura da bacia no Cretáceo Inferior, controlando o desenvolvimento a geometria interna do rifte. Na região SW do mapa observa-se um alto do embasamento que pode ter atuado como limite durante a compartimentação do rifte da bacia, ainda nessa região é possível destacar uma continuação do rifte para NW, evidenciado pela presença de anomalias negativas correspondendo a possíveis meios grábens soterrados (A na Fig. 6.12). Na região NE as anomalias negativas podem ser associadas a rochas supracrustais, já as anomalias Figura 6.11. Superposição da arquitetura interna do Rifte Potiguar, obtida pela

modelagem gravimétrica, com o mapa estrutural proposto por Matos (1992) em vermelho e as linhas estruturais traçadas em branco.

negativas localizadas na região SE correspondem a litotipos do Grupo Seridó. Na região onde encontra-se implementado o Rifte Potiguar identifica-se a norte e a sul mínimos de curto a médio comprimento de onda podendo corresponder a corpos graníticos do magmatismo brasiliano, possivelmente associados a Suíte Itaporanga que engloba granitos e granodioritos porfiríticos, associados a dioritos. ( B na Fig. 6.12) e na sua parte central um alto gravimétrico de direção NW-SE (C na Fig. 6.12), onde toda essa região onde foi implementado o rifte da bacia corresponde a litotipos do Complexo Jaguaretama do Domínio Rio Grande do Norte na Província Borborema constituída por um conjunto de ortognaisses bandados e migmatitos de composição granodiorítica- tonalítica e granítica, com intercalações de bandas de gnaisses anfibolíticos, anfibólio- xistosos, augen-gnaisses e raramente rochas calcissilicáticas.

Figura 6.12. Mapa gravimétrico do embasamento sem o efeito do Rifte Potiguar, com o contorno do rifte.

A

B

B

A partir das análises de anomalias Bouguer, das anomalias reduzidas ao pólo, dados de poços exploratórios e seções sísmicas, foi possível realizar uma modelagem gravimétrica 3D do rifte da Bacia Potiguar. As conclusões da presente pesquisa são descritas a seguir.

O levantamento gravimétrico realizado na área destacou as principais feições estruturais do arcabouço tectônico da Bacia Potiguar. O mapa de anomalias regionais, que realça o limite crosta/manto, está caracterizado por anomalias gravimétricas bastante suaves de longo comprimento de onda, associadas a um gradiente gravimétrico positivo de caráter regional, variando entre -12 a 162 mGal e com sentido de SW para NE. Já o mapa de anomalias residuais define bem as principais estruturas do Rifte Potiguar, representadas pelo Gráben de Apodi (-14,10 mGal), Gráben Umbuzeiro (-10,2 mGal) e seus limites leste (Falha Carnaúbais) e oeste (Linha de charneira Areia Branca). Assim como, o embasamento da bacia é bem marcado por anomalias positivas e negativas de curto a médio comprimento de onda nas regiões S e SW do mapa. Tais anomalias refletem heterogeneidades do arcabouço estrutural, formado pelos diversos litotipos arqueanos e proterozóicos do Complexo Caicó e corpos granitóides das diversas suítes intrusivas aflorantes nessa região.

As anomalias magnéticas do Rifte Potiguar mostram relevos magnéticos suaves com altas amplitudes, que indicam a presença de rochas magnéticas não aflorantes, associadas aos estágios iniciais de rifteamento, ou altos internos do embasamento cristalino, que ancoram a geração dos semi-grábens da bacia. Os espessos pacotes sedimentares do gráben principal da Bacia Potiguar (Gráben Umbuzeiro) estão caracterizados por anomalias magnéticas negativas de curto comprimento de onda, com direções principais E-W e NE-SW. Os dois principais depocentros da bacia (grábens Umbuzeiro e Apodi) estão associados a valores mínimos que chegam a atingir -83 nT e -20 nT, respectivamente, caracterizados pelo baixo conteúdo magnético do espesso pacote sedimentar.

Com a análise de amostras de calha de poços exploratórios e relações de tempo sísmico em função das profundidades nestes mesmos poços foi possível chegar a valores de velocidade média para as principais formações que compõem a coluna sedimentar da Bacia Potiguar. Sendo possível assim estimar as profundidades de topo e base destas formações nas seções sísmicas. Estas informações serviram para parametrizar a modelagem gravimétrica.

A aplicação da Deconvolução de Euler em dados gravimétricos e magnéticos mostrou-se um método eficaz na identificação das falhas do rifte da Bacia Potiguar em subsuperfície. Com base na distribuição espacial das nuvens de soluções de Euler, foi possível analisar o comportamento dos principais limites do rifte, como o Sistema de Falhas de Carnaubais, constituído por um conjunto de segmentos de falhas com trend NE-SW. O mesmo é formado por falhas lístricas normais, com inflexão na sua porção SW, e por falhas de transferência de comportamento dextral com mergulho suave a moderado, predominante para NNW. As soluções de Euler sugerem profundidades que ultrapassam 6000 m na região do Gráben de Umbuzeiro e que diminuem na direção NE. Este gráben representa o depocentro mais profundo da Bacia Potiguar, cujo limite sul é formado por uma extensa falha de transferência de comportamento dextral com rejeitos de até 6050 m.

No limite sul do Rifte Potiguar, a Deconvolução de Euler revela trends NW-SE para a Falha Apodi e NE-SW para a Falha de Baixa Grande, com fortes mergulhos predominantemente para NNE. As profundidades máximas são da ordem de 4000 m para a Falha Apodi e de 5000 m para a Falha Baixa Grande. Adicionalmente, observa-se que a Falha de Apodi apresenta-se seccionada por falhas normais secundárias, possivelmente relacionadas à presença de um gráben do tipo crestal-collapse, como previamente interpretado em seções sísmicas. A diminuição da profundidade da Falha Baixa Grande na direção NE coincide com um aumento da profundidade da Falha de Carnaubais, formando assim uma rampa de revezamento, com mergulho para NE.

A Linha de Charneira Areia Branca, que representa o limite flexural do Rifte Potiguar, mostra um trend NE-SW de soluções de Euler. Tal resultado indica a presença de falhas normais e de transferência, com orientação dextral e mergulhos suaves para SW. Na região das falhas de transferência, os ângulos de mergulho são relativamente mais suaves, com os profundidades superiores a 5000 m, que diminuem na direção NE.

O procedimento de modelagem gravimétrica 3D possibilitou o mapeamento do relevo do embasamento da bacia, utilizando-se do contraste de densidade e informações independentes ao método gravimétrico. A curva parabólica formada pelo aumento da densidade dos estratos sedimentares com a profundidade se deve ao aumento do grau de compactação das rochas sedimentares devido à pressão litostática exercida pelas sequências sobrejacentes, diminuindo o contraste de densidade entre as rochas sedimentares e as do embasamento cristalino. Esta distribuição dos contrastes de

densidade no interior do pacote sedimentar foi incorporada pelo procedimento de inversão, permitindo uma modelagem gravimétrica do rifte mais acurada.

Após três interações do procedimento de inversão chegou-se ao relevo do embasamento do Rifte Potiguar, revelando sua arquitetura interna em detalhes. A estrutura principal do rifte é constituída por um semi-gráben assimétrico, alongado na direção NE-SW e com dois conjuntos de grábens separados por uma sequência de altos do embasamento. Seus limites leste e sul são as bordas falhadas do rifte, onde se localizam os principais depocentros da bacia. São nominados como os grábens de Apodi e Umbuzeiro, com 4300 m e 5500 m de profundidade, respectivamente.

Na porção SW da Falha de Carnaubais, observa-se uma diferença de rejeito com a Falha Baixa Grande, formando assim uma rampa de revezamento (relay-ramp) entre as mesmas. A geometria interna do rifte releva também falhas de direção NW-SE, que atuaram como falhas de transferência aos esforços distensionais de formação da bacia. Estas falhas seriam reativações de transcorrências pretéritas de idade brasiliana.

O mapa das anomalias gravimétricas sem o efeito da bacia, obtido pelo procedimento de inversão dos dados gravimétricos, permite reconhecer feições do embasamento mascaradas pelo pacote sedimentar. Neste mapa, fica evidente a coincidência entre o prolongamento da Zona de Cisalhamento Porto Alegre para nordeste com o traçado do Sistema de Falhas de Carnaubais para SW. Desta forma, pode-se supor que esta zona de cisalhamento foi reativada durante a abertura do rifte no Cretáceo Inferior, proporcionando a formação do Sistema de Falhas de Carnaubais. Ainda com base no mapa gravimétrico sem o efeito da bacia, na região onde encontra-se implementado o Rifte Potiguar na sua parte central um alto gravimétrico de direção NW-SE, onde toda essa região onde foi implementado o rifte da bacia corresponde a litotipos do Complexo Jaguaretama do Domínio Rio Grande do Norte na Província Borborema.

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