Evolução tectono-sedimentar da fase rifte da Bacia do Araripe, nordeste do Brasil

Abstract

A Bacia do Araripe, localizada no interior do Nordeste do Brasil, evoluiu em contexto intraplaca durante os estágios de fragmentação do Gondwana. Ela faz parte de um conjunto de pequenas bacias sedimentares interiores que apresentam importantes registros tectônicos e registros estratigráficos completos, que são reflexos da porção continental aos eventos que atuaram na abertura das margens Leste e Equatorial do Oceano Atlântico Sul. Essa bacia ilustra uma complexa geometria tridimensional associada a um sistema rifte com controle exercido pela estruturação herdada do embasamento pré-cambriano, e pela tectônica direcional com a reativação das zonas de cisalhamento, sendo a principal delas a Zona de Cisalhamento de Patos (PASZ). A presente tese teve como objetivo compreender e reconhecer as inter-relações entre a tectônica e a sedimentação que atuaram durante a fase rifte na Bacia do Araripe, buscando um melhor conhecimento da história tectônica e das correlações com eventos regionais registrados em outras bacias fanerozoicas em contexto intraplaca no interior do Nordeste do Brasil. Os métodos utilizados foram as análises estrutural e estratigráfica, baseadas em uma coleta sistemática de dados de campo, a análise de lineamentos morfoestruturais e a análise e interpretação de seções sísmicas. É reconhecida a influência de tectônica direcional durante a evolução da fase rifte da Bacia do Araripe, caracterizada por três conjuntos principais de falhas que, associados a deformações sin-sedimentares e padrões deposicionais específicos, indicam três estágios tectônicos distintos, sendo dois períodos de subsidência e um de leve inversão. O primeiro deles foi controlado pela reativação da Zona de Cisalhamento de Patos de modo sinistral com falhas direcionais E-W e falhas normais e oblíquas NE-SW configurando um sistema em “rabo de cavalo” distensivo com horstes e grabens alternados. Esse arranjo atuou na deposição, na preservação e no controle das ocorrências das três sequências deposicionais (SD1, SD2 e SD3) contidas nas formações Brejo Santo, Missão Velha e Abaiara formando uma bacia alongada controlada por falhas NE-SW. Essas falhas são interpretadas como resultado de esforços 1 NE-SW/suborizontal, 2 vertical e 3 NW-SE/suborizontal que representam um regime tectônico sinistral transtrativo. Esse estágio tectônico se iniciou no Neojurássico (Tithoniano?) e foi ativo até pelo menos o Eocretáceo (Neo-Hauteriviano?) regido pelos reflexos intraplaca dos esforços que estavam atuando na abertura da Margem Leste Brasileira. O segundo estágio registra leve inversão na bacia, interpretado como um evento compressivo com 1 suborizontal e na direção NW-SE. Durante o segundo estágio foram reativadas falhas normais e formadas falhas inversas NW-SE, levando à erosão e/ou não deposição de sedimentos no intervalo do Eo-Hauteriviano até o fim do Barremiano. Ele é o reflexo intraplaca dos esforços iniciais de abertura da Margem Equatorial e marca a mudança no sentido de reativação da PASZ, que a partir desse evento passou a ser dextral. O terceiro estágio marca a instalação definitiva do sistema de tensão transcorrente dextral responsável pela abertura da Margem Equatorial, que se propaga para ambiente intraplaca como transtrativo dextral a partir da reativação também dextral da PASZ, com desenvolvimento de falhas normais WNW-ESE controladoras da sedimentação da Formação Barbalha e modificadoras do sistema rifte NE-SW. Nesse evento 1 é novamente suborizontal agora na direção NW-SE e 3 também suborizontal na direção NE-SW. Os novos dados e interpretações possibilitaram elaborar um novo modelo evolutivo e a entender os estágios contidos na evolução tectono-sedimentar durante a fase rifte da Bacia do Araripe. A partir desse novo modelo foi possível mostrar a relação da sedimentação com os eventos tectônicos e esforços que atuaram nas bordas continentais para a abertura das margens Leste e Equatorial e sua propagação para o interior do continente, durante a ruptura do supercontinente Gondwana.

The Araripe Basin, located in the interior of Northeast Brazil, developed in an intraplate context during Gondwana fragmentation stages. This basin is part of a set of small interior sedimentary basins that contain important tectonic and complete stratigraphic records. These records reflect the continental portion of the events that occurred during the opening of the East and Equatorial Brazilian margins of the South Atlantic Ocean. The basin illustrates a complex three-dimensional rift geometry controlled by structures inherited from the Precambrian basement and strike-slip tectonics induced by shear zones reactivation, the main one being the Patos Shear Zone (PASZ). This thesis aimed to understand and recognized the interrelationships between tectonics and sedimentation that occurred during the rift phase in Araripe Basin. The objective was to pursue a better knowledge about the tectonic history and correlations with regional events recorded in phanerozoic basins with the same intraplate context in the Northeastern Brazil. The methods utilized were structural and stratigraphic analysis, based on a systematic collection of field data, morphostructural lineaments analysis, and analysis and interpretation of seismic sections. The influence of strike-slip tectonics during the evolution of the rift phase of the basin is recognized, and it is characterized by three main sets of faults that, when associated with soft-sediment deformations and specific depositional patterns, indicate three distinct tectonic events, two periods of subsidence, and one of slight inversion in the basin. The first event was controlled by Patos Shear Zone sinistral reactivation with E-W faults and associated NE-SW normal and oblique faults configuring a horsetail system with alternating horsts and grabens. This arrangement worked in the deposition, preservation and control to the four deposicional sequences (SD1, SD2 and SD3) that comprise the Brejo Santo, Missão Velha and Abaiara formations, developing an elongated shaped basin controlled by NE-SW faults. Those faults are interpreted as the result of 1 NE-SW/sub-horizontal, 2 vertical, and 3 NW-SE/sub-horizontal stresses, which represent a sinistral transtensive tectonic regime. This tectonic stage initiated in the Late Jurassic (Tithonian?) and was active until at least the Early Cretaceous (Late Hauterivian) as an intraplate response to the stress acting in the Brazilian East Margin opening. The second stage registers a minor inversion in the basin, interpreted as a compressive event with 1 sub-horizontal in the NW-SE direction, resulting in the inversion of some previous faults or generation of new ones oriented NE-SW, leading to erosion and/or non-deposition of sediments from Early Hauterivian to Barremian. This event represents the intraplate response to the tectonic regime that gave rise to the initial opening of the Equatorial Margin and denotes a change in the sense of motion of the PASZ, which was reactivated right-laterally. The third stage establishes the definitive installation of the dextral strike-slip system responsible for the evolution of the Equatorial Margin, which propagates intraplate as a dextral transtension with right-lateral reactivation of the PASZ. At this stage there was the development of WNW-ESE normal and oblique faults that controlled the sedimentation of the Barbalha Formation and modified of the NE-SW rift system. In this event 1 stay sub-horizontal NW-SE and 3 sub-horizontal NE-SW. The new data and interpretation made possible to formulate a new evolutionary model and to understand the stages in tectono-sedimentary evolution during the rift phase of the Araripe Basin. From this model it was possible to show the relationship between sedimentation and the tectonic events and stresses that acted on the continental borders during the opening of the East and Equatorial Brazilian margins, and their propagation to the interior, during the break up of the Gondwana supercontinent.