e-Terra Deformação sin- e pós-rifting oceânico nos sedimentos

e-Terra
http://e-terra.geopor.pt
ISSN 1645-0388
Volume 11 – nº 12
2010
Revista Electrónica de Ciências da Terra
Geosciences On-line Journal
GEOTIC – Sociedade Geológica de Portugal
VIII Congresso Nacional de Geologia
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Deformação sin- e pós-rifting oceânico nos sedimentos CretácicoPlistocénicos da Planície Abissal da Madeira
Syn- and post rifting deformation on the Cretacic-Pleistocene
sediments of the Madeira Abyssal Plain
A. BRANCO – [email protected] (LNEG, EMEPC)
C. ROQUE – [email protected] (EMEPC, LNEG)
G. CARRARA – [email protected] (LNEG)
H. DUARTE – [email protected] (LNEG)
N. LOURENÇO – [email protected] (EMEPC)
M.P. ABREU – [email protected] (EMEPC)
P. TERRINHA – [email protected] (LNEG, IDL)
RESUMO: Descreve-se a tectónica da Planície Abissal da Madeira com base em três linhas sísmicas multicanal localizadas na Cretaceous Quiet Zone. Reconhecem-se quatro unidades sismostratigráficas e três
tipos de estruturas e eventos tectónicos. O evento de distensão tectónica (rifting) terá cessado no
Miocénico inferior, seguindo-se uma fase compressiva que terá cessado antes do Plistocénico. Os
movimentos verticais de soerguimento são o último acontecimento tectónico de relevância, parecendo
estar associados a movimentos isostáticos.
PALAVRAS-CHAVE: Planície Abissal da Madeira, deformação, rifting, reflexão sísmica multi-canal
ABSTRACT: We describe the tectonics of the Madeira Abyssal Plain based on three multi-channel seismic
profiles located in the Cretaceous Quiet Zone. Four seismostratigraphic units separated by major
discontinuities and three types of structures and tectonic events were recognized. The rifting phase ended
at the lower Miocene, followed by a compressive phase which ended before the Pleistocene. The vertical
movements of uplift are the last tectonic event of relevance which seems to be associated with isostatic
movements.
KEYWORDS: Madeira Abyssal Plain, deformation, rifting, multi-channel seismic reflection
1. INTRODUÇÃO
O objectivo deste trabalho é descrever a tectónica observada na Planície Abissal da Madeira
(PAM) através da interpretação de três linhas de reflexão sísmica multi-canal adquiridas pela
Estrutura de Missão para a Extensão da Plataforma Continental (EMEPC).
2. ENQUADRAMENTO GEOLÓGICO
A área objecto deste estudo enquadra as três linhas de reflexão sísmica multi-canal na PAM,
entre o grupo de montes submarinos do Great Meteor e o arquipélago da Madeira (figuras 1a e
1b).
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Figura 1a - Enquadramento e localização das linhas MCS WM01, WM02 e WM03 representadas sobre a
batimetria da área de estudo (batimetria Gebco). Idades do vulcanismo nas cristas submarinas e
arquipélago da Madeira de acordo com Geldmacher e Hoernle (2000).
Figura 1b - Anomalias magnéticas da Planície Abissal da Madeira, zonas de fractura inactivas referidas
no texto (a partir de Alibés et al. (1999)) e sites de sondagens ODP 950, 951 e 952. Linhas a negrito –
perfis sísmicos; Informação batimétrica Gebco. Notar a sobreposição da linha sísmica mais a sul com a
zona de fractura Hayes.
A PAM localiza-se na parte central e mais profunda da Bacia das Canárias, que inclui as ilhas
vulcânicas da Madeira e das Canárias (Alibés et al., 1999). A Bacia das Canárias é limitada a
Oeste pelo flanco leste da MAR (Mid-Atlantic Ridge), a Norte pela Crista Açores-Gibraltar, a
nordeste pela Crista Madeira-Tore (CMT), a Este pelas zonas inferiores da crista insular das
Canárias e pela crista continental do Sahara, e a Sul pela crista de Cabo Verde (figura 1a; Searle,
1987). A maior parte da PAM encontra-se na zona de quietude magnética cretácica - Cretaceous
Magnetic Quiet Zone (Searle, 1987; figura 1b) e a crosta oceânica subjacente da área de estudo
está cortada por três zonas de fracturas inactivas, designadas por Hayes, Charis e Cruiser (Alibés
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et al., 1999), representadas na figura 1b onde também se indicam as idades do vulcanismo
eventualmente associado ao hotspot da Madeira segundo Geldmacher & Hoernle (2000).
Do ponto de vista litostratigráfico, as sondagens ODP 950, 951 e 952 (Schmincke et al.,
1995) revelaram que na PAM, o preenchimento sedimentar até cerca de 400 m de profundidade
abaixo do fundo do mar consiste principalmente em unidades turbidíticas separadas por finas
camadas pelágicas com debris-flows. Os turbiditos dividem-se em três grupos distintos:
turbiditos ricos em elementos vulcânicos, turbiditos ricos em matéria orgânica e turbiditos ricos
em carbonato de cálcio (Lebreiro et al., 1998). A composição da sedimentação pelágica varia
entre vasa carbonatada quase pura e argila pelágica (Alibés et al., 1999).
3. RESULTADOS
Foram interpretadas quatro unidades sismostratigráficas principais, separadas por três
horizontes que se encontram assinaladas na figura 2 como H0, H1 e H2. Do ponto de vista
geológico, H0 representa o topo da crosta oceânica; H1constitui um horizonte próximo do fim da
fase de rifting, e H2 um horizonte pós fase de fracturação. A unidade sedimentar basal, limitada
por H0 na base e H1 a topo, apresenta uma série de corpos sedimentares ou vulcanosedimentares de geometrias internas e externas irregulares que testemunham processos de
colmatação de uma superfície irregular, processos tectónicos e erosivos importantes.
A calibração cronostratigráfica dos horizontes sísmicos foi realizada por comparação com as
unidades sedimentares apresentadas por Alibés et al. (1999) cruzada com o sismograma
sintético, também retirado de Alibés et al. (1999). Deste modo atribuiu-se à base da unidade
sísmica superior (H2) uma idade plistocénica, à base da unidade intermédia (H1) uma idade
miocénica inferior e a base dos sedimentos que cobrem o soco oceânico (H0) será do Cretácico
inferior de acordo com a idade da crosta oceânica nesta região do Atlântico.
Reconhecem-se três tipos de estruturas e eventos tectónicos nas linhas sísmicas interpretadas,
a saber: tectónica de rifting oceânico, tectónica de fracturação provavelmente em regime
compressivo e movimentos verticais de soerguimento (figura 2).
De acordo com a calibração referida anteriormente, o evento de distensão tectónica, ou rifting,
terá cessado cerca do Miocénico inferior, altura em que se terá iniciado a fase compressiva que
terá cessado antes do Plistocénico. A fase distensiva estaria associada ao mecanismo de
distensão da crosta oceânica associado à formação de litosfera oceânica e a fase compressiva
coincide, nesta região, com as idades do vulcanismo do Arquipélago da Madeira (~14Ma), donde
poderá associar-se à instalação do hot spot da Madeira, de acordo com o modelo de idades
apresentado por Geldmacher & Hoernle (2000) (ver figura 1a). Não se deve descartar ainda a
possibilidade de instauração dum campo compressivo durante os estádios iniciais da subsidência
térmica.
Os movimentos verticais de soerguimento são o último acontecimento tectónico de relevância
observado e que não estão significativamente associados à reactivação de falhas, parecendo antes
estarem associados a movimentos isostáticos.
4. CONCLUSÕES
Deste trabalho preliminar de interpretação dos perfis de reflexão sísmica da PAM pode
concluir-se o seguinte: (1) corrobora-se a existência duma fase de compressão tectónica já
descrita por Roque et al (2009); (2) que esta fase de compressão tectónica se encontra
essencialmente concentrada sobre relevos positivos de crosta oceânica e as estruturas de
acomodação desta deformação são falhas de elevada inclinação, o que sugere deformação
transpressiva ou associada a processos metassomáticos no soco; (3) que a idade do evento
compressivo terá ocorrido durante a maior parte do Neogénico; (4) descreve-se a existência dum
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evento de soerguimento tectónico que não se encontra associado a falhas, mas sim de maior
amplitude horizontal, podendo estar associado a fenómenos de isostasia; (5) A fase de rifting
oceânico ocorreu durante o Cretácico e o Paleogénico, embora um trabalho de calibração com
linhas tie-line que transportem os dados estratigráficos das sondagens ODP para a área de estudo
seja imprescindível para assegurar esta afirmação.
Figura 2 - Interpretação sismostratigráfica de um segmento do perfil WM03; Significado geológico dos
horizontes descrito no texto. Assinalam-se as estruturas tectónicas de rifting e soerguimento. Note-se a
estrutura triangular de crescimento das unidades sin-rift denotando dois episódios de rifting.
Referências
Alibés, B., Rothwell, R.G., Canals, M., Weaver, P. P. E., Alonso, B. (1999) – Determination of sediment volumes,
accumulation rates and turbidite emplacement frequencies on the Madeira Abyssal Plain (NE Atlantic): a
correlation between seismic and borehole data. Mar. Geol., V. 160, Issues 3-4, pp. 225-250.
Geldmacher, J., and Hoernle, K. (2000) – The 72 Ma geochemical evolution of the Madeira hotspot (eastern North
Atlantic): Recycling of Palaeozoic (500 Ma) oceanic crust. Earth Planet. Sci. Lett., 183, pp. 73-92.
(Corrigendum,Earth Planet. Sci. Lett., 186, 333, 2001).
Lebreiro, S.M., Weaver, P.P.E., Howe. R.W. (1998) – Sedimentation on the Madeira Abyssal Plain: EocenePleistocene history of turbidite infill. In Weaver, P.P.E., Schmincke, H.-U., Firth, J.V., and Duffield, W.
(Eds.) 1998. Proc. ODP, Sci. Results, 157, College Station, TX (Ocean Drilling Program).
Roque, C., Simões, M., Lourenço, N., Abreu, M.P. (2009) – Evidences of intraplate deformation in the West
Madeira Abyssal Plain (eastern North Atlantic) from seismic reflection and multibeam swath bathymetry data.
Geophysical Research Abstracts, vol. 11, EGU.
Schmincke, H.-U., Weaver, P.P.E., Firth, J.V., et al., (1995) – Proc. ODP, Init. Repts., 157: College Station, TX
(Ocean Drilling Program).
Searle, R.C., (1987) – Regional setting and geophysical characterization of the Great Meteor East area in the
Madeira Abyssal Plain. In: Weaver, P.P.E., Thomson, J. _Eds., Geology and Geochemistry of Abyssal Plains.
Geol. Soc. Spec. Publ. No.31, pp. 49-70.
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