Análise da deformação nas ilhas oceânicas do Atlântico brasileiro : arquipélago de São Pedro e São Paulo e ilhas de Trindade e Fernando de Noronha

Abstract

Resumo: A tectônica do Atlântico Sul apresenta diversas peculiaridades, sendo controlada pelo magmatismo e pela ação das zonas transformantes e de fraturas que se desenvolveram desde a ruptura do Gondwana. As ilhas oceânicas brasileiras mais distantes da porção continental estão intimamente ligadas à evolução das zonas de fraturas que as circundam, sendo elas o Arquipélago São Pedro e São Paulo (ASPSP) e as ilhas de Trindade (IT) e Fernando de Noronha (IFN). Consequentemente essas estruturas causam a deformação dessas ilhas desde a sua formação até o presente momento. Através do mapeamento geológico e utilizando a análise multiescala foi possível identificar e detalhar estruturas como falhas, foliações miloníticas, feições cataclásticas, feições brechóides e bandas de deformação. Utilizando-se de estudos microtectônicos foram identificadas fases minerais e a presença de estilos deformacionais distintos em cada um dos arquipélagos estudados. Também foram executados estudos de paleotensões em planos de falhas, afim de recompor a evolução tectônica dos arquipélagos. Tratadas separadamente, em cada ilha se observou: (1) que o ASPSP apresenta evolução tectônica marcada pela rápida exumação mantélica, assinalando assim a transição de estruturas e microestruturas entre os regimes de deformação dúctil e semi-britlle. No regime dúctil houve intensa milonitização, em temperaturas entre 700º- 800º, com a recristalização da olivina e ortopiroxênios presentes nos peridotitos. A interação com fluídos originados do manto, criam domínios ricos em anfibólios e óxidos, marcando a passagem para o estágio de deformação semi-brittle. A contínua compressão e soerguimento, causada pela ação da Falha Transformante São Paulo, culmina na maior presença de fluidos hidrotermais, controlando quatro fases de serpentinização, associadas aos regimes semi-brittle e rúptil, em temperaturas entre 300º e 400.ºC. O último estágio de exumação é marcado pelo estabelecimento do regime de deformação rúptil, levando assim a fase de precipitação carbonática alojada em falhas e juntas de direção E-W, com tensões voltadas para a direção NW-SE similares aos sismos registrados atualmente na região. (2) A IT marca o evento vulcânico mais recente do território brasileiro (3.7 a <0.17Ma), aonde foi constatada a presença de falhas, que evoluíram de um momento distensional, com a formação de conjuntos de grabens e horts de direção NNW-SSE ao longo de toda ilha, para um momento transtrativo, associado a formação dos diques alcalinos e a formação de falhas oblíquas de direção NE-SW. Esse arranjo configura a instalação de tensões NW-SE, similares à aquelas observadas para a Plataforma Sul-americana. A evolução tectônica e as tensões transtrativas levaram também a formação de bandas de deformação, causadas pela cisalhamento e catáclase das rochas piroclásticas. (3) Em IFN, foram observadas falhas semelhantes as observadas, remetendo a momentos distensionais e posteriormente momentos transtrativos associadas a falhas direcionais, que indicam tensões principais de direções NW-SE. A compilação dos dados de tensões nos três arquipélagos permitiu associar a presença de tensões principais de direção NW-SE, similares as observadas em movimentos neotectônicos na plataforma Sul-americana e em outras localidades com mesmos contextos tectônicos. Palavras-chave: Regime de Transição Dúctil-Rúptil. Zonas de Fraturas Transformantes. Bandas de deformação. Ilhas vulcânicas. Rochas de Falha.

Abstract: The South Atlantic tectonics has several controls of the deformation, being controlled by the magmatism and the action of the transforming and fractures zonesthat have developed since the Gondwana. The Brazilian oceanic islands furthest from the Brazilian mainland are closely linked to the evolution of the fracture zones that surround them, namely the São Pedro and São Paulo Archipelago (SPSPA) and the Trindade (TI) and Fernando de Noronha (FNI) Islands. Consequently, these structures lead to the deformation of these islands from their formation to the present moment. Through the geological mapping of tectonic structures and using a multiscale analysis it was possible to identify and detail structures such as faults, mylonitic foliations, cataclastic, breccia features and deformation bands. Using microtectonic approach on the rocks of these islands, distinct mineral phases and the presence of different deformational styles were identified in each of the studied archipelagos. Paleotension studies were also carried out on fault plans on these islands, in order to recompose the geological evolution of each of the studied archipelagos. Treated separately each island throughout this work was observed: (1) the ASPSP shows a tectonic evolution with rapid mantle exhumation, thus marking the transition of structures and microstructures between the ductile deformation regimes, causing intense milonitization, at temperatures between 700º-800º causing the intense recrystallization of olivine and orthopyroxenes present in peridotites. The interaction with fluids originating from the mantle creates domains rich in amphiboles and oxides, marking the passage to the semi-brittle deformation stage. The continuous compression and uplift caused by the action of the São Paulo Transformer Fault culminates in the greater presence of hydrothermal fluids, forming as a consequence four phases of veins, associated with semi-brittle to brittle regimes at temperatures between 300º and 400ºC. And the last stage of exhumation is marked by the establishment of the brittle deformation regime, thus leading to the phase of carbonate precipitation housed in faults and joints with E-W direction, with stresses strikes NW-SE direction similar to the earthquakes recalled for the region today. (2) IT marks the most recent volcanic event in the Brazilian territory (3.7 to <0.17Ma). On the island it was found by the presence of faults, evolving from an extensional moment, with the formation of sets NNW-SSWstriking grabens and horsts throughout the entire island, to a transtensional moment associated with the formation of alkaline dikes and the formation of faults oblique NE-SW direction, configuring the installation of NW-SE stresses, stresses similar to those observed for the South American Platform. The tectonic evolution and the transtensional stresses also led to the formation of deformation bands caused by the catáclase and the shear of the pyroclastic rocks. (3) In FN, faults similar to those observed in Trindade were observed, referring to extension moments and later transtractive moments associated with strike-slip faults, which indicate principal stresses strikes NW-SE. The compilation of stress data in the three archipelagos made it possible to associate the presence of main stresses strikes NW-SE, similar to those observed in neotectonic movements on the South American Plate. Keywords: Ductile-brittle transition. Transformer Fault. Deformation Band. Volcanic Islands. Fault Rocks.