Quaternary Tectonic Reactivation in the Southern Domain of Borborema Province, NE Brazil: Integration of Morphometric, Geological and Geophysical Data From the Una River Drainage Basin

Abstract

ResumoIntegração de dados em diferentes escalas foi realizada com o objetivo de identificar possíveis efeitos de reativações tectônicas cenozoicas (pós-rifte), relacionadas ao embasamento adjacente à Bacia Pernambuco, sobre o qual está localizada a bacia hidrográfica do Rio Una. O estudo foi baseado na integração de parâmetros morfométricos do canal do Rio Una, modelados a partir de imagens de radar, dados de geologia de superfície e dados de sísmica de reflexão multicanal 2D adquiridos no canal do rio, próximo às cidades de Barreiros e Palmares. A análise morfométrica se baseou no cálculo da relação declividade vs. extensão (RDE) ao longo do perfil longitudinal do Rio Una. Dados geológicos foram coletados em afloramentos no embasamento próximo aos municípios de Barreiros e Palmares. Também foram investigados os depósitos da Formação Barreiras na região costeira, próximo ao município de São José da Coroa Grande. A análise do perfil longitudinal mostrou que o Rio Una está implantado sobre três superfícies criadas por eventos sucessivos de soerguimento e erosão, as quais controlaram a compartimentação de sua bacia hidrográfica. O estudo do índice RDE mostrou a ocorrência de anomalias de primeira ordem, no médio curso, e de segunda ordem, no médio e baixo curso do rio. As anomalias de primeira e segunda ordem estão localizadas sobre as principais zonas de cisalhamento pré-cambrianas que cortam o embasamento com orientação NE-SW. As anomalias também estão relacionadas a falhas e fraturas mais jovens com direção NW-SE. A interpretação dos dados sísmicos mostrou um arranjo de falhas e fraturas de alto ângulo no embasamento que afetaram depósitos sedimentares de idade quaternária e holocênica. Também foram observadas falhas em depósitos da Formação Barreiras (Mioceno) depositados sobre o embasamento próximo a borda da Bacia Pernambuco. A geometria dos planos de falha é indicativa de estruturas do tipo flor, relacionadas a um regime de reativação transcorrente que está atuando sobre a margem continental, com compressão máxima E-W e extensão N-S. Este regime afetou a morfologia do canal do Rio Una, bem como os depósitos sedimentares associados à sua bacia de drenagem. AbstractAn integration of data in different scales was built aiming to identify possible effects of tectonic reactivations of Cenozoic origin (post-rift), related to the continental basement adjacent to the coastal zone of Pernambuco marginal basin, over which was formed the hydrographic basin of the Una River. The study was based in the integration of morphometric parameters of the Una River channel modeled with satellite radar imagery, geological data, and 2D multichannel shallow seismic data acquired over the river channel in the proximities of Barreiros and Palmares cities. Morphometric analysis comprised the calculation of the length-gradient index along the longitudinal profile of the Una River. Geological data were collected from basement outcrops near the cities of Barreiros and Palmares. Barreiras Formation outcrops located in the coastal basin, nea...

Neotectonic control of shelf valley formation on the southern Pernambuco continental shelf - Brazil

“…The surface sediments of the SPCS comprise biogenic carbonate sediments, comprising mostly sand, gravel, and bioclasts, resulting from the remains of calcareous algae (Kempf, 1970;Manso et al, 2003Manso et al, , 2004Camargo et al, 2015). Neotectonic activity has significantly impacted the shelf domain and coastal zone of the Pernambuco Marginal Basin (Correia Filho et al, 2019). This activity has led to a range of geomorphological features influenced by faults and fractures, including those found in the Quaternary Barreiras Formation, as reported by Bezerra et al (2014).…”

“…Of these features, the most notable are the numerous active and ancient faults that have altered the elevation and orientation of the sedimentary strata in the basin (Rossetti et al, 2011;Gandini et al, 2014;Souza et al, 2022). The reactivation of basement-seated faults created current structures, such as river valleys and fluvial terraces in the coastal zone, which can be observed from fault scarps formed by displacement along the fault line (Peulvast et al, 2006;Bezerra et al, 2014;Peulvast and Bétard, 2015;Correia Filho et al, 2019;Bezerra, 2020a, 2020b;Matos et al, 2021).…”

“…The Pernambuco Basin comprises several large subsidence basins that formed as a result of ongoing tectonic activity (Araújo Júnior et al, 2020). These basins have gently sloping surfaces covered by thick sequences of sedimentary rocks (Andrades-Filho et al, 2014;Correia Filho et al, 2019), which provide evidence of ongoing subsidence and act as valuable archives of the region's geological history (Matos, 1999;Riccomini and Assumpção, 1999;Peulvast et al, 2006;Peulvast and Bétard, 2015;Bezerra, 2020a, 2020b;Souza et al, 2022;Tavares et al, 2022).…”

“…The crustal breakup in this region occurred in the Early-Middle Albian (Barbosa et al, 2014;Caixeta et al, 2017;Matos et al, 2021). Since the Late Cretaceous, reactivation events have been recorded in the Borborema Province that continued into the Miocene-Quaternary (Bezerra et al, 2014;Correia Filho et al, 2019). The structures responsible for the evolution of the Pernambuco Basin include ductile pre-Cambrian shear zones in the northern portion of the shelf with a NE-SW and E-W direction and transforming faults trending NW-SE in the southernmost region of the basin (Nogueira et al, 2015;Buarque et al, 2016;Correia Filho et al, 2019).…”

“…Since the Late Cretaceous, reactivation events have been recorded in the Borborema Province that continued into the Miocene-Quaternary (Bezerra et al, 2014;Correia Filho et al, 2019). The structures responsible for the evolution of the Pernambuco Basin include ductile pre-Cambrian shear zones in the northern portion of the shelf with a NE-SW and E-W direction and transforming faults trending NW-SE in the southernmost region of the basin (Nogueira et al, 2015;Buarque et al, 2016;Correia Filho et al, 2019). With the rift process, normal faults trending N-S and NNE-SSW were formed in the onshore region of the Pernambuco basin (Barbosa et al, 2014;Buarque et al, 2016;Correia Filho et al, 2019).…”