Os dados gravimétricos obtidos neste levantamento foram medidos ao longo de uma seção transversal com direção SW- NE, visando seccionar ortogonalmente os limi- tes dos domínios crustais e principais estruturas tectônicas da Província Borborema e seu contato com o Cráton São Francisco. Apesar de não se tratar de uma malha de pon- tos e sim de um perfil, os dados permitiram uma modelagem 2,5D. No entanto, o que torna esse trabalho relevante para o estudo litosférico da província é a extensão regional da transecta, que secciona várias unidades crustais e a densa amostragem de estações medidas, o que permite uma modelagem gravimétrica mais precisa das estruturas e con- tatos geológicos.
O levantamento foi realizado com o uso do gravímetro digital modelo CG-5 fabri- cado pela da SCINTREX, ao longo das rodovias mais próximas da transecta original, que se inicia próximo a Angüera na Bahia e termina no município de Macau no Rio Grande do Norte. Ao todo foram levantadas 467 estações ao longo de cerca de 840 km, espaçadas em 2,0 km (Fig. 2). Entre setembro e novembro de 2010, as estações gravi- métricas e plani-altimétricas foram estabelecidas em circuitos fechados diariamente. Ou seja, a cada dia as linhas gravimétricas tinham início e fim com medições em estações- base de primeira ordem, estabelecidas e mantidas pela Rede Gravimétrica Fundamental Brasileira do Observatório Nacional (ON). No caso de grandes áreas sem essas estações, novas estações-base foram transferidas a partir das estações de primeira ordem do ON.
Simultaneamente à aquisição dos dados do campo gravitacional, foram obtidas as coordenadas geográficas e altimétricas das estações através do método de GPS diferen- cial. Estações SAT do IBGE foram utilizadas como bases para o cálculo diferencial do rastreio dos satélites. A precisão do posicionamento dos dados plani-altimétricos pós- processados das estações de medidas foi da ordem de 10 cm, tanto nas direções horizon- tais com vertical.
78 O processamento dos dados foi realizado no software Oasis Montaj, onde foram efetuadas as correções gravimétricas usuais: deriva instrumental, maré, latitude, altitude e Bouguer. A correção de maré foi aplicada para compensar a variação da gravidade pela influência das atrações do Sol e da Lua. A correção de latitude corrige a diferença do raio da Terra ao longo da superfície do geóide. A correção de altitude é empregada para compensar os efeitos da diferença de altitude das estações em relação ao geóide ou a um nível de referência arbitrário. E por fim, a correção Bouguer foi aplicada para que fosse eliminado o efeito das massas topográficas, que se encontram entre a estação e o nível de referência. Os dados corrigidos foram, então, interpolados com o método da mínima curvatura em uma malha regular de 0,5 km em uma faixa de 850 km, tendo a transecta como linha central. A última etapa do processamento foi a separação das com- ponentes regional e residual do campo gravitacional.
Como o campo gravimétrico é aditivo, ele sofre influência de todas as fontes presentes na área até as profundidades do manto litosférico. Dessa forma, as anomalias podem ser superpostas umas às outras, mascarando o efeito gravitacional de cada fonte individual. Fontes maiores e mais profundas, com caráter regional, geram anomalias com maior comprimento de onda e amplitudes mais elevadas, como no caso da interface crosta-manto que é responsável pelo trend regional observado na transecta. As anomali- as residuais possuem menor comprimento de onda e são geradas por fontes de menor dimensão e mais rasas, como unidades geológicas na crosta superior.
Existem diversos procedimentos para efetuar a separação regional-residual, tais como métodos gráficos, espectrais e polinomiais. O ajuste polinomial é uma das técni- cas mais flexíveis para a determinação do campo gravimétrico regional. Na prática, a superfície é expressa matematicamente por um polinômio bidimensional cujo grau de- pende da complexidade do campo regional a ser ajustado. Dessa forma, o método poli- nomial foi o escolhido para a separação regional-residual ao longo da transecta. Vários graus de polinômio foram testados, sendo o que mais se ajustou foi o de grau 4, em fun- ção do melhor isolamento de anomalias residuais como as das bacias rifte da porção centro-sul da transecta.
Para estimar a distribuição das fontes gravimétricas em profundidade, foi realiza- da uma análise do espectro de potência das anomalias gravimétricas e aplicada à De- convolução de Euler. Seus resultados foram utilizados como auxilio para a modelagem gravimétrica 2,5D, utilizando a extensão GM-SYS do software Oasis Montaj.
79 No limite SW da Transecta, as anomalias Bouguer assumem valores negativos da ordem de -35 mGal, que apresentam um gradiente positivo na direção nordeste, che- gando a 23,7 mGal no litoral (Fig. 3). Mínimos gravimétricos de até -136,5 mGal po- dem ser observados na região das bacias do Tucano e Jatobá.
O Cráton São Francisco representa uma pequena parte do perfil que começa com - 35,6 mGal e decresce até o limite com a Província Borborema. A localização exata des- se limite é de difícil determinação, pois encontra-se recoberto pelas rochas sedimentares da Bacia de Tucano. Tal bacia é representada por um expressivo baixo gravimétrico, com valores de anomalia Bouguer de cerca -72,2 mGal no seu limite SW, decrescendo para NE, até atingir o mínimo gravimétrico de todo a transecta (-136,5 mGal). No limite norte da bacia, os valores voltam a subir (-38,5 mGal), denotando o afinamento da por- ção rifte da bacia. Na região deste alto gravimétrico, aflora o Plúton Xingó, pertencente à Zona Meridional da Província Borborema, que ocorre apenas em cerca de 10 km no perfil.
Na Bacia de Jatobá, ocorre outro decréscimo abrupto nos valores das anomalias Bouguer. Estas decaem de -42,1 para -67,3 mGal (Fig. 3). Em direção NE, os valores tornam a aumentar por cerca de mais 10 km até a Zona de Cisalhamento Pernambuco. Nesta região, observa-se um salto dos valores gravimétricos de -67,2 para -37,5 mGal que marca o começo da Zona Transversal. Esse alto gravimétrico localiza-se na região de um plúton da Suíte Intrusiva Xingó. Mais ao norte, os valores das anomalias voltam a decair até cerca de -53,4 mGal na região do Complexo Serra de Jabitacá. Nas porções central e norte da Zona Transversal, as anomalias Bouguer são, no geral, suaves, au- mentando até -29,7 mGal, no seu limite norte com o Domínio Rio Grande do Norte (Figs. 1 e 3).
Na Zona de Cisalhamento Patos, ocorre um importante acréscimo nos valores Bouguer de -49,5 para -29,1 mGal. Localmente, aflora o Terreno TTG Granjeiro que marca o início do Domínio Rio Grande do Norte na transecta. Os valores continuam aumentando em direção à linha de costa, com picos suaves até a Bacia Potiguar, onde há um decréscimo de -4,6 para -16,5 mGal, e depois, os valores crescem novamente até 23,7 mGal, na região litorânea.
Anomalia Regional
A componente regional está associada a variações na interface crosta-manto (De Castro et al., 1998). Ao longo da transecta, ela apresenta variações suaves de longo
80 comprimento de onda e mostra um aumento nos valores anômalos que vai de -87,7 mGal, na Bacia de Tucano, no limite sul da Província Borborema, para 29,6 mGal no litoral Potiguar, região da transição entre as crostas continental e oceânica (Fig. 3). Este aumento contínuo dos valores de anomalia regional de SW para NE, provavelmente resultante de uma diminuição da profundidade da descontinuidade Moho. Tal fato refle- te um expressivo afinamento crustal, partindo-se do interior da Província Borborema em direção ao seu limite nordeste.
Em relação à anomalia regional, na Zona Meridional encontra-se o maior gradien- te gravimétrico do perfil que vai de cerca -50,0 para -87,7 mGal em 200 km, com o mínimo gravimétrico localizado exatamente na Bacia de Tucano, mostrando um impor- tante espessamento crustal nessa área. Por sua vez, na Zona Transversal os valores osci- lam pouco entre -30,0 e -50,0 mGal. E no Domínio Rio Grande do Norte, mais próximo do oceano, os valores apresentam o maior gradiente gravimétrico, variando de -38,3 para 29,6 mGal em cerca de 220 km.
Anomalia Residual
O componente gravimétrico residual apresenta anomalias com menor compri- mento de onda (de 2 a 80 km) e maior freqüência, com valores variando entre -54,0 e 31,2 mGal (Fig. 3). Sua alta freqüência é decorrente de variados contrastes de densida- de, resultantes da complexa disposição dos diferentes blocos crustais que encontram-se lado a lado, em sua maioria, por falhas e zonas de cisalhamentos. A seguir serão descri- tas as anomalias residuais referentes a cada domínio crustal da região:
Cráton São Francisco
Na sua extremidade SW, a transecta secciona cerca de 60 km da borda norte do Cráton São Francisco, onde as anomalias residuais são da ordem de -25,94 mGal (Fig. 3). Em direção a Bacia de Tucano, estes valores sofrem um acréscimo contínuo até 22,98 mGal, com suaves oscilações. A importância maior nessa porção da área estudada é reconhecer as relações de contato entre o cráton e a província em profundidade, uma vez que o mesmo encontra-se soterrado pelo espesso pacote sedimentar da bacia. A Ba- cia de Tucano que gera uma anomalia negativa, apresenta valores com um suave acrés- cimo nos valores antes de decaírem abruptamente. Esse acréscimo pode estar relaciona- do às rochas supracrustais neoproterozóicas empurradas sobre o cráton.
81 A Bacia de Tucano é representada por um extenso mínimo gravimétrico de cerca de 100 Km de extensão onde os valores de anomalia residual possuem15,1 mGal na borda sul, -52,3 mGal em seu centro, e até 25,3 mGal na borda norte da bacia (Fig. 3). Trata-se de uma cobertura sedimentar mesozóica de até 10 km de profundidade (Matos, 1992), com rochas de baixa densidade, o que merece certa cautela em sua interpretação, pois as fontes intracrustais que mais contaminam os resultados, são, sobretudo, as fontes relacionadas a bacias sedimentares interiores (Oliveira, 2008).
Zona Meridional
É representada pelo Terreno Cabrobó com um pico de 29,4 mGal, referente a um plúton da Suíte Intrusiva Xingó. A norte esse máximo gravimétrico, os valores possui até 18,4 mGal na Suíte Chorrochó no contato com a Bacia de Tucano, e 17,9 mGal, a sul no contato com a Bacia de Jatobá.
Bacia de Jatobá
Assim como a Bacia de Tucano, esta bacia pertence ao Sistema de Rifteamento Recôncavo- Tucano-Jatobá. Ela é também representada por um importante mínimo gra- vimétrico, esse porém menos extenso, com cerca de 15 km. A partir da sua borda sul, sua assinatura gravimétrica é dominada por valores de -9,4 mGal, com um mínimo gra- vimétrico de -19,1 mGal em seu depocentro principal, aumentando novamente para -9,0 mGal na borda norte.
Lineamento Pernambuco
A estrturação da Bacia Jatobá é, nitidamente, controlada pela Zona de Cisalha- mento Pernambuco (Souza et al., 2011). O contraste de densidade entre o pacote sedi- mentar e seu embasamento pré-cambriano da Zona Transversal é caracterizado por um forte gradiente gravimétrico, cujos valores anômalos vão de cerca de -25,40 mGal na bacia para cerca de 17,46 mGal nos terrenos cristalinos (Fig. 3).
Zona Transversal
Não possui anomalias significativas, oscilando suavemente entre 17,46 mGal na região da Zona de Cisalhamento Pernambuco, e -19,83 mGal na sua porção central.
82 Lineamento Patos
A resposta gravimétrica desta zona de cisalhamento não é tão pronunciada como a do Lineamento Pernambuco. Observa-se apenas um gradiente mais suave, que vai de - 12,61 mGal na Zona Transversal para 6,41 mGal no Domínio Rio Grande do Norte.
Domínio Rio Grande do Norte
Delimitado pela Zona de Cisalhamento Patos, o terreno TTG Granjeiro encontra- se em uma área de anomalias residuais positivas, entre 6,0 e 8,0 mGal (Fig. 3). Pode-se destacar também as anomalias positivas geradas pelos plútons das suítes intrusivas Poço da Cruz e Itaporanga, com 17,88 e 13,32 mGal, respectivamente. Outra importante fei- ção geológica presente no Domínio Rio Grande do Norte é a Bacia Potiguar,no estremo NW do perfil, caracterizada por um sistema de riftes, e com valores de anomalia residu- al oscilando entre 7,91 mGal, na sua borda sul, e -15,70 mGal, no extremo NE da tran- secta.
ESPECTRO DE POTÊNCIA
Para a análise espectral de anomalias Bouguer, os dados gravimétricos são trans- formados do domínio de espaço para o domínio de frequência ou número de onda, apli- cando-se a Transformada de Fourier 2-D (FFT) (Nnange et al., 2000). Essa técnica per- mite obter-se o espectro de potência do campo gravimétrico e, assim, estimar as profun- didades das principais fontes gravimétricas a partir da declividade em uma determinada parte do espectro. A profundidade das fontes é igual à declividade do espectro dividido por 4 vezes para dados magnéticos (Spector & Grant, 1970). No caso gravimétrico, as profundidades das fontes são geralmente maiores do que as obtidas pela análise espec- tral devido ao decaimento menos acentuado do campo gravitacional.
A análise espectral foi realizada para todo o conjunto de dados da transecta, bem como para cada domínio tectônico em separado. O objetivo principal foi de estimar as profundidades médias da Descontinuidade de Moho nas diferentes blocos crustais e utilizar seus resultados para vincular a modelagem gravimétrica 2,5D.
O espectro de potência da anomalia Bouguer, ao longo de toda a transecta, pode ser divido em três partes em função das suas declividades. A primeira parte representa as fontes infracrustais com profundidades entorno de 30 km (Fig. 4). Correspondem as anomalias de menor número de onda (~0,012 rad/km), estando associadas à profundida-
83 de média da Descontinuidade Moho ao longo da transecta. A segunda e a terceira partes do espectro refletem as fontes intra e transcrustais de números de onda intermediários com profundidades próximas a 12 km, relacionadas aos blocos crustais aflorantes ou sub-aflorantes na região.
A Figura 5 ilustra o comportamento espectral dos dados gravimétricos para cada domínio crustal em separado. Observa-se que a Zona Meridional apresenta as maiores espessuras da crosta, em função da declividade mais acentuada do espectro de potência. Apesar do afinamento crustal próximo a margem continental (Matos, 1992b; De Castro et al., 1998), a crosta sob o Domínio Rio Grande do Norte aparenta ser relativamente mais espessa do que na Zona Transversal. Tal fato sugere que a Descontinuidade de Moho seja menos profunda ao longo desta zona do que a porção sul do Domínio Rio Grande do Norte. Com declividades menos acentuadas em relação aos demais domínios crustais, a porção norte do Cráton São Francisco seria menos espessa do que a Província Borborema. Este relativo afinamento crustal pode ser reflexo dos esforços distensionais que deram origem as bacias rifte da região, cujo forte efeito gravimétrico pode estar também interferindo no comportamento espectral da anomalia Bouguer da região.
DECONVOLUÇÃO DE EULER
A Deconvolução de Euler é um método de interpretação automática que fornece uma estimativa da posição horizontal e da profundidade de fontes anômalas a partir de dados de campos potenciais (Thompson, 1982; Barbosa & Silva., 2005). Esse método permite a obtenção de uma informação primária sobre a fonte da anomalia sem infor- mações a priori sobre as fontes gravimétricas ou assumir algum modelo geológico parti- cular (De Castro, 2011).
O objetivo da Deconvolução de Euler é estimar as coordenadas de localização da fonte anômala (x0, y0, z0), utilizando a seguinte equação (eq. 1) (Reid et al., 1990):
(x − x0) ∂ / ∂x T + (y − y0) ∂ / ∂y T + (z − z0) ∂ / ∂z T = − ηT (1)
onde T é a anomalia gravimétrica e η o índice estrutural (IE), referente a forma da fonte anômala esperada, que deve ser determinada segundo um conhecimento prévio da geo- logia local. A escolha do IE é uma das desvantagens da Deconvolução de Euler, pois é bastante comum que não se saiba a forma geométrica da fonte anômala estudada. Dessa forma, é preciso testar mais de um IE, e verificar sua coerência com a geologia conheci-
84 da. A Tabela 1 mostra algumas formas geométricas e seu IE correspondente para dados gravimétricos. Para que se pudesse ter uma ideia da localização de todas as fontes pre- sentes ao longo da transecta, vários IE foram testados, e o que mais se adequou à geolo- gia esperada foi o de 0,1 (Fig. 6).
A Deconvolução de Euler foi aplicada nas anomalias gravimétricas regionais e residuais separadamente, bem como para cada domínio geológico individualmente. Como esperado, as soluções para a componente regional do campo gravitacional indica- ram fontes mais profundas e extensas (Fig. 6). Um grande número de soluções foi gera- do entre a Bacia de Tucano e o Cráton São Francisco. Uma feição que ficou bastante clara nas soluções regionais foi o Lineamento Pernambuco entre a Zona Transversal e a Bacia de Jatobá, com uma falha bem marcada com soluções de até 50 km de profundi- dade e vergência para SW (Fig. 6). Na Zona Transversal, encontram-se soluções mais rasas de até 20 km porém em número bem menor. Já no domínio Rio Grande do Norte, a feição mais marcante é a Bacia Potiguar com um padrão de soluções que se asseme- lham a um sistema de falhamentos, formando um conjunto de grábens.
A Deconvolução de Euler para a componente residual apresentou soluções rasas entorno de 5 km de profundidade por toda a extensão SW e central da transecta. Já na porção nordeste, algumas soluções atingem profundidades de até 20 km (Fig. 6). Para mesmas áreas, as nuvens de soluções para os dados residuais ocorrem em maior número do que aquelas obtidas das anomalias regionais. Os resultados da Deconvolução de Euler permitem o fácil reconhecimento dos limites das bacias de Tucano, Jatobá e Poti- guar, bem como os lineamentos Pernambuco e Patos. As demais nuvens de soluções estão relacionadas às heterogeneidades geológicas da crusta superior, cujas geometrias internas serão modeladas guiadas por tais soluções da Deconvolução de Euler.