Seismicity patterns and focal mechanisms in southeastern Brazil

Abstract

The seismicity of SE Brazil is studied with a recent deployment of additional temporary digital and analog seismographic stations. Regional and local stations have allowed the determination of three new composite focal mechanisms for the earthquake series of Betim in 1992/93, Formiga in 1993, and the reservoir-induced events of Nova Ponte in 1995, all in Minas Gerais state. The focal mechanism data in the southern part of the São Francisco craton and adjacent Brasília fold belt indicate both normal and reverse faulting with a common E-W to NE-SW orientation of the maximum horizontal stress. Far from the continental margin, the focal mechanisms are consistent with theoretical estimates of stress directions from finite-element modelings of the forces driving the South American plate. Near the Serra do Mar coastal range, the stress pattern seems more complex. A selection of the earthquake catalog, using threshold magnitudes varying in time to yield a data set with spatially uniform coverage, indicates two main seismic areas: 1) the offshore continental shelf , and 2) the southern part of the Brasília fold belt and the São Francisco craton. The high topography areas of the Serra do Mar and Serra da Mantiqueira (in the Ribeira fold belt) and the Paraná basin are much less seismically active.

Keywords: seismicity; crustal stresses; Southeastern Brazil.

Sismicidade e Mecanismos Focais no Sudeste do Brasil

A sismicidade do SE do Brasil foi estudada com a operação adicional de estações digitais e analógicas temporárias. Estações locais e regionais permitiram a determinação de três novos mecanismos focais compostos para as séries de sismos de Betim 1992/93, Formiga 1993, e para os sismos induzidos pelo reservatório de Nova Ponte em 1995, todos em Minas Gerais. Os mecanismos focais na parte sul do cráton do São Francisco e na faixa de dobramentos Brasília indicam falhamentos inversos e normais, com uma direção comum para a tensão horizontal máxima entre E-W e NE-SW. Longe da margem continental, os mecanismos focais são consistentes com a direção teórica dos esforços determinada com modelamento por elementos finitos das forças tectônicas que atuam na placa sul-americana. Perto da Serra do Mar, o padrão de esforços parece mais complexo. Uma seleção do catálogo de sismos do Brasil, usando limites de detectabilidade diferentes para cada época para se obter uma cobertura geográficamente uniforme, revelou duas áreas sísmicas principais: 1) a plataforma continental, e 2) a parte sul da Faixa Brasília e Cráton do São Francisco. A área montanhosa das Serras do Mar e da Mantiqueira (na Faixa Ribeira), e a Bacia do Paraná são muito menos ativas sismicamente.

Palavras-chave: sismicidade; esforços crustais; Sudeste do Brasil.

DOI: 10.1590/S0102-261X1997000200002