BASEMENT STRUCTURES IN SANTOS BASIN (BRAZIL) FROM SATELLITE ALTIMETRY AND MARINE GEOPHYSICS

Abstract

ABSTRACT. This paper estimated the basement depth of the Santos Basin region, SËœao Paulo State, Brazil, combining gravity data obtained from satellite altimetryand marine gravimetry, bathymetric data and sediment thickness from international data banks, and crustal thickness data available in the region. The first step consistedof calculating the gravity effect of sediments in Santos Basin, and the Crustal Mantle Interface (CMI) was modeled from constrained gravity inversion. Subsequently,the reliability of the models obtained was tested by flexural analysis with satisfactory results, as the flexural and gravimetric CMIs showed good agreement. The gravityeffect of flexural CMI and the gravity effect of sediments were then calculated and subtracted from the original Bouguer anomaly. The residual field thus obtained, whichis assumed to represent the topographical features of the basement, was inverted in the last step of the work, providing information that shows a basement with featuresof up to 700 m that appear to be in agreement with tectonic features previous discussed, such as the Avedis volcanic chain. The basement depth estimated during thisstudy showed depths ranging from 1,500 to 10,500 m, and the deepest region is consistent with the Cabo Frio Fault. The methodology used in the study showed thatfrom a combined data analysis, it is possible to obtain a three-dimensional model of the basement in ocean areas. This non-seismic approach can be advantageous interms of efficiency and cost. The knowledge of the basement can offer important insights for the development of genetic and tectonic models of exploratory interest inthe region.

Keywords: basement, Santos Basin, gravity.

RESUMO. Este trabalho visa estimar a profundidade do embasamento na região da Bacia de Santos por meio de uma análise combinada de dados gravimétricosobtidos a partir de altimetria por satélite e gravimetria marinha, com dados batimétricos e modelos de espessura sedimentar provenientes de bancos de dados internacionaise dados de espessura crustal disponíveis na região. Na primeira etapa do trabalho foi calculado o efeito do pacote sedimentar no sinal gravimétrico na Bacia deSantos, como também foi modelada a profundidade da Interface Crosta Manto (ICM) a partir de inversão gravimétrica com vínculos. Na etapa seguinte, a confiabilidadedos modelos obtidos foi testada através de an´álise flexural e o resultado foi satisfatório, mostrando que a ICM flexural e a ICM gravimétrica estão em concordância.Prosseguindo para etapa seguinte, o efeito gravimétrico da ICM encontrada por análise flexural e o efeito gravimétrico dos sedimentos foram então calculados esubtraídos da anomalia Bouguer original. O campo residual assim obtido, que se admite representar as feições topográficas do embasamento, foi invertido na últimaetapa do trabalho, fornecendo informações que mostram um embasamento com feições topográficas de até 700 m, que parecem estar em concordância com feiçõestectônicas discutidas em trabalhos pretéritos, como por exemplo a cadeia vulcânica Avedis. A profundidade do embasamento estimada durante este trabalho mostrouprofundidades que vão desde 1.500 a 10.500 m, sendo que a região mais profunda corresponde à falha de Cabo Frio. Este trabalho demonstrou que, a partir deuma análise combinada de dados, é possível obter um modelo tridimensional do embasamento. O método, por ser não sísmico, pode ser vantajoso em questões deeficiência. O conhecimento deste embasamento é crucial na identificação de feições tectônicas, enquanto as informações sobre sua profundidade e topografia podemoferecer importantes subsídios para a elaboração de modelos genéticos e tectônicos de interesse exploratório na região.

Palavras-chave: embasamento, Bacia de Santos, gravimetria.