3D GRAVITY MODELING OF IMPACT STRUCTURES IN BASALTIC FORMATIONS IN BRAZIL: PART II - VISTA ALEGRE, PARANÁ

Abstract

ABSTRACT. This study characterized the subsurface framework of the Vista Alegre impact structure in terms of a 3D mass density model obtained from forward gravity modeling, constrained by petrophysical and geological data from a previously published work. Like the nearby Vargeão impact structure, Vista Alegre is a complex impact structure formed in basaltic lava flows of the Serra Geral Formation with a central uplift exposing sandstones of Piramboia/Botucatu Formations and impact breccias. A 3D mass density model is proposed, consisting of five subsurface layers: polymictic breccias, shocked/fractured basalts, basalts (Serra Geral), shocked sandstones (Piramboia/Botucatu) and a lower layer of pre-Triassic sedimentary rocks. The central region containing the fractured polymictic breccias and shocked target rocks (basalt and sandstone) is_100 m thick. The target rocks are deformed at depths of up to_1 km, which represents the basal contact of the sandstones of the Piramboia/Botucatu Formations with Pre-Triassic strata. Values of structural uplift (_650 m), central uplift diameter (_3.5 km) and depth of excavation (_400 m) inferred from our model are fairly consistent with theoretical values, thus supporting a meteoritic impact nature. The Vista Alegre model is in agreement with the density model for the nearby Vargeão impact crater and provides new insights into the formation of impact structures in basaltic targets, with potential implications for the study of other planetary surfaces.

Keywords: density modeling, impact crater, central uplift, Serra Geral Formation.

RESUMO. Este estudo apresenta uma caracterização em subsuperfície da estrutura de impacto Vista Alegre em termos de um modelo 3D de densidade de massa obtido a partir de uma modelagem direta de dados gravimétricos, vinculada à dados petrofísicos e dados de mapeamento geológico previamente publicados. Assim como a cratera de Vargeão, Vista Alegre é uma estrutura de impacto complexa, formada em fluxos de lava da Formação Serra Geral, com elevação central expondo arenitos das Formações Piramboia/Botucatu e brechas de impacto. Foi proposto um modelo constituído por cinco camadas em subsuperfície: brechas polimíticas, basaltos fraturados, basaltos (Serra Geral), arenitos (Piramboia/Botucatu) e uma camada inferior de rochas pré-Triássicas. A região central contendo as brechas polimíticas e as rochas-alvo fraturadas (basaltos e arenitos) tem _100 m de espessura. As rochas da região do impacto estão modificadas até profundidades de _1 km, onde ocorre o contato entre as camadas pré-Triássicas e os arenitos das formações Piramboia/Botucatu. Valores de soerguimento estrutural (_650 m), diâmetro do núcleo central soerguido (_3,5 km) e profundidade de escavação (_400 m) são consistentes com valores teóricos que podem ser inferidos do nosso modelo, reforçando a origem por impacto meteorítico. Em geral, o modelo de Vista Alegre está de acordo com o modelo de densidades da cratera de impacto de Vargeão e fornece novos conhecimentos sobre a formação de estruturas de impacto em alvos basálticos e para estudos de geologia planetária.

Palavras-chave: modelo de densidades, cratera de impacto, núcleo soerguido, Formação Serra Geral.