Reactivation post-rift of the Southeast margin of Brazil
Réactivation post-rift de la marge sud-est du Brésil
Résumé
The southeast Brazilian passive margin is elevated and shows evidence for post rift tectonic and magmatic activity (sedimentary basins and alkaline intrusions). We undertook a structural and thermochronological study (apatite fission tracks and U-Th/He) to constrain the timing, magnitude, stress orientation and causes of the reactivations. We infer, from the modelling of thermochronological data, two exhumation phases during Late Cretaceous and Neogene over the whole studied area. A third phase during the Paleogene is restricted to the borders of the onshore Tertiary basins. The amount of exhumation attributable to post-rift reactivation from the coast to the Serra da Mantiqueira reaches about 4.5 km. The study of the seismic profiles of the Taubaté basin together with the outcrop data shown that the Tertiary basins formed under left-lateral transtension during Paleogene, with compressive stress oriented SW-NE, and was subject to right-lateral transpressive reactivation during Neogene under a roughly E-W compressive stress. Because the inferred timing and direction of stresses of the reactivation are consistent with those in other regions in the South-American plate and with the geodynamics of the Nazca - South America convergence, we conclude that the whole South American plate is under compression as a result of both ridge-push and basal tractions forces. The compression induced reactivation of inherited weak zones and uplift of the southeast Brazilian margin, leading to rejuvenation of the topography that we see today.
La marge du sud-est du Brésil est une marge passive élevée présentant des évidences d'activité magmatique et tectonique post-rift (intrusions alcalines et bassins sédimentaires). Nous avons mené une étude structurale et de thermochronologie (traces de fission et U-Th/He sur apatite) pour contraindre les âges, l'amplitude, les directions de contraintes et les causes de ces réactivations. La modélisation des données thermochronologiques nous a permis de mettre en évidence deux phases d'exhumation généralisée sur la région au Crétacé Supérieur et au Néogène. Une troisième phase durant le Paléogène est concentrée le long des bassins tertiaires. Au total, depuis la zone côtière jusqu'à la Serra da Mantiqueira, l'exhumation post-rift atteint 4.5 km. Une étude des profils sismiques du bassin de Taubaté, et des données d'affleurement a montré que les bassins tertiaires se formaient en transtension senestre au Paléogène, avec des contraintes compressives orientées SW-NE puis étaient réactivés en transpression dextre durant le Néogène sous l'effet de contraintes compressives E-W. Les âges, comme la cinématique des réactivations sont compatibles avec ceux inférés pour d'autres zones de la plaque sud-américaine ainsi qu'avec la cinématique de la convergence Nazca-Amérique du Sud. Nous avons donc conclu qu'un état compressif de l'ensemble de la plaque sud-américaine, sous l'effet des forces de ridge-push et de traction mantellique, était responsable de la réactivation des zones de faiblesses héritées, et provoquait les différentes phases de réactivation de la marge sud-est du Brésil, provoquant sa surrection et façonnant ainsi la topographie que nous connaissons aujourd'hui.