The intraplate Porto dos Gaúchos seismic zone in the Amazon craton — Brazil

Abstract

The largest earthquake observed in the stable continental interior of the South American plate occurred in Serra do Tombador, Mato Grosso state — Brazil, on January 31, 1955 with a magnitude of 6.2 mb. Since then no other earthquake has been located near the 1955 epicentre. However, in Porto dos Gaúchos, 100 km northeast of Serra do Tombador, a recurrent seismicity has been observed since 1959. Both Serra do Tombador and Porto dos Gaúchos are located in the Phanerozoic Parecis basin. Two magnitude 5 earthquakes occurred in Porto dos Gaúchos, in 1998 and 2005, with intensities up to VI and V, respectively. These two main shocks were followed by aftershock sequences lasting more than three years each. Local seismic stations have been deployed by the Seismological Observatory of the University of Brasilia since 1998 to study the “Porto dos Gaúchos” seismic zone (PGSZ). A local seismic refraction survey was carried out with two explosions to help define the seismic velocity model. Both the 1998 and 2005 earthquake sequences occurred in the same WSW–ENE oriented fault zone with right-lateral strike-slip mechanisms. The epicentral zone is in the Parecis basin, near its northern border where there are buried grabens, generally trending WNW–ESE, such as the deep Mesoproterozoic Caiabis graben which lies partly beneath the Parecis basin. However, the epicentral distribution indicates that the 1998 and 2005 sequences are related to a N60°E fault which probably crosses the entire Caiabis graben. The 1955 earthquake, despite the uncertainty in its epicentre, does not seem to be directly related to any buried graben either. The seismicity in the Porto dos Gaúchos seismic zone, therefore, is not directly related to rifted crust. The probable direction of the maximum horizontal stress near Porto dos Gaúchos is roughly E–W, consistent with other focal mechanisms further south in the Pantanal basin and Paraguay, but seems to be different from the NW–SE direction observed further north in the Amazon basin. The recurrent seismicity observed in Porto dos Gaúchos, and the large 1955 earthquake nearby, make this area of the Parecis basin one of the most important seismic zones of Brazil.

El mayor terremoto observado en el interior continental estable de la placa sudamericana ocurrió en Serra do Tombador, estado de Mato Grosso, Brasil, el 31 de enero de 1955 con una magnitud de 6,2 mb. Desde entonces no se ha localizado ningún otro terremoto cerca del epicentro de 1955. Sin embargo, en Porto dos Gaúchos, 100 km al noreste de Serra do Tombador, se observa una sismicidad recurrente desde 1959. Tanto Serra do Tombador como Porto dos Gaúchos se encuentran en la cuenca fanerozoica de Parecis. Dos terremotos de magnitud 5 ocurrieron en Porto dos Gaúchos, en 1998 y 2005, con intensidades de hasta VI y V, respectivamente. Estos dos terremotos principales fueron seguidos por secuencias de réplicas que duraron más de tres años cada una. Las estaciones sísmicas locales son desplegadas por el Observatorio Sismológico de la Universidad de Brasilia desde 1998 para estudiar la zona sísmica “Porto dos Gaúchos” (PGSZ). Se llevó a cabo un estudio de refracción sísmica local con dos explosiones para ayudar a definir el modelo de velocidad sísmica. Tanto la secuencia de terremotos de 1998 como la de 2005 ocurrieron en la misma zona de falla orientada WSW-ENE con mecanismos de deslizamiento lateral derecho. La zona epicentral se encuentra en la cuenca de Parecis, cerca de su límite norte, donde hay fosas enterradas, generalmente con una orientación ONO-ESE, como la profunda fosa mesoproterozoica de Caiabis que se encuentra parcialmente debajo de la cuenca de Parecis. Sin embargo, la distribución epicentral indica que las secuencias de 1998 y 2005 están relacionadas con una falla N60°E que probablemente cruza todo el graben de Caiabis. El terremoto de 1955, a pesar de la incertidumbre sobre su epicentro, tampoco parece estar directamente relacionado con ningún foso enterrado. La sismicidad en la zona sísmica de Porto dos Gaúchos, por lo tanto, no está directamente relacionada con la corteza fisurada. La dirección probable de la tensión horizontal máxima cerca de Porto dos Gaúchos es aproximadamente de este a oeste, en consonancia con otros mecanismos focales más al sur en la cuenca del Pantanal y Paraguay, pero parece ser diferente de la dirección NW-SE observada más al norte en la cuenca del Amazonas. . La sismicidad recurrente observada en Porto dos Gaúchos, y el gran terremoto de 1955 en las cercanías, hacen de esta área de la cuenca de Parecis una de las zonas sísmicas más importantes de Brasil.