Influence of pre-salt alignments in post-Aptian magmatism in the Cabo Frio High and its surroundings, Santos and Campos basins, SE Brazil: An example of non-plume-related magmatism

This study, based on interpretations of 2D and 3D seismic data, onshore satellite data, and offshore seismic mapping and well data, addresses the geological evolution of Late Cretaceous and Early Tertiary magmatism in the offshore Cabo Frio area, at the border between the Santos and Campos basins, SE Brazil. The analysis of the available data set suggests an alternative genesis for this magmatism, different from the classic mantle plume model. Seismic mapping of the main feeder dikes reveals a predominant SE–NW orientation, coincident with the alignment of the Cruzeiro do Sul deformation zone, in which the Cabo Frio High is included. This observation is coherent with the characteristics of the major onshore Precambrian strike-slip faults, which were reactivated during the Cenozoic. The largest offshore volumes of magmatic rocks occur intercalated in the sedimentary section and at the intersections of two fault alignments: a SE–NW, strike-slip fault trend and a SW–NE, normal fault trend, similar to the onshore alkaline bodies of the Poços de Caldas–Cabo Frio alignment. The possibly reactivated faults (mainly SE–NW transfer faults) could have cut through the whole lithosphere, reached the asthenosphere, and caused partial melting simply by pressure release.

ResumoO estudo do magmatismo do Neocretáceo e Eoterciário na área offshore de Cabo Frio, situada no limite entre as bacias de Santos e de Campos, foi baseado na interpretação de dados sísmicos 2D e 3D processados com o auxílio da Técnica VA (volume de amplitudes), mapeamentos em terra e no mar e dados de poços. Os dados sugerem interpretações para explicar a gênese desse magmatismo, as quais não levam em conta o modelo clássico de plumas mantélicas. O mapeamento dos principais diques alimentadores, em seções sísmicas de reflexão, revelou que eles têm direção predominante NW–SE, coincidente com o alinhamento da Zona de Deformação Cruzeiro do Sul, à qual pertence o Alto de Cabo Frio. Essa observação é coerente com as características das falhas de rejeito direcional mais importantes em terra, as quais são de idade Pré-Cambriana e sofreram reativação. Além disso, os volumes mais expressivos de rochas magmáticas, intercaladas na seção sedimentar, ocorrem próximos a áreas de interseção entre zonas de falhamentos de direção SE–NW (falhas de rejeito direcional) e SW–NE (falhas normais), assim como os maciços alcalinos pertencentes ao alinhamento Poços de Caldas–Cabo Frio. Esses dados sugerem que o magmatismo em questão não foi originado por plumas mantélicas, uma vez que as falhas reativadas (principalmente as falhas de rejeito direcional com orientação SE–NW) parecem ter rompido toda a litosfera, atingindo a astenosfera, onde causaram fusão parcial por simples alívio de pressão.