Positive inversion of extensional footwalls in the southern Serra do Espinhaço, Brazil - insights from sandbox laboratory experiments

Abstract

Analogue experiments were carried out to get insights into the processes governing positive inversion during the foreland propagating thrust tectonics in the southern Serra do Espinhaço, a Brasiliano/Panafrican foldthrust belt in southeast Brazil. In particular, model listric half-grabens were inverted by applying contractional displacement to the footwall blocks. We investigated two different inversion conditions in listric half-grabens: (i) extensional and contractional detachments at the same level and (ii) at different positions. The models revealed that the development of a forward-breaking thrust system occurs in the basin synrift deposits, by contractional translation of the extensional footwall block when the extensional and contractional master faults do not coincide. Our experiments show the tectonic imbrication between basement and synrift sequences which characterizes the southern Serra do Espinhaço, and support the location in the eastern mountain range domain of the Espinhaço rift master fault system, which is not exposed at the surface.Em experimentos de areia foi simulada a inversão positiva com o intuito de investigar os processos que governam a tectônica da Cordilheira do Espinhaço Meridional na borda sudeste do Cráton São Francisco. Analisou-se, em particular, a evolução progressiva de hemigrabens, com falha de borda lístrica, na qual o fechamento da bacia ocorreu através da translação do bloco do muro da falha mestra. Duas condições foram investigadas: (i) os descolamentos distensivos e compressivos ocorrem na mesma cota e (ii) os descolamentos situam-se em posições diferentes. Os modelos revelaram que um sistema de falhas de cavalgamento com estilo colapso da lapa se desenvolve no interior do depósito sinrift quando os descolamentos não coincidem. O imbricamento entre escamas do pré- e sinrift, nos modelos, permite esboçar uma analogia com a tectônica da porção sul da Cordilheira do Espinhaço e situar a falha de borda, mestra, que não aflora, na sua extremidade leste.

Keywords

• modelagem experimental
• inversão tectônica
• bloco do muro
• Bacia Espinhaço
• descolamentos em cotas diferentes
• experimental modeling
• inversion tectonics
• footwall block
• Espinhaço Basin
• different detachment levels