Espessura da zona de transição do manto sob a Província Borborema, NE Brasil, através de conversões Ps telessísmicas

The mantle transition zone is defined by two seismic discontinuities, nominally at 410 and 660 km depth, which result from transformations in the mineral olivine. The topography of these discontinuities provides information about lateral temperature changes in the transition zone. In this work, P-to-S conversions from teleseismic events recorded at 32 broadband stations in the Borborema Province were used to determine the transition zone thickness beneath this region and to investigate whether there are lateral temperature changes within this depth range. For this analysis, stacking and migration of receiver functions was performed. In the Borborema Province, geophysical studies have revealed a geoid anomaly which could reflect the presence of a thermal anomaly related to the origin of intraplate volcanism and uplift that marked the evolution of the Province in the Cenozoic. Several models have been proposed to explain these phenomena, which include those invoking the presence of a deep-seated mantle plume and those invoking shallower sources, such as small-scale convection cells. The results of this work show that no thermal anomalies are present at transition zone depths, as significant variations in the transition zone thickness were not observed. However, regions of depressed topography for both discontinuities (410 and 660 km) that approximately overlap in space were identified, suggesting that lower-thanaverage, lateral variations in seismic velocity above 410 km depth may exist below the the Borborema Province. This is consistent with the presence of a thermally-induced, low-density body independently inferred from analysis of geoid anomalies. Therefore, the magma source responsible for the Cenozoic intraplate volcanism and related uplift in the Province, is likely to be confined above the upper mantle transition zone.

A zona de transição do manto está definida por duas descontinuidades sísmicas, nominalmente a 410 e 660 km de profundidade, que resultam de transformações de fase no mineral olivina. A topografia dessas descontinuidades fornece informações sobre as variações laterais de temperatura da zona de transição. Neste trabalho, foram utilizadas conversões P-para-S telessísmicas registradas em 32 estações sísmicas de banda larga na Província Borborema para determinar a espessura da zona de transição abaixo desta região e para investigar se há mudanças laterais da temperatura neste intervalo de profundidade, para isso foi feito o empilhamento e a migração de funções do receptor. Na Província Borborema, estudos geofísicos revelaram a existência de uma anomalia de geóide que poderia refletir a presença de uma anomalia térmica, a qual estaria relacionada à origem do vulcanismo intraplaca e da epirogênese que atingiram a Província no Cenozóico. Vários modelos têm sido propostos para explicar esses eventos, dentre eles o modelo de pluma do manto e de eventos rasos como células de convecção de pequena escala. Os resultados deste trabalho mostram que essa anomalia térmica não atinge a profundidade da zona de transição do manto, visto que não foram identificadas variações significativas na espessura da zona de transição. Contudo foram observadas regiões de topografia baixa para ambas as descontinuidades (410 e 660 km) que aproximadamente se sobrepõem no espaço, sugerindo que variações laterais negativa nas velocidades acima de 410 km de profundidade podem existir abaixo da Província Borborema. O que é consistente com a estrutura de baixa densidade que seria consequência de uma alteração térmica. Portanto a fonte magmática que teria provocado no Cenozóico o vulcanismo intraplaca e estaria relacionada ao soerguimento na Província, estaria confinada acima da zona de transição.