Pulling apart the mid to late Cenozoic magmatic record of the Gulf of California : is there a Comondú arc?

The composition of the lithosphere can be fundamentally altered by long-lived subduction processes such that subduction-modified lithosphere can survive for 100's Myrs. Incorrect petrotectonic interpretations result when spatial-temporal-compositional trends of, and source contributions to, magmatism are not properly considered. Western Mexico has had protracted Cenozoic magmatism developed mostly in-board of active oceanic plate subduction beneath western North America. A broad range of igneous compositions from basalt to high-silica rhyolite were erupted with intermediate to silicic compositions in particular, showing calc-alkaline and other typical subduction-related geochemical signatures. A major Oligocene rhyolitic ignimbrite “flare-up” (>300,000 km3) switched to a bimodal volcanic phase in the Early Miocene (~100,000 km3), associated with distributed extension and opening of numerous grabens. Extension became more focussed ~18 Ma resulting in localised volcanic activity along the future site of the Gulf of California. This localised volcanism (known as the Comondú “arc”) was dominantly effusive and andesite-dacite in composition. Past tectonic interpretations of Comondú-age volcanism may have been incorrect as these regional temporal-compositional changes are alternatively interpreted as a result of increased mixing of mantle-derived basaltic and crust-derived rhyolitic magmas in an active rift environment rather than fluid flux melting of the mantle wedge above the subducting Guadalupe Plate.

Consequences of extensional tectonics on volcanic eruption style, compositions and source regions : new insights from the southern Sierra Madre Occidental and Gulf of California regions, western Mexico

Understanding the link between tectonic-driven extensional faulting and volcanism is crucial from a hazard perspective in active volcanic environments, while ancient volcanic successions provide records on how volcanic eruption styles, compositions, magnitudes and frequencies can change in response to extension timing, distribution and intensity. This study draws on intimate relationships of volcanism and extension preserved in the Sierra Madre Occidental (SMO) and Gulf of California (GoC) regions of western Mexico. Here, a major Oligocene rhyolitic ignimbrite “flare-up” (>300,000 km3) switched to a dominantly bimodal and mixed effusive-explosive volcanic phase in the Early Miocene (~100,000 km3), associated with distributed extension and opening of numerous grabens. Rhyolitic dome fields were emplaced along graben edges and at intersections of cross-graben and graben-parallel structures during early stages of graben development. Concomitant with this change in rhyolite eruption style was a change in crustal source as revealed by zircon chronochemistry with rapid rates of rhyolite magma generation due to remelting of mid- to upper crustal, highly differentiated igneous rocks emplaced during earlier SMO magmatism. Extension became more focused ~18 Ma resulting in volcanic activity being localised along the site of GoC opening. This localised volcanism (known as the Comondú “arc”) was dominantly effusive and andesite-dacite in composition. This compositional change resulted from increased mixing of basaltic and rhyolitic magmas rather than fluid flux melting of the mantle wedge above the subducting Guadalupe Plate. A poor understanding of space-time relationships of volcanism and extension has thus led to incorrect past tectonic interpretations of Comondú-age volcanism.

The linking of plate tectonics and evolutionary divergence

It is exciting to be living at a time when the big questions in biology can be investigated using modern genetics and computing [1]. Bauzà-Ribot et al.[2] take on one of the fundamental drivers of biodiversity, the effect of continental drift in the formation of the world’s biota 3 and 4, employing next-generation sequencing of whole mitochondrial genomes and modern Bayesian relaxed molecular clock analysis. Bauzà-Ribot et al.[2] conclude that vicariance via plate tectonics best explains the genetic divergence between subterranean metacrangonyctid amphipods currently found on islands separated by the Atlantic Ocean. This finding is a big deal in biogeography, and science generally [3], as many other presumed biotic tectonic divergences have been explained as probably due to more recent transoceanic dispersal events [4]. However, molecular clocks can be problematic 5 and 6 and we have identified three issues with the analyses of Bauzà-Ribot et al.[2] that cast serious doubt on their results and conclusions. When we reanalyzed their mitochondrial data and attempted to account for problems with calibration 5 and 6, modeling rates across branches 5 and 7 and substitution saturation [5], we inferred a much younger date for their key node. This implies either a later trans-Atlantic dispersal of these crustaceans, or more likely a series of later invasions of freshwaters from a common marine ancestor, but either way probably not ancient tectonic plate movements.

Late Oligocene to Middle Miocene rifting and synextensional magmatism in the southwestern Sierra Madre Occidental, Mexico : the beginning of the Gulf of California rift

Although Basin and Range–style extension affected large areas of western Mexico after the Late Eocene, most consider that extension in the Gulf of California region began as subduction waned and ended ca. 14–12.5 Ma. A general consensus also exists in considering Early and Middle Miocene volcanism of the Sierra Madre Occidental and Comondú Group as subduction related, whereas volcanism after ca. 12.5 Ma is extension related. Here we present a new regional geologic study of the eastern Gulf of California margin in the states of Nayarit and Sinaloa, Mexico, backed by 43 new Ar-Ar and U-Pb mineral ages, and geochemical data that document an earlier widespread phase of extension. This extension across the southern and central Gulf Extensional Province began between Late Oligocene and Early Miocene time, but was focused in the region of the future Gulf of California in the Middle Miocene. Late Oligocene to Early Miocene rocks across northern Nayarit and southern Sinaloa were affected by major approximately north-south– to north-northwest– striking normal faults prior to ca. 21 Ma. Between ca. 21 and 11 Ma, a system of north-northwest–south-southeast high angle extensional faults continued extending the southwestern side of the Sierra Madre Occidental. Rhyolitic domes, shallow intrusive bodies, and lesser basalts were emplaced along this extensional belt at 20–17 Ma. Rhyolitic rocks, in particular the domes and lavas, often show strong antecrystic inheritance but only a few Mesozoic or older xenocrysts, suggesting silicic magma generation in the mid-upper crust triggered by an extension induced basaltic infl ux. In northern Sinaloa, large grabens were occupied by huge volcanic dome complexes ca. 21–17 Ma and filled by continental sediments with interlayered basalts dated as 15–14 Ma, a stratigraphy and timing very similar to those found in central Sonora (northeastern Gulf of California margin). Early to Middle Miocene volcanism occurred thus in rift basins, and was likely associated with decompression melting of upper mantle (inducing crustal partial melting) rather than with fluxing by fluids from the young and slow subducting microplates. Along the eastern side of the Gulf of California coast, from Farallón de San Ignacio island offshore Los Mochis, Sinaloa, to San Blas, Nayarit, a strike distance of >700 km, flat lying basaltic lavas dated as ca. 11.5–10 Ma are exposed just above the present sea level. Here crustal thickness is almost half that in the unextended core of the adjacent Sierra Madre Occidental, implying signifi cant lithosphere stretching before ca. 11 Ma. This mafic pulse, with subdued Nb-Ta negative spikes, may be related to the detachment of the lower part of the subducted slab, allowing an upward asthenospheric flow into an upper mantle previously modified by fluid fluxes related to past subduction. Widespread eruption of very uniform oceanic island basalt–like lavas occurred by the late Pliocene and Pleistocene, only 20 m.y. after the onset of rifting and ~9 m.y. after the end of subduction, implying that preexisting subduction-modified mantle had now become isolated from melt source regions. Our study shows that rifting across the southern-central Gulf Extensional Province began much earlier than the Late Miocene and provided a fundamental control on the style and composition of volcanism from at least 30 Ma. We envision a sustained period of lithospheric stretching and magmatism during which the pace and breadth of extension changed ca. 20–18 Ma to be narrower, and again after ca. 12.5 Ma, when the kinematics of rifting became more oblique.

The Palu Metamorphic Complex, NW Sulawesi, Indonesia: Origin and evolution of a young metamorphic terrane with links to Gondwana and Sundaland

The Palu Metamorphic Complex (PMC) is exposed in a late Cenozoic orogenic belt in NW Sulawesi, Indonesia. It is a composite terrane comprising a gneiss unit of Gondwana origin, a schist unit composed of meta-sediments deposited along the SE Sundaland margin in the Late Cretaceous and Early Tertiary, and one or more slivers of amphibolite with oceanic crust characteristics. The gneiss unit forms part of the West Sulawesi block underlying the northern and central sections of the Western Sulawesi Province. The presence of Late Triassic granitoids and recycled Proterozoic zircons in this unit combined with its isotopic signature suggests that the West Sulawesi block has its origin in the New Guinea margin from which it rifted in the late Mesozoic. It docked with Sundaland sometime during the Late Cretaceous. U–Th–Pb dating results for monazite suggest that another continental fragment may have collided with the Sundaland margin in the earliest Miocene. High-pressure (HP) and ultrahigh-pressure (UHP) rocks (granulite, peridotite, eclogite) are found as tectonic slices within the PMC, mostly along the Palu–Koro Fault Zone, a major strike-slip fault that cuts the complex. Mineralogical and textural features suggest that some of these rocks resided at depths of 60–120 km during a part of their histories. Thermochronological data (U–Th–Pb zircon and 40Ar/39Ar) from the metamorphic rocks indicate a latest Miocene to mid-Pliocene metamorphic event, which was accompanied by widespread granitoid magmatism and took place in an extensional tectonic setting. It caused recrystallization of, and new overgrowths on, pre-existing zircon crystals, and produced andalusite–cordierite–sillimanite–staurolite assemblages in pelitic protoliths, indicating HT–LP (Buchan-type) metamorphism. The PMC was exhumed as a core complex at moderate rates (c. 0.7–1.0 mm/yr) accompanied by rapid cooling in the Plio-Pleistocene. Some of the UHP rocks were transported to the surface at significantly higher rates (⩾16 mm/yr). The results of our study do not support recent plate tectonic reconstructions that propose a NW Australia margin origin for the West Sulawesi block (e.g. Hall et al., 2009).

Archean tectonics and crustal evolution of the Biligiri Rangan Block, southern India

The Southern Granulite Terrain in India is a collage of crustal blocks ranging in age from Archean to Neoproterozoic. This study investigate the tectonic evolution of one of the northernmost block- the Biligiri Block (BRB) through a multidisciplinary approach involving field investigation, petrographic studies, LA-ICPMS zircon U-Pb geochronology, Hf isotopic analyses, metamorphic P-T phase diagram computations, and crustal thickness modeling. The garnet bearing quartzofeldspathic gneiss from the central BRB preserve Mesoarchean magmatic zircons with ages between 3207 and 2806 Ma and positive epsilon Hf value (+2.7) which possibly indicates vestiges of a Mesoarchean primitive continental crust. The occurrence of quartzite-iron formation intercalation as well as ultramafic lenses along the western boundary of the BRB is interpreted to indicate that the Kollegal structural lineament is a possible paleo-suture. Phase diagram computation of a metagabbro from the southwestern periphery of the Kollegal suture zone reveals high-pressure (similar to 18.5 kbar) and medium-temperature (similar to 840 degrees C) metamorphism, likely during eastward subduction of the Western Dharwar oceanic crust beneath the Mesoarchean BRB. In the model presented here, slab subduction, melting and underplating processes generated arc magmatism and subsequent charnockitization within the BRB between ca. 2650 Ma and ca. 2498 Ma. These results thus reveal Meso- to Neoarchean tectonic evolution of the BRB. The spatial variation of crustal thickness, derived from flexure inversion technique, provides additional constraints on the tectonic linkage of the BRB with its surrounding terrains. In conjunction with published data, the Moyar and the Kollegal suture zones are considered to mark the trace of ocean closure along which the Nilgiri and Biligiri Rangan Blocks accreted on to the Western Dharwar Craton. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

Selected Cenozoic Benthic Foraminifera from Florida : poster

(1 poster - no publication date on poster, but since early in series likely to be early 1990's))

Common Cenozoic Echinoids from Florida

(1 poster)

Part I. A study of the velocity structure of the earth by the use of core phases. Part II. The 1971 San Fernando earthquake series focal mechanisms and tectonics

The initial objective of Part I was to determine the nature of upper mantle discontinuities, the average velocities through the mantle, and differences between mantle structure under continents and oceans by the use of P'dP', the seismic core phase P'P' (PKPPKP) that reflects at depth d in the mantle. In order to accomplish this, it was found necessary to also investigate core phases themselves and their inferences on core structure. P'dP' at both single stations and at the LASA array in Montana indicates that the following zones are candidates for discontinuities with varying degrees of confidence: 800-950 km, weak; 630-670 km, strongest; 500-600 km, strong but interpretation in doubt; 350-415 km, fair; 280-300 km, strong, varying in depth; 100-200 km, strong, varying in depth, may be the bottom of the low-velocity zone. It is estimated that a single station cannot easily discriminate between asymmetric P'P' and P'dP' for lead times of about 30 sec from the main P'P' phase, but the LASA array reduces this uncertainty range to less than 10 sec. The problems of scatter of P'P' main-phase times, mainly due to asymmetric P'P', incorrect identification of the branch, and lack of the proper velocity structure at the velocity point, are avoided and the analysis shows that one-way travel of P waves through oceanic mantle is delayed by 0.65 to 0.95 sec relative to United States mid-continental mantle.

A new P-wave velocity core model is constructed from observed times, dt/dΔ's, and relative amplitudes of P'; the observed times of SKS, SKKS, and PKiKP; and a new mantle-velocity determination by Jordan and Anderson. The new core model is smooth except for a discontinuity at the inner-core boundary determined to be at a radius of 1215 km. Short-period amplitude data do not require the inner core Q to be significantly lower than that of the outer core. Several lines of evidence show that most, if not all, of the arrivals preceding the DF branch of P' at distances shorter than 143° are due to scattering as proposed by Haddon and not due to spherically symmetric discontinuities just above the inner core as previously believed. Calculation of the travel-time distribution of scattered phases and comparison with published data show that the strongest scattering takes place at or near the core-mantle boundary close to the seismic station.

In Part II, the largest events in the San Fernando earthquake series, initiated by the main shock at 14 00 41.8 GMT on February 9, 1971, were chosen for analysis from the first three months of activity, 87 events in all. The initial rupture location coincides with the lower, northernmost edge of the main north-dipping thrust fault and the aftershock distribution. The best focal mechanism fit to the main shock P-wave first motions constrains the fault plane parameters to: strike, N 67° (± 6°) W; dip, 52° (± 3°) NE; rake, 72° (67°-95°) left lateral. Focal mechanisms of the aftershocks clearly outline a downstep of the western edge of the main thrust fault surface along a northeast-trending flexure. Faulting on this downstep is left-lateral strike-slip and dominates the strain release of the aftershock series, which indicates that the downstep limited the main event rupture on the west. The main thrust fault surface dips at about 35° to the northeast at shallow depths and probably steepens to 50° below a depth of 8 km. This steep dip at depth is a characteristic of other thrust faults in the Transverse Ranges and indicates the presence at depth of laterally-varying vertical forces that are probably due to buckling or overriding that causes some upward redirection of a dominant north-south horizontal compression. Two sets of events exhibit normal dip-slip motion with shallow hypocenters and correlate with areas of ground subsidence deduced from gravity data. Several lines of evidence indicate that a horizontal compressional stress in a north or north-northwest direction was added to the stresses in the aftershock area 12 days after the main shock. After this change, events were contained in bursts along the downstep and sequencing within the bursts provides evidence for an earthquake-triggering phenomenon that propagates with speeds of 5 to 15 km/day. Seismicity before the San Fernando series and the mapped structure of the area suggest that the downstep of the main fault surface is not a localized discontinuity but is part of a zone of weakness extending from Point Dume, near Malibu, to Palmdale on the San Andreas fault. This zone is interpreted as a decoupling boundary between crustal blocks that permits them to deform separately in the prevalent crustal-shortening mode of the Transverse Ranges region.

Tectônica de emplacement dos diques toleíticos do Arco de Ponta Grossa, entre Curitiba e Paranaguá (PR)

Apesar da grande quantidade de estudos geoquímicos e geocronológicos que têm sido executados no enxame de diques de Ponta Grossa (EDPG), pouco se sabe a respeito da tectônica associada ao seu sin e pós emplacement. O objetivo desse estudo é identificar nos diques possíveis indicadores cinemáticos a fim de compreender essa dinâmica, além de caracterizar a tectônica rúptil Meso-cenozóica associada à área, afetando todas as rochas. A área de estudo está situada no entorno da Baía de Paranaguá, estado do Paraná, onde os diques do EDPG afloram intrudindo domínios pré-cambrianos, compostos por gnaisses, sequências metassedimentares e suítes graníticas pertencentes ao Terreno Paranaguá e uma pequena parte às Microplacas Curitiba e Luís Alves, ambos em contato através de Zonas de cisalhamento (SIGA JR, 1995). Essas rochas possuem direção de foliação marcante NE-SW. Os diques estudados foram divididos em dois grupos com base em estudos petrográficos, com forte predomínio dos básicos toleíticos e subordinadamente, os básicos alcalinos. Alguns diques compostos também foram encontrados, o que demonstra ao menos dois pulsos magmáticos possivelmente associados ao mesmo evento. São diques verticais a subverticais e possuem direção principal NW-SE. Com frequência apresentam fraturamento interno de direção NE-SW, provavelmente associados ao seu processo de resfriamento. Possuem formato tabular, porém não é raro que ocorram irregulares. As principais feições indicativas de movimentação oblíqua na intrusão desses diques são as estruturas de borda em degraus, tocos e zigue-zague, que demonstram em geral uma componente distensional destral de deslocamento. Agregando dados dos demais enxames de diques toleíticos principais, chegou-se a um valor médio de N80E para o tensor σ3 da abertura do Atlântico Sul, coerente com o esperado também para EDPG, visto que foram intrudidos em um ambiente transtensivo (CORREA GOMES, 1996). Falhas e fraturas são observadas cortando tanto as rochas encaixantes quanto os diques, caracterizando uma tectônica posterior à intrusão. As principais famílias de fraturas são N20-30E, N30-40W, N80W e N60-70E, formando zonas preferenciais de erosão no cruzamento entre elas. As falhas podem apresentar plano de falha bem definido com estrias e ressaltos, ocorrendo preenchidas ou não, tendo sido observados preenchimento de sílica e material carbonático. Predomina nas falhas observadas, cinemática sinistral demonstrando mudança no campo de esforços com relação ao emplacement dos diques. O estudo da tectônica rúptil assim como do emplacement dos diques da área vem a contribuir para o melhor entendimento dos processos de abertura do Oceano Atlântico Sul, além de abranger a região emersa do que constitui o embasamento da bacia de Santos, foco de extensivos estudos atualmente, podendo-se inferir que os mesmos processos tenham afetado a região offshore.

Termocronologia (U-Th)He e reativação da margem continental do sudeste do Brasil: seção Serra da Mantiqueira - Gráben da Guanabara

A evolução da margem continental do sudeste do Brasil tem sido discutida por diversos autores desde meados do século passado até os dias atuais, especialmente no contexto da origem e evolução dos escarpamentos e das bacias tafrogênicas. Buscou-se contribuir com novos dados sobre a evolução da área a partir da aplicação da termocronologia de baixa temperatura (U-Th)/He em apatita, que oferece uma sensibilidade significativa para registrar movimentações tectônicas na crosta superior. Foi possível obter idades em 107 cristais de apatita de 18 amostras do embasamento coletadas no perfil com orientação NW-SE, numa seção entre a Serra da Mantiqueira e o Gráben da Guanabara. As idades corrigidas variam entre 250,1 8,7 Ma e 43,5 1,9 Ma (2 σ) e as não corrigidas entre 174,13 3,03 Ma e 27,07 0,60 Ma (1 σ). O Neocretáceo, o Eocretáceo e o Paleoceno são os principais registros no conjunto de dados, em ordem de importância. No Neocretáceo, o intervalo entre 83,6 e 72,1 Ma (Campaniano) representa o maior destaque nos registros termocronológicos, embora os outros registros (Maastrichtiano e Santoniano) também estejam presentes e sejam importantes. As idades do Neocretáceo destacam a importância dos eventos tectonomagmáticos e soerguimento regional na história térmica dessa área, inclusive com idades (~86 Ma) atribuídas ao contexto de soerguimento da Serra do Mar. As idades do Eocretáceo indicam o registro de eventos térmicos mais antigos, vinculados à evolução pré-rifte. Já os dados do Paleoceno estariam associados ao evento de reativação responsável pela implantação do sistema de riftes continentais (~65 Ma) e as idades do Eoceno, restritas à borda de falha da bacia de Resende (49,7 Ma e 43,5 Ma), à reativação do sistema de riftes nessa área. A dispersão de idades foi interpretada como efeito dos danos de radiação já que muitos grãos apresentam correlação entre idade e concentração de urânio (eU). Os padrões de tempo-temperatura (t-T), definidos a partir dos modelos HeFTy calibrados para o modelo de difusão que considera os efeitos de danos de radiação nos cristais, registraram eventos de resfriamento rápido, os quais mostram correlação direta com episódios de reativação e soerguimento na margem continental e com registros nas bacias continentais e marginais. O padrão de aumento das idades com a elevação, assim como da costa em direção ao interior é observado, mas mostra-se alterado pela ocorrência de idades mais jovens associadas à complexa evolução dessa margem continental com desnivelamentos de blocos vinculados à tectônica pós-rift, numa situação que ressalta a influência dos episódios de reativação. As estimativas de denudação total variam entre 1,2 e 2,8 km. As taxas de erosão variam entre 15,2 e 35,3 m/Ma. A evolução da área indica não apenas a influência de um evento específico mas, possivelmente, uma combinação de episódios que se alternaram e/ou atuaram em conjunto em determinados períodos. Os eventos de reativação mais antigos, combinados com os mais recentes, exibem os seus remanescentes na paisagem (serras da Mantiqueira e do Mar e os grábens e bacias sedimentares) e assumem papel fundamental na evolução da área. Os registros de tais episódios podem ser observados nas histórias térmicas das rochas e nos depósitos correlativos nas bacias sedimentares marginais e intracontinentais.

Halocinese e tectônica de rafts na bacia emersa de Benguela (Angola): dados de campo, modelagem física e restauração estrutural

Este trabalho foi feito com dados de campo da Bacia de Benguela, na costa sul de Angola. Nesta área aflora uma plataforma carbonática de idade albiana, análoga às formações produtoras de petróleo de mesma idade na Bacia de Campos. Duas unidades principais compõem a seção albiana na área: uma unidade inferior caracterizada por carbonatos de águas rasas com intercalações de conglomerados e arenitos na base, totalizando 300 m de espessura total, e uma unidade superior formada por sedimentos carbonáticos de águas mais profundas com espessura de 100 m. Esta seção se apresenta em dois domínios estruturais. O norte é caracterizado por uma plataforma de cerca de 5 km de largura, 35 km de comprimento na direção NE e que se encontra próxima ao embasamento. No domínio sul, essa plataforma se apresenta em fragmentos de menos de 10 km de comprimento por até 5 km de largura, alguns deles afastados do embasamento. Dado que há evaporitos sob essa plataforma, fez-se este trabalho com o objetivo de se avaliar a influência da tectônica salífera na estruturação das rochas albianas. A utilização de imagens de satélite de domínio público permitiu a extrapolação dos dados pontuais e a construção de perfis topográficos que possibilitaram a montagem das seções geológicas. Os dados de campo indicam que a estruturação na parte norte, onde há menos sal, é influenciada pelas estruturas locais do embasamento. Já na parte sul, onde a espessura de sal é maior, a deformação é descolada das estruturas do embasamento. Foi feita uma seção geológica em cada domínio e a restauração dessas duas seções mostrou que a unidade albiana na parte sul sofreu uma distensão de 1,25 (125%) e a de norte se distendeu em 1,05 (105%). Essa diferença foi causada por uma maior espessura original de sal na parte sul, que fez com que a cobertura albiana se distendesse mais em consequência da fluência do sal mergulho abaixo, em resposta ao basculamento da bacia em direção a offshore. A intensidade da deformação na parte sul foi tal que os blocos falhados perderam os contatos entre si, formando rafts. Este efeito foi reproduzido em modelos físicos, indicando que a variação na espessura original de sal tem grande influência na estruturação das rochas que o cobrem. As variações de espessura de sal são controladas por zonas de transferência do embasamento e estas mesmas estruturas controlam os limites dos blocos que sofrem soerguimento diferencial no Cenozoico.

Geometria e Evolução Tectônica da Porção Norte do Gráben de Merluza, Bacia de Santos

O Gráben de Merluza é uma estrutura alongada com uma calha profunda, presente na Bacia de Santos, com direção aproximada NNE, que se estende por cerca de 170 km ao largo do litoral do estado de São Paulo. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a geometria da sua porção norte, e relacionar os eventos de abertura, preenchimento sedimentar e períodos de reativação das falhas que o delimitam. Além disso, buscou-se uma correlação com outros eventos ocorridos na bacia e na porção continental adjacente. Para isso, foram reprocessadas e interpretadas onze seções sísmicas bidimensionais (2D) migradas em tempo, fornecidas pela Agência Nacional do Petróleo (ANP), das quais três foram detalhadas e utilizadas para a definição dos principais aspectos geométricos e tectônicos do gráben. Nas seções sísmicas 248-0041, 248-0045 e 248-0048 foram identificadas tectonossequências, sendo uma do pré-sal, uma do pacote evaporítico e outras nove do pós-sal. A Porção Norte do Gráben de Merluza caracteriza-se por uma falha de borda principal com mergulho para W e uma falha subordinada mergulhando para E. O limite entre a Porção Norte e a Porção Central se faz pela Zona de Transferência de Merluza, também conhecido como Lineamento Capricórnio. Tal feição possui um caráter regional na bacia e é responsável por uma mudança na direção da falha principal do Gráben de Merluza, que passa a mergulhar para E, enquanto que a falha secundária mergulha para W. Devido à baixa qualidade do dado sísmico nas partes mais profundas, não é possível precisar com segurança uma idade de abertura inicial para o gráben. No entanto, verificou-se que a falha principal pode atingir profundidades superiores às observadas nas linhas sísmicas, ou seja, mais de 1500 milissegundos. Com base na presença de seção sedimentar do pré-sal na calha do gráben afetada pela tectônica do embasamento, estima-se uma idade mínima aptiana. Sobre o horst que acompanha a falha principal na porção norte do gráben desenvolvem-se espessos domos de sal originados pelo escape da sequência evaporítica da calha do gráben e das imediações a leste. Entre o Cenomaniano e o Santoniano ocorre a maior movimentação da falha principal, com um forte rejeito e um expressivo volume de sedimentos oriundos do continente (podendo atingir mais de 4000 metros), devido à erosão da Serra do Mar Cretácea. Durante o Cenozóico foram observadas reativações das falhas de borda do gráben por conta de compactação das camadas superiores e por tectônica salífera. Além disso, progradações em direção ao fundo da bacia parecem indicar que a estrutura do Gráben de Merluza condicionou a Quebra da Plataforma nessa região durante o Neógeno. Tais eventos podem estar relacionados à tectônica ocorrida durante a formação do Sistema de Riftes Continentais do Sudeste Brasileiro.