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Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2021. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). O objetivo principal deste trabalho é utilizar a Tomografia Sísmica de Múltiplas Frequências com Ondas S para obter imagens, com maior resolução espacial, das anomalias de velocidade presentes na litosfera e no manto sublitosférico sob o Brasil, abrangendo regiões que ainda não foram estudadas por esse método. Para fins de controle de qualidade dos dados sismológicos, foi utilizada a Análise do Movimento de Partícula de Ondas P telessísmicas para identificar estações com erros de orientação que pudessem, em última instância, afetar o cálculo dos resíduos relativos necessários à inversão tomográfica. Foram estimados os erros de orientação de 156 sismômetros, dos quais 17 possuíam erros absolutos maiores que 10o. Somente para a estação BOAV (sub-rede BR-UnB) foi estimado um erro de orientação maior de ±90o (+177,5o). Essa análise também permitiu a identificação da origem dos erros de orientação. Com exceção de BOAV, instalada com as componentes Norte-Sul invertidas, os erros de orientação foram ocasionados principalmente pela declinação incorreta na bússola. Com o intuito de verificar a influência da geologia nos valores de desvio azimutal, foram realizados testes estatísticos comparando grupos de estações instaladas em dois tipos de ambientes geológicos. Os resultados indicaram que as estações localizadas em regiões de Embasamento Pré-Cambriano tendem a gerar valores de desvio azimutal mais acurados em relação às que estão em Coberturas Fanerozoicas. Após a correção de orientação, realizada a partir dos erros estimados, os dados passaram por um procedimento de correlação cruzada para obter os resíduos de tempo que, posteriormente, foram utilizados na inversão tomográfica. Esta, por sua vez, gerou os mapas e perfis de anomalias de velocidade de Ondas S em diversas profundidades, com resolução significativamente melhor do que os modelos encontrados na literatura, sobretudo se comparados com trabalhos que utilizaram como base a Teoria Geométrica do Raio. Esses resultados permitiram aprimorar o conhecimento atual e levantar discussões a respeito de diversos aspectos das anomalias de velocidade observadas e sua interpretação dentro do contexto de cada Província Estrutural brasileira. A partir dos mapas e perfis, foi possível identificar anomalias de alta velocidade relacionadas aos blocos cratônicos da Bacia do Paraná (Bloco Paranapanema), do Cráton Amazônico, do Cráton São Francisco e da Bacia do Parnaíba (Cráton São Luís). Já as anomalias de baixa velocidade estão relacionadas a zonas de sutura e de afinamento litosférico. A sismicidade registrada na Província Tocantins também segue os contornos das anomalias de baixa velocidade nessa região, que pode ser consequência da existência de zonas de fraqueza decorrentes do afinamento litosférico com ascensão da astenosfera mais quente. Tal afinamento faz com que os esforços compressivos que atuam na Placa Sul-Americana se concentrem na crosta, gerando falhas ou reativando falhas antigas. The main objective of this work is to use S-wave Multiple Frequency Seismic Tomography to obtain images, with higher spatial resolution, of the velocity anomalies in the lithosphere and in the sublithospheric mantle under Brazil, covering regions that have not yet been studied by this method. For the purposes of quality control of seismological data, P-wave Particle Motion Analysis was used to identify stations with orientation errors that could, ultimately, affect the computation of the relative time residuals necessary for the tomographic inversion. The orientation errors of 156 seismometers were estimated, of which 17 had absolute errors greater than 10o. Only for the BOAV station (subnet BR-UnB) an orientation error greater than ±90o (+177.5°) was estimated. This analysis also allowed the identification of the cause of orientation errors. With the exception of BOAV, installed with the North- South components inverted, orientation errors were mainly caused by incorrect compass declination. In order to verify the influence of geology on the azimuthal deviation values, statistical tests were performed comparing groups of stations installed in two types of geological environments. The results indicated that the stations located in Pre-Cambrian Basement tend to generate more accurate azimuthal deviation values compared to those located in Phanerozoic Covers. After correcting the orientation, based on the estimated errors, the data was cross- correlated to obtain the time residuals that were later used in the tomographic inversion. This, in turn, generated the maps and profiles of S-wave velocity anomalies at different depths, with significantly better resolution than the models found in the literature, especially when compared with works that used the Geometric Ray Theory as a basis. These results allowed to improve the current knowledge and raise discussions about several aspects of the observed velocity anomalies and their interpretation within the context of each Brazilian Structural Province. From the maps and profiles, it was possible to identify high-velocity anomalies related to the cratonic blocks of the Paraná Basin (Paranapanema Block), the Amazonian Craton, the São Francisco Craton and the Parnaíba Basin (São Luís Craton). Low-velocity anomalies, on the other hand, are related to suture and lithospheric thinning zones. The seismicity recorded in the Tocantins Province also follows the contours of low-velocity anomalies in this region, which may be a consequence of the existence of weakness zones resulting from the lithospheric thinning with the rise of the warmer asthenosphere. Such thinning makes the compressive stress that acts on the South American Plate concentrate on the crust, generating faults or reactivating old ones.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2017. O estudo da crosta utilizando a Função do Receptor pode fornecer valiosas informações geológicas, como composição crustal média, dinâmica de formação e evolução tectônica de uma região, além de servir como referência inicial para a geração de modelos de velocidade das ondas sísmicas a fim de melhorar a localização de terremotos. Com o objetivo de preencher as lacunas de informação crustal das regiões Norte e Centro-Oeste, foram aplicados os métodos da Função do Receptor e do empilhamento H-k para estimar a espessura da crosta e a razão VP/VS a partir de dados sismológicos. Os resultados indicam que crosta da região de estudo é, predominantemente, félsica, com VP/VS em torno de 1,72, e espessura média de 38,7 km, variando de 27,4 a 55,3 km. A interpolação por mínima curvatura dos valores de espessura crustal tornou possível a delimitação do Cráton Amazônico, que corresponde à área com espessura média igual ou maior que 39 km. Além disso, foi possível identificar seus possíveis blocos cratônicos, assim como o da Bacia do Paraná, conhecido como Bloco Paranapanema. A geometria do cráton, definida por sua espessura crustal, é corroborada pela distribuição da sismicidade natural que acompanha suas bordas. Estas, por sua vez, estão relacionadas à zona de sutura entre os paleocontinentes Amazônico, São Francisco/Congo e Paranapanema. Já as bacias sedimentares que passaram por algum processo de estiramento possuem crosta mais fina, geralmente inferior a 37 km. Devido à grande variabilidade dos resultados, não foi possível estipular um valor característico de espessura crustal ou razão VP/VS quando se considera o contexto das províncias estruturais. The study of the crust using Receiver Functions can provide valuable geological information, such as average crustal composition, formation dynamics and tectonic evolution of a region, as well as serve as an initial reference for the generation of seismic wave velocity models in order to improve earthquakes location. In order to fill in the crustal information gaps in the North and Central-West regions, the Receiver Function and H-k stacking methods were used to estimate the crustal thickness and the VP/VS ratio from seismic data. The results indicate that the crust of the study region is predominantly felsic, with VP/VS around 1.72 and an average thickness of 38.7 km, ranging from 27.4 to 55.3 km. The interpolation by minimum curvature of the crustal thickness values made possible the delimitation of the Amazon Craton, which corresponds to the area with a average thickness equal to or greater than 39 km. In addition, it was possible to identify its possible cratonic blocks, as well as that of the Paraná Basin, known as the Paranapanema Block. The geometry of the craton, defined by its crustal thickness, is corroborated by the distribution of the natural seismicity that accompanies its edges. These, in turn, are related to the suture zone between the Amazonian, São Francisco/Congo and Paranapanema paleocontinents. The sedimentary basins that undergo some stretching process have a thinner crust, usually less than 37 km. Due to the great variability of the results, it was not possible to stipulate a characteristic value of crustal thickness or VP/VS ratio when considering the context of the structural provinces.