Seismic evidence of gas hydrate and seafloor fluid escape on the upper Amazon deep-sea fan, Brazilian equatorial margin

Description

The Amazon fan contains a gas hydrate province known from a bottom-simulating reflection (BSR) that lies within an upper slope compressional belt. In this study, the extent and character of the BSR and its relation to thrust-fold structures is examined using a grid of 2D and 3D seismic data. We show the BSR to comprise a series of elongate patches up to 16 km wide that are present along 300 km of the slope in water depths of 750-2250 m and extend over a total area of 6800 km2. The elongate BSR patches show a strong spatial correspondence with the arcuate crests of thrustfold anticlines. In profile, the BSR patches exhibit convex forms and/or locally irregular relief that rises toward the seafloor. In plan, 3D seismic horizon maps reveal columnar BSR elevations up to 1 km wide, which rise beneath seafloor mounds and depressions, up to 0.5 km wide and 30 m in relief, interpreted as small mud volcanoes and possible pockmarks. The elongate BSR patches are interpreted to record the structurally-controlled rise of warm, gas-rich fluids into the crests of thrust-folds and their leakage into the gas hydrate stability zone, and in places to seafloor, through a near-surface system of faults, hydrofractures and vents.

Abstract (Portuguese)

O leque submarino do Amazonas contém uma zona de hidratos de gás conhecida por um bottom-simulating reflection (BSR) presente nos cinturões compressivos do talude. Para reconhecimento doBSR e de suas feições, foi utilizada uma base de dados de sísmica 2D/3D. O BSR ocorre na forma deuma série de áreas isoladas de formas alongadas, até 16 km de largura, que se estendem por 300 kmda margem entre 750-2250 m de profondidade, e cobrem área total de 6800 km2. As áreas de BSR mostram forte correspondência espacial com as cristas arqueadas dos cinturões compressivos. Em perfis, as áreas de BSR exibe em certos locais morfologias convexas e/ou irregulares, que se elevam em direção ao fundo do mar. Em plano, mapas 3D dos horizontes sísmicos revelam elevações colunares do BSR de até 1 km de diâmetro, que ascendem em direção a feições batimétricas de elevações arredondadas e depressões de até 0,5 km de largura e 30 m de relevo, interpretadas como pequenos vulcões de lama e possíveis pockmarks. As ocorrências de formas alongadas do BSR são interpretadas como o registro de fluxo estruturalmente controlado de fluidos gasosos quentes nas cristas dos cinturões compressivos e de seu escape para a zona de estabilidade dos hidratos de gás, e em locais para o fundo do mar, através de un sistema de falhas, hidrofraturas e chaminés.

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