Delineating shallow Neogene deformation structures in northeastern Pará State using Ground Penetrating Radar

The geological characterization of shallow subsurface Neogene deposits in northeastern Pará State using Ground Penetrating Radar (GPR) revealed normal and reverse faults, as well as folds, not yet well documented by field studies. The faults are identified mostly by steeply-dipping reflections that sharply cut the nearby reflections causing bed offsets, drags and rollovers. The folds are recognized by reflections that are highly undulating, configuring broad concave and convex-up features that are up to 50 m wide and 80 to 90 ns deep. These deformation structures are mostly developed within deposits of Miocene age, though some of the faults might continue into younger deposits as well. Although the studied GPR sections show several diffractions caused by trees, differential degrees of moisture, and underground artifacts, the structures recorded here can not be explained by any of these ''noises''. The detailed analysis of the GPR sections reveals that they are attributed to bed distortion caused by brittle deformation and folding. The record of faults and folds are not widespread in the Neogene deposits of the Bragantina area. These GPR data are in agreement with structural models, which have proposed a complex evolution including strike-slip motion for this area from the Miocene to present. A caracterização geológica de depósitos neógenos ocorrentes em sub-superfície rasa no nordeste do Estado do Pará, usando Radar de Penetração no Solo (GPR), revelou a presença de falhas normais e reversas, bem como dobras, ainda não documentadas em estudos de campo prévios. As falhas são identificadas por reflexões inclinadas que cortam bruscamente reflexões vizinhas, causando freqüentes deslocamentos de camadas. As dobras são reconhecidas por reflexões fortemente ondulantes, configurando feições côncavas e convexas que medem até 50 m de amplitude e 80 a 90 m de profundidade. Estas estruturas deformacionais desenvolvem-se, principalmente, em depósitos de idade miocênica, embora algumas falhas possam estender-se, também, a depósitos mais jovens. Embora as seções de GPR estudadas mostrem várias difrações causadas por árvores, umidade do solo, e objetos enterrados, as estruturas registradas aqui não podem ser explicadas por nenhum destes ''ruídos''. A análise detalhada das seções de GPR revelou que as feições deformacionais estudadas estão relacionadas com distorções de camadas causadas por deformações rúptil e dúctil. Embora falhas e dobras não sejam amplamente registrada