Geofísica Introdução

Geofísica

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UFMT

Débora Betina

31/08/2016

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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................. 3
1.1. GEOFÍSICA DE PROSPECÇÃO .......................................................................................... 3
1.2. GEOFÍSICA GLOBAL ...................................................................................................... 3
2. GEOFÍSICA DE PROSPECÇÃO................................................................................ 3
2.1. MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO ........................................................................................ 4
2.1.1. MÉTODO GRAVIMÉTRICO................................................................................. 4
2.1.2. MÉTODO MAGNÉTICO....................................................................................... 4
2.1.3. MÉTODOS ELÉTRICOS E ELETROMAGNÉTICOS ........................................... 5
2.1.4. MÉTODO RADIOMÉTRICO ................................................................................ 6
2.1.5. MÉTODO SÍSMICO .............................................................................................. 6
2.1.6. MÉTODO TÉRMICO............................................................................................. 6
2.1.7. MÉTODO DA LUMINESCÊNCIA ........................................................................ 7
2.2. TIPOS DE LEVANTAMENTOS ......................................................................................... 7
2.2.1. LEVANTAMENTOS TERRESTRES....................................................................... 7
2.2.2. LEVANTAMENTOS AÉREOS ............................................................................... 8
2.2.3.LEVANTAMENTOS MARINHOS ........................................................................... 8
2.3. APLICAÇÕES.................................................................................................................. 8
2.3.1. PROSPECÇÃO DE COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS................................................... 9
2.3.2. PROSPECÇÃO DE MINERAIS-MINÉRIO ......................................................... 11
2.3.3. PROSPECÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA ...................................................... 11
2.3.4. PROSPECÇÃO GEOTÉRMICA .......................................................................... 11
2.3.5. MAPEAMENTO GEOLÓGICO........................................................................... 12
2.3.6. CONSTRUÇÃO CIVIL......................................................................................... 12
2.3.7. PROCURA DE MATERIAIS PRODUZIDOS PELO HOMEM ........................... 13
2.3.8. PROTEÇÃO AMBIENTAL .................................................................................. 13
2.4. GASTOS....................................................................................................................... 14
2.5. RECURSOS HUMANOS ................................................................................................. 15
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

3. PROSPECÇÃO GEOFÍSICA .................................................................................... 17
3.1. INTRODUÇÃO............................................................................................................... 17
3.2. A GEOFÍSICA NA PROSPECÇÃO MINERAL ..................................................................... 17
3.2.1. RECONHECIMENTO ......................................................................................... 18
3.2.2. DETALHAMENTO .............................................................................................. 20
3.2.3. AVALIAÇÃO DO DEPÓSITO ............................................................................. 22
3.3. A GEOFÍSICA NO MAPEAMENTO GEOLÓGICO .............................................................. 22
3.4. ETAPAS DA PROSPECÇÃO GEOFÍSICA........................................................................... 23
3.4.1.ESTUDOS GEOFÍSICOS PRELIMINARES......................................................... 24
3.4.2. PREPARAÇÃO DA ÁREA E DA ESTRATÉGIA DE MEDIÇÃO ........................ 27
3.4.3. MEDIDAS DE CAMPO ....................................................................................... 30
3.4.4. APRESENTAÇÃO DOS DADOS: CONSTRUÇÃO DE PERFIS E MAPAS ....... 31
3.4.5. TRATAMENTO DOS DADOS ............................................................................. 32
3.4.6. INTERPRETAÇÃO .............................................................................................. 35
3.5. RESULTADOS DA PROSPECÇÃO GEOFÍSICA.................................................................. 37
3.5.1.PROBLEMA DIRETO E PROBLEMA INVERSO ................................................ 37
3.5.2. REGIÕES TROPICAIS E EXTRATROPICAIS .................................................... 40
3.5.3. AVALIAÇÃO DO MÉRITO DA GEOFÍSICA NA PROSPECÇÃO ..................... 40
4. BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 42
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

1. INTRODUÇÃO
No início do século XX, a escassez crescente de depósitos minerais aflorantes ou
pouco profundos levou a desenvolver um método que fosse possível mapear estes depósitos
em subsuperfície através das diferentes propriedades físicas das rochas: GEOFÍSICA.
Geofísica vem do grego e significa Física da Terra; e refere-se, portanto, à investigação do
nosso planeta a partir de fenômenos físicos naturais ou provocados que nele se manifestam.
Desta forma, a geofísica tem como objeto de estudo e como objeto de investigação a Terra
e os fenômenos físicos que nela manifestam, respectivamente.
Existem dois ramos principais: a geofísica de prospecção e a geofísica global.

1.1. Geofísica de Prospecção
A geofísica de prospecção investiga feições de pequenas dimensões com a
finalidade da extração mineral e estruturas importantes para a acumulação dos mesmos
(profundidade inferior a 5km) = geofísica de exploração ou aplicada

1.2. Geofísica Global
A Geofísica global envolve o estudo da Terra em larga escala, vista como um
sistema global = geofísica pura, básica, fundamental ou acadêmica.

2. GEOFÍSICA DE PROSPECÇÃO
As rochas diferem em uma ou mais de suas propriedades, provocando variações
nos campos físicos e na prospecção de ondas que atuam sobre elas. Consequentemente,
essas variações, ao serem detectadas, podem fornecer informações dos materiais que as
provocaram.
Essa é a base da Geofísica de Prospecção, a investigação de feições da
subsuperfície de dimensões relativamente pequenas, a partir da observação de seus efeitos
nos campos físicos e na propagação de ondas.
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2.1. Métodos de investigação
Densidade - Método Gravimétrico ou Gravimetria
Susceptibilidade magnética - Método Magnético ou Magnetometria
Condutividade elétrica - Métodos Elétricos ou Eletromagnéticos
Radioatividade - Métodos Radiométricos ou Radiometria
Elasticidade - Métodos Sísmico ou Sísmica
Condutividade Térmica - Método Térmico ou Termometria
Luminescência - Método da Luminescência

2.1.1. MÉTODO GRAVIMÉTRICO
Todas as massas estão sob o efeito da atração mútua, regido pela lei de Newton da
gravitação. Mudanças laterais na densidade da Terra produzem variações locais no valor do
campo gravitacional
terrestre que, embora muito pequenas, podem freqüentemente ser
detectadas, permitindo deduções sobre a subsuperfície.
A Gravimetria está voltada para o estudo dessas pequenas perturbações locais do
campo gravitacional terrestre, geradas pela distribuição de massas no subsolo, ou seja, pela
presença de rochas de diferentes densidades. Materiais mais densos contribuem mais
fortemente para o campo gravitacional do que os menos densos, quando se considera o
mesmo volume e a mesma profundidade para ambos; se os materiais apresentam a mesma
densidade, a contribuição maior é daqueles mais próximos da superfície, se eles ocupam
igual volume, ou, se os materiais ocorrem à mesma profundidade, daqueles que perfazem o
maior volume.

2.1.2. MÉTODO MAGNÉTICO
Cada rocha magnetiza-se de acordo com a sua susceptibilidade magnética, que
depende da quantidade e do modo de distribuição dos minerais magnéticos presentes. A
concentração de minerais magnéticos produz distorções locais no campo magnético da
Terra, que podem ser detectadas e fornecem informações sobre a subsuperfície.
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A Magnetometria baseia-se no estudo das variações locais do campo magnético
terrestre, derivadas da existência, na subsuperfície, de rochas contendo minerais com forte
susceptibilidade magnética, tais como a magnetita, ilmenita e pirrotita.

OBSERVAÇÃO: Tanto na Gravimetria como a Magnetometria, os campos físicos estão
presentes; com isso, não é necessário que as rochas em subsuperfície sejam excitadas para
que se obtenha uma medida do campo físico. Estes métodos obedecem à Teoria do
Potencial e guardam várias semelhanças entre si. São referenciadas como Métodos
Potenciais.

2.1.3. MÉTODOS ELÉTRICOS E ELETROMAGNÉTICOS
O fluxo de corrente elétrica na subsuperfície é governado primordialmente pela
condutividade elétrica das rochas ali presentes. A corrente elétrica pode ser contínua ou
alternada, e os fenômenos observados refletem a distribuição da condutividade da
subsuperfície e, portanto, a distribuição dos materiais nela presentes.
Os Métodos Elétricos lidam com fenômenos puramente galvânicos e, portanto,
utilizam corrente contínua ou mesmo alternada, mas de freqüência muito baixa ( < 10Hz),
tal que o fenômeno de indução possa ser desprezado. A corrente pode ser introduzida no
terreno através de eletrodos enquanto a diferença de potencial é medida através de outros
eletrodos, trazendo as informações sobre a subsuperfície. Dentre estes métodos elétricos
destacam-se: Método do Potencial Espontâneo ( SP – utiliza correntes naturais que
podem aparecer, por exemplo, nas imediações de concentrações de minerais condutivos);
Método da Eletrorresistividade ( as correntes são geradas artificialmente ); Método da
Polarização Induzida ( IP – correntes também geradas artificialmente, porém a diferença
de potencial é medida após cessada a corrente ou fazendo-se variar a sua freqüência, o que
permite avaliar a capacidade das rochas de armazenar energia elétrica)
Nos Métodos Eletromagnéticos (EM), a investigação tem como base o fenômeno de
indução. Uma corrente, sempre de baixa freqüência (< poucas dezenas de milhares de Hz),
que pode circular numa bobina, inicia o processo de excitação da subsuperfície através do
fenômeno de indução; condutores elétricos, por ventura presentes no subsolo, provocam
distorções no campo eletromagnético, detectáveis por meio de uma outra bobina, que
fornecem informações sobre os condutores que as provocaram.
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2.1.4. MÉTODO RADIOMÉTRICO
Alguns isótopos de vários elementos desintegram-se espontaneamente emitindo
partículas e radiações eletromagnéticas que podem ser detectadas e permitir a locação do
material que as produziu. Esse fenômeno, cuja ocorrência é probabilística, é conhecido
como radioatividade e tem origem no núcleo dos átomos instáveis. Por isso mesmo, a
radioatividade não é considerada uma propriedade física, mas uma propriedade do núcleo
atômico.
O estudo da distribuição de material radioativo nos materiais terrestres é realizado
na Radiometria, levando em consideração, em especial, a radiação eletromagnética emitida
quando de sua desintegração.

2.1.5. MÉTODO SÍSMICO
Rochas com elasticidades diferentes permitem a propagação de ondas com
velocidades diferentes. Essas ondas, ao encontrarem meios com propriedades elásticas
diferentes, têm a sua energia em parte refletida e em parte refratada. Conhecendo-se o
tempo de percurso das ondas em diferentes pontos bem como a distância entre esse pontos,
pode-se deduzir as velocidades de propagação das ondas e a posição das interfaces que
separam os meios com diferentes valores de elasticidade. Associando-se a esses meios os
diferentes tipos de rochas, é possível conhecer-se a distribuição das rochas em
subsuperfície.
A Sísmica baseia-se na medição, em vários pontos, do tempo de percurso de ondas
elásticas induzidas artificialmente, em geral nas imediações da superfície do terreno. Há
duas técnicas distintas: uma que faz uso das ondas refletidas, a Sísmica de Reflexão, e a
outra, das ondas refratadas, a Sísmica de Refração.

2.1.6. MÉTODO TÉRMICO
A propagação de calor na Terra, seja ele de origem interna, devido às
desintegrações radioativas ou processos químicos e físicos de menor expressão, ou de
origem externa, devido à energia radiante do Sol, depende da condutividade térmica das
rochas.
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O Método Térmico investiga, através da medição de temperatura, diferenças na
propagação de calor, cuja origem remonta à existência, na subsuperfície, de rochas com
diferentes valores de condutividade térmica ou de fontes de calor anômalo, o que permite a
identificação e a delimitação de ambas.

2.1.7. MÉTODO DA LUMINESCÊNCIA
Alguns minerais podem emitir luz independente de sua incandescência. Essa
emissão de luz pode ser produzida de diferentes maneiras e ser utilizada na identificação
dos minerais que exibem essa propriedades, conhecida como luminescência.
O Método da Luminescência tem como base a detecção de emissão de luz por
minerais após a sua exposição à luz ultravioleta (uma modalidade da luminescência
conhecida como fluorescência) e corresponde a uma extensão do método de identificação
dos minerais como o auxílio da lâmpada ultravioleta, conhecido dos geólogos.

OBS.: A luminescência é um fenômeno de natureza eletromagnética, mas o Método da
Luminescência, por envolver uma metodologia bem diferente da utilizada nos Métodos
Eletromagnéticos, é referenciado separadamente, embora pouco utilizado.

2.2. Tipos de Levantamentos
As variações nos campos físicos podem ser observadas em terra, do ar e em meios
aquosos. Pode-se, portanto, falar em levantamentos geofísicos terrestres, aéreos e marinhos.

2.2.1. LEVANTAMENTOS TERRESTRES
Também conhecido como geofísica terrestre. Os levantamentos são realizados com
equipes portando os equipamentos de medições (sensores e receptores), e se for o caso de
produção do campo físico a ser utilizado (transmissores) e de registro dos dados
(registradores). Todos os métodos geofísicos podem ser utilizados em levantamentos
terrestre. Estes métodos a princípio foram desenvolvidos para este tipo de levantamento.

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2.2.2. LEVANTAMENTOS AÉREOS
Também conhecidos como Geofísica Aérea. Os equipamentos são conduzidos
por
pequenos aviões (tipo DC-3 ou Bandeirantes), ultraleves e helicópteros, bem como por
meio de satélites artificiais e aeronaves de altas altitude.
Nos aerolevantamentos, os sensores, e se for o caso, os transmissores podem ser
instalados na aeronave ou num reboque da mesma (bird), para evitar os efeitos da aeronave.
Os registradores ficam acondicionados dentro da aeronave.
Este levantamento caracteriza-se pelo baixo custo e rapidez com que permitem
obter os resultados. Em uma única passagem podem ser feitas medidas concomitantes com
mais de um método geofísico. À exceção dos Métodos Elétrico, Sísmico e térmico, todos os
demais (radiação eletromagnética, campos magnéticos e gravitacionais) podem ser
utilizados em levantamentos aéreos convencionais.

2.2.3.LEVANTAMENTOS MARINHOS
Levantamentos conduzidos no mar, rios, lagos ou em barragens são conhecidos
como levantamentos marinhos ou Geofísica Marinha. Utilizam-se embarcações de
diferentes dimensões; os sensores e, se for o caso, os transmissores podem ser
acondicionados para evitar os efeitos da embarcação, num reboque da mesma (fish), que
fica nas imediações da superfície ou do fundo do meio aquoso. Os registradores são
acomodados na embarcação. Todos os métodos podem ser utilizados neste tipo de
levantamento.

2.3. Aplicações
As principais aplicações da Geofísica de Prospecção são:
¾ prospecção de bens minerais:
- combustíveis fósseis
- minerais-minério
- água subterrânea
¾ prospecção geotérmica
¾ mapeamento geológico
¾ construção civil
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¾ procura de materiais produzidos pelo homem

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¾ proteção ambiental

Materiais de interesse econômico, materiais de ocorrência associada aos anteriores
ou a estruturas geológicas, via de regra, favoráveis à acumulação de materiais de interesse
são as feições investigadas através da Geofísica.
No caso de prospecção de bens minerais, a aplicação da Geofísica é dita direta,
bem como a investigação de minerais radioativos através da Radiometria ou de utensílios
arqueológicos magnéticos através da Magnetometria. No caso de ocorrências associadas
aos bens-minerais e estruturas geológicas (traps), a aplicação da Geofísica é dita indireta.

2.3.1. PROSPECÇÃO DE COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
Neste grupo estão os hidrocarbonetos (petróleo e gás) e o carvão.
Na prospecção de petróleo e gás, é de interesse cartografar os traços estruturais do
embasamento de grandes bacias sedimentares que podem ter influências sobre os
sedimentos sobrepostos formando armadilhas estruturais – armadilhas para as quais os
métodos geofísicos fornecem os melhores resultados – bem como determinar a espessura e
a natureza dos sedimentos.
Como o embasamento cristalino apresenta, via de regra, densidade e
susceptibilidade magnética muito maior do que as rochas sedimentares, a Gravimetria e a
Magnetometria podem indicar modificações sofridas pelo topo do embasamento e como
conseqüência as dobras (fig. 1 a) e falhas (fig. 1b) podem ser reconhecidas, pois deslocam
sedimentos mais recentes, e indicam a presença de armadilhas estruturais favoráveis à
presença de petróleo e gás. A Gravimetria tem sido utilizada também na prospecção de
hidrocarbonetos em camadas arqueadas por domos de sal (fig. 1c), devido à baixa
densidade destas rochas.
A Sísmica tem se mostrado especialmente útil na determinação da espessura de
pacotes sedimentares pois a velocidade das ondas elásticas é maior no embasamento
cristalino e difere consideravelmente entre alguns tipos de sedimentos.
Na prospecção de carvão, o interesse recai também na cartografia do
embasamento. Por exemplo, paleovales podem ter permitido o acúmulo de matéria vegetal
no passado (fig. 1g). A localização de paleovales e outras feições do embasamento de
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interesse na investigação de carvão têm sido realizado pela sísmica e pela
Eletrorresistividade.

Figura 1 – Prospecção e as diversas situações geológicas.
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2.3.2. PROSPECÇÃO DE MINERAIS-MINÉRIO
A Geofísica pode ser utilizada na localização de depósitos de calcário, argila,
areia, cascalho e de vários outros minerais, mas tem-se destacado na prospecção de sulfetos
e minérios de ferro.
A maioria dos corpos de sulfetos maciços (fig. 1j) possui alta susceptibilidade
magnética devido à presença de materiais magnéticos (magnetita e pirrotita), bem como
elevada condutividade elétrica e densidade. Por conseqüência, a Magnetometria, os
Métodos Elétricos e Eletromagnéticos e a Gravimetria têm sido utilizados na prospecção
desses corpos.
Nos corpos de sulfetos disseminados (fig. 1k), utiliza-se o Método da Polarização
Induzida, pois o fenômeno base do método ocorre nas faces de grãos metálicos.
Depósitos de ferro têm sido investigados comumente através da Magnetometria
devido à magnetita associada. A Gravimetria pode ser usada se a densidade desses
depósitos for suficientemente maior que a das rochas encaixantes.

2.3.3. PROSPECÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Aqui, o interesse recai na localização de rocha aqüífera, isto é, rica em poros ou
fraturas que ligados uns aos outros, permitem circulação fácil da água, e portanto, sua
extração, bem com recarga direta pela infiltração de água de chuva, ou indireta, a partir de
rios e lagos. As melhores rochas aqüíferas são as sedimentares. Nas rochas cristalinas, as
condições aqüíferas ficam restritas às zonas fraturadas ou muito alteradas.
A presença de água, seja em poros de lentes de arenito (fig. 1h), seja em zonas
fraturadas ou alteradas de rochas cristalinas, devido aos íons nela presentes, aumenta
consideravelmente a condutividade elétrica desses materiais. Os Métodos Elétricos
(Eletrorresistividade, principalmente) e Eletromagnéticos têm sido, por isso, usados na
localização de aqüíferos. É possível, uma vez que a presença de sais na água aumenta sua
condutividade, mapear os limites entre água doce e salobra (fig. 1i).

2.3.4. PROSPECÇÃO GEOTÉRMICA
Depósitos de água e vapor quentes são o alvo da prospecção geotérmica.
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Esses depósitos ocorrem em zonas de elevado fluxo de calor que podem ser
detectadas através do Método Térmico, a menos que estejam capeadas por material
impermeável ao fluxo térmico.
Os Métodos Elétricos e Eletromagnéticos têm sido freqüentemente aplicados à
investigação de depósitos geotermais, pois a presença de fluidos, devido a sua alta
temperatura com uma considerável quantidade de sais dissolvidos, bem como de argilas
resultantes de alterações hidrotermal fornece uma alta condutividade elétrica a esses
depósitos.

2.3.5. MAPEAMENTO GEOLÓGICO
São tarefas do mapeamento geológico cartografar as diferentes litologias e traços
estruturais.
Rochas diferentes possuem propriedades diferentes, de modo que, a princípio,
qualquer método geofísico pode ser utilizado para separar litologias de propriedades físicas
diferente. A Radiometria tem-se destacado nesta tarefa, porque como possibilita
investigações muito rasas, seus resultados guardam considerável semelhança com aqueles
obtidos com o mapeamento geológico. Quando a continuidade de unidades geológicas em
profundidade é investigada, outros métodos Têm sido utilizados, como a Magnetometria e a
Gravimetria
que permitem separar grandes blocos magnéticos (rochas ígneas, por exemplo)
e de alta densidade (rochas ígneas intrusivas e outras), respectivamente.
Estruturas como falhas e fraturas apresentam, com freqüência, uma condutividade
elétrica elevada, devido à presença de minerais condutivos depositados em suas paredes a
partir da circulação de fluidos e à circulação destes últimos; podem , portanto, ser
localizadas por Métodos Elétricos e Eletromagnéticos. Ademais, falhas e fraturas são zonas
de escapamento de gás (radônio) que a Radiometria pode mapear. A Magnetometria e a
Gravimetria podem fornecer indicações sobre falhamentos que deslocam blocos de mesma
susceptibilidade magnética ou densidade, respectivamente.

2.3.6. CONSTRUÇÃO CIVIL
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É necessário conhecer a espessura das camadas superficiais de material
inconsolidado (manto de intemperismo, por exemplo), ou seja, a profundidade do material
resistente para sustentar edificações, bem como a existência de zonas de fraqueza (falhas,

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fraturas) ou de fácil desmoronamento (como galerias de minas antigas abandonadas, cujo
registro é impreciso) para se eleger a área mais favorável às obras de engenharia.
A Gravimetria tem-se destacado na detecção de cavidades subsuperficiais de
diferentes origens, uma vez que estas correspondem a zonas de deficiência de massa. A
Sísmica, a Eletrorresistividade e os Métodos Eletromagnéticos têm sido usados na
investigação de espessura de camadas. A Sísmica, em adicional, tem sido utilizada nos
trabalhos realizados no mar, com vistas à instalação de portos, barragens de maré,
oleodutos e canais (GPR).

2.3.7. PROCURA DE MATERIAIS PRODUZIDOS PELO HOMEM
Vários materiais arqueológicos (objetos metálicos e fornos de argila) e materiais
de obras subterrâneas (oleodutos e aquedutos), cujo registro tenha sido perdido, são
comumente magnéticos e a Magnetometria pode ser utilizada para localizá-los.
Os sítios arqueológicos, ademais, raramente constituem uma camada de ocupação
onde podem se misturar sambaqui, ossos, restos de fogueira, utensílios humanos e pisos de
antigas habitações, representando uma camada que pode possuir condutividade elétrica
diferente das camadas vizinhas. Oleodutos e aquedutos são comumente metálicos e,
portanto, bons condutores. Sítios arqueológicos, oleodutos e aquedutos podem ser
detectados através dos Métodos Elétricos e Eletromagnéticos (GPR).

2.3.8. PROTEÇÃO AMBIENTAL
Proteção ambiental tem como um de seus alvos manter o solo, as águas e o ar a
salvo da poluição.
É impossível processar e limpar todos os elementos poluentes antes de sua
descarga. Resíduos tóxicos de indústrias químicas e outros rejeitos nocivos devem ser
depositados de modo a não poluir nem o solo e nem as fontes de água, evitando por em
perigo a vida orgânica. Isto é possível quando o espaço dedicado ao depósito dos rejeitos
encontra-se encerrado em material impermeável ao fluxo dos mesmos ou de seus derivados.
Materiais naturais que comumente preenchem esse pré-requisito são as argilas que,
ademais, têm a vantagem de ser relativamente estáveis à movimentação tectônica; as argilas
são bons condutores de eletricidade, logo podem ser mapeadas pelos Métodos Elétricos e
Eletromagnéticos.
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

A Geofísica não é útil apenas em trabalhos de prevenção contra a poluição, mas
também no monitoramento de processos em que esta se encontre em desenvolvimento. No
controle de escapamento radioativo tem sido utilizado a Radiometria; no mapeamento do
fluxo subsuperficial de água poluída, se esta possui uma condutividade distinta devido a
presença de produtos químicos, podem ser usados os Métodos Elétricos e
Eletromagnéticos. Diversos vazamentos associados a falhamentos têm sido localizados por
meio da Sísmica.

2.4. Gastos
Analisando-se os gastos realizados com a Geofísica de Prospecção, pode-se
identificar a tendência no seu desenvolvimento que, por sua vez, refletem a filosofia
exploratória vigente.
No período de 1976-1990 no mundo capitalista mostra que estes foram vultosos,
somente EUA, 40% (transparência).
Na transparência mostra que 96% dos gastos com a geofísica neste mesmo período
foram dedicados à prospecção de petróleo; a prospecção mineral ficou com apenas com
2%, no que se refere a investimentos.
Na América Latina, a Geofísica atuou em níveis mais modestos, onde :
Petróleo 98%
Prospecção mineral 37%
Construção civil 10%
Água subterrânea 2%
Ambiental 0%
A prospecção de petróleo capta um alto percentual dos investimentos em Geofísica
de Prospecção. Logicamente, os gastos refletem a flutuação do preço do barril de petróleo.
A redução dos gastos ~1983 foi gerada pela queda do preço mundial do barril, com
subsequente redução dos esforços e investimentos em sua investigação.
95% dos gastos com Geofísica de Prospecção foram feitos apenas com um
método, a Sísmica (transparência). São úteis os outros métodos para a prospecção de
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

petróleo, sendo a relação de ordem de grandeza dos custos ( para levantamentos terrestres)
dos trabalhos com esses métodos:
Sísmica 10 000 -- 1 000
Magnetotelúrica 1 000 -- 10
Gravimetria 100
Eletrorresistividade 100
Magnetometria 100

2.5. Recursos Humanos
Embora 96% dos gastos com a Geofísica de Prospecção sejam dedicados à
pesquisa de petróleo, o contingente de geofísicos dedicados à pesquisa de petróleo não
segue tal proporção. Em vários países essa não é a aplicação que mais geofísicos absorve
(Fig.2).
Os recursos humanos advêm de pelo menos seis (6) escolas: americana,
australiana, européia, russa, chinesa e japonesa.
A distância entre as três primeiras é pequena, pois há transferência de tecnologia
entre elas:
¾ Escola Americana – bastante direcionada para a prospecção de petróleo e pouco para a
mineral; a Índia, Arábia Saudita, Israel, México e Brasil (décimo maior número de
geofísicos ativos na prospecção de petróleo) são alguns países que seguem este modelo.
¾ Escola Australiana – acumularam experiência na prospecção mineral em regiões
tropicais e demais regiões onde se desenvolve manto de intemperismo ou outros tipos
de cobertura que podem prejudicar a aplicação dos métodos geofísicos.
¾ Escola Européia – existem os dois modelos: voltados à prospecção de petróleo (França,
Noruega, Holanda e Reino Unido) ou não (Alemanha e Itália); com freqüência mostram
uma maior prática da Geofísica desenvolvida nos observatórios.

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

igura 2 – Distribuição de geofísicos nas diversas áreas de atuação
em alguns países

F
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

¾ Escolas Russa e Chinesa – por razões políticas, desenvolveram sua própria escola
independente da influência externa. Em 1930, a Rússia desenvolveu know how europeu
em Geofísica; em 1959 auxiliava a China especialmente na investigação de
hidrocarbonetos. A cooperação durou até 1961, em conseqüência da ruptura ideológica
entre ambas.
¾ Escola Japonesa – país deficiente em recursos minerais e de terremotos freqüentes, os
geofísicos voltaram-se
para os problemas relacionados à construção civil em áreas
instáveis.

3. PROSPECÇÃO GEOFÍSICA
3.1. Introdução
A Geofísica de prospecção abrange um amplo espectro de atividades voltado para
a investigação de bens minerais e outras feições específicas, relativamente rasas e de
pequenas dimensões, através de seus efeitos em campos físicos ou na propagação de ondas.
Dentre estas atividades, destaca-se a prospecção geofísica (ou exploração geofísica, que é
englobada pela Geofísica de Prospecção): um conjunto de trabalhos que inclui medidas dos
campos físicos ou das variações na propagação de ondas e o estudo de sua relação com as
feições de interesse.
A prospecção geofísica não consiste de uma técnica aplicada isoladamente a uma
área; ela faz parte de uma seqüência de trabalhos, cujo fim é, em geral, a busca de depósitos
minerais de valor econômico.
Assim, neste curso abordar-se-á a seqüência de trabalhos que fazem parte da
campanha de prospecção mineral. Uma outra seqüência de trabalhos abordada é a do
mapeamento geológico, que é conhecido como mapeamento geológico-geofísico; o
mapeamento de uma área estabelece a base indispensável para a descoberta de depósitos
minerais por meio da prospecção mineral.

3.2. A Geofísica na prospecção mineral
A prospecção sistemática de uma região com potencialidades minerais é realizada,
geralmente, em três etapas sucessivas:
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

¾ reconhecimento ou levantamento regional;
¾ detalhamento ou levantamento de detalhe;
¾ avaliação do depósito ou cubagem
A geofísica pode ser usada em todas essas etapas da prospecção mineral. Assim é
comum usarem terminologias como reconhecimento ou levantamento regional geofísico;
bem como prospecção geofísica a nível de reconhecimento ou geofísica de reconhecimento
com a finalidade de identificar a etapa da prospecção mineral a que os trabalhos se referem
A figura 1 (transparência) mostra a seqüência de trabalhos em cada uma das etapas
da campanha de prospecção mineral. Os primeiros trabalhos são aqueles que envolvem as
metodologias menos dispendiosas, enquanto que os últimos, as mais dispendiosas.

3.2.1. RECONHECIMENTO
A prospecção de um bem mineral freqüentemente abrange uma área da ordem de
centenas de milhares de km², de modo que é praticamente impossível efetuarem-se
levantamentos detalhados de toda a superfície a ser estudada , pelo menos sob o ponto de
vista econômico. Portanto, numa primeira etapa são estudadas as grandes áreas a nível de
reconhecimento, para que se possa realizar a seleção de uma zona promissora e
posteriormente detalhá-la.
Esta seleção é geralmente realizada utilizando-se critérios tais como:
¾ controles de mineralização,
¾ guias de prospecção;
¾ indicações favoráveis de natureza geofísica, geoquímica e outras.
Controles de mineralização correspondem a um conjunto de dados geológicos e
fisiográficos que condiciona a localização dos depósitos minerais. Os principais são:
¾ litológicos e estratigráficos: muitas mineralizações se restringem a um determinado tipo
litológico (jazida de cobre, Carajás, em xistos);
¾ paleogeográficos: jazidas com relações espaciais pretéritas (carvão no RS em antigos
vales, água subterrânea no PA em antigos canais de rios);
18

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

¾ estruturais: fornecem condições para a concentração de minerais (ouro na Serra Pelada,
restringe-se ao eixo do sinclinal presente, enquanto que na Mina de Morro Velho, às
zonas de fraqueza como falhas e fraturas), e para o aprisionamento de hidrocarbonetos
(trapas estruturais);
¾ fisiográficos : depósitos aluvionares (como vários garimpos de ouro e de diamante)
possuem enorme relação com a geomorfologia pois a concentração de minerais pesados
geralmente acontece por uma redução da velocidade das águas do rio;
Guias de Prospecção são representados por fatos diretos indicadores de
mineralizações como a presença se minerais satélites, que quase sempre indicam a
existência de rochas ou minerais sob investigação. Grãos de piropo (granada), por exemplo,
podem indicar a presença de diamante, seu concomitante paragenético.
Como indicações favoráveis compreendem-se os resultados geofísicos e
geoquímicos, bem como geobotânicos, que possam significar ou conduzir a concentrações
anômalas de minerais, petróleo e carvão. Por exemplo, zonas com radioatividade
relativamente elevada indicadas pela Radiometria ou concentrações elevadas de U3O8
reveladas por análises químicas podem indicar ocorrências importantes de minerais de
urânio.
A etapa de reconhecimento tem início com um conjunto de estudos que permitem
uma melhor definição do problema geológico levantado. Dentre esses estudos preliminares,
destacam-se a pesquisa bibliográfica e investigação minuciosa de mapas, fotos aéreas,
imagens de radar e satélite.
A pesquisa bibliográfica tem como base os resultados dos trabalhos de
mapeamento e de prospecção realizados na área investigada bem como nas áreas
semelhantes.
A investigação de fotos aéreas e de diversos tipos de cartas permite detectar, por
exemplo, mudanças na declividade do leito de rios que geram a redução da velocidade de
suas águas, permitindo a concentração de minerais pesados. As cartas nas escalas 1:100000
e 1:50000, ou maior, são as que permitem o melhor reconhecimento de controles de
mineralizações bem como sua individualização; na faltas de mapas geológicos nessas
escalas, podem ser utilizados mapas na escala de até 1:250000 para fornecer apenas o
chamado fundo geológico.
19

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

Ao final dos estudos preliminares, mapas com informações das diferentes cartas
são construídos, e zonas interessantes são assinaladas para os levantamentos de campo. No
campo, seções geológicas são elaboradas para testar as informações fornecidas pelos
mapas. Depósitos minerais, quando existente, são visitados e lançados no mapa.
Paralelamente a essas atividades e de forma interativa, são realizados
levantamentos geofísicos e geoquímicos. Se o alvo são bens minerais, o levantamento
geofísico, com os Métodos Magnéticos e Eletromagnéticos, são realizados; e se o alvo é
petróleo, com os Métodos Sísmico, Magnético e Gravimétrico. Embora seja um método
dispendioso para esta etapa de reconhecimento , a Sísmica é o método mais utilizado na
prospecção de petróleo.
A integração dos resultados de diferentes naturezas obtidos, permite o
enriquecimento do mapa geológico inicial, que passa a apresentar os principais traços
geológicos, a posição de jazidas e ocorrências cadastradas, as indicações geofísicas e
geoquímicas e demais informações relevantes.
A etapa de reconhecimento permite o desenvolvimento de noções vagas acerca do
caráter das mineralizações e de suas continuidade; nas regiões capeadas pelo manto de
intemperismo ou cobertura sedimentar, há de se levar em conta que essas camadas
mascaram as informações que são levantadas, podendo conduzir ao falseamento das noções
sobre as mineralizações. Torna-se, contudo, possível avaliar sob o aspecto geoeconômico,
se a área deve ser abandonada ou tomada como alvo de estudos mais detalhados. Neste
caso, áreas menores são selecionadas para detalhamento, com graus de prioridade ditados
pelos resultados favoráveis a concentrações de bens minerais encontrados para as mesmas.

3.2.2. DETALHAMENTO
Na etapa de detalhamento (pode existir uma etapa intermediária deita de semi-
detalhe, que precede os trabalhos mais minuciosos), os alvos selecionados, na
ordem
decrescente de prioridade, são submetidos a pesquisas geológicas mais detalhadas que,
comumente demanda a abertura de poços e trincheiras, bem como novas amostragens.
Paralelamente a essas atividades e de forma interativa, levantamentos geofísicos e
geoquímicos mais acurados são realizados. Em áreas emersas, os trabalhos geofísicos são
conduzidos a pé (eventualmente usam-se veículos). Os métodos utilizados dependerá do
20

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

tipo de depósito sob investigação. Nas áreas submersas, se o alvo é petróleo,
Magnetometria, Gravimetria, e principalmente Sísmica são os métodos utilizados.
A integração dos resultados ao final do trabalho de detalhamento, tem como
objetivo concluir sobre a existência ou não de depósito do material investigado, viável de
ser explorado economicamente. Em caso positivo, o depósito deve ser com maior precisão
avaliado economicamente, isto é, o depósito deve ser cubado; em caso contrário, a área de
trabalho é abandonada. É possível ainda que a integração dos resultados não seja
conclusiva, tornando necessário ainda novos detalhamentos, neste caso a etapa deve ser
prolongada.

3.2.3. AVALIAÇÃO DO DEPÓSITO
A última etapa da prospecção mineral engloba o levantamento das dimensões do
depósito. Plantas topográficas detalhadas, furos de sondagem em malha, trabalhos mineiros
(galerias, trincheiras, planos inclinados, chaminés e outros), geológicos, geofísicos e
geoquímicos de maior detalhe são realizados de forma interativa.
Ao final dos trabalhos, é feita a avaliação de reservas do depósito à luz dos custos
de obtenção do material que será extraído e de seu valor de mercado. O depósito pode
apresentar características econômicas que compensem a sua exploração (jazida) ou
representar apenas uma concentração anormal se interesse econômico (ocorrência mineral).

3.3. A Geofísica no mapeamento Geológico
Primeiramente é realizado o estudo de mapas geológicos bem como mapas
geofísicos obtidos através de levantamentos aéreos convencionais.
A integração dos resultados obtidos conduz à eleição de áreas cuja verificação
geológica é imprescindível. Assim, por exemplo, quando uma litologia A representada no
mapa geológico, corresponde a uma configuração específica no mapa geofísico, áreas com
tal configuração podem ser preliminarmente atribuídas à litologia A, mesmo que o mapa
geológico indique o contrário. Se A, por exemplo, é um basalto, o mapa magnético pode
conter uma concentração de isovalores que se fecham (dipolos); esse padrão pode aparecer
numa área onde o basalto se encontra capeado parcialmente por sedimentos recentes.
22

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

O mapeamento geológico-geofísico pode ser considerado um caso particular da
etapa de reconhecimento da prospecção mineral.

ESTUDOS ESTUDOS
GEOLÓGICOS GEOFÍSICOS *

INTEGRAÇÃO DE
RESULTADOS

ELEIÇÃO ÁREAS ÁREA
P/ VERIFICAÇÃO MAPEADA

LEVANTAMENTO
GEOLÓGICO

* INTERPRETAÇÃO

3.4. Etapas da prospecção Geofísica
A prospecção geofísica sistemática de um alvo compreende em geral, as seguintes
etapas:
¾ estudos geofísicos preliminares
¾ preparação da área e da estratégia de medição
¾ medidas de campo
¾ apresentação dos dados
¾ interpretação dos resultados
Essas etapas são essencialmente as mesmas, independente da prospecção a ser
realizada ao nível de reconhecimento, de detalhe ou de avaliação de depósito, bem como do
levantamento ou método geofísico nela utilizado. Assim, por exemplo, o reconhecimento
aéreo com Magnetometria compreende etapas análogas a do detalhamento terrestre com a
Sísmica.

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

3.4.1.ESTUDOS GEOFÍSICOS PRELIMINARES
Os métodos geofísicos são utilizados segundo uma padronização. Rochas
acamadas, por exemplo, são comumente investigados através da Sísmica, mas se a área é
pequena, a Eletrorresistividade obtém resultados satisfatórios, mais rápidos e menos
dispendiosos. Porém, um método geofísico pode ser aplicado a um fim para o qual sua
utilidade seja reconhecida e produzir resultados insatisfatórios.
Assim, numa primeira etapa, para que se possa efetuar a seleção do conjunto de
métodos geofísicos que poderá produzir os melhores resultados, são estudados diferentes
aspectos do problema, dentre os quais destacam-se os seguintes:
¾ caracterização geológico-geofísico do alvo;
¾ propriedades físicas dos materiais;
¾ razão sinal/ruído;
¾ condições operacionais.

3.4.1.1. Caracterização Geológico-Geofísico do Alvo
Reconhecimento de relações espacial e temporal do alvo com o meio, bem como a
descrição de ambos quanto à constituição e origem e das condições ambientais pretéritas
acompanhadas de seu significado físico.
Por exemplo, a existência de uma soleira de diabásio prejudica o estudo da
distribuição de propriedades elásticas abaixo da mesma por meio da propagação de ondas
Sísmicas, o que desaconselha o uso da Sísmica em tais situações; a condutividade de um
arenito formado no Paleozóico é, quase sempre, menor do que a de seu análogo formado
em tempos recentes e aproximadamente igual a de rochas extrusivas recentes, de modo que,
através da Eletrorresistividade, a descrição desses arenitos é possível , mas não entre o
arenito paleozóico e as extrusivas recentes; em regiões submetidas a metamorfismo, o
material não magnético pode ter se transformado em magnético (pirita para pirrotita),
possibilitando o uso da Magnetometria para a investigação de minerais de interesse
associado ao material que era não magnético no ambiente pretérito.
24

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

A caracterização geológico-geofísico do alvo pode ser levantada a partir da
pesquisa bibliográfica, acompanhada da troca de idéias com membros da equipe de
Geologia, e deve incorporar todo o conjunto de informações pertinentes que se tornar
disponível.

3.4.1.2. Propriedades Físicas dos Materiais
Na prospecção geofísica, informações sobre a subsuperfície são procuradas nas
variações experimentadas por campos físicos ou ondas, provocadas por descontinuidades
nas propriedades físicas dos materiais do terreno. O critério básico para a seleção do
conjunto de métodos geofísicos a ser aplicado a uma certa área é, portanto, a existência de
contraste nas propriedades físicas da subsuperfície.
Interface geológica e interface de contraste nas propriedades físicas não são
eqüivalentes, porque nem toda interface geológica – superfície real ou virtual que separa os
estratos (plano de estratificação), blocos deslocados (planos de falha) e outras entidades
geológicas – representa uma descontinuidade nas propriedades físicas. Ambas interfaces, é
conveniente notar, podem ser tanto bruscas quanto graduais, bem como planas ou curvas.
O contraste nas propriedades físicas pode se referir:
¾ ao material sob investigação e à sua encaixante,
¾ ao material de ocorrência associada àquele sob investigação e à sua encaixante, e
¾ às interfaces de estruturas favoráveis à acumulação do material buscado.
Quanto maior o contraste na propriedade
considerada, mais clara a definição da
interface geológica que o provocou. O grau desse contraste, contudo, não é um critério
decisivo para a seleção dos métodos geofísicos a serem aplicados a uma determinada área,
porque os métodos em estágio tecnológico adiantado fornecem um conjunto de
informações sobre o alvo mais rico do que os demais, podendo tornarem-se prioritários.
Muitas vezes as propriedades não podem ser medidas, devido á falta de exposições
ou amostras litológicas. Neste caso, o contraste nas propriedades pode ser avaliado com o
auxílio de tabelas de valores obtidos de materiais geológicos de várias áreas.

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

3.4.1.3.Razão Sinal / Ruído
As medidas geofísicas englobam efeitos de interesse, ditos sinal, como também
efeitos indesejáveis, conhecidos como ruídos. Aqui, o sinal conjuntamente como ruído será
chamado de medida, leitura, observação, dado, resposta ou informação.
A medida (M) pode ser então representada sob a forma :
M = f (S,R),
sendo S o sinal e R o ruído.
Uma razão sinal / ruído (S/R) baixa pode tornar proibitiva a aplicação da
Geofísica, pois as medidas se mostrarão como uma amálgama de efeitos indistinguíveis.
Nas regiões tropicais, é conveniente mencionar, essa razão é raramente alta, em se tratando
de alguns métodos geofísicos, como Elétricos e Eletromagnéticos.
Os ruídos podem ser classificados em :
¾ ruídos instrumentais: associado ao desempenho dos instrumentos,
¾ ruídos operacionais: imprecisões devidas a erros de leitura, ou mal posicionamento do
instrumento em áreas de topografia acidentada ou de vegetação densa,
¾ ruídos de terreno: contribuições das heterogeneidades do subsolo sem importância
para a campanha ( por exemplo, ocorrências minerais que promovem descontinuidades
nas propriedades físicas mas não são alvo da prospecção e variações na constituição e
espessura do manto intempérico – ruídos geológicos; relevo topográfico – ruídos
topográficos);
¾ ruídos parasitários: demais efeitos indesejáveis como aqueles produzidos por ventos,
campos naturais ( tempestades magnéticas, correntes telúricas, e eletrojato equatorial) e
obras humanas (linhas de alta tensão, instalações industriais, zonas de teste atômico,
oleodutos, regiões lavradas e fertilizadas, cercas metálicas e materiais enterrados –
ruídos culturais ou ruídos humanos).

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

3.4.1.4. Condições operacionais
A seleção do conjunto de métodos geofísicos a ser utilizado na área sob estudo e
do modo de aplicação de cada método depende não só de sua possível contribuição para
resolver o problema de prospecção, mas também das características da região bem como do
pessoal, equipamentos e medidas de segurança necessários. Esses fatores guardam relações
entre si e sua análise é feita de modo a compor um critério final tangível: o custo do
trabalho geofísico.
Em regiões tropicais de vegetação densa, o acesso à área de trabalho e a
locomoção nesta são difíceis; logo, os levantamentos conduzidos a pé são lentos; por outro
lado a mão de obra de apoio recebe baixas remunerações; mas, as condições climáticas da
região e a dificuldade no transporte acarretam no mal funcionamento do equipamento,
tornando-se fundamental a presença de pessoal especializado (em eletrônica), o que
contribui para aumentar o custo da operação.
Na prospecção mineral, é conveniente notar, o custo do trabalho geofísico pode
oscilar dentro de níveis modestos, em comparação com o custo da prospecção geofísica
para o petróleo, pois o capital de risco disponível para a investigação de petróleo é maior.

3.4.2. PREPARAÇÃO DA ÁREA E DA ESTRATÉGIA DE MEDIÇÃO
Antes da tomada de medidas geofísicas de campo, uma série de procedimentos
deve ser realizado de modo a torná-la viável, objetiva e racional. Entre ele, destacam-se a
localização das posições de medidas e o planejamento de ocupação das mesmas.
A tomada de medidas de campo é realizada, em geral, em posições conhecidas
como estações ou pontos de medidas. Ela depende da direção (influencia a locação dos
perfis, que são perpendiculares à direção); das dimensões e da profundidade esperada para
as feições investigadas ( se pequenas e rasa, Ter-se-á um menor distanciamento entre as
medidas), bem como se o objetivo do levantamento é a detecção ou a delineação dessas
feições (se o corpo deve se detectado ele pode estar presente em apenas um perfil, para a
sua delineação são necessários pelo menos três perfis nos quais seu efeito seja percebido).
A coleta de dados depende também da altitude e da velocidade com que é
realizada. Quanto mais próximo da superfície estiver o sensor, menor o volume amostrado
da área; o sinal devido a feições profundas é melhor captado com sensores altos. Quando
27

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

for possível a altura do sensor à feição sob investigação deve ser maior do que a distância
entre os perfis, de modo a propiciar uma ampla cobertura do terreno.
A resolução espacial dos dados, em levantamentos realizado com o auxílio de
veículos, varia inversamente com a velocidade dos mesmos.
A coleta de dados depende de outras características do tipo de levantamento a ser
utilizado:

3.4.2.1. Levantamentos terrestres
O processo de demarcação de uma área consiste de três etapas a seguir:
¾ projeção de uma linha mestra, em geral, paralela à direção esperada para as feições sob
investigação , passando pelo centro da zona de maior interesse ( preparada com
teodolito);
¾ abertura de picadas perpendiculares à linha base, que corresponde aos perfis ( intervalos
regulares de 25-500m, auxiliados com bússola, baliza e trena);
¾ demarcação de posições nas linhas transversais com estacas (ou piquetes), que
correspondem às estações. Em geral, as estações são projetadas a intervalos regulares
que variam de 10 a 200m, com auxílio de trena.
Os levantamentos sísmicos podem ser realizados em cruz, leque e segundo outros
arranjos. Com alguns métodos Elétricos e Eletromagnéticos, isto também ocorre.

3.4.2.2. Levantamentos Aéreos e Marinhos
Levantamentos aerotransportados são especialmente indicados para a investigação
de áreas de grande extensão ou de difícil acesso; com freqüência são utilizados na etapa de
reconhecimento e, esporadicamente, fazem parte dos trabalhos de detalhamento.
Esses levantamentos são realizados ao longo de linhas paralelas, previamente
estabelecidas para o plano de vôo, em geral espaçadas de 100 a 1000 m ( ou de vários km,
se estruturas crustais maiores são investigadas) e transversais à direção geológica da região;
linhas adicionais, de controle, cruzam as demais.
28

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

Os levantamentos aerotransportados de vem ser realizados a uma altitude (150 m)
e velocidade constantes (200 km/h). A altitude pode ser tomada constante em relação ao
terreno ou ser simplesmente uma altitude barométrica.
Os levantamentos marinhos podem ser realizados para o reconhecimento e para o
detalhamento ao longo de perfis. Quanto mais agitada as águas, mais imerso deve ficar o
sistema de recepção para não acompanhar o movimento das ondas. A profundidade de
equilíbrio do conjunto de sensores rebocados pelo cabo é tanto maior, quanto menor for a
velocidade da embarcação (5 a 10 nós, onde 1 nó = 1.852 km/h)

3.4.2.3. Sistemas de posicionamento
A comparação dentre dados geofísicos ou deles com outros
tipos de dado, a
determinação da posição das zonas promissoras por eles indicados e o planejamento de
levantamento com um outro método de prospecção ou de perfuração sobre essas zonas
exigem o conhecimento exato das posições de medida.
Para o controle mais preciso das posições de medidas, bem como para o
posicionamento do veículo nos locais desejados para o levantamento destacam-se os
sistemas:
¾ radioposicionamento,
¾ posicionamento Doppler,
¾ posicionamento inercial,
¾ posicionamento por meio de satélites.
Deve-se mencionar que diferentes técnicas de posicionamento podem ser
utilizadas de forma complementar, de modo que as vantagens de uma compensem as
deficiências da outra.

3.4.2.3.1. Radioposicionamento
A diferença no tempo ou na fase entre a transmissão e a recepção de pulsos de
ondas elétricas de radiofreqüência permite a localização da plataforma através dos sistemas
de radioposicionamento, pois a velocidade das ondas é conhecida (3x108 m/s).
29

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

O radar é um dos sistemas de radioposicionamento mais populares. Através desse
sistema, as microondas podem ser transmitidas da plataforma, retornando por reflexão ao
atingirem alvos de localização conhecida no terreno e em bóias ou transmitidas de duas
estações localizadas no terreno e as reflexões da plataforma serem observadas.

3.4.2.3.2. Posicionamento Doppler
O efeito Doppler corresponde ao deslocamento aparente na freqüência de uma
onda, devido à compressão da frente de onda pelo movimento de sua fonte com respeito à
recepção ou vice-versa.
Nos sistemas de posicionamento Doppler, a variação entre a freqüência das ondas
transmitidas e recebidas pela plataforma após sofrerem reflexão no terreno ou em massa de
água é detectada; como a variação na freqüência é proporcional à velocidade da plataforma,
esta pode ser obtida e, uma vez integrada, fornece a posição desejada.

3.4.2.3.3.Posicionamento Inercial
Nos sistemas de posicionamento inercial ou ISS (Inertial Survey Systems), a
aceleração da plataforma é determinada e sua integração fornece a velocidade da
plataforma bem como a sua posição, com mais uma integração.

3.4.2.3.4. Posicionamento por meio de satélites
Os principais sistemas são:
¾ Transit – como base o efeito doppler
¾ GPS (global positioning system ) – são vários sistemas de
radioposicionamento e a partir do tempo de propagação de ondas de
rádio entre o satélite e a plataforma, conhece-se o posicionamento.

3.4.3. MEDIDAS DE CAMPO
As medidas de campo devem ser obtidas o mais rápido e, especialmente, o mais
preciso possível. Estas devem ser tomadas de modo a exprimir variações de alguma
grandeza física, como uma função da distância ou do tempo.
30

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

As medidas feitas em termos das variações com a distância são ditas medidas no
domínio do espaço. A quantidade medida pode ser a intensidade do campo magnético da
Terra registrada em pontos pré definidos ou continuamente ao longo de um conjunto de
perfis.
As medidas feitas em termos das variações temporais são referidas como
pertencentes ao domínio do tempo. A quantidade medida pode ser a voltagem após a
interrupção da corrente elétrica em instantes pré definidos ou ao longo de um intervalo de
tempo (Método da Polarização Induzida).
As medidas podem ainda ser obtidas envolvendo a variação na freqüência da onda
que energiza o terreno. Neste caso, as medidas são ditas no domínio da freqüência.
As medidas feitas em pontos ou tempos pré definidos são ditas discretas. As
medidas registradas continuamente ao longo de todo um conjunto de perfis ou intervalo de
tempo são conhecidas como medidas contínuas.

3.4.4. APRESENTAÇÃO DOS DADOS: CONSTRUÇÃO DE PERFIS E MAPAS
As medidas que foram coletadas no campo ou tratadas devem ser apresentadas
graficamente. Algumas técnicas de apresentação gráfica são específicas a medidas com
certos métodos físicos; a maioria dos dados pode ser lançada sob a forma de perfis e
mapas.
A reunião de perfis eqüiespaçados fornece o mapa de perfis rebatidos, ou
simplesmente mapa de perfis (Fig.3).
Antes do advento dos computadores, os mapas de contorno de isovalores, ou
apenas, mapa de contorno eram desenhados manualmente. Os dados podem também ser
apresentados sob a forma de bloco diagrama ou em três dimensões (3D).
Se as medidas pertencem ao domínio do tempo ou ao domínio da freqüência, as
abcissas representam tempos ou freqüências de operação, e as ordenadas representam as
leituras, obtidas para os mesmos. Assemelha-se ao perfil, mas recebe diversas designações.
As apresentações gráficas cujo o significado geológico é fácil de compreender são
as melhores. As apresentações que apenas um intérprete experiente pode converter em
termos geológicos devem ser evitadas.
31

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

W E
Fiducial
95969798
0 1,0 Km
1
2
3
4
5
6
Canal
4
3
2
1
0
8W 4W 0 4E
N
Conveções
470 Hz
140 Hz
Escala
0 400m
0 40°
120
80
40
0
6E
5E
4E
3E
2E
1E
X Y Z A B
(A)
(B) (C)
Filão Esperança 50m

Figura 3 – Construção de perfis e mapas no domínio da frequência.

3.4.5. TRATAMENTO DOS DADOS
Quando é possível, os dados de campo são submetidos a operações conhecidas
como tratamento, redução ou processamento dos dados, realizados com o fim de torná-
los mais apropriados para a interpretação (Fig.4 ).
32

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

N
0 12 Km
Escala Horizontal
0
-10 U. M.
Escala
Vertical
12W 6W 0 6E 12E
15S
12S
9S
6S
3S
0
3N
6N
9N
12N
15N
(B)
(A)
0
A
-5
-10
12W
Distância (Km)
6 0 6 12E
B
E
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
12N
6N
0
6S
12S
12W 6W 0 6E 12E
A B
N
0 6 Km
(D)
N
A
B
1K
m

Figura 4 –Tratamento dos dados
33

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

Na etapa de tratamento de dados, as medidas de campo são, comumente, referidas
como dados de entrada ou simplesmente, entrada (input) e o resultado do processamento,
dado de saída ou apenas, saída (output).
O tratamento de dados geofísicos deriva da Teoria da Informação, um campo da
Matemática que surgiu a partir dos esforços, durante a Segunda Guerra Mundial, para a
detecção de sinais de radar afetados por ruído. Dentre as operações de tratamento estão a
discretização e a transformação de domínio, que modificam a apresentação das medidas
de campo, facilitando a sua manipulação, bem como as operações de correção, filtragem e
empilhamento, que melhoram a qualidade de dados.

3.4.5.1. Discretização
Comumente, a quantidade de medidas de campo é muito grande e as operações
com as mesmas são complexas. É então necessário, para realizar essas operações de modo
efetivo, rápido e econômico, o auxílio de computadores digitais. As medidas registradas
analogicamente devem, portanto, ser convertidas para a forma digital, operação conhecida
como discretização.

3.4.5.2. Transformação de domínio
O domínio do tempo e da freqüência, assim como o domínio do espaço e do
número de onda (ou freqüência espacial),
correspondem a formas diferentes de se
representar o mesmo tipo de informação. A passagem de um domínio para o outro é
possível através de um par de transformadas de Fourier, definidas por:

F ( ω ) = ∫ (domínio da freqüência) +∞∞− dt e f(t) ti- ω

f ( t ) = ∫ ∞+∞− ωωπ ω d e )F(21 ti (domínio do tempo)

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

3.4.5.3. Correção, Filtragem e Empilhamento
As medidas de campo são comumente influenciadas por ruídos, efeitos
indesejáveis, naturais e artificiais, conhecidos ou não. Através dessas operações é possível
eliminar ou reduzir vários destes efeitos. Os efeitos que sobram após a eliminação de
efeitos indesejáveis representam o residual ou resíduo. A correção é introduzida por
cálculo específico para cada operação.

3.4.6. INTERPRETAÇÃO
A interpretação geofísica é o procedimento que permite a obtenção de informação
geológica a partir de medidas geofísicas.

3.4.6.1. Anomalia
Os efeitos a serem interpretados ( aqueles que podem revelar descontinuidade nas
propriedades físicas causadas por feições de interesse) mostram um desvio do efeito padrão
esperado.
Valores localmente baixos ou altos formam anomalias, negativas ou positivas,
respectivamente.

3.4.6.2. Modelos
Para ser possível relacionar as medidas à subsuperfície, isto é, o efeito à sua causa,
a subsuperfície deve ser representada por um modelo (geológico, físico ou matemático)
(Fig.5 ).

3.4.6.3. Interpretações Qualitativa e Semi-Quantitativa
Aqui procura-se estabelecer relações de igualdade/ não igualdade e relações de
desigualdade entre certas características das anomalias evidenciadas pelas medidas
geofísicas, de modo que, no final, se possam separar diferentes padrões anômalos e associá-
35

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

los aos corpos geológicos. Isto significa obter informações sobre: localização, forma,
mergulho, profundidade e propriedades físicas destes corpos.

1 = 43 G a
3 H
H
2( + X1 )
3
2
KDPFS
Variável
dependente
Propriedade
Parâmetros
Variável
independente
Modelo Matemático
-10
-5
12W 6 0 -6 X (Km)
1
BA
1(U.m.)
Medidas
A BX1
H
2a
= 2 - 1
1
Modelo Físico
A
B
Campo
A B
Modelo Geológico

Figura 5 - Modelos
36

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

3.4.6.4. Interpretação Quantitativa
Consiste em estimar os valores dos parâmetros de um modelo, cuja geometria seja
próxima da geometria esperada para a fonte de anomalia

3.5. Resultados da Prospecção Geofísica
A análise dos resultados da prospecção geofísica demanda um exame dos
problemas por ela abordados, e dos meios de solucioná-los.

3.5.1.PROBLEMA DIRETO E PROBLEMA INVERSO
Seja um modelo representado pela seguinte função:
y = ax + b
sendo a e b parâmetros constantes.
No problema direto, os valores dos parâmetros a e b são conhecidos e y, para um
x qualquer, é calculado. No problema inverso, a e b são parâmetros procurados a partir de
y, que é conhecido, porque é medido para um determinado x. Assim, no problema direto, o
efeito do modelo é calculado a partir de valores dos seus parâmetros, enquanto no problema
inverso ( ou inversão) os valores dos parâmetros do modelo-causa de um determinado
efeito são procurados, usando-se medidas desse mesmo efeito.

3.5.1.1.Interpretação: Resolução do problema Inverso
Na prospecção geofísica, a subsuperfície é investigada a partir do seu efeito nos
campos físicos ou na propagação de ondas. Esse é um problema inverso. A interpretação
geofísica lida, portanto, com problemas inversos.

NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

Figura 6 – Modelos Físicos
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

Figura 7 – Modelos geológicos
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

3.5.1.2. Modelamento: Resolução do Problema Direto
O modelamento ou simulação tem como objetivo a previsão dos efeitos de
modelos investigados pela geofísica (Fig. 6 e 7). A construção de soluções numéricas
aproximadas exige o uso de ferramentas matemáticas simples, como a integração numérica
e a convolução, mas também sofisticadas, como é o caso dos métodos das equações
diferenciais (elementos finitos e diferenças finitas) e o método das equações integrais.

3.5.2. REGIÕES TROPICAIS E EXTRATROPICAIS
As técnicas e os equipamentos geofísicos foram desenvolvidos em regiões
extratropicais, o que explica o seu êxito. Nas regiões tropicais, a geofísica enfrenta vários
problemas:

3.5.2.1. Problemas Físicos
¾ Escassez de afloramentos de rocha.
¾ Presença de manto intempérico bastante desenvolvido.
¾ Posicionamento difícil dos pontos medidos em regiões de florestas.
¾ Inadequação de váriass técnicas e instrumentos geofísicos.

3.5.2.2. Problemas sociais, políticos e econômicos
¾ Condições de trabalho árdua.
¾ Desenvolvimento dependente.

3.5.3. AVALIAÇÃO DO MÉRITO DA GEOFÍSICA NA PROSPECÇÃO
O número de descobertas de jazidas das quais a geofísica participou não é uma
forma adequada de avaliar o seu mérito, pois zonas estéreis são muito mais freqüentes.
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

A razão de retorno do trabalho geofísico é um tipo de avaliação mais consistente
do seu mérito. Essa razão é muitíssimo elevada, da ordem de váriass centenas contra um, e,
no seu cálculo, são consideradas todas as campanhas, inclusive aquelas que nada revelaram.
São contudo, o tempo e os gastos que a geofísica permite economizar na
eliminação de áreas sem interesse, evitando perfurações desnecessárias, que melhor
representa o seu mérito na Prospecção.
Os métodos geofísicos são abordados em diversos livros. A ênfase e o grau de
detalhamento a eles atribuídos variam numa mesma obra, refletindo em parte a experiência
profissional e em parte a preocupação em cobrir com maior detalhe os métodos dedicados á
prospecção de petróleo, em especial a Sísmica.
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NOTAS DE AULA - INTRODUÇÃO

4. BIBLIOGRAFIA

DOBRIN, M.B. – 1981 – Introduction to Geophysical Prospecting. 3. Ed. International
Student Edition. 630p.

FERNANDES, C.E.M. – 1981 – Fundamentos de Prospecção geofísica. Rio de Janeiro:
Interciência, 190p.

LUIZ, J.G. & SILVA, L.M.C – 1995 – Geofísica de Prospecção. Belém: Cejup, 311p.

PARASNIS, D.S. – 1971 – Geofísica Minera. Madrid: Elsevier Publishing Co. Ltda, 376p.

TELFORD, W.M.; GELDART, L.P.; SHERIFF, R.E. & KEYS, D.A. – 1990 – 2. Ed.
Cambridge: Cambridge University,: 770p.