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Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 1 M A G N E T O M E T R I A A TERRA FUNCIONA COMO UM GRANDE IMÃ ·· Hipótese mais aceita: correntes elétricas originadas no núcleo da Terra produzem o magnetismo ·· Anomalias magnéticas: produzidas por corpos ou estruturas na crosta terrestre, que são objeto de medição pela magnetometria ·· Equipamentos: magnetômetros, medem a intensidade do campo magnético em locais de interesse O magnetismo terrestre deve ser separado em duas partes: 1. campo magnético principal: produzido no núcleo; 2. campo magnético anomâlo: produzido na crosta. Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 2 NATUREZA DO MAGNETISMO A força ( f ) atuando entre dois polos P1 e P2, separados por uma distância r é expressa, segundo a Lei de Coulomb: f P P r = 1 1 2 2mm onde: m é a permeabilidade magnética do meio CAMPO MAGNÉTICO ( H ) Definido como a força que experimenta um polo magnético ( P1 )devido à presença no espaço de outro polo magnético considerado: H f P P r = = 1 2 2 1 mm onde: P1 é um polo magnético ficitício no espaço onde o sensor está localizado Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 3 Campo magnético entre dois dipolos Magnetometria Malagutti Filho, W. 4 In Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro stituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA Representação vetorial do campo magnético gerado por um dipolo. A direção dos vetores é aquela do campo e a intensidade é representada pelo comprimento. Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Braga Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 5 Representação do campo magnético entre dois dipolos por linhas de força. A direção do campo em qualquer ponto é indicado pela direção das linhas e a intensidade é representada pelo espaçamento entre as linhas. Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 6 INDUÇÃO MAGNÉTICA Quando um material é submetido ao efeito do campo H, ele adquire uma intensidade de magnetização ou imantação M, proporcional ao campo: M H= kk. onde: K é a susceptibilidade magnética do material A susceptibilidade magnética é um dos parâmetros fundamentais no Método Magnético. Para um mesmo valor do campo, os materiais com maior susceptibilidade estão aptos a a se magnetizarem mais fortemente. Em alguns materiais ela pode ser positiva e em outros negativa refletindo o sentido da intensidade de magnetização, em relação ao campo. A magnetização de um material por um campo externo, se faz através do alinhamento dos momentos dos dipolos internos provocando o aparecimento de um campo adicional que somado ao campo externo H gera um campo conhecido por indução magnética. O “campo indução magnética” B é relacionado ao campo externo H da seguinte forma: B = mm .H Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 7 Representação do fenomeno da indução magnética Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 8 MOMENTO MAGNÉTICO Unidade Magnética Fundamental Considerando que a origem dos campos magnéticos relacionam-se à correntes elétricas que fluem através de condutores, define-se m como: n c I m a rr = Ia = corrente que flui numa espira de área a; C = velocidade da luz n r = vetor unitário normal à área limitada pela espira I espira m r a n r Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 9 UNIDADES DE B No Sistema Internacional ÞÞ Tesla ( T ) No Sistema C.G.S. ÞÞ Gaus ( G ) 1 G = 10-4 T Para propósitos geofísicos usa –se o gamma ( gg ) 1 gg = 10-5 G 1 gg = 10-9 T Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 10 CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA · O campo magnético da Terra pode ser aproximado pelo campo produzido por um momento de dipolo localizado no seu centro. Este momento aponta para o polo sul geográfico e se localiza sobre um eixo que forma um ângulo de 11.50 com o eixo de rotação da Terra. · O eixo do dipolo terrestre intercepta a superfície da Terra nas coordenadas aproximadas de 78.5oN - 69oW e 78.5oS - 111oE, determinando o que se chama de polos geomagnéticos. · Os polos magnéticos verdadeiros, definidos nas posições onde uma agulha magnetizada inclina-se com ângulo de 90o com a superfície da Terra, localiza-se nas coordenadas: 75oN - 101oW (NE do Canadá) e 67oS - 143oE (Antartida), o que indica que não são diametralmente opostos. ·· O campo magnético terrestre, num determinado ponto de observação, pode ser representado na forma de um vetor, a partir da combinação de 7 quantidades, denominadas de elementos geomagnéticos: - declinação magnética ( m ); - inclinação ( i ); - intensidade total do campo ( F ); - componente vertical ( Z ) - componente horizontal ( H ); - componente de intensidade ( X ); - componente de intensidade ( Y ). Combinando-se estes 7 elementos obtem-se: F2 = H2+ Z2 = X2 + Y2 +Z2 F = H/cos i = Z/sen i Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 11 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 12 Campo geomagnético Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 13 Propriedades do campo geomagnético Braga Luiz, J.G. & Silva, L.M.C. 1995 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 14 Elementos geomagnéticos Braga Braga Braga Braga Robinson, E.S. & Çoruh, C. 1988 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 15 Campo magnético principal da Terra (em contornos inteiros) e variação secular anual (em contornos interrompidos) (em gammas) Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 17 Inclinação do campo magnético da Terra (em graus) Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 18 ORIGEM DO CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE · A teoria mais moderna para explicar a parte principal do campo baseia-se no funcionamento de um dínamo. O campo seria produzido por correntes elétricas que circulam no núcleo líquido da Terra, o qual acredita-se ser constituido principalmente por ferro. As correntes elétricas são mantidas pelo movimento de partículas no núcleo líquido, explicando tanto a variação secular com inversões de polaridade do campo. · Os valores normais do campo recebem adição, localmente das concentrações de minerais magnéticos que ocorrem nos primeiros 5 km da crosta as quais constituem-se nas anomalias do campo magnético objeto de prospecção pelo Método Magnetométrico. · A esses dois efeitos superpõem-se campos produzidos por fontes externas à Terra, cuja característica básica é a rápida variação com o tempo. A causa desses campos são as correntes elétricas que fluem na ionosfera1; (colocadas em movimento pela “tidal force”) e resultantes da interação entre o campo magnético principal com a ionosfera a magnosfera2 e o vento solar3. 1Camada gasosa parcialmente ionizada situada entre 60 e 1000 km acima da superfície da Terra. 2Camada de gás completamente ionizada portadora de campo magnético, que situa-se entre 1.000 e 64.000 km acima da superfície da Terra. 3Plasma contendo principalmente hidrogênio ionizado (prótons e elétrons), pouco magnético, que é emitido pelo Sol. Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 19 VARIAÇÕES DO CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA · Variações seculares: são as variações que sofrem o campo magnético da Terra, e seus elementos, ao longo de um tempo grande. Estas variações foram constatadas no século XV através de medidas da declinação magnética na cidade de Londres. Além disso foram também constatadas inversões de polaridade do campo, isto é, mudanças de 180o no sentido do momento do dipolo. Nos dias atuais estas variações são acompanhadas a partir de redes de informações de vários observatórios, produzindo mapas de contorno que representam as mudanças. · Variações diurnas: são pequenas variações que o campo magnético da Terra sofre ao longo do dia. A quantidade destas mudanças é da ordem de poucas dezenas de gammas sendo mais pronunciada nas regiões equatoriais e diminuindo nas altas latitudes. Observa-se também uma variação sazonal uma vez que a variação diurna é maior no verão do que no inverno. Levando em consideração a variação sazonal, o efeito da latitude e também o fato dos fenômenos serem maiores durante o dia do que a noite, conclue-se que o Sol é o responsável por este ciclo diário de 2 formas: · as radiações eletromagnéticas que emanam do Sol (raios ultravioleta e raios X) ionizam partículas neutras da atmosfera, na ionosfera; · a força de atração do Sol produz correntes de massa de ar cíclicas, na ionosfera, tornando-a carregada de partícula elétricas em movimento, produzindo correntes elétricas Este ciclo excita correntes elétricas no interior da Terra por indução eletromagnética, gerando um campo magnético secundário. Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 20 Braga Robinson, E.S. & Çoruh, C. 1988 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 21 Braga Hinze, W.J. 1990 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 22 PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DOS MATERIAIS GEOLÓGICOS D i a m a g n e t i s m oD i a m a g n e t i s m o : propriedade de alguns minerais de adquirirem magnetização de intensidade fraca e cujos momentos magnéticos tendem a se opor à polaridade de um campo indutor aplicado. A fraca intensidade da magnetização provém do pequeno valor da susceptibilidade magnética destes materiais, enquanto que o sentido contrário do campo resulta em valores negativos de susceptibilidade. Exemplos: quartzo, calcita, halita. P a r a m a g n e t i s m oP a r a m a g n e t i s m o : propriedade de alguns minerais cujos momentos atômicos tendem a se alinhar com a polarização do campo indutor, embora a magnetização ainda seja fraca em função de sua baixa susceptibilidade, que no entanto é positiva. Exemplos: silicatos, olivinas, piroxênios, anfibólios.F e r r o m a g n e t i s m oF e r r o m a g n e t i s m o :as substâncias ferromagnéticas tem susceptibilidade magnética muito elevada e positiva, o que lhes permite uma magnetização com intensidade muito forte, no mesmo sentido do campo. O valor da susceptibilidade nestas substâncias dependem da intensidade do campo externo. Suportam 3 classificações: Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 23 ferromagnetismo verdadeiro: apresentam momento magnético com a mesma orientação (ferro, cobalto, níquel); antiferromagnetismo: os momentos magnéticos não são igualmente orientados e possuem uma resultante nula (hematita, troilita, ilmenita); ferrimagnetismo: os momentos não são igualmente orientados mas existe uma resultante em alguma direção (magnetita, titanomagnetita, maghemita e pirrotita). Para a prospecção magnética este é o grupo mais importante Braga Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Braga Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 24 MAGNETIZAÇÃO DAS ROCHAS � A magnetização observada nas rochas, como resultado da presença de minerais magnéticos na sua composição, pode ser classificada em dois tipos Magnetização induzida e Magnetização remanente Magnetização induzida: provocada pelo campo atual da Terra Magnetização remanente: adquirida ao longo da história geológica da rocha Vários processos podem produzir magnetização remanente: � Magnetização termo-remanente: desenvolve-se a partir do resfriamento da rocha abaixo da temperatura de Curie, na presença do campo magnético terrestre da época. � Magnetização isotérmica: campo magnético aplicado ao material e depois retirado aparecendo uma magnetização residual; localmente queda de raios por exemplo. � Magnetização química: transfomações químicas ou crescimento de grãos ferromagnéticos (ainda que abaixo da temp. de Curie), durante a formação de rochas metamórficas e sedimentares. � Magnetização deposicional: ocorre durante a deposição de sedimentos finos � Magnetização piezo-remanente: ocorre como resultado da aplicação conjunta de pressão e de um campo magnético (fenômeno de magnetostrição); rochas submetidas a esforços tectonicos Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 25 SUSCEPTIBILIDADE MAGNÉTICA DE ROCHAS E MINERAIS � Nas rochas depende principalmente da quantidade, tamanho dos grãos e modo de distribuição dos minerais ferromagnéticos nelas contidos, os quais ocorrem na forma de grãos finos dispersos em uma matriz de minerais paramagnéticos e diamagnéticos, representada pelos silicatos. Rochas sedimentares Þ menores valores Þ inf. a 50x10-6 (cgs) Rochas vulcânicas Þ varia entre 100 x 10-6 e 10.000 x 10-6 Rochas plutônicas Þ varia entre 100 x 10-6 e 5.000 x 10-6 Rochas metamórficas Þ valores entre 10 x 10-6 a 500 x 10-6 � As rochas máficas, por conterem maior quantidade de ferro apresentam maiores valores de susceptibilidade Þ valor típico: 5.000 x 10-6 � Dentre os minerais ferromagnéticos, a magnetita, a pirrotita, a ilmenita, a franklinita e a maghemita (hematita-gg ) têm susceptibilidade suficientemente elevada para produzirem anomalias detectáveis nos trabalhos de prospecção magnética. Pela sua abundância os 3 primeiros são os que mais contribuem para a magnetização das rochas Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 26 Susceptibilidade magnética de alguns minerais Braga Luiz, J.G. & Silva, L.M.C. 1995 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 27 Susceptibilidade magnética de algumas rochas Braga Luiz, J.G. & Silva, L.M.C. 1995 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 28 INSTRUMENTOS - MAGNETÔMETROS ·· Desenvolvidos após a 2a Guerra Mundial, os magnetômetros permitem que se registre a intensidade do campo magnético (campo total) ou de suas componentes. De acordo com o seu princípio de funcionamento, os magnetômetros podem ser dos seguintes tipos: saturação (flux-gate), bombeamento ótico, supercondutividade e precessão nuclear ou precessão de prótons. Magnetômetro “flux-gate” 1. Possui dois núcleos de material ferromagnético de elevada permeabilidade. 2. Os núcleos são posicionados paralelamente e envolvidos por duas bobinas iguais (primária e secundária) e enroladas no sentido oposto. 3. As bobinas secundárias são ligadas em um voltímetro. 4. As bobinas primárias, ligadas em série, recebem uma corrente elétrica alternada que magnetizam `a saturação os núcleos ferromagnéticos. 5. Na ausência do campo externo o valor lido no voltímetro será zero pois as bobinas são opostas. 6. Na presença de um campo o mesmo será somado vetorialmente ao campo que existe em um dos núcleos saturando-o mais cedo. 7. Neste caso haverá uma voltagem induzida nas bobinas secundárias, proporcional ao campo. 8. Pode-se medir a intensidade do campo ou qualquer de suas componentes utilizando- se uma orientação conveniente dos núcleos. 9. Nos levantamentos aéreos são geralmente orientados com o campo total e nos levantamentos terrestres com a componente vertical. 10. Precisão: 1 nT Intervalo de medidas: @ 100.000 nT Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 29 MAGNETOMETRO FLUX-GATE · Núcleos paralelos, envolvidos por 2 bobinas (primária e secundária) · Bobinas secundárias ligadas a um voltímetro · Bobinas primárias recebem AC que magnetizam os núcleos · Ausência do campo externo – valor zero – bobinas opostas · Presença do campo externo – voltagem induzida nas bobinas secundárias, proporcional ao campo. Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 30 MAGNETÔMETRODE PRECESSÃO NUCLEAR � Consiste basicamente de um sensor, contendo uma fonte de prótons (metanol, álcool etílico, querozene) e um contador eletrônico; � Baseia-se no movimento de precessão, que é característicos de partículas de próton. � O sensor é submetido a um campo artificial muito mais forte do que o campo magnético terrestre e perpendicular a este; � Os prótons são polarizados segundo a resultante dos 2 campos a qual é virtualmente paralela ao campo artificial; � A remoção repentina do campo artificial faz com que os prótons voltem a se orientar com o campo terrestre,girando em torno deste campo; � O número de ciclos do eixo do spin, em volta do cone, por unidade de tempo é denominado de frequência de precessão (f) � Ela depende do momento magnético (M), do momento angular (L) do próton e da intensidade (F) do campo magnético da Terra � Conhecendo-se este fator pode-se rearranjar a equação anterior: f M L GF = = 2 2pp pp onde: G = raio giromagnético G = 0.2675 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 31 F f G = 2 pp F = 23,4874*f Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 32 MAGNETOMETRO DE PRÓTONS · Sensor contendo fonte de prótons · Baseia-se no movimento de precessão · Sensor é submetido a um campo artificial muito mais forte que o terrestre e perpendicular · Protons são polarizados segundo a resultante dos campos – virtualmente paralela ao artificial · Remoção do campo artificial – protons voltam a se orientar pelo campo terrestre · Número de ciclos do spin por tempo = frequencia de precessão (f) pp 22 GF L M f == onde G(raio giromagnético) = 0.2675 G f F p2 = F = 23,4874 x f Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 33 TÉCNICAS DE LEVANTAMENTO MAGNETOMÉTRICO � As medidas magnéticas são normalmente realizadas na superfície do terreno ou com o auxílio de aeronaves. Com menor frequência são efetuadas medidas em poços ou na superfície marinha. � Os levantamentos terrestres aplicam-se a trabalhos de maior detalhe, auxiliando o mapeamento geológico e trabalhos de prospecção mineral. LEVANTAMENTOS TERRESTRES � Nos trabalhos de reconhecimento, as medidas são tomadas normalmente ao longo de estradas, ou leitos de rios. O espaçamento entre as estações pode variar entre 1 a 10 km; � Os levantamentos aéreos são empregados nos trabalhos de reconhecimento regional em auxílio por exemplo à prospecção de petróleo ou a trabalhos que visem a delineação de grandes estruturas uma vez que as fontes destas anomalias são de grandes dimensões. Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 34 � Nestes levantamentos medem-se valores absolutos do campo magnético total, ou de sua componente vertical, empregando-se magnetômetros; � As medidas fornecidadas pelos magnetômetros são digitais devendo ser tomadas de 3 a 5 leituras por ponto a fim de se obter a necessária confiabilidade, obtida pela repetibilidade. � Nos trabalhos de detalhe, as medidas são realizadas ao longo de picadas, normalmente transversais à direção de um corpo a ser prospectado. O espaçamento pode variar entre 10 a 100 metros. � Empregam-se normalmente 2 magnetômetros: um permanece fixo em um ponto escolhido como estação base, e o outro efetua o levantamento propriamente dito; � O magnetômetro que permanece na estação base registra as variações temporais do campo as quais servirão para corrijir as leituras de campo. � Valores muito discrepantes podem ser causados por mau funcionamento do equipamento, gradientes magnéticos muito fortes (devidos a afloramentos ou linhas elétricas ou ainda a tempestades magnéticas ou metereológicas). Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 35 � As medidas na magnetometria terrestre são, em geral bastante rápidas. Um operador treinado pode cerca de 150 estações, espaçadas de 50m ou 600 estações, espaçadas de 10m por dia, em áreas de bom acesso. Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 36 Levantamento terrestre Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 37 LEVANTAMENTOS AÉREOS São efetuados por aviões ou helicópteros, sendo que este último permite que os levantamentos sejam feitos em altitudes menores e seja mantida uma altura constante em relação ao terreno; essas condições de vôo, são importantes quando o alvo de interesse é relativamente pequeno, como nos casos de prospecção de minérios. Quando o objetivo é a determinação de feições gelológicas de grandes dimensões, como são os casos de mapeamentos regionais e na prospecção petrolífera, não é necessária uma altura de vôo pequena, nem que a mesma fique rigorosamente constante, sendo mais adequado o emprego de aviões. A altura de vôo pode variar desde 50 metros, se o alvo é de pequenas dimensões (corpos de minério) até 450 metros para alvos regionais. Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 38 Representação esquematica do levantamento aeromagnetométrico Braga Robinson, E.S. & Çoruh, C. 1988 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 39 TRATAMENTO DOS DADOS 1. correções para eliminar as variações devidas a causas não geológicas (variação diurna e o desnível dos pontos) 2. filtragem para eliminaçãode efeitos geológicos indesejáveis (heterogeneidades próximas da superfície ou interferência de fontes rasas ou profundas) ·· correção da variação diurna com 2 magnetômetros Þ um registra numa estação base e o outro nas estações de interesse -com um magnetômetro ÞÞ estação base deve ser reocupada periodicamente ·· correção topográfica: correção dos efeitos das encostas e dos vales; é maior com o aumento da intensidade da magnetização; raramente aplicada · correção de latitude: o campo magnético varia @ 10 nT/Km. Em trabalhos que cubram variações de vários graus de latitude, dependendo da precisão deve ser efetuada esta correção. · remoção do IGRF: o IGRF (International Geomagnetic Reference Field) é a representação teórica do campo magnético normal da Terra. Para se definir uma anomalia é necessário subtrair-se o valor do campo normal de cada medida tomada no levantamento. Em áreas pequenas toma-se apenas um valor e em áreas extensas vários valores. · redução ao polo: em função do caráter dipolar do campo terrestre, sua direção e inclinação variam ao longo da superfície, influenciando no padrão da anomalia gerada a diferentes latitudes. Para contornar este problema transforma-se os dados coletados em qualquer latitude, para a latitude onde a inclinação do campo é 90o (polo magnético). Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 41 Representação vetorial da soma do campo magnético da Terra com um campo anômalo Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 42 Representação esquematica da soma vetorial do campo magnético principal da Terra com um campo anômalo e a respectiva anomalia Braga Hinze, W.J. 1990 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 43 ANOMALIA MAGNÉTICA DE UMA ESFERA NO EQUADOR Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 44 ANOMALIA MAGNÉTICA DE UMA ESFERA NO POLO NORTE Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 45 ANOMALIA MAGNÉTICA DE UMA ESFERA – LATITUDE INTERMEDIÁRIA Braga http://www.mines.edu/fs_home/tboyd/GP311/introgp.shtml Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 46 INTERPRETAÇÃO DE DADOS GRAVIMÉTRICOS E MAGNETOMÉTRICOS A interpretação pode variar desde a simples identificação de locais anômalos em termos de contrates entre propriedades físicas, em subsuperfície, até a completa caracterização da fonte da anomalia, em termos de modêlos tri-dimensionais. A chave para uma boa interpretação, envolve o melhor conhecimento possível das características de subsuperfície, obtido, eventualmente por outra modalidade de informação ( direta ou indireta ) A interpretação de dados destes dois métodos que pode ser qualitativa e/ou quantitativa, via de regra é ambigua porque a anomalia observada pode ser o produto de um número infinito de fontes. Este fato reforça a necessidade de um bom conhecimento geológico do local. O processo interpretativo é comumente executado de uma maneira iterativa, utilizando modêlos prévios, para serem testados, frente aos dados obtidos e continuamente modificados até que o produto final de compatibilize da melhor maneira com os dados. De forma resumida, a despeito das diferenças em termos da relação entre os dados computados para a fonte, entre as duas técnicas, pode-se proceder a uma aproximação genérica quanto à sequência de análise: - 1. utilização de técnicas para localizar as anomalias residuais, de eventual interesse. A interpretação qualitativa iria se esgotar aqui; - 2. uso de técnicas para destacar e isolar uma eventual anomalia residual; - 3. proceder a uma aproximação preliminar, para uma primeira caracterização das fontes; Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 47 - 4. emprego de ambos os modelamentos direto e inverso, com iterações sucessivas, para a determinação das características físicas da fonte da anomalia; - 5. tradução, em termos geológicos, das características computadas. Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 48 Representação esquematica da forma das anomalias do campo magnético total de diferentes corpos em diferentes latitudes Braga Hinze, W.J. 1990 Braga Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 49 Mapa aeromagnetométrico – Bacia do Paraná Braga Ferreira, F.J.F. 1982 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 50 Mapa aeromagnetométrico interpretado – Bacia do Paraná Braga Ferreira, F.J.F. 1982 Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 51 Exemplo de modelamento de dados magnetométricos e gravimétricos - Geosoft Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 52 Exemplode modelamento de dados magnetométricos e gravimétricos - Geosoft Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 53 Exemplo de modelamento de dados magnetométricos - Geosoft Magnetometria Malagutti Filho, W. Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA 54 Exemplo de modelamento de dados magnetométricos - Magix Considerações Gerais Natureza do Magnetismo e Campo Magnético Indução Magnética Momento Magnético Campo Magnético da Terra Origem Variações Propriedades Magnéticas dos Materiais Geológicos Magnetização Susceptibilidade Magnética Instrumentos Técnicas de Campo Tratamento dos Dados Interpretação de Dados Gravimétricos e Magnetométricos
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