MEDIDAS DE PROPRIEDADES FISICAS EM TESTEMUNHOS DE SONDAGEM E ANALSE DE DDOS GEOFISICOS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM GEOFÍSICA
GEO213 � TRABALHO DE GRADUAÇÃO
MEDIDAS DE PROPRIEDADES FÍSICAS
EM TESTEMUNHOS DE SONDAGEM E
ANÁLISE DE DADOS GEOFÍSICOS
POTENCIAIS E RADIOMÉTRICOS DO
DEPÓSITO DE COBRE DA FAZENDA
ANGICO, CURAÇÁ, BAHIA
ROBSON SANTOS DA PURIFICAÇÃO
SALVADOR � BAHIA
Maio � 2016
Medidas de Propriedades Físicas em Testemunhos de Sondagem e Análise de
Dados Geofísicos Potenciais e Radiométricos do Depósito de Cobre da Fazenda
Angico, Curaçá, Bahia
por
Robson Santos da Purificação
Orientador: Prof. Dr. Marcos Alberto Rodrigues Vasconcelos
Co-orientador: Geólogo MSc. Florivaldo Oliveira Sena
GEO213 � TRABALHO DE GRADUAÇÃO
Departamento de Geologia e Geofísica Aplicada
do
Instituto de Geociências
da
Universidade Federal da Bahia
Comissão Examinadora
Prof. Dr. Marcos Alberto Rodrigues Vasconcelos � Orientador
Prof. Dr. Hédyson Kiuity Sato
Prof. Dra. Susana Silva Cavalcante
Data da aprovação: XX/05/2016
À minha família
Aos meus amigos.
RESUMO
Atualmente o Brasil é o décimo quinto maior produtor de minério de cobre do mundo
e a região do Vale do Curaçá na Bahia vem contribuído de forma significativa para manu-
tenção desta posição. Por ser um excelente condutor o cobre é empregado na fabricação de
diversos componentes elétricos e está presente em todas as sociedades desenvolvidas desde
a composição de fios elétricos, em componentes de veículos até na fabricação de equipamen-
tos eletrônicos sofisticados, mostrando-se importante no processo de industrialização. Na
região cuprífera do Vale do Curaçá o minério de cobre ocorre predominantemente em rochas
máficas-ultramáficas. Este trabalho propõe-se a utilizar métodos geofísicos na exploração de
minério de cobre, na Fazenda Angico, município de Curaçá�Ba, com o emprego dos méto-
dos potenciais gravimétrico e magnético, do método gamaespectrométrico e com medidas de
propriedades físicas (gamaespectrometria e susceptibilidade magnética) em testemunhos de
sondagem providos pela Mineração Caraíba S/A. Também foram disponibilizados dados gra-
vimétricos e magnéticos terrestres e aerogamaespectométricos. Os dados dos levantamentos
geofísicos foram tratados, interpolados e dispostos em mapas de curva de contorno e os dados
dos testemunhos de sondagem foram dispostos em perfis e analisados estatisticamente, por
fim foi criado um modelo gravimétrico inverso do alvo. Os resultados obtidos foram interpre-
tados em conjunto com as informações geológicas de modo a identificar quais dos métodos
testados mais se aplicam à exploração de cobre na região, além de observar se há correlação
entre a zona mineralizada e possíveis anomalias gamaespectométricas e de susceptibilidade
magnética nos testemunhos analisados.
iii
ABSTRACT
Currently, Brazil is the fifteenth largest copper ore producer of the world and the Curaçá
Valley in Bahia has contributed significantly to maintaining this position. By being an
excellent conductor, copper is employed in the manufacture of several electrical components
and is present in all developed societies from the composition of electrical wires to vehicle
components, being important in the industrialization process. In copper producer region
of Curaçá's Valley copper ore occurs mainly in mafic-ultramafic rocks. This study has
proposed by using geophysical methods on copper ore exploration at Angico farm in Curaçá,
Bahia, applying gravimetric, magnetic methods and gammaespectrometric data method and
physical properties measurements in drill core. Ground magnetic and gravity data as well
as aerogammaespectrometric data were used. The data were processed, interpolated and
arranged in contour curve maps then a inverse 3D gravimetric model of the target was
created. Geological and geophysical data were interpretated in order to find any correlation
between ore zone and gamma-ray/ suscptibilities anomalies.
iv
ÍNDICE
RESUMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
ABSTRACT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
ÍNDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v
ÍNDICE DE TABELAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
ÍNDICE DE FIGURAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii
INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
CAPÍTULO 1 Caracterização da Área de Estudo . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 Localização e Acesso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Contexto Geológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 Geologia Local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
CAPÍTULO 2 Embasamento Teórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1 Método Gravimétrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.1 Lei da Gravitação Universal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.2 Instrumentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.3 Anomalias Gravimétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.4 Correções Gravimétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.5 Anomalia Bouguer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.1.6 Inversão de Dados Gravimétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2 Método Magnetométrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.1 Conceitos Básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.2 Susceptibilidade Magnética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.3 Fontes do Campo Magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.4 Instrumentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.5 Correções Magnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3 Método Radiométrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3.1 Conceitos Fundamentais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.2 Instrumentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.3 Correções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
v
CAPÍTULO 3 Aquisição e Processamento de Dados . . . . . . . . . . . . 26
3.1 Testemunhos de Sondagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.1 Coleta de Dados de Propriedades Físicas . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.1.2 Tratamento dos Dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.3 Perfis geofísicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.4 Análise Estatística . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1.5 Conceitos de Probabilidade e Estatística . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1.6 Coeficientes de Pearson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2 Dados Terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.1 Dados Magnéticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.2 Dados Gravimétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3 Dados Aéreos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
CAPÍTULO 4 Resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.1 Testemunhos de Sondagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.2 Dados Terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.2.1 Dados Magnetométricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.2.2 Dados Gravimétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594.3 Dados Aéreos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
CAPÍTULO 5 Discussões e Interpretações . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.1 Testemunhos de Sondagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.2 Dados Terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.2.1 Dados Magnetométricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.2.2 Dados Gravimétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.3 Dados Aéreos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
CAPÍTULO 6 Conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Agradecimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Referências Bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
ANEXO I Perfis Geofísicos dos Testemunhos de Sondagem . . . . . 100
ANEXO II Matrizes de Correlação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
vi
ÍNDICE DE TABELAS
3.1 Localização e profundidade dos furos analisados com dados em metros. . . . 28
3.2 Valores de Inclinação de Declinação utilizados na filtragem de redução ao polo. 34
4.1 Coeficientes de correlação do furo FCV�05. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.2 Coeficientes de correlação furo FCV�41. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.3 Coeficientes de correlação do furo FLM�27. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.4 Coeficientes de correlação do furo FLM�42. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.5 Tabela de perfis escolhidos para estudo do contraste de densidade e teor de
mineralização. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
1.1 Localização em laranja do município de Curaçá-BA (Fonte IBGE) . . . . . . 3
1.2 Posições relativas dos blocos no arqueano antes do início da colisão paleopro-
terozoica. O polígono de cor verde mostra a localização aproximada da área
de estudo (Barbosa e Sabaté, 2002). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 Evolução tectônica proposta para o norte do cinturão Itabuna-Salvador-Curaçá.
(a) acresção do arco Caraíba com o bloco Gavião; (b) fragmentação do micro-
continente Serrinha e abertura da bacia oceânica Rio Itapicuru, seguida pelo
fechamento da bacia e formação do arco de ilha; (c) colisão arco-continente
e colocação de plutons; (d) arco de margem continental com rochas vulcâni-
cas; (e) final da colisão obliqua continente-continente e colocação de corpos
graníticos sin e pós colisionais. Fonte: Baldim (2012). . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Mapa geológico simplificado do vale do rio Curaçá mostrando áreas de ocor-
rência de corpos máficos-ultramáficos, com destaque para a área de estudo .
Adaptado de Delgado & Souza (1975) (Fonte: Misi et al., 2012). . . . . . . . 8
1.5 Foto de satélite da área de estudo com o alvo Lagoa da Mina ao norte e
Cercado Velho ao sul, destaque para a mancha cinza sobre o alvo Lagoa da
Mina. (Imagem satélite ESRI, 2012). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6 Mapa geológico da Fazenda Angico (confeccionado com dados da MCSA e da
Docegeo). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1 Força de atração entre as duas massas m1 e m2 separadas por uma distancia R. 13
2.2 Relação entre o campo gravitacional e as componentes da anomalia da gravi-
dade de uma massa pequena (Kearey et al., 2009). . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3 (A) a correção de ar-livre para uma observação numa altura h em relação ao
datum; (B) correção de bouguer, onde a região sombreada corresponde a a
uma placa de espessura h estendendo-se ao infinito; (c) correção de terreno.
(Adaptado de Kearey et al., 2009). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4 Componentes do campo geomagnético (Adaptado de PEREIRA, 2013). . . . 20
3.1 Mapa Geológico da área com a localização dos furos de sondagem. . . . . . . 27
3.2 À esquerda equipamento RS-125 (medição de radiação gama) e à direita KT-
10 Plus (susceptibilidade magnética). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.3 Histograma dos dados de K(%) tratados neste trabalho, apresentando distri-
buição próxima à normal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
viii
3.4 Representação gráfica da atenuação associada ao filtro de continuação para
cima (Geosoft, 2009). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.5 : Linhas de levantamento gravimétrico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.6 Modelo Digital do Terreno gerado a partir de informações de relevo coletadas
no levantamento geofísico gravimétrico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.7 Anomalia Bouguer regional calculada a partir do método da topografa local
tomando por hipótese que a região encontra-se em equilíbrio isostático. . . . 40
3.8 Localização dos perfis escolhidos (linhas em vermelho) para analise do con-
traste de densidade calculado no modelo inverso. . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.9 Localização dos pontos de leitura do levantamento gamaespectrométrico aéreo. 44
4.1 Legenda das principais rochas catalogadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.2 Recorte do perfil do furo FCV-05 no intervalo de profundidade de �100 a �165
metros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.3 Recorte do perfil do furo FCV-41 no intervalo de profundidade de �100 a �165
metros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.4 Recorte do perfil do furo FLM-27 no intervalo de profundidade de �70 a �80
metros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.5 Recorte do perfil do furo FLM-27 no intervalo de profundidade de �10 a �65
metros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.6 Fotografia da amostra do testemunho de sondagem do furo FLM�42 na posição
�52m com destaque para o valor de susceptibilidade magnética auferido . . . 51
4.7 Campo magnético residual da área de estudo com divisão em domínios mag-
néticos D1, D2 e D3 de acordo com a magnitude do campo magnético medido. 53
4.8 Mapa da amplitude do sinal analítico do campo magnético residual, com o
sistema de cores RGB no método de distribuição normal, com a localização
dos alvos Lagoa da Mina ao norte (elipse azul) e cercado velho ao sul (polígono
preto). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.9 mapa da derivada vertical de primeira ordem com a localização aproximada
dos alvos Lagoa da Mina (elipse azul) e Cercado Velho (polígono preto). . . . 56
4.10 mapa do campo magnético residual filtrado com RTP. . . . . . . . . . . . . . 57
4.11 Mapas do campo magnético residual continuados para cima: A (200 m), B
(400 m), C (600 m) e D (800 m). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.12 Mapa sombreado da anomalia Bouguer total. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.13 Mapa sombreado da anomalia Bouguer residual com a localização aproximada
dos corpos mineralizados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.14 Modelo gravimétrico inverso 3D com contraste de densidades variando de -0,19
a 0,23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
ix
4.15 Modelo gravimétrico inverso 3D com contraste de densidade dentro do in-
tervalo de 0,09 a 0,23, com destaque para a localização dos alvos Lagoa da
Mina (demarcado em azul) e Cercado Velho (demarcado em vermelho) e a
localização dos furos de sondagem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.16 Comportamento da anomalia Bouguer total para os perfis estudados. Os
pontos representam as estações de medida. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 64
4.17 Perfil AB � Seção vertical do modelo inverso na posição 8948561mN com
representação esquemática da localização dos furos de sondagem FCV-26 e
FCV-05 e teores de cobre nos furos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.18 Perfil CD � Seção vertical do modelo inverso na posição 8948711mN com
representação esquemática da localização dos furos de sondagem FCV�40 e
FCV�41 e teores de cobre nos furos chegando a 4% no furo FCV�41. . . . . . 66
4.19 Perfil EF � Seção vertical do modelo inverso na posição 8948761mN com
representação esquemática da localização dos furos de sondagem FCV�12 e
FCV�38 e teores de cobre nos furos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.20 Perfil GH � Seção vertical do modelo inverso na posição 8948811mN com
representação esquemática da localização dos furos de sondagem FCV�43 e
FCV�47 e teores de cobre nos furos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.21 Perfil IJ � Seção vertical do modelo inverso na posição 8949361mN com re-
presentação esquemática da localização dos furos de sondagem FLM�43 e
FLM�46 e teores de cobre nos furos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.22 Perfil KL � Seção vertical do modelo inverso na posição 8949411mN com repre-
sentação esquemática da localização dos furos de sondagem FLM�09, FLM�24
e FLM�53 e teores de cobre nos furos, com destaque para a distribuição ho-
mogênea da mineralização ao longo do corpo mais denso verificada nos três
furos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.23 Perfil MN � Seção vertical do modelo inverso na posição 8949461mN com
representação esquemática da localização dos furos de sondagem FLM�18 e
FLM�27 e teores de cobre nos furos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.24 Perfil OP � Seção vertical do modelo inverso na posição 8949511mN com
representação esquemática da localização dos furos de sondagem FLM�42 e
FLM�49 e teores de cobre nos furos, com destaque para o furo FLM�42 que
apresenta ocorrência de mineralização nas áreas de contraste de densidade
positivas (corpos mais densos) e esterilidade nas áreas dos corpos com menores
densidades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.25 Mapa da concentração de K (%) com a localização aproximada dos corpos
mineralizados mapeados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.26 Mapa da concentração de U (ppm) com localização aproximada dos corpos
mineralizados mapeados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
x
4.27 Mapa da concentração de Th (ppm) com localização aproximada dos corpos
mineralizados mapeados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.28 Mapa da razão Th/K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.29 Mapa da razão U/K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.30 Mapa da razão U/Th . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.31 Mapa ternário dos dados radiométricos aéreos com coloração tipo RGB) . . . 80
5.1 Perfil do furo FLM�09 no intervalo -150 a -175 m, mostrando a variação da
susceptibilidade magnética sem associação com o teor de mineralização, com
destaque para os picos nas zonas de transição entre o melanorito-piroxenito-
melanorito. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.2 Perfil do furo FLM-09 no intervalo de -225 a -250 m, mostrando a variação do
teor de minério chegado a 3% na litologia melanorito, sem a variação positiva
da susceptibilidade magnética. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.3 Amostra na posição 108m do furo FLM-18 com valor de susceptibilidade apro-
ximadamente de 0,7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.4 Gráfico de dispersão da susceptibilidade magnética X teor de cobre para amos-
tras dos 18 furos com cálculo do coeficiente de correlação R2. . . . . . . . . . 84
5.5 Representação esquemática dos domínios magnéticos . . . . . . . . . . . . . 85
5.6 Mapa da derivada vertical do campo magnético residual sobreposto ao mapa
geológico local com as delimitações dos alvos Lagoa da Mina ao norte e Cer-
cado Velho ao sul. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.7 Histograma de distribuição dos valores de susceptibilidade magnética nas
amostras dos testemunhos de sondagem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.8 Mapa interpretativo com a divisão das províncias gravimétricas. . . . . . . . 89
5.9 Perfil KL mostrando o teor de mineralização para os furos FLM�09 e FLM�53
e o perfil da anomalia Bouguer na linha 8949411. . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.10 Abundância relativa de elementos radioativos em diferentes tipos de rochas
(Fonte: Kearey, 2009). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.11 Mapa concentração de potássio sobreposto aos polígonos dos corpos geológicos. 92
xi
INTRODUÇÃO
O cobre é o principal metal não ferroso utilizado na indústria. Sua larga utilização é
devida principalmente à sua propriedade de boa condutibilidade.
O Brasil é o décimo quinto maior produtor de cobre do mundo, mas só recentemente
foi capaz de chegar à autossuficiência. Reservas de cobre são estratégicas e importantes para
o desenvolvimento de qualquer pais.
Os principais tipos de jazidas de cobre podem ter suas origens vinculadas a processos
de segregação magmática e de deposição hidrotermal.
Na indústria da mineração a utilização de métodos geofísicos mostra se ferramenta
essencial para a redução do risco exploratório e caracteriza-se principalmente pela utilização
de métodos magnéticos, gravimétricos e radiométricos que otimizam o mapeamento geológico
e fornecem dados mais confiáveis para tomada de decisão.
Os métodos potenciais são bastante utilizados na exploração mineral, servindo desde
auxiliares no mapeamento geológico regional até no modelamento de depósitos. Na explo-
ração de minério de cobre o emprego dos métodos magnético e gravimétrico terrestre têm
sido utilizados com sucesso na localização de corpos mineralizados. A boa resposta geofí-
sica do método gravimétrico se dá pelo contraste de densidades do depósito em relação à
rocha encaixante, já o método magnético é eficaz em ambientes onde a mineralização ocorre
associada com a presença de magnetita (Luiz, 2013).
Este trabalho propõe-se a utilizar métodos geofísicos na exploração de minério de cobre,
na Fazenda Angico, município de Curaçá-Ba, tendo como objetos de estudo os alvos Lagoa
da Mina-LM e Cercado Velho-CV, com o emprego dos métodos potenciais gravimétrico e
magnético, do método gamaespectrométrico e com medidas de propriedades físicas (gamaes-
pectrometria e susceptibilidade magnética) em testemunhos de sondagem. O objetivo é além
de treinar o estudante no processamento de dados dessa natureza, observar se há padrões de
anomalia nas zonas mineralizadas em mapa e nos testemunhos de sondagem afim de auxiliar
na descoberta de outros potenciais alvos.
Os dados utilizados na realização deste trabalho foram cedidos pela Mineração Caraíba
S/A e compreendem dados magnéticos e gravimétricos terrestres coletados em uma área de
aproximadamente 134 ha por equipes da própria empresa e radiométricos aéreos coletados
pela CBPM. As medidas nos testemunhos de sondagem foram feitas em janeiro de 2015
pelos estudantes Robson Santos da Purificação (autor deste trabalho) e Daniel Conceição
1
2
dos Santos em 9 dias de trabalho nas dependências da Mineração Caraíba S/A.
Este trabalho está organizado em 6 capítulos, o primeiro trata da localização e do
contexto geológico, o segundo trata da fundamentação teoria, o terceiro da prospecção e
processamento dos dados, o quartoaborda os dados coletados nos testemunhos de sondagem,
o quinto trata dos resultados e o sexto das conclusões.
CAPÍTULO 1
Caracterização da Área de Estudo
1.1 Localização e Acesso
A área de estudo deste trabalho está localizada no município de Curaçá (figura 1.1) no
norte da Bahia, distante aproximadamente 516 km de Salvador.
Figura 1.1: Localização em laranja do município de Curaçá-BA (Fonte IBGE)
A região do Vale do Curaçá já é conhecida pela ocorrência de depósitos minerais de cobre
na Bahia. É onde está localizada a empresa Mineração Caraíba S.A. (MCSA). Segundo o
Departamento Nacional de Pesquisa Mineral-DNPM a região foi responsável por 12,1% da
produção de cobre no Brasil em 2009 (Farias, 2009).
3
4
1.2 Contexto Geológico
A área de estudo deste trabalho está localizada sobre o cinturão Salvador-Curaçá na parte
norte do Cartón do São Francisco, que é definido por Barbosa (1997) como plataforma sin-
Brasiliana formada por terrenos Arqueo-Proterozoicos, a qual cobre uma extensa área desde
a parte central do Estado de Minas Gerais no Quadrilátero Ferrífero, até o norte da Bahia,
área de desenvolvimento deste trabalho.
A região do vale do Curaçá é formada por um embasamento de composição tonalítica a
quartzo monzodioritica com níveis gabróicos. As rochas supracrustais são compostas por
gnaisses magnetitas-quartzitos e olivina-mármores. Os depósitos estão associados em ge-
ral a rochas máficas-ultramáficas. O alvo Angico, objeto deste estudo, está localizado na
província cuprífera do Vale do Rio Curaçá, mas especificamente na parte norte do Cin-
turão Itabuna-Salvador-Curaçá que segundo Oliveira et al., (2004) e Misi et al., (2012) é
uma região geológica caracterizada pela ocorrência de terrenos de alto grau metamórfico de
idade arquano-paleoproterozóica que ocorrem na borda leste do Cráton do São Francisco e
constituem uma extensa faixa continua.
O Cráton do São Francisco é uma unidade tectônica que compreende a maior parte do
estado da Bahia e se estende a regiões vizinhas de Minas Gerais, Sergipe, Pernambuco e
Goiás. Seu embasamento consolidou-se ao término do ciclo Transamazônico. Ele é um
dos mais significativos remanescentes da crosta continental arqueana/paleoproterozoica na
América do Sul. Foi dividida em dois compartimentos litológicos distintos por Teixeira (1997)
a saber: coberturas plataformais dobradas e embasamento, este, constituído por três tipos
de terrenos característicos:
(i) Sequências supracrustais metamerizadas correspondentes aos cinturões
Vulcano-sedimentares;
(ii) Terrenos de médio grau metamórfico constituídos de complexos
gnáissicos/migmatiticos;
(iii) Terrenos de alto grau metamórfico com fáceis variando do anfibolito até o granulito;
Misi et, al., (2012) explica a formação do Cinturão Itabuna-Salvador-Curaçá e a ocorrência
de rochas de alto grau metamórfico partindo da acreção continental que causou o espessa-
mento da crosta, com a formação de uma cadeia de montanhas. Nas raízes dessas cadeias de
montanhas formaram-se rochas de alto grau metamórfico (fáceis de anfibolito e granulito)
associadas à granitogênese. Posteriormente as rochas de alto grau metamórfico e granitos
5
associados foram lançados para níveis crustais mais rasos, sendo finalmente expostos pela
elevação do terreno e erosão das rochas sobrejacentes, constituindo o Cinturão (figura 1.2).
Figura 1.2: Posições relativas dos blocos no arqueano antes do início da colisão
paleoproterozoica. O polígono de cor verde mostra a localização apro-
ximada da área de estudo (Barbosa e Sabaté, 2002).
A parte norte do cinturão Itabuna-Salvador-Curaçá é denominada simplesmente de cin-
turão Salvador-Curaçá e em seus terrenos foram cartografados três principais unidades de-
nominadas Complexo caraíba, Complexo Tanque Novo-Ipirá e Suíte máfica-ultramáfica São
José do Jacuípe:
6
(i) Complexo Caraíba: ocorre desde o meridiano de Salvador, ao sul, até Curaçá, ao norte,
numa extensa faixa de terreno de direção meridiana com mais de 500 Km de extensão
(Teixeira, 1997). De modo geral o termo Complexo Caraíba é utilizado para designar
parcialmente um conjunto de gnaisses de alto grau metamórfico migmatitos e
granitoides diversos, admitindo como rochas mais antigas da área estudada (Pereira
1992). Ainda, segundo Teixeira (1997) o Complexo Caraíba foi gerado por sucessivos
eventos de acresção magmática e retrabalhamento crustal.
(ii) Complexo Tanque Novo-Ipirá: Constituído dominantemente por rochas
metassedimentares (Oliveira., 2004). Para Angelin (2001) as sequencias
metavlucano-sedimentares são evoluídas do Arqueano ao Paleoproterozóico
metamorfizadas no fáceis anfibolito a granulito.
(iii) Suíte São José do Jacuípe: Associação máfica-ultramáfica que aflora na porção
sudoeste do Cinturão Salvador-Curaçá, ocorrendo na forma de lentes descontinuadas
(Misi et al., 2012).
Para Angelin (2001) o processo de formação dos complexos integrantes da parte norte do
Cinturão Salvador-Curaçá ocorreu primeiro pela formação de uma crosta oceânica, que hoje
vem a ser a Suíte São José do Jacuípe, seguida de acréscimo de pilha Vulcano-sedimentar,
Complexo Tanque Novo-Ipirá, enquanto o Complexo Caraíba formou-se da fusão parcial da
Suíte São José do Jacuípe subduzida para leste pela crosta oceânica e por fim o fechamento
do rifte por deformações tangenciais e transcorrentes sinistrais progressivas.
O Complexo Caraíba certamente é o mais estudado por ser portador de uma série de
corpos máficos-ultramáficos mineralizados na região do vale do rio Curaçá alguns deles com
grande potencial econômico, como é o caso do corpo máfico-ultramáfico da Mina Caraíba,
que é uma das mais importantes minas de cobre do país. A figura 1.3 apresenta o que
segundo Oliveira (2004) foi o processo de evolução tectônica da região.
7
Figura 1.3: Evolução tectônica proposta para o norte do cinturão Itabuna-Salvador-
Curaçá. (a) acresção do arco Caraíba com o bloco Gavião; (b) frag-
mentação do microcontinente Serrinha e abertura da bacia oceânica
Rio Itapicuru, seguida pelo fechamento da bacia e formação do arco
de ilha; (c) colisão arco-continente e colocação de plutons; (d) arco de
margem continental com rochas vulcânicas; (e) final da colisão obli-
qua continente-continente e colocação de corpos graníticos sin e pós
colisionais. Fonte: Baldim (2012).
O Cinturão Itabuna-Salvador-Curaçá, tem sido objeto de diversos estudos, motivados
principalmente pelo seu elevado potencial metalogenético como é o caso dos depósitos de
cobre, objeto deste trabalho. Para Misi et al., (2012) essas mineralizações ocorreram no
intervalo de 2.100 a 1.850Ma durante a aglutinação do Cráton do São Francisco associada
a interação manto-crosta na formação do paleocontinente Atlântica. Os corpos máficos-
ultramáficos estão espalhados pelo Vale do Curaçá, alguns contendo mineralização de cobre
de caráter econômico. A figura 1.4 mostra um mapa geológico regional simplificado com a
localização de alguns corpos mineralizados do Vale do Curaçá.
8
Figura 1.4: Mapa geológico simplificado do vale do rio Curaçá mostrando áreas de
ocorrência de corpos máficos-ultramáficos, com destaque para a área
de estudo . Adaptado de Delgado & Souza (1975) (Fonte: Misi et al.,
2012).
1.2.1 Geologia Local
A área de estudo deste trabalho denominada Angico, está localizada entre os paralelos 9◦S
e 10◦S e meridianos 39◦45
′
W e 40◦W na fazenda de mesmo nome, com a ocorrência de dois
alvos potencialmente portadores de mineralização de cobre, os alvos Lagoa da Mina - LM e
Cercado Velho - CV distantes aproximadamente 800 metros.
Para Silva (1984) a geologia da sequência supracrustal da área do vale do Curaçá é
constituída principalmente pela ocorrência de gnaisses, lentes de anfibolitos, quartzitos, for-
mações ferríferasfáceis oxido e rochas calcosilicatadas algumas vezes estas rochas estão
recobertas por ortognaisses mais jovens.
9
A fazenda Angico está localizada sobre terrenos integrantes do complexo Caraíba já
definido no item 1.2 deste trabalho e cuja a denominação se deu em referência à área tipo
da mina Caraíba. Assim, é uma área dominada por rochas altamente metamorfizadas e
migmatizadas. Delgado & Souza (1975) afirmam que associados a essas rochas ocorrem
inúmeros corpos concordantes de rochas máficas-ultramáficas potencialmente hospedeiras de
mineralizações cupríferas e alguns copos graníticos.
Corpos máficos-ultramáficos ocorrem na grande superfície de planície vale do rio Curaçá
e geralmente não constituem afloramentos (Delgado & Souza, 1975). Contudo, segundo D'el
Rey Silva (1984) podem ser identificados terreno pelo solo argiloso de cor cinza escura e
pelos fragmentos de rochas, geralmente através de fotografias áreas (figura 1.5). Em alguns
casos a localização desses corpos através deste método é dificultada e até impossível, pois a
alteração das características do solo depende da profundidade destes corpos e de sua forma,
logo corpos estreitos dificilmente serão identificados desta forma.
Os corpos máficos-ultramáficos são constituídos de anfibilitos, dioritos, gabros, noritos,
piroxenitos, serpentinitos e peridotitos. Eles possuem uma constituição litológica complexa,
refletida na sucessão de faixas litológicas de composições mineralógicas diversas, com espes-
suras variando de centímetros a dezenas de metros (Delgado & Souza, 1975).
Delgado & Souza, (1975) classificou os corpos máficos-ultramáficos do vale do rio Curaçá
em quatro categorias de acordo com a abundancia: anfibolíticos, gabro-dioríticos, norítico-
piroxeníticos e sepentiníticos. Segundo D'el Rey Silva (1984) as mineralizações ocorrem
mais comumente nos corpos norítico-piroxeníticos. Para estes autores os corpos máficos-
ultramáficos apresentam forma tabular ou lente delgada e configuração superficial, com for-
mas aparentemente irregulares. São metamorfitos cujo grau de metamorfismo está, em geral,
em plana conformidade com as rochas encaixantes.
O corpo Lagoa da Mina, pela sua possibilidade de identificação em campo devido ao fato
de apresentar característica de solo com a cor cinza escura já era conhecido pela população
local enquanto o corpo Cercado Velho foi descoberto em 1966 pela empresa de pesquisa
geológicas GEOSOL.
O corpo de Lagoa da Mina é constituído predominantemente por rochas noríticas-
dioríticas com piroxenitos e anfibolitos associados. A morfologia é bem visível em fotos
aéreas (figura 1.5). É evidenciado, no campo, pelo solo massapê cinza escuro característico
da alteração de rochas máficas-ultramáficas.
Existe uma íntima associação de rochas hipersteníticas que passam a melanoríticas,
noríticas e estas a hiperstênio-dioritos, etc, sendo esta intensa variação litológica produtos
das transformações metassomáticas e migmatizantes das rochas máficas-ultramáficas. As
rochas encaixantes são constituídas principalmente de anfibólio gnaisses e quartzo-feldspato
gnaisses.
10
Figura 1.5: Foto de satélite da área de estudo com o alvo Lagoa da Mina ao norte e
Cercado Velho ao sul, destaque para a mancha cinza sobre o alvo Lagoa
da Mina. (Imagem satélite ESRI, 2012).
Nas partes periféricas do corpo existem fenômenos de granitização nas zonas de transi-
ção entre gabro e quartzo-dioritos. No meio da massa máfica inversões constantes do sentido
11
do mergulho das foliações que se orientam no geral no sentido N-S, mas parecem condicio-
nadas a intensa perturbação tectônica.
O corpo Cercado Velho é constituído dominantemente por rochas gabro-dioríticas as-
sociadas a noritos, piroxenitos, anfibolitos e rochas fáceis do xisto verde. Apresenta uma
superfície de forma alongada, tabular. No campo a identificação do corpo é dificultada
devido a estreita faixa de solo cinza que não é visível em aerofotografias.
As rochas têm maior grau de transformações hidrotermais que o corpo Lagoa da Mina,
normalmente foliadas com mergulhos fortes com tendência para leste. A rochas encaixantes
são gnaisses migmatizadas, rochas dioríticas e quartzo-dioríticas.
As mineralizações de sulfetos são principalmente de calcopirita, pirita, bornita e rara-
mente pirrotita confinadas principalmente nas rochas noríticas-piroxeniticas, acompanhando
o contato destas litologias, no corpo Lagoa da Mina, as mineralizações ocorrem principal-
mente nos noritos em forma de grãos disseminados e de microlentes preenchendo juntas e
fissuras. No corpo Cercado Velho as mineralizações ocorrem de forma alongada e tabular
refletindo a forma do corpo máfico-ultramáfico, as rochas mineralizadas acham-se frequente-
mente alteradas hidrotermalmente e algumas vezes totalmente cisalhadas (Delgado & Souza,
1975).
A remobilização da mineralização de cobre está associada a granitização com concen-
tração de mineralização nas zonas ultramáficas, e com o hidrotermalismo metassomatizante
e a dobramentos no caso particular de Lagoa da Mina.
A figura 1.6 traz o mapa geológico da área de estudo trabalho. Os corpos máficos-
ultramáficos estão em evidência no mapa, no entanto, não há ocorrência de afloramentos no
campo.
12
Figura 1.6: Mapa geológico da Fazenda Angico (confeccionado com dados da MCSA
e da Docegeo).
CAPÍTULO 2
Embasamento Teórico
2.1 Método Gravimétrico
O método potencial gravimétrico consiste no estudo da geologia de subsuperfície com base
nas variações do campo gravitacional terrestre causadas pelo contraste lateral de diferenças
de densidades das rochas.
O método se baseia na ideia de corpo causador, que é uma unidade de rocha com den-
sidade diferente da circundante. Várias situações geológicas geram zonas de massa anômala
capazes de produzir anomalias de gravidade mensuráveis, além disso existe um vasto intervalo
de valores de densidades entre os tipos de rochas o que gera o problema da ambuiguidade,
tornando importante uma correta interpretação das anomalias gravimétricas.
2.1.1 Lei da Gravitação Universal
A base do método gravimétrico é a Lei da Gravitação Universal, que afirma que a força
de atração F entre duas massas m1 e m2 cujos centros estão separados por uma distância r
é obtida por:
F =
Gm1m2
r2
(2.1)
Onde G é a constante Gravitacional (6, 67x10−11m3kg−1s−2).
Figura 2.1: Força de atração entre as duas massas m1 e m2 separadas por uma
distancia R.
13
14
Considerando hipoteticamente a terra como uma esfera homogênea e estática de massa M
e de raio R podemos encontrar a força que a terra exerce sobre uma massa pequena m sobre
sua superfície como:
F =
GM
r2
m = mg (2.2)
A expressão 2.2 relaciona a força com a massa por meio da aceleração g que é conhecida
como aceleração gravitacional, ou simplesmente gravidade, o peso da massa é dado por mg.
O módulo de g é dado por:
g =
GM
r2
(2.3)
M = ρ.v (2.4)
g =
G.ρ.v
R2
(2.5)
Embora a expressão 2.5 represente o módulo do vetor atração gravitacional g para uma
terra hipotética, na realidade a gravidade não é constante em todos os pontos da superfície,
uma vez que a terra apresenta forma elipsoidal com irregularidades no relevo e não esférica,
e tampouco sua composição é homogênea, de forma que a gravidade varia em sua superfície.
Desta forma, o campo gravitacional é definido como um modo mais útil de ser abordado em
termos de potencial gravitacional U e sua equação e:
U =
Gm
r
(2.6)
A aceleração gravitacional g é uma grandeza vetorial, possuindo magnitude, direção e
sentido, já o potencial gravitacional U é uma grandeza escalar, possuindo apenas magnitude.
A primeira derivada de U em qualquer direção dá o componente da gravidade naquela direção.
O valor médio da gravidade na superfície da terra é cercade 9, 8ms−2. As variações de
gravidade causadas pelas diferenças de densidades na subsuperfície são da ordem de 100ms−2.
A unidade micrômetro por segundo é conhecida como unidade gravimétrica � gu, no entanto,
usualmente utiliza-se a unidade de medida do sistema CGS cm/s2 denominada como Galileo
ou Gal, como a mudança na aceleração da gravidade em estudos geofísicos é da ordem de
10−3 Gal utiliza-se a unidade mGal (miligal). 1mGal é equivalente a 10gu.
15
2.1.2 Instrumentação
Os equipamentos utilizados para efetuarem levantamentos geofísicos gravimétricos são os
gravímetros, basicamente existem dois tipos de gravímetro, os absolutos e os diferenciais ou
relativos.
Os dados utilizados neste trabalho foram coletados com o gravímetro Autograv Scintrex
CG5 de propriedade da MCSA com precisão de 5 microgals (1 microgal = 10 nm/s2).
2.1.3 Anomalias Gravimétricas
Partindo do conceito de corpo causador, consideraremos o efeito gravitacional de uma
massa anômala δg, com componentes horizontal e vertical δgx e δgy, respectivamente, sobre
o campo gravitacional local g cuja representação no diagrama vetorial está na figura 2.2,
temos:
g + δg =
√
((g + δgz)2 + δg2x) =
√
(g2 + 2gδgz + δg2z + δg
2
x) (2.7)
Figura 2.2: Relação entre o campo gravitacional e as componentes da anomalia da
gravidade de uma massa pequena (Kearey et al., 2009).
Os termos δ2 são insignificantemente pequenos, podendo ser ignorados, logo:
g + δg ≈ g + δgz (2.8)
de forma que:
δg ≈ δgz (2.9)
16
Consequentemente, as perturbações da gravidade medidas correspondem efetivamente à
componente vertical da atração do corpo causador.
2.1.4 Correções Gravimétricas
Antes que os resultados de um levantamento possam ser interpretados, é necessário corrigi-
los para todas as variações do campo gravitacional da terra que não resultem de diferenças
de densidades das rochas em subsuperfície. Esse processo é conhecido como redução gravi-
métrica.
Quatros fatores principais influenciam na medida da gravidade em cada ponto: latitude
do ponto de observação, distância ao centro da terra, presença de massa entre o datum e o
ponto e presença de montanhas ou depressões próximas ao local da medida.
Correção de Latitude
O valor da gravidade aumenta à medida que nos afastamos do equador, isso se dá devido a
forma não esférica da terra e pelo fato de a velocidade angular de um ponto sobre a superfície
da terra diminuir a partir de um máximo no equador até uma velocidade nula nos polos.
Logo a latitude de um ponto observado influência no resultado da medida de duas maneiras,
a distância até o centro da terra e a ação da aceleração centrípeta.
O efeito final desses fatores é que a gravidade nos polos é maior que a gravidade no
equador.
A fórmula de Clairaut relaciona a gravidade à latitude sobre o esferoide de referência
de acordo com uma equação na forma de:
gφ = g0(1 + k1sen
2φ− k2sen22φ) (2.10)
onde gφ é o valor da gravidade previsto na latitude φ, g0 é o valor da gravidade no equador
e k1 e k2 são constantes dependentes da forma e velocidade da terra.
Correção de Ar-Livre
A correção de ar livre consiste em compensar os efeitos das diferenças de altitude das
estações em relação ao datum de referência. Nesse tipo de correção, descarta-se os efeitos
causados pelas massas existentes entre o nível da estação e do datum. A expressão para a
correção é dada por:
gfa = ±0, 308765108h (2.11)
onde h é a diferença de elevação entre a estação e o datum de referência, em metros.
17
Correção Bouguer
A correção de bouguer tem o objetivo de tornar homogênea todas as massas entre o ponto
de observação e o nível do datum, estendendo-se um platô de espessura igual a altura do
ponto de observação. A atração que um platô infinito exerce sobre uma massa m localizada
na altura h é dada por
gb = 2piρGh (2.12)
substituindo os valores das constantes na expressão temos que a correção de bouguer é dada
por
gb = ±0, 04185ρh (2.13)
onde ρ é a densidade em g/cm3 cujo valor atribuído neste trabalho foi de 2, 67g/cm3 e h é
a altura da estação de observação em relação ao datum de referência.
Correção de Terreno
A correção de terreno considera irregularidades topográficas em relação ao platô de bou-
guer. Ela busca eliminar as variações no valor da gravidade causadas por acidentes topo-
gráficos na vizinhança da estação. Após a correção passamos a considerar que temos uma
superfície terrestre horizontalizada (figura 2.3).
Figura 2.3: (A) a correção de ar-livre para uma observação numa altura h em
relação ao datum; (B) correção de bouguer, onde a região sombreada
corresponde a a uma placa de espessura h estendendo-se ao infinito; (c)
correção de terreno. (Adaptado de Kearey et al., 2009).
2.1.5 Anomalia Bouguer
Conhecendo-se os valores das correções de ar-livre (gfa), da gravidade teórica calculada
em função da latitude (gphi), e da correção de bouguer (gb), podemos determinar a anomalia
bouguer (Blakely, 1996) por:
∆gb = gobs − gfa − gb − gφ (2.14)
18
As correções gravimétricas descritas no item 2.1.4 deste trabalho, bem como a obtenção
dos valores da anomalia bouguer foram realizadas utilizando as tabelas no formato .xls
disponibilizadas por HOLOM et al., (2007). A estação base utilizada no levantamento é
denominada Estação Igreja Pinhões e seu valor de gravidade absoluto é de 978052.750 mGal
obtido pela MCSA em 13/05/2010 em relação a estação gravimétrica 8094236 integrante da
Rede Gravimétrica do IBGE, localizada no município de Juazeiro � BA.
2.1.6 Inversão de Dados Gravimétricos
A inversão de dados geofísicos consiste na obtenção de um modelo matemático cujas pro-
priedades produzam anomalias tão próximas às medidas em campo. Ela pode ser discretizada
da seguinte forma:
b = Ap (2.15)
onde b é o vetor das medidas da anomalia bouguer, A é a matriz da função de Green contendo
a distribuição espacial do meio e p é o vetor das densidades. Determinar os parâmetros
geométricos e físicos da fonte seria resolver o problema inverso,
p = A ∗ b (2.16)
onde A∗ representa um operador matricial inverso adequado para a resolução do problema.
O problema inverso para o método gravimétrico é instável na presença de ruídos e não
tem solução única (Castro, 2005). Algumas formas de reduzir a instabilidade do problema
inverso é a adoção de vínculos físicos e geológicos aos procedimentos computacionais, como
estabelecer limites inferiores e superiores para os parâmetros do modelo, concentração das
fontes anômalas em torno de um elemento geométrico e compactação da fonte.
Na resolução do problema inverso supõe-se que a forma do corpo possa ser recuperada
com boa precisão através de um modelo interpretativo que considera o contraste de densidade
constante dentro das células retangulares justapostas.
2.2 Método Magnetométrico
O método geofísico magnético tem por objetivo investigar a geologia com base nas ano-
malias do campo magnético da terra resultantes das propriedades magnéticas das rochas em
subsuperfície. A grande maioria dos minerais formadores das rochas não são magnéticos, mas
certos tipos de rocha apresentam minerais magnéticos suficientes para produzirem anomalias
magnéticas significativas.
19
O método magnético baseia-se no princípio de campo magnético secundário gerado a
partir da interação de materiais magnéticos com o campo terrestre, esses materiais magné-
ticos podem ser rochas ou até objetos metálicos enterrados.
2.2.1 Conceitos Básicos
O campo magnético origina-se a partir do fluxo magnético. Considerando
~H como a
intensidade de um campo magnético e µ a permeabilidade magnética a indução magnética
~B (campo magnético) será dada por:
~B = µ ~H (2.17)
~H é medido em ampère por metro (A.m−1) no Sistema Internacional de Unidades (SI),a
unidade do fluxo magnético é volt por segundo (V.s−1), também chamada de weber (Wb), as-
sim, a indução magnética é medida no SI em testa (T). Como as anomalias nos levantamentos
geofísicos geralmente são de pequenas os valores são expressos em nanotesla (1nT = 10−9T ).
A permeabilidade magnética é definida como
µ =
~B
~H
(2.18)
e sua unidade é dada em ohm segundo por metro (Ωsm−1). A permeabilidade magnética no
vácuo é denotada como µ0. Em geofísica considera-se que a permeabilidade magnética do ar
e da maioria das rochas é igual a µ0, logo B0 é a indução magnética no vácuo e ~B0/µ0 a sua
intensidade correspondente. No SI µ0 é igual a 4pi.10
−7Ωsm−1.
2.2.2 Susceptibilidade Magnética
Um corpo magnetizável, quando exposto a um campo magnético externo será magnetizado
por indução, essa magnetização é decorrente da reorientação dos átomos e das moléculas que
tem seus spins alinhados. Ela é medida pela polarização magnética
~M (A/m) que é conhecida
também como intensidade de magnetização ou momento dipolo por unidade de volume.
~M =
~m
v
(2.19)
onde v é o volume ~m é o momento magnético e sua unidade é Am2. . As linhas dos dipolos
orientados irão produzir um campo magnético secundário
~B uniformemente magnetizado,
quando
~M é constante em módulo e direção através do corpo.
~M é proporcional à intensidade e tem a mesma direção da força de magnetização ~H do
campo induzido para campos magnéticos de pequena magnitude e a constante que irá definir
a magnetização do corpo é denominada susceptibilidade magnética χ , definida como:
~M = χ. ~H (2.20)
20
Desta forma, a equação da indução magnética (2.17) pode ser escrita como:
~B = µ0( ~H + ~M) = µ0(1 + χ) ~H (2.21)
No SI a susceptibilidade magnética é adimensional. A resposta magnética das rochas e
minerais é determinada pela susceptibilidade magnética do material.
2.2.3 Fontes do Campo Magnético
Os três principais tipos de fontes do campo magnético, são o campo externo, originado
no exterior da terra e com grande variação, campo secundário (anomalias magnéticas) cau-
sadas por fontes magnéticas localizadas nas proximidades da crosta superficial e o campo
geomagnético originado no interior da terra (Gonçalves, 2008).
O campo principal é o campo geomagnético, importante na manutenção da vida na
terra já que impede a entrada de partículas nocivas vindas do espaço. A teoria mais aceita
para a existência do campo geomagnético é a teoria do dínamo, onde a terra funciona como
um grande ímã. Da teoria do dínamo, supondo a terra uma esfera uniformemente magneti-
zada com um dipolo magnético no centro da terra e aproximadamente axial ao seu eixo de
rotação. A intensidade do campo magnético,
~F pode ser escrita em termos de três compo-
nentes ortogonais
~Fx, ~Fy e ~Fz. A Intensidade horizontal ~H, resultante de ~Fx, ~Fy forma um
ângulo com
~Fx denominado Declinação magnética, D, e outro com ~Fz denominado Inclinação
Magnética, I.A figura 2.4 apresenta as componentes do campo geomagnético.
Figura 2.4: Componentes do campo geomagnético (Adaptado de PEREIRA, 2013).
21
As equações que representam as componentes do campo geomagnético são:
F 2 = H2 + (Fz)
2
(2.22)
H2 = (Fx)
2 + Fy (2.23)
Fx = HcosD (2.24)
Fy = HsenD (2.25)
Fz = FsinI (2.26)
H = FcosI (2.27)
D = arctan
Fy
Fz
(2.28)
I = arctan
Fz
H
(2.29)
Então o vetor intensidade magnética pode ser escrito como:
~F = F [(cosD.cosI)~i+ (sinD.cosI)~j + (sinI)~k] (2.30)
2.2.4 Instrumentação
Os magnetômetros utilizados mais comumente em levantamentos geofísicos são do tipo
fluxgate, bombeamento óptico e precessão nuclear cujo funcionamento se baseia na movi-
mentação dos prótons de algum liquido rico em hidrogênio, quando submetidos a variações
do campo magnético. O magnetômetro utilizado na realização deste trabalho é do tipo
de precessão nuclear, modelo GSM-19W da fabricante GEM Systems e de propriedade da
MCSA.
2.2.5 Correções Magnéticas
O objetivo das correções de dados magnetométricos é extrair variações no campo magné-
ticos causadas pelo campo externo (variação diurna) e remover as medidas do campo mag-
nético calculado (IGRF), permitindo que os valores do campo magnético obtidos a partir
das correções atribuídos exclusivamente aos materiais magnéticos em subsuperfície.
Correção da Variação Diurna
As variações diurnas no campo geomagnético ocorrem devido a fatores externos, princi-
palmente à ação solar. Estas variações ocorrem randomicamente e em dias calmos a variação
22
diurna é suave e regular com amplitude diária de aproximadamente 20−80nT , com o máximo
nas regiões polares.
Uma das formas de corrigir a interferência da variação diurna nos dados é a utilização
de um magnetômetro base, que fica em uma posição fixa, efetuando medidas do campo
magnético em intervalos pequenos e regulares ao longo do período do levantamento dos dados
no campo, ao fim do levantamento os dados do magnetômetro móvel são sincronizados com
o magnetômetro fixo evitando com que perturbações externas influenciem nos resultados.
Remoção do IGRF
A remoção do IGRF (International Geomagnetic reference Field), remove o efeito do
campo geomagnético de referência dos dados do levantamento. O IGRF é um modelo do
campo geomagnético não perturbado bem definido matematicamente.
Através de valores de latitude, longitude e altitude conseguimos calcular o IGRF como
uma função da posição, com coeficientes calculados pela IAGA (International Association of
Geomagnetism & Aeronomy).
Chamando o campo geomagnético IGRF de T e o os valores lidos no levantamento de
T
′
a remoção do IGRF é expressa da seguinte maneira:
∆T = T
′ − T (2.31)
que é a anomalia magnética provocada por materiais magnéticos na crosta terrestre.
2.3 Método Radiométrico
A pesquisa de minerais radioativos tornou-se importante nas últimas décadas, por causa
da demanda por combustíveis nucleares. O levantamento Radiométrico é empregado na
pesquisa dos depósitos necessários a essa aplicação e também dos depósitos não radioativos
associados a elementos radioativos (Kearey, et al. 2009).
Na natureza alguns isótopos são instáveis e se transformam em núcleos mais estáveis
através de emissão de radiação energética ionizada. A esses isótopos instáveis dá-se o nome
de radioisótopos. Cada radioisótopo possui uma probabilidade característica associada com
a desintegração radioativa em seu núcleo. Esses isótopos são o objeto de estudo do método
radiométrico.
23
2.3.1 Conceitos Fundamentais
Quando o isótopo instável emite energia em seu processo de desintegração espontânea,
esta energia pode ser de três tipos possíveis:
Partículas alfa (α): São núcleos de hélio 42He. Desta forma após um decaimento
alfa o núcleo tem seu número de prótons diminuído em duas unidades e sua massa atômica
diminuída em quatro unidades. As partículas alfa possuem massa e carga por isso são
facilmente absorvidas em poucos centímetros da atmosfera. Somente nuclídeos com números
atômicos relativamente altos decaem por radiação alfa.
Partículas beta (β): São elétrons que podem ser emitidos quando um nêutron se
divide em um próton e um elétron durante certas desintegrações. O próton permanece
dentro do núcleo de forma que o peso atômico permanece o mesmo, mas o número atômico
aumenta uma unidade para formar um novo elemento. As partículas beta são facilmente
absorvidas e conseguem viajar somente alguns metros na atmosfera.
Radiação gama (γ) : é a radiação eletromagnética (fótons) liberada de núcleos exci-
tados durante desintegrações. A radiação gama apresenta frequências em torno de 10−16Hz
aproximadamente, e diferem dos raios-X somente por serem de energia mais alta. Como não
possui carga ou massa, o poder de ionização dos raios gama é muito mais baixodo que o das
partículas α e β e, portanto, seu poder de penetração na matéria é muito maior. Devido as
suas características a radiação gama é a mais viável e disponível para medir a radiação na
terra.
As emissões radioativas têm propriedades de penetração muito diferentes. As partícula
alfa são efetivamente paradas por uma folha de papel, as partícula beta por uns poucos
milímetros de alumínio e os raios gama são parados somente por vários centímetros de
chumbo. No ar, as partículas alfa podem percorrer não mais que uns poucos centímetros; as
partículas beta somente uns poucos decímetros e os raios gama, várias centenas de metro.
Assim as partículas alfa não podem ser detectadas em levantamentos radiométricos, e as
partículas beta, somente em levantamentos de solo (Kearey et al., 2009)
A base da espectrometria de raios gama, ou gamaespectometria, é a mediação da energia
dos fótons possibilitando que a fonte de radiação seja diagnosticada. As energias de interesse
geológico estão 0,2 e 3,0 MeV, que correspondem a comprimentos de onda por volta de
10−11m e uma frequência em torno de 1019Hz.
Todos os elementos com número atômico igual ou superior a 84 são radioativos. Os
elementos de número atômico superior ao do urânio são artificiais.
Na natureza são conhecidos mais de 200 tipos de nuclídeos radioativos, emissores de
partículas alfa e beta e de radiação gama. Os elementos
40
K,
238
U e
232
Th desempenham
24
papel predominante no estudo da radioatividade natural das rochas e dos materiais da crosta
terrestre devido a sua abundância, ordem de grandeza e suas meias vidas e a possibilidade
de detecção por cintilometria gama diretamente ou através de um de seus elementos filhos.
A radiação gama utilizada nos estudos radiométricos é originada a partir do decaimento
radioativo, que é um fenômeno aleatório, onde a taxa de decaimento é proporcional ao número
de determinado tipo de isótopos presentes num certo instante. A expressão do decaimento
radioativo é dada por: ∫ N
N0
dN
N
= −λ
∫ t
0
dt (2.32)
resolvendo a integral, temos:
N = Noe
−λt
(2.33)
onde, λ é a constante de decaimento radioativo, N0 é o número de radionuclídeos presentes
no tempo t = 0 e N o número de nuclídeos presentes após o tempo t.
A meia vida de um radionuclídeo, T , é definida como o tempo necessário para o número
de núcleos de um dado isótopo decair para a metade do valor inicial, ou seja, transcorrido o
tempo de uma meia vida significa que resta a metade dos isótopos radioativos originais, ou
seja:
N
N0
=
1
2
= e−λt (2.34)
T =
0, 693
λ
(2.35)
A unidade usada para medições das atividades radioativas é o curie (Ci). É a atividade
que resulta em 3, 7.1010 desintegrações por segundo, que é o número de partículas α emitidas
por um grama de rádio puro
226
Ra em um segundo (Telford et al., 1990). Atualmente a
unidade mais comumente utilizada é o Bequerel (Bq), que corresponde a uma desintegração
por segundo (cps).
2.3.2 Instrumentação
Os levantamentos radiométricos podem ser realizados tanto em solo quanto em aeronaves,
já que a radiação gama é capaz de alcançar dezenas de metros de altitudes. Os equipamentos
mais comuns utilizados em levantamentos radiométricos são o contador Geiger, cintilômetro,
espectrômetro e medidor de emanações de radônio.
Neste trabalho os equipamentos utilizados tanto nas medidas aéreas quanto nas medidas
dos testemunhos de sondagem consistiam de espectrômetros. Seu funcionamento é baseado
no fenômeno como de que certas substancias como o iodeto de sódio ativado com tálio
convertem os raios gama em luz. Ele é capaz de identifica o elemento fonte através dos picos
de energia.
25
2.3.3 Correções
A maioria das correções dos dados radiométricos são aplicadas somente em dados aéreos,
o objetivo delas é compensar possíveis interferências causadas pela aeronave, problemas com
equipamentos a bordo. As principais correções empregadas em dados radiométricos estão
descritas abaixo.
Remoção dos Ruídos de Fundo Cósmico e da Aeronave
O ruído de fundo da radiação cósmica é causado pela interação de raios cósmicos com áto-
mos da atmosfera. As correções de ruído de fundo são obtidas através de voos de calibração
realizados sobre o mar em diferentes altitudes e em uma distância suficientemente longe da
costa, onde a presença de produtos do decaimento do radônio é mínima.
As aeronaves e equipamentos a bordo contem traços de material radioativo que podem
contribuir para a radiação de fundo. No entanto, essa radiação é constante e pode ser
determinada.
Correção do Radônio Atmosférico
A remoção do ruído de fundo proveniente do decaimento do radônio é uma tarefa com-
plicada, já que o produto filho do decaimento produz um espectro virtualmente idêntico ao
decaimento do uranio.
Krausz et al., (2003) propõe três métodos para a remoção da radiação atmosférica de
fundo do radônio: método da razão espectral, do espectro completo e dos detectores voltados
para cima. Este último é o mais utilizado, os detectores fornecem ao espectrômetro uma
sensibilidade direcional capaz de distinguir as fontes provenientes do radônio atmosférico
das fontes terrestres de radiação.
CAPÍTULO 3
Aquisição e Processamento de Dados
3.1 Testemunhos de Sondagem
Com o propósito de identificar se existe correlação entre susceptibilidade magnética e radi-
ação gama com o teor de mineralização de cobre, foram efetuadas medidas em testemunhos
de 18 furos disponibilizados pela MCSA. Metade dos furos analisados estão localizados na
porção norte da área de estudo deste trabalho denominada Lagoa da Mina�LM, enquanto a
outra metade localiza-se na porção sul denominada Cercado Velho�CV.
Os furos são designados pelos prefixos FLM e FCV indicando a localização na área
de estudo, seguido de números de identificação. Os alvos Lagoa da Mina e Cercado Ve-
lho foram objeto de sondagem em épocas distintas pela MCSA, os furos FLM foram feitos
em 2010 enquanto os furos FCV foram feitos em 2012, no momento do estudo os testemu-
nhos encontravam-se devidamente acondicionados em caixas próprias em galpão da MCSA
e totalizaram 2.451,96 m de testemunho com diâmetro médio de 6 cm.
Os testemunhos estudados já haviam sido devidamente catalogados pela MCSA quanto
ao teor de mineralização. a descrição geológica, foi disponibilizada para utilização neste
trabalho.
A distribuição espacial na área de estudo e a relação de furos estudados encontram-se
na figura 3.1 e tabela 3.1 respectivamente.
26
27
Figura 3.1: Mapa Geológico da área com a localização dos furos de sondagem.
28
FURO ESTE(m) NORTE(m) PROFUNDIDADE(METROS)
FLM-09 412500,73 8949410,79 264,50
FLM-18 412536,5758 8949461,6622 246,48
FLM-24 412604,8316 8949411,6269 144,18
FLM-27 412639,2433 8949461,6075 106,13
FLM-42 412556,8921 8949511,7762 173,02
FLM-43 412672,9136 8949361,7449 99,00
FLM-45 412507,956 8949511,6055 137,00
FLM-46 412611,7817 8949361,7737 120,00
FLM-53 412666,147 8949412,057 94,00
FCV-05 412544,411 8948562,388 214,00
FCV-12 412522,746 8948761,913 153,00
FCV-26 412429,736 8948562,282 38,85
FCV-38 412481,055 8948761,911 70,80
FCV-40 412505,218 8948711,009 120,00
FCV-41 412542,452 8948711,906 165,00
FCV-43 412514,174 8948811,627 75,00
FCV-47 412552,347 8948812,075 120,80
FCV-49 412522,293 8948861,335 110,20
Tabela 3.1: Localização e profundidade dos furos analisados com dados em metros.
3.1.1 Coleta de Dados de Propriedades Físicas
Os dados de radiação gama e de susceptibilidade magnética foram coletados diretamente
nas caixas dos testemunhos de sondagem, utilizando os equipamentos RS-125 Portable Ra-
diation Solutions da RADIATIONS SOLUTIONS INC e KT-10 Plus da TERRAPLUS, res-
pectivamente (figura 3.2). Os equipamentosforam cedidos pelo professor Hédison K. Sato
do CPGG-UFBA.
O equipamento RS-125 consiste em um espectrômetro portátil cilíndrico multicanal,
é formado por um detector de cintilação NaI(Tl) (iodeto de sódio dopado com tálio) e
um analisador de amplitude de 125 canais. Seu funcionamento se baseia no princípio do
contador Geiger, quando colocado sobre uma superfície emissora natural de radiação gama,
a energia que entra no cilindro interage com o cristal de NaI(Tl) provocando a formação
de elétrons livres e íons positivos, válvulas multiplicadoras convertem estas cintilações em
impulsos elétricos que são convertidos em contagens totais.
Os valores das contagens são armazenados na memória do equipamento e mostrados no
29
visor. As informações são fornecidas quanto a concentração em partes por milhão (ppm) de
uranio e tório e em percentagem de potássio, ainda, fornece o valor da contagem total CT
em nGy (unidade de medida Gray no SI para dose equivalente, tomando por base o efeito
biológico produzido pela radiação em tecidos vivos).
O KT-10 Plus é um susceptibilimetro que utiliza um oscilador com frequência 10 KHz
em circuito LC (indutor e capacitor em paralelo), a susceptibilidade é calculada a partir
da diferença de frequência entre a amostra e as medições de ar livre. As medições foram
realizadas em três etapas, conforme orientação do fabricante do equipamento, devido ao
fato da grande sensibilidade à temperatura e a necessidade de calcular em dois momentos a
frequência no ar livre.
As medições de susceptibilidade obedeceram às seguintes etapas:
• (i) Medida de ar livre (free air) (frequência do oscilador é medida ao ar livre);
• (ii) Medida da amostra (frequência do oscilador é medida sobre a amostra); e
• (iii) Medida de ar livre novamente.
Após a realização das etapas descritas acima o equipamento calcula o valor da susceptibi-
lidade magnética para a amostra analisada
A aquisição dos dados aconteceu em fevereiro de 2015 o espaçamento utilizado na coleta
de dados foi de 2,0 m para dados de radiação gama e 1,0 m para a susceptibilidade magnética.
O tempo de exposição do testemunho ao cintilômetro adotado foi de 60 segundos.
Os equipamentos utilizados neste projeto possuíam memória interna onde os dados
foram armazenados e descarregados ao final de cada coleta com auxílio de softwares próprios,
de forma complementar e com o objetivo de minimizar os erros operacionais os valores lidos
nos equipamentos também foram anotados pontualmente em planilhas.
30
Figura 3.2: À esquerda equipamento RS-125 (medição de radiação gama) e à direita
KT-10 Plus (susceptibilidade magnética).
3.1.2 Tratamento dos Dados
Neste trabalho os dados coletados nos testemunhos foram analisados sob dois aspectos:
a confecção de gráficos de perfis relacionados com a profundidade, ou seja, uma perfilagem
geofísica dos testemunhos propriamente dita e tratamento estatístico destes dados com o
objetivo de determinar os coeficientes de Pearson entre os fatores analisados.
3.1.3 Perfis geofísicos
Os perfis geofísicos foram gerados com o software comercial LogPlot7 da RockWare® os
dados foram dispostos na seguinte ordem K(%), U(ppm), Th(ppm), CT (nGy), litologia,
Teor de cobre (%) e susceptibilidade magnética. Os perfis de todos os furos estudados estão
dispostos nos anexos deste trabalho.
Na análise dos perfis geofísicos este trabalho procura identificar a relação entre o com-
portamento geofísico apresentado pelos testemunhos ao longo do furo, o teor de mineralização
e o tipo de litologia.
31
Tavaza (1999) sugere que há correlação entre o teor de mineralização de cobre, principal-
mente quando associado a ouro, com susceptibilidade magnética para depósitos relacionados
a atividades hidrotermais.
3.1.4 Análise Estatística
Os dados estatísticos foram dispostos em gráficos e matrizes de correlação e serão apre-
sentados no capítulo 4.
Análises estatísticas envolvendo amostras de dados geológicos são comuns principal-
mente na etapa de análise de teores amostrados em furos de sondagens com o objetivo de
garantir um melhor planejamento da etapa de extração do minério, Yamamoto (1992) e Ajub
et al. (2003) demonstraram esta aplicação para exploração de cobre e ouro respectivamente.
Considerando que dados geológicos e geofísicos são auferidos como consequência de
processos naturais não há como o pesquisador ter controle sobre eles, desta forma para
que os dados coletados possam ser tratados com métodos estatísticos válidos, apresentando
resultados adequados para interpretação, abordaremos neste capítulo sobre a distribuição de
Gauss e a covariância e demais conceitos estatísticos.
3.1.5 Conceitos de Probabilidade e Estatística
A distribuição normal ou Gaussiana é uma distribuição de probabilidade definida
quando em grandes amostras obtidas de populações naturais existe uma frequência carac-
terística, a maioria das medidas está agrupada próxima de um valor central com declínio a
partir deste ponto para ambos os lados.
Figura 3.3: Histograma dos dados de K(%) tratados neste trabalho, apresentando
distribuição próxima à normal.
Moda é um valor que ocorre com maior frequência num conjunto de dados.
Mediana é o valor numérico que separa a metade superior de numa amostra de dados
da metade inferior, ou seja, é o valor a meio do caminho na distribuição da frequência.
32
Média (neste trabalho adotaremos apenas o conceito de média aritmética) é a soma
de todas as observações dividida pelo número de observações, é calculada conforme equação
3.5:
µ =
∑
x
n
(3.1)
sendo: x = valor de cada amostra e n = número de amostras
Variância é o desvio médio quadrático a partir da média da população, é definida pela
equação:
σ2 =
∑n
i=1(xi − µ)2
n
(3.2)
Sendo: xi = valor de cada amostra, µ = média da população e n = número de amostras.
Desvio padrão mostra quanto de dispersão existe em relação à média ele é obtido
calculando-se a raiz quadrada da variância (equação 3.6).
Covariância é a variação conjunta de duas variáveis em torno da média comum a elas.
3.1.6 Coeficientes de Pearson
Para verificar se existe relação entre a variação das propriedades físicas medidas nos tes-
temunhos de sondagem e o teor da mineralização, efetuamos a análise estatística dos dados
com o intuito de obtermos índices de correlação conhecidos como coeficientes de Pearson,
que mede o grau de correlação entre duas ou mais variáveis. É um índice adimensional com
valores situados entre −1 e 1.
O cálculo de cada coeficiente de correlação (r) é feito da seguinte forma:
r =
∑
(X −X1).(Y − Y 1)
(n− 1).Sx.Sy (3.3)
onde X1 é a média do conjunto de dados da primeira variável, Sx o desvio padrão do conjunto
de dados da primeira variável, Y 1 a média do conjunto de dados da segunda variável e Sy o
desvio padrão do conjunto de dados da segunda variável.
Valores extremos (-1 e 1) atestam que há uma correlação perfeita entre as variáveis, en-
quanto r=0 indica a inexistência de correlação. Na prática dificilmente encontra-se valores
extremos nas análises, fato que leva a dificuldade de interpretar a magnitude dos coeficientes,
neste trabalho utilizaremos o score proposto por Cohen (1988), onde, os valores de r obtidos
entre 0,10 e 0,29 são considerados pequenos scores, valores entre 0,30 e 0,49 são considerados
valores médios e valores entre 0,50 e 1 podem ser interpretados como grandes.
33
A análise estatística foi feita com os dados de Susceptibilidade Magnética (.10−3SI),
Contagem Total (nGyh−1, K(%), U(ppm), Th(ppm) e a mineralização de Cu (%). A análise
foi feita para cada furo individualmente para intervalos com mineralização igual ou superior
a 0,1% e os valores dos coeficientes de Pearson obtidos foram dispostos em matrizes de
correlação, as matrizesque apresentam correlação positiva serão apresentadas a seguir.
3.2 Dados Terrestres
Os dados geofísicos terrestres utilizados neste trabalho compreendem dados magnéticos
e gravimétricos. Os dados são de propriedade da MCSA e foram coletados pela equipe de
pesquisa da empresa no período compreendido entre 2010 e 2012. Eles foram tratados no
programa Oasis Montaj 7.3 da Geosoft. O controle de qualidade dos dados foi realizado pela
MCSA.
3.2.1 Dados Magnéticos
Os dados magnéticos foram coletados em dois momentos distintos, o primeiro levantamento
realizado em 2010 teve como alvo o corpo Lagoa da Mina na parte norte da fazenda Angico
enquanto o levantamento da parte sul (Cercado Velho) ocorreu somente em 2012. Neste
trabalho os dados foram unificados em apenas um banco de dados e tratados em conjunto.
O magnetômetro utilizado nos levantamentos é do modelo GSM-19W da fabricante
GEM Systems, do tipo de precessão nuclear cujo funcionamento já foi descrito no capítulo
2 deste trabalho. Nos levantamentos foram utilizados dois magnetômetros, um móvel que
coletou o valor da componente vertical do campo magnético nos pontos de leitura e outro
fixo que fazia leitura do campo magnético a cada segundo possibilitando a posterior correção
da variação diurna.
No levantamento da parte norte realizado em 2010 as linhas tiveram espaçamento de
50 m e as leituras foram feitas a cada 13 m, a orientação das linhas foi a direção norte-sul.
O levantamento da parte sul, realizado em 2012, manteve a distância entre as linhas de 50
m, no entanto, o espaçamento entre os pontos de leitura foi aumentado para 25 m, as linhas
foram na direção leste-oeste.
As correções aplicadas nos dados magnéticos foram a correção da variação diurna e a
remoção do IGRF (item 2.2.5), ambas efetuadas na extensão Geophysics do programa Oasis
Montaj 7.3.
Após a correção dos dados foram aplicadas algumas técnicas de filtragem, com o objetivo
de facilitar a interpretação. Os dados foram submetidos ao processo de redução ao polo de
derivada vertical, cálculo da amplitude do sinal analítico e continuação para cima.
34
A Redução ao Polo (RTP) é um método proposto por Baranov (1957) e tem como
objetivo recalcular a intensidade dos dados fazendo com que eles se comportem como se
tivessem sido coletados no polo, onde a magnetização induzida é vertical, A redução ao polo
geralmente ajuda na interpretação, pois transforma uma anomalia de caráter dipolar em
uma anomalia monopolar. Este filtro desloca o máximo da anomalia fazendo com que ele se
localize exatamente em cima do corpo causador.
A aplicação do filtro RTP foi feita no Oasis Montaj e a equação utilizada pelo programa
(Geosoft, 2001), é dada por:
RTP =
[sin(I)− icos(I)cos(D − θ)]2
[sin2(Ia) + cos2(D − θ)].[sin2(I) + cos2(I)cos2(D − θ)] (3.4)
onde, I é a inclinação geomagnética, Ia é a inclinação para a correção da amplitude, D é
a declinação do campo geomagnético da região na época do levantamento e θ é a latitude
polar, que em coordenadas polares é dado por arctan (u/v) onde u e v são números de onda
no domínio da transformada de Fourier.
Os parâmetros utilizados para aplicação do filtro de redução ao polo foram obtidos na
através da calculadora IGRF do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais � INPE, disponível
no endereço http://extranet.on.br/jlkm/magdec/index.html.
Como os levantamentos ocorreram em um intervalo de dois anos os valores de inclinação
geomagnética e de declinação foram calculados para os alvos Lagoa da Mina (2010) e Cercado
Velho (2012) separadamente. Os valores utilizados constam da tabela 3.1.
Parâmetro 2010 2012
D(
◦) -22,52 -22,55
I(
◦) -22,97 -23,63
Tabela 3.2: Valores de Inclinação de Declinação utilizados na filtragem de redução
ao polo.
A Derivada Vertical (Dz) é um filtro aplicado nos dados dos campos potenciais para
realçar as fontes geológicas rasas. O filtro consiste na derivada da anomalia em relação à
direção vertical. A equação é dada por:
Dz =
∂A
∂z
(3.5)
onde A é a amplitude da anomalia.
A amplitude do sinal analítico (ASA) é um filtro de mapeamento de bordas de
corpos. O ASA consiste na combinação dos gradientes horizontal e vertical da anomalia.
35
Seus resultados são dependentes da profundidade, da extensão e mergulho do corpo (Blekely,
1996). A equação é dada por:
ASA =
√
(
∂A
∂x
)2 + (
∂A
∂y
)2 + (
∂A
∂z
)2 (3.6)
onde A é a amplitude da anomalia.
O sinal analítico é importante na interpretação, pois ele é independente da direção de
magnetização e da direção do campo da terra. Os picos da função ocorrem sobre as bordas
dos corpos alongados e nos centros dos corpos estreitos (Blakely, 1996).
O filtro ASA foi aplicado nos dados do campo magnético residual, em seguida os da-
dos foram interpolados através do método de mínima curvatura e dispostos em um mapa
georreferenciado.
A continuação para cima é um processo de filtragem de continuação de campos. É
um processo matemático que permite inferir a configuração de um campo potencial a uma
altura diferente da qual foi medido.
A equação que relaciona o dado com a nova altitude simulada é dada por (Geosoft,
2009):
L(r) = e−hr (3.7)
onde, h é a distância para continuar para cima em relação ao plano de observação e r é o
número de onda (radianos por unidade de mediação). A figura 3.4 mostra a representação
gráfica da atenuação do filtro de continuação para cima.
Figura 3.4: Representação gráfica da atenuação associada ao filtro de continuação
para cima (Geosoft, 2009).
A continuação para cima é um filtro que tende a atenuar as anomalias de curto compri-
mento de onda, evidenciando as anomalias causadas por corpos mais profundos. Embora a
aplicação do filtro de continuação para cima seja mais comum em dados magnéticos aéreos
onde se simula diferentes altitudes de voo, a utilização do filtro neste trabalho teve o objetivo
36
de verificar qual o grau de influência das rochas superficiais no campo magnético medido,
uma vez que no mapa de contorno do campo magnético residual não é possível identificar
anomalias que indicassem a ocorrência de corpos máficos-ultramáficos, o que pode ser cau-
sado por rochas superficiais e encaixantes com a susceptibilidade magnética igual ou maior
que a desses corpos.
A continuação para cima foi feita para 4 diferentes alturas, 200, 400, 600 e 800 metros.
Os dados corrigidos e filtrados foram interpolados com o método de mínima curvatura e
foram plotados em mapas de contorno georreferenciados. As figuras com os respectivos
mapas estão dispostas no capítulo 4.
3.2.2 Dados Gravimétricos
Similarmente aos dados magnéticos, os dados gravimétricos foram coletados pela MCSA
entre 2010 e 2012. O gravímetro utilizado foi o Autograv Scintrex CG5 cujo funcionamento
foi explicado no capitulo 2 (item 2.1.2). No levantamento realizado em 2010 na parte norte
(alvo Lagoa da Mina) o espaçamento adotado entre as linhas e entre as estações de medida
foi de 25 m enquanto na parte sul (alvo Cercado Velho) o espaçamento entre as linhas foi de
50 m mantendo o espaçamento entre as estações de 25 m (figura 3.5).
As medições obedeceram sempre a seguinte sequência:
• Abertura - Mediação estação base (igreja Pinhões item 2.1.5);
• Criação de subestações na área do levantamento (B1, B2, . . . Bn);
• Medição na subestação (B1);
• Medição nas estações na direção leste-este;
• Medição na subestação (B1) � as leituras continuam com início em uma nova subestação
(B2, B3 . . .) seguida das leituras nas estações espaçadas 25 m e fechadas sempre na
mesma subestação; e
• Fechamento � Medição estação base.
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Figura 3.5: : Linhas de levantamento gravimétrico.
Os dados gravimétricos disponibilizados pela MCSA foram coletados em gravímetro rela-
tivo e foram disponibilizados