I-Grupo Metodos Gravimetricos

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Assane Manuel Saide 
Atumane Manuel Rocha 
Amade Namicano 
Laura Arnaldo Atanásio For a 
Douglas Itelvino Cazule 
Assane Momade 
 
 
 
 
 
 
Método Gravimétrico 
(Licenciatura em Geologia) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidade Pedagógica 
Nampula 
Março, 2018 
 
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Assane Manuel Saide 
Atumane Manuel Rocha 
Amade Namicano 
Laura Arnaldo Atanásio For a 
Douglas Itelvino Cazule 
Assane Momade 
 
 
Método Gravimétrico 
(Licenciatura em Geologia) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidade Pedagógica 
Nampula 
Março, 2018 
Trabalho de carácter avaliativo referente a 
cadeira de Prospecção Geofísica I, leccionada 
no Curso de Geologia - 3º ano. Por: 
 Dr. Reinaldo Domingos 
2 
 
Índice 
Introdução.................................................................................................................................... 3 
Conceitos ..................................................................................................................................... 4 
Métodos Geofísicos ..................................................................................................................... 4 
Método Gravimétrico .................................................................................................................. 4 
Gravidade .................................................................................................................................... 5 
O Campo de Gravidade Terrestre................................................................................................ 7 
Atracção Gravitacional ................................................................................................................ 7 
Unidades da gravidade ................................................................................................................ 8 
Instrumento de Medida................................................................................................................ 9 
Gravímetros absolutos ............................................................................................................... 10 
Gravímetros Relativos ............................................................................................................... 11 
Gravimétro Diferencial ............................................................................................................. 12 
Aplicação do Método Gravimétrico .......................................................................................... 12 
Pesquisa Mineral ....................................................................................................................... 13 
Pesquisa de hidrocarbonetos ..................................................................................................... 14 
Conclusão .................................................................................................................................. 15 
Referencias Bibliográficas ........................................................................................................ 16 
 
 
3 
 
Introdução 
A Geofísica é uma ciência que aplica os princípios da Física ao estudo da Terra. Na sua forma 
aplicada, tem por objectivo investigar, a uma escala relativamente pequena, certas propriedades e 
aspectos da crusta terrestre que embora não visíveis podem ocorrer, como sejam por exemplo 
falhas geológicas, sinclinais e anticlinais, a topografia do firme rochoso sob uma camada 
aluvionar, zonas mineralizadas, depósitos de argila e de areia, etc.. 
A investigação destas ocorrências tem interesse, como se sabe, na resolução de problemas 
práticos como a prospecção de petróleos, a localização de zonas favoráveis à circulação de águas 
subterrâneas, implantação de obras de engenharia civil e, particularmente para nós, no que diz 
respeito à prospecção mineira. 
Existem diversos métodos de prospecção geofísica, mas aqui referir-se-á apenas ao Método 
Gravimétrico por ser um método que tem fornecido melhores resultados na prospecção de 
hidrocarbonetos e na Prospecção mineral. 
4 
 
Conceitos 
Métodos Geofísicos 
 
A maioria dos estudos geofísicos envolve medidas de propriedades físicas na região de interesse, 
isto é, no campo. Os dados são colectados, muitas vezes automaticamente na forma digital, ou na 
forma analógica para depois serem convertidos para a forma digital. Uma vez na forma digital, 
os dados podem ser analisados e interpretados. Nestes processos utilizam-se várias ferramentas 
matemáticas que vêm a ser, basicamente, filtros para se eliminar ruídos (sinais indesejáveis que 
se somam ao sinal procurado), avaliação do desvio ou erros nas medidas (teoria da propagação 
de erro), elaboração de mapas de iso-valores ou de anomalias, ou outro tipo de cálculo que 
permita transformar a leitura de uma grandeza física em outra grandeza de interesse que não 
pode ser medida directamente. 
Cada uma das propriedades físicas abordadas acima, dá origem a um ou mais métodos de 
investigação geofísica e que serão abordados a seguir. Todos eles envolvem etapas de trabalho 
de campo e outras etapas de laboratório. 
Método Gravimétrico 
Gravimetria é a área da Geofísica que estuda as variações da aceleração de gravidade ponto a 
ponto sobre toda a superfície terrestre. Essa variação tem origem em diversas causas: a rotação e 
o achatamento da Terra, efeitos da Lua e do Sol, variações de altitude entre os pontos de medida, 
efeitos da estrutura da crosta e manto superior, etc. 
 
 
O Método gravimétrico para a investigação do interior da terra baseia-se nas medições e 
interpretação das variações do campo gravitacional terrestre resultantes das diferenças de 
5 
 
densidade entre as diversas rochas localizadas na superfície e subsuperfície terrestres. às 
variações do campo ou aceleração da gravidade dá-se o nome de anomalia gravimétrica (g). 
Utiliza-se o termo corpo causador da anomalia à estrutura ou à formação geológica que produz 
a anomalia gravimétrica 
Gravidade 
A gravidade é uma força universal que governa o Universo. É ela que mantém unidos cem 
bilhões de estrelas de nossa Via Láctea. É ela que faz com que a Terra se movimente ao redor do 
Sol e a Lua ao redor da Terra. É esta força também que faz com que qualquer corpo, de qualquer 
massa, seja atraído para a superfície da Terra. 
Devemos a Galileu Galilei (1564-1642) a constatação de que corpos de diferentes massas em 
queda livre, sofrem a mesma aceleração e chegam à superfície ao mesmo tempo. 
Posteriormente Isaac Newton em 1687, publicou a Lei da Gravitação Universal, onde 
demonstrou matematicamente que dois corpos quaisquer atraem-se mutuamente com uma força 
proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância 
que os separa. 
 
Simbolicamente escreve-se 
 
 
Onde: 
 M1 e M2 são as massas de dois corpos pontuais; 
 r é a distância entre eles; 
 G é a constante da gravitação universal. A constante da gravitação universal vale 
6,67x10
-8
 cm
3
g
-1
 s
-2
 (sistema CGS) e 6,67x10
-11
 m
3
kg
-1
 s
-2
 (sistema SI). 
Na equação acima, a força F age sobre cada um dos dois corpos M1 e M2. 
Suponha-se que M1 esteja preso e M2 esteja liberado para mover-se. Sob a acção da força 
F, M2 irá se deslocar em direcção a M1, com uma aceleração g que é igual a F/ M2. 
Então podemos dizer que: 
 
 
𝐹 = 𝐺
𝑀1𝑀2
𝑟2
 
𝑔 =
𝐹
𝑀2
= 𝐺.
𝑀1
𝑟2
 
6 
 
 
Como se vê, a aceleração g experimentada por M2 depende apenas de sua posição em relação a 
M1 e do valor de M1. 
No sistema de unidades SI, a força gravitacional é expressa em Newton, e a aceleração é 
expressa em m/s
2
; no sistema CGS, as unidades são dina e cm/s
2
. Em Geofísica adopta-se 
tradicionalmente o sistema CGS, e a unidade de aceleração (1 cm/s
2
) são chamados de Gal em 
homenagem a Galileu. É muitofrequente o emprego dos submúltiplos mGal (10
-3
 Gal) e ìGal 
(10
-6
 Gal). 
Como visto acima, a força gravitacional depende da distância entre os corpos, mas não da 
direcção, ou seja, a atracção é isotrópica. Esta é a razão por que o Sol, os planetas, e em geral 
qualquer corpo que se forma por aglomeração gravitacional tende a assumir a forma esférica. 
Outra característica da equação da aceleração vista acima, é que o campo gravitacional depende 
tanto da massa como da distância. Por essa razão é possível que um corpo de pequena massa 
produza um campo mais intenso que outro de massa maior, porém situado mais longe. É o caso 
da Lua e do Sol. O Sol, apesar de possuir cerca de 27 milhões de vezes a massa da Lua, 
encontra-se tão mais longe da Terra que o efeito gravitacional do mesmo sobre a Terra é cerca de 
metade do efeito da Lua. 
A gravitação é uma propriedade fundamental da matéria, que se manifesta em qualquer escala, 
desde a escala atómica, onde ela é sobrepujada por outras forças (forças eléctricas, magnéticas, 
etc) até a escala cósmica, onde conjuntos de corpos como o sistema Terra-Lua, o Sistema Solar, 
a Galáxia com seus milhões de estrelas, para citar alguns, são mantidos em coesão por efeito 
gravitacional. 
No que diz respeito à Geofísica, a gravidade terrestre fornece informações em várias escalas. 
Com o estudo global do campo da gravidade, obtém-se informação acerca das dimensões, forma 
e massa da Terra. Esta é a base da chamada Geodesia Física. Em um enfoque mais amplo ainda, 
o estudo da acção gravitacional da Lua e do Sol sobre nosso planeta permite determinar não só o 
modo como a massa se distribui no interior terrestre, como também permite tirar conclusões 
acerca do estado de agregação de vastas regiões do interior do planeta. Ou seja, o bom 
conhecimento do campo gravitacional terrestre permite tirar conclusões sobre a estrutura interna 
da Terra. 
7 
 
Mas a utilização prática do campo da gravidade terrestre só é possível através da medição de 
uma grandeza física associada. Neste caso a grandeza é a aceleração da gravidade. A aceleração 
da gravidade é um vector caracterizado por sua intensidade g, denominada simplesmente 
gravidade, e por sua direcção, chamada de vertical local. A gravidade é medida por meio de 
gravimétros, ao passo que a direcção da vertical local só é observável por métodos astronómicos, 
através dos quais ela é referida ao referencial celeste. 
Se os materiais que formam o interior da Terra apresentam diferentes densidades, estes irão 
provocar diferentes valores de g medidos na superfície. A estas variações dá-se o nome de 
anomalias gravimétricas. Desta forma, a tarefa da interpretação de uma informação 
gravimétrica resume-se na determinação de uma distribuição de densidade interna que possa 
explicar as diferenças da gravidade medida, ou seja da anomalia observada. A massa de material 
geológico, ou seja o corpo geológico, que produz essa anomalia gravimétrica, será então 
modelada determinando-se suas características geométricas (tamanho, forma e profundidade). 
O Campo de Gravidade Terrestre 
O campo de gravidade da Terra é objecto de estudo da Gravimetria. A gravidade terrestre contém 
informação de relevância geofísica em qualquer escala. Assim, em escala global a Gravimetria é 
a base da Geodésia Física onde, através do estudo global do campo da gravidade, obtém-se 
informação acerca das dimensões, forma e massa da Terra. Em um enfoque mais amplo ainda, o 
estudo da acção gravitacional da Lua e do Sol sobre nosso planeta permite determinar não só o 
modo como a massa se distribui no interior terrestre, como também permite tirar conclusões 
acerca do estado de agregação de vastas regiões do interior do planeta. 
Em escala local a análise da estrutura fina da gravidade é o fundamento da prospecção 
gravimétrica. O uso criterioso desta última, combinado com informações geológicas, permite 
localizar, identificar e avaliar o potencial económico de jazidas de minérios diversos, 
carvão, petróleo, sal, matéria-prima para indústria cerâmica e construção, etc... 
Atracção Gravitacional 
A atracção gravitacional é uma propriedade de toda a matéria que contém massa. A massa de um 
corpo depende de sua constituição química, isto é, dos elementos químicos que este corpo 
contém. 
8 
 
Os átomos que compõe a matéria variam em massa atómica, de forma que os átomos que 
apresentam maior massa atómica formam o material de corpos mais "massivos." Os corpos mais 
massivos, portanto, apresentam maior quantidade de massa por volume, ou seja, maior densidade 
(D). Estes corpos atraem outros corpos com mais intensidade quanto maior for sua densidade. 
A força da gravidade de um corpo como a Terra atrai todos os outros corpos que estiverem na 
sua vizinhança. Essa força fica cada vez menos intensa, quanto mais distante estiver o corpo que 
vai ser atraído. Dizemos, assim, que a acção do campo da Gravidade da Terra diminui com a 
distância. 
Numa primeira aproximação, o campo da Terra pode ser considerado equivalente ao de uma 
esfera com o mesmo tamanho e, e principalmente a mesma densidade média da Terra. Depois de 
sucessivas aproximações, tendo por base refinamentos nos cálculos e medições de escala global, 
temos o referido Modelo Teórico do Campo de Gravidade. Este modelo fornece o valor esperado 
para a aceleração de gravidade em todos os locais do planeta, com o qual pode ser comparado o 
valor medido. 
Unidades da gravidade 
 
O valor médio de g é 9,80 m/s
2
. As variações de gravidade, provocadas por variações de 
densidade, são da ordem de 100 μm/s
2 
(1 μm/s
2 
= 1 gu, “gravity unit”). Nos levantamentos em 
terra conseguem-se precisões de mais ou menos 0,1 gu e no mar 10 gu (na verdade, muito 
dificilmente se conseguem atingir estas precisões). 
A unidade c.g.s. da gravidade é o miligal (1 mgal = 10
-3 
gal = 10
-3 
cm/s
2 
), equivalente a 10 gu. 
As medições da gravidade fazem-se usando o princípio da distensão de uma mola. 
A extensão da mola é proporcional à força (lei de Hooke), logo mδg=kδs e δs=δgm/k e δs tem 
que ser medido com uma precisão de 1: 10
8 
em instrumentos apropriados para fazer 
levantamentos em terra. Podiamos aumentar δs aumentando m/k (m ↑ e k ↓), mas isso põe 
limites práticos à construção do aparelho, por isso recorre-se a configurações que amplifiquem o 
princípio exposto. 
 
 
 
9 
 
Instrumento de Medida 
O instrumento com o qual se mede a aceleração da gravidade chama-se Gravímetro, o que 
significa que serve para se determinar a intensidade do campo de gravidade da Terra em um 
determinado lugar. É um equipamento sensível e muito preciso, adequado para detectar variações 
muito pequenas no valor da aceleração de gravidade, que reflecte em última instância as 
variações de densidade em subsuperfície. 
Quando observamos em uma dada região um valor de aceleração de gravidade diferente do que o 
previsto por um modelo teórico, dizemos que ali existe uma anomalia gravimétrica. Isso significa 
que as rochas daquela região apresentam uma densidade diferente daquela que é a média 
esperada pelo modelo. Podemos estar, por exemplo, sobre uma jazida de minério de ferro, que 
apresenta densidade superior à densidade média das rochas da superfície. Ou sobre um domo 
salino, que tem uma baixa densidade em comparação com as rochas. 
 
Esquema simplificado do princípio do método gravimétrico 
 
Dependendo das grandezas físicas envolvidas no processo de medição, os gravímetros são 
classificados em gravímetros absolutos e gravímetros relativos. 
Nos gravímetros absolutos são medidas duas grandezas fundamentais (tempo e distância), 
enquanto nos gravímetros relativos é medida uma grandeza fundamental (distância) e obtida uma 
grandeza derivada (aceleração). Isto significa que os gravímetros relativos fornecem a diferença 
de aceleração entre os pontos medidos. Assim, para se determinar a aceleração nessespontos é 
necessário iniciar a medição num ponto onde se conheça o valor absoluto da aceleração da 
gravidade, denominada base gravimétrica. 
 
10 
 
Gravímetros absolutos 
Os gravímetros absolutos (geralmente explorando queda livre) são usados para estabelecer bases 
para medidas relativas. Os gravímetros relativos (geralmente explorando sistemas elásticos) são 
usados nos trabalhos rotineiros de Gravimetria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gravímetro absoluto FG5 (Microg-Lacoste) 
Principio: queda livre 
 
 
 
 
 
 
 
Um objecto é solto de 
recipiente no qual é simulado 
vácuo. 
Ex: g= 9,78645389m/s
2
 
Precisão ~1𝜇𝐺𝑎𝑙 
https://googleweblight.com/i?u=https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Queda_livre&hl=ny-MZ&tg=60&tk=5471765598753016017
https://googleweblight.com/i?u=https://pt.m.wikipedia.org/wiki/El%25C3%25A1stico&hl=ny-MZ&tg=63&tk=5471765598753016017
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Gravímetro absoluto (Pêndulo) 
 
 
Gravímetros Relativos 
Eles são usados em pesquisas sobre as variações da gravidade e suas implicações na distribuição 
de densidades em subsuperfície, na determinação da figura local ou regional do geóide e em 
medições em laboratórios de metrologia de força, pressão e viscosidade. 
 
Gravímetro relativo (massa-mola) 
 
 
Medida baseada no deslocamento de 
uma massa presa a uma mola, devido a 
atracão gravitacional. 
Precisão ~0,01𝑚𝐺𝑙 
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Gravimétro Diferencial 
Gravimétro diferencial Lacoste & Romberg Gravimétro diferencial digital CG-5 
 
Aplicação do Método Gravimétrico 
 
Medidas do campo gravitacional definem anomalias de densidade em materiais terrestres. 
Anomalias gravimétricas são calculadas pela subtracção do campo regional do campo medido, 
que resulta numa anomalia gravitacional correlacionável com corpos geológicos com densidade 
contrastante. 
Anomalias gravitacionais positivas são associadas a ocorrência de corpos rasos de elevada 
densidade, enquanto anomalias negativas são associadas a corpos rasos de baixa densidade. 
 Em prospecção mineral, acumulações de alta densidade são representados por corpos de 
cromita, hematita e barita, que resultam em altos gravimétricos. Em contraste, acumulações de 
baixa densidade são representados por corpos de halita, kimberlitos intemperizados e 
diatomáceas, que resultam em baixos gravimétricos. 
 A gravimetria permite ainda uma estimativa da massa anómala total, ou seja, tonelagem total 
responsável pela anomalia. A gravimetria e a magnetometria são métodos que permitem som 
entre a detecção de contrastes laterais de densidade ou magnetização. 
 
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Em contrapartida, são métodos de elevado rendimento em campo quando com parados aos 
métodos eléctricos ou sísmicos, que por sua vez possibilitam a detecção de contrastes verticais e 
laterais, por variações de resistividade e velocidade da onda sísmica. 
Aplicações de gravimetria em prospecção mineral incluem a identificação de litotipos, estruturas 
e jazimentos minerais. A detecção de corpos de pequena dimensão está condicionada aos 
objectivos d o levantamento e a respectiva malha de amostragem. 
Pesquisa Mineral 
Exemplo de um depósito de sulfatos maciços. Esse tipo de depósito é composto de minerais 
como calcopirita e galema. O depósito exibe uma forte anomalia positiva. Neste exemplo foi 
realizada uma inversão dos dados gravimétricos a fim de determinar a geometria e posição do 
corpo anómalo. 
 
 
Corpos de minerais normalmente tem alta densidade e portanto produzem anomalia bouguer 
positiva. 
No exemplo abaixo, o depósito de minério de ferro coincidiu com a perfuração mais profunda 
perto do centro do perfil. Dados do campo magnético fornecem informações adicionais de que o 
alvo é um corpo de minério. 
 
 
 
14 
 
Pesquisa de hidrocarbonetos 
Localizar e delimitar estruturas capazes de armazenar óleo e gás. Domos Salinos causam 
arqueamento das camadas sedimentares sobrejacentes. Petróleo pode se acumular nos flancos, 
assim como em anticlinais ou falhas de supra-embasamento. 
 
Grand Saline Dome, Texas, USA 
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Conclusão 
 
Conclui-se que, os levantamentos gravimétricos são baseados em medidas das variações do 
campo de gravidade da terra, isto é, causadas por diferentes tipos de densidade das rochas em 
subsuperfície. Gravimetria consiste de um conjunto de técnicas que tem por finalidade medir a 
intensidade da gravidade. 
A prospecção gravimétrica evoluiu do estudo do campo gravitacional e depende de cinco 
factores: latitude, elevação, topografia, marés e variações de densidade em subsuperfície. A 
gravidade anómala causa uma perturbação no campo gravitacional, essa gravidade pode causar 
anomalias mensuráveis em pequena escala. Numa escala maior, pequenas anomalias são 
associadas a domos de sal. Numa escala ainda maior, grandes anomalias de gravidade são 
geradas. 
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Referencias Bibliográficas 
ERNESTO, Marcia & USSAMI, Naomi. Introdução a Geofísica. AGG0115. 2002 
Prof. Dr. MOREIRA, C. Augusto. Geofísica de Exploração Mineral. Unipampa- Campus 
Caçapava do Sul-RS.2009 
Prof. LEITE, Emilson Pereira. GE703 - Aula01 Gravimetria.DGRN/UNICAMP