RELATÓRIO Análise Geológica Geofísica

RELATÓRIO

Análise Geológica Geofísica

Local: Ouro Preto – MG

Ouro Preto, dezembro de 2017

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.................................................................... ........................................1

1.1 APRESENTAÇÃO .......................................................................................1

1.2 LOCALIZAÇÃO............................................................................................1

1.3 OBJETIVOS...................................................................................................3

1.4 METODOLOGIA..........................................................................................3

2 ASPECTOS FISIOGRÁFICOS.................................................................................3

2.1 CLIMA...........................................................................................................3

2.2 GEOMORFOLOGIA.....................................................................................4

3 CONTEXTO GEOLÓGICO......................................................................................5

3.1 ESTRATIGRAFIA.........................................................................................5

3.2 GEOLOGIA DA ÁREA................................................................................ 7

4 ANÁLISE MORFOESTRUTURAL.........................................................................8

5 ANÁLISE MAGNETOMÉTRICA............................................................................9

5.1 ANÁLISE QUALITATIVA...........................................................................9

5.2 ANÁLISE QUANTITATIVA......................................................................11

5.3 INTEGRAÇÃO GEOLÓGICA-GEOFÍSICA.............................................15

6 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS........................................................................17

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................20

ANEXOS

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 01: Representação gráfica da área do processo número 832.858/2008.............................................1

Figura 02: Localização da área regional de estudo.......................................................................................2

Figura 03: Coluna estratigráfica do Quadrilátero Ferrífero..........................................................................6

Figura 04: Mapa geológico regional da área de estudo, confeccionado a partir do mapa geológico da......7

Figura 05: Imagem Landsat sobreposta aos lineamentos interpretados (A), a imagem Landsat (B) ..........8

Figura 06: Fluxograma representativo da produção dos mapas temáticos campo anômalo, dx ................10

Figura 07: Lineamentos magnetométricos sobreposto ao Mapa Magnetométrico, Amplitude.....11

Figura 08 - Localização dos perfis de deconvolução de Euler (em branco). Evidenciam-se, ainda.........12

Figura 09: Deconvolução de Euler da linha 09 realizado no sofware Euler 1.0 a partir do mapa.............13

Figura 10: Deconvolução de Euler realizado no sofware Euler 1.0 a partir do mapa de ASA..................14

Figura 11: Visualização do modelo 3D da área de estudo realizado através do método de ......................15

Figura 12: Mapa Magnetométrico, Amplitude do Sinal Analítico, sobreposto ao mapa geológico...........16

Figura 13: Integração geofísica (A) e geológica (B) com a visualização em 3D da área de estudo .........17

Figura 14: Mapa Magnetométrico, Amplitude do Sinal Analítico, evidenciando a área de estudo............18

Figura 15: Mapa geológico da região evidenciando a área dos processos 832.858/2008 .........................19

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 01: Relação entre os índices estruturais e os índices geológicos e físicos .....................................12

Relatório de Atividades

1

Contato: Luís Artur Souza Oliveira, Engenheiro Geólogo, CREA: MG0000218216, Cel: (31) 98628 7046

1 INTRODUÇÃO

1.1 APRESENTAÇÃO

Apresenta-se aqui o resultado da análise geofísica (análise regional magnetométrica) da área

relativa ao processo número 832.858/2008, situado a norte de Ouro Preto (MG), compreendendo uma

área total interpretada de 42km² (Figura 1).

Figura 1: Representação gráfica da área do processo número 832.858/2008.

Para tal estudo, processou-se o banco de dados aerolevantados obtidos pela CODEMIG, Área

2, que compreende a área suprecitada.

O presente trabalho tem como objetivo correlacionar dados geofísicos associados aos dados

geológicos. Com os dados magnetométricos, visualizam-se as áreas de maior magnetização, que

provavelmente são as zonas de maior potencialidade mineral.

1.2 LOCALIZAÇÃO

A área regional de estudo situa-se na porção sudoeste do Quadrilátero Ferrífero, mais

precisamente na porção leste do Sinclinal Dom Bosco (Figura 2), megaestrutura geomorfológica

regional, e localiza-se no município de Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil, a aproximadamente a setenta

quilômetros de Belo Horizonte, capital do estado.


2


Para o acesso a área partindo da capital estadual, devem-se seguir aproximadamente trinta

quilômetros em direção à Sul pela rodovia federal BR-356 e seguindo a BR-040, sentido a Ouro Preto

por aproximadamente trinta quilômetros até as instalações mina de Fábrica – VALE estando a área

revogada logo a lesta da mina.

Figura 2: Localização da área regional de estudo. (Fonte: www.googleearth.com, acesso em 07/11/2017)

http://www.googleearth.com/


3


1.3 OBJETIVOS

Essa análise magnetométrica visa a delimitação de zonas na área de estudo que representem

anomalias geofísicas correlacionáveis a presença de minério de ferro, bem como a visualização 3D

em profundidade, caso existente, deste corpo mineralizado.

1.4 METODOLOGIA

A metodologia empregada no trabalho englobou seis etapas de trabalho:

(i) revisão bibliográfica, que consistiu na busca e leitura de trabalhos anteriormente

publicados sobre a região de interesse com o propósito de obter conhecimento prévio sobre a

geologia regional da área e pesquisa sobre os métodos geofísicos que poderiam ser utilizados

para estudo de voçorocas;

(ii) aquisição de imagens aéreas no software Google Earth Pro, que tratadas no software

ArcGIS 10.3 permitiram a confecção de mapas topográficos, de localização e de drenagens, e

também a interpretação morfoestrutural da área na escala 1:50.000;

(iii) obtenção dos dados geológicos e geofísicos, seguida pela análise do banco de dados

aerolevantados de magnetometria realizado pela CODEMIG, Área 2;

(iv) processamento de dados e confecção dos mapas temáticos de e magnetometria,

utilizando o software Oasis Montaj 8.0.4, para interpretação dos lineamentos e entendimento

litoestrutural;

(v) efetuar análise qualitativa dos dados de magnetometria para direcionar o campo de

reconhecimento regional, analisar a morfoestrutural da área estudada e correlacionar com os

dados pré existentes;

(vi) redação do Relatório Final;

2 ASPECTOS FISIOGRÁFICOS

2.1 CLIMA

De acordo com a classificação de Koppen (1936), o Quadrilátero Ferrífero está no

domínio do clima subtropical de altitude, e apresenta duas estações bem definidas, diferenciadas

por um período seco, que se estende de abril a setembro, e outro úmido, entre novembro e

fevereiro. As temperaturas são elevadas no período úmido e baixas durante as secas. Santos


4


(1998) faz referência ao índice de precipitação anual, que se encontra na faixa de 1500mm/ano,

com temperatura média de 22°, e eventuais temperaturas superiores a 30°. A umidade relativa

do ar é inversamente proporcional às taxas de evaporação, sendo comum uma evaporação

máxima em agosto e setembro.

2.2 GEOMORFOLOGIA

Dorr (1969) aborda quatro ciclos erosionais na região do Quadrilátero: Gondwana, pós-

Gondwana, Sul-americano e Velhas. O ciclo Gondwana, Mesozoico superior, representa a mais

antiga superfície de denudação que afetou a porção na qual o Brasil se encontra. A superfície

pós-Gondwana, também datada do Mesozoico superior, constitui bancos ou terraços sobre os

flancos das montanhas, cortados pela superfície Gondwana. No Terciário inferior, durante o

ciclo Sul Americano, foram esculpidas as principais superfícies de aplainamento. O ciclo

Velhas afetou o domínio geomorfológico até então dominante, e gerou uma paisagem ondulada

pedimentada, com incisão e dissecação de drenagens, como abordado por King (1956 apud

Santos 2003).

A atual configuração do Quadrilátero Ferrífero gera certa dificuldade em separar níveis

de aplainamentos regionais capazes de facilitar a datação. Diversos autores, entre os quais pode-

se destacar Barbosa & Rodrigues (1965), Dorr (1969), Barbosa (1980) e Varajão (1998)

defendem a sistemática da erosão diferencial, por sua vez responsável pela elaboração de pelo

menos três patamares geomorfológicos distintos:

- o primeiro patamar geomorfológico é representado por cristas de altimetrias mais

elevadas, representadas por quartzitos do Grupo Caraça e itabiritos do Grupo Itabira,

observados, na área de estudo, ao longo do contato do Supergrupo Minas com o Supergrupo

Rio das Velhas;

- o segundo apresenta altimetrias intermediárias e é representado por xistos e filitos do

Grupo Piracicaba, que preenchem sinformes e antiformes;

- o terceiro diz respeito às terras baixas, representado por gnaisses migmatíticos do

embasamento cristalino que apresentam menor resistência à erosão.


5


3 CONTEXTO GEOLÓGICO

O Quadrilátero Ferrífero, introduzido na literatura por Dorr (1969) corresponde à área

de formato quadrangular na porção central do estado de Minas Gerais, que tem como limites a

Serra do Curral, ao norte; a Serra de Ouro Branco, ao sul; a Serra da Moeda, a oeste e o conjunto

formado pela serra do Caraça e o início da serra do Espinhaço, ao leste. A região ocupa uma

área de, aproximadamente, 7.200km² e é vasta em formações ferríferas, sendo a maior região

mineradora de ferro do país.

3.1 ESTRATIGRAFIA

Estratigraficamente, é subdividido nas seguintes unidades, conforme a coluna

estratigráfica proposta por Alkmim & Marshak (1998) (Figura 2):

embasamento cristalino granítico-gnáissico e migmatítico, de idade arqueana;

rochas metassedimentares e metavulcânicas do tipo greenstone belt do Supergrupo

Rio das Velhas, de idade arqueana;

rochas metassedimentares clásticas e químicas do Supergrupo Minas, do

Paleoproterozoico.

rochas metassedimentares clásticas do Grupo Itacolomi, ainda no

Paleoproterozoico.

Toda a sequência é segmentada por intrusões máficas datadas de até 1,75Ga, mas com

maior ocorrência no Neoproterozoico, com idades de 900Ma (Silva et al. 1992).


6


Figura 03: Coluna estratigráfica do Quadrilátero Ferrífero. (Fonte: Alkmim & Marshak 1998).


7


3.2 GEOLOGIA DA ÁREA

Da área regional estudada, utilizou-se o mapa geológico da CPRM, bloco Casa de Pedra,

escala 1:50.000 (Figura 03).

Figura 4: Mapa geológico regional da área de estudo, confeccionado a partir do mapa geológico da CPRM,

bloco Casa de Pedra.


8


4 ANÁLISE MORFOESTRUTURAL

Os lineamentos morfoestruturais foram analisados em imagem Landsat (Figura 5) no

intuito de se estabelecer o raio de influência dos mesmos sobre a área regional de estudo. Os

lineamentos foram traçados utilizando-se o programa ArcMap, para se estabelecer atitude e

comprimento dos lineamentos morfoestruturais. Os dados obtidos foram inseridos no programa

OpenStereo, onde foi gerado um diagrama de rosas para posterior associação aos modelos

clássicos de deformação. Traçaram-se 292 lineamentos, sendo possível identificar as direções

preferenciais, NW e E-W, e subordinadamente nas direções NE e NS (Figura 5C).

Figura 5: Imagem Landsat sobreposta aos lineamentos interpretados (A), a imagem Landsat (B) e roseta dos

lineamentos (C).


9


5 ANÁLISE MAGNETOMÉTRICA

O principal objetivo dos levantamentos magnetométricos é investigar a geologia de uma

área com base nas anomalias do campo magnético terrestre, resultantes das propriedades

magnéticas das rochas em subsuperfície. As rochas magnetizam-se de acordo com a sua

susceptibilidade magnética, que depende da quantidade e do modo de distribuição dos minerais

ferromagnéticos presentes. A concentração de minerais magnéticos produz distorções locais no

campo magnético da Terra, que podem ser ilustradas, fornecendo informações da subsuperfície.

Considerando-se que grande parte dos minerais formadores de rochas não são magnéticos,

alguns deles, denominados como magnéticos, fornecem importantes informações para a

detecção de lineamentos estruturais (Análise Qualitativa) e profundidade média de litologias

com alta magnetização (Análise Quantitativa).

5.1 ANÁLISE QUALITATIVA

A magnetometria auxilia na interpretação e identificação de feições estruturais em

profundidade, fornecendo respostas magnetométricas das rochas presentes, auxiliando na

determinação da presença ou não de corpos que contêm minerais ferromagnéticos. Assim, para

realizar a interpretação faz-se necessário a elaboração dos mapas temáticos por meio de uma

sequência produtiva de derivações e filtragens (Figura 6, Anexo 1). A partir do mapa magnético

corrigido do Internacional Geomagnetic Reference Field (IGRF) emprega-se uma sequência de

filtros para a geração dos mapas de derivadas e do mapa de Amplitude do Sinal Analítico

(ASA), a partir da rotina MAGMAP.


10


Figura 6: Fluxograma representativo da produção dos mapas temáticos campo anômalo, dx (gradiente horizontal

em X), dy (gradiente horizontal em Y), dz (gradiente vertical de 1ª ordem), d²z (gradiente vertical de 2ª ordem),

amplitude do sinal analítico e DASA (gradiente vertical de 1ª ordem da amplitude do sinal analítico) a partir dos

dados aeromagnetométricos da área de estudo no software OASIS MONTAJ 8.0.4.

As filtragens dos dados magnetométricos têm como objetivo salientar as informações

de interesse. As derivações horizontais (dx e dy) são empregadas com o propósito de destacar

estruturas de direção NS e EW, respectivamente. Assim como, as derivações verticais (dz e d²z)

salientas as estruturas mais superficiais, sendo que a segunda derivação gera o mapa residual.

O mapa temático denominado Amplitude do Sinal Analítico (ASA) consiste na projeção em

superfície do corpo que gerou a anomalia e é obtido pela raiz quadrada da soma dos quadrados

dos gradientes vertical e horizontais de primeira ordem do campo anômalo. A derivação vertical

do canal ASA (DASA) é realizado para a obtenção de informações de corpos anômalos

aflorantes a subaflorantes (Figura 6).

A interpretação magnetométrica qualitativa da área é apresentada sobre o mapa de

Amplitude do Sinal Analítico, pois este apresenta uma característica monopolar. Esta

característica é útil para a análise de anomalias magnéticas formadas por assinaturas complexas,

pois seus resultados não dependem dos parâmetros do campo magnético e da direção da

magnetização da fonte (Roest et al. 1992). Assim, as anomalias com difícil relacionamento com


11


a posição da fonte causadora têm seus picos centrados nas bordas dos corpos anômalos ou nas

feições geológicas correspondentes.

Com o auxílio dos demais mapas temáticos magnetométricos realizou-se a interpretação

dos lineamentos presentes da área de estudo. A partir dessa interpretação, foram assinalados

109 lineamentos (Figura 7A), com duas direção principais NW e NE, como ilustra a roseta da

Figura 7C, elaborada no software Open Stereo 0.1.2.

Figura 7: Lineamentos magnetométricos sobreposto ao Mapa Magnetométrico, Amplitude do Sinal

Analítico, da área de estudo (A), Mapa Magnetométrico, Amplitude do Sinal Analítico (B); e roseta dos

lineamentos magnetométricos (C).

5.2 ANÁLISE QUANTITATIVA

A análise quantitativa vem com a necessidade de visualização em profundidade das

estruturas que estão sendo focos do trabalho, assim, com o objetivo principal de estimar

profundidades das fontes causadoras das anomalias magnéticas, suas geometrias e suas feições

estruturais. Na realização deste trabalho, utilizou-se a Deconvolução de Euler (2D), que executa

operações matemáticas de homogeneização de funções matemáticas em coordenadas

cartesianas, considerando o índice estrutural (Tabela 1), que representa o grau de liberdade

destas equações.


12


Tabela 1: Relação entre os índices estruturais e os índices geológicos e físicos (modificado de Reid et al. 1990).

Realizou-se a Deconvolução de Euler em dezenove perfis de direção NS, localizados na

área do requerimento (Figura 8). O software livre utilizado é o EULER 1.0, desenvolvido por

G.R.J. Cooper da School of Geosciences of University of the Witwatersrand, no qual estima a

profundidade média do topo do corpo que gerou a anomalia.

Figura 8: Localização dos perfis de deconvolução de Euler (em branco). Evidenciam-se, ainda, as linhas 09 e 14

que serão apresentados nas figuras posteriores.

Apresenta-se a inversão de duas linhas (09 e 14), no intuito de exemplificar e demonstrar

a geometria em profundidade que interceptam estruturas em profundidade. Os demais perfis

encontram-se no Anexo 2.


13


As Figuras 9 e 10 apresentação a deconvolução das linhas 09 e 14, respectivamente.

Nestas observam-se que a área é compartimentada e limitada a norte e a sul por dois blocos

tectônicos de alta magnetização.

Na sequência, realizou-se a interpolação das profundidades obtidas, a partir do método

de krigagem no software ArcScene, para criar uma modelo tridimensional da área de estudo

(Figura 11).

Na Figura 11, observam-se as direções preferenciais obtidas NW e NE na análise

qualitativa e morfoestrutural. Na visualização tridimensional, é possível verificar ainda que a

estrutura de direção NW é interceptada pela estrutura de direção NE.

Figura 9: Deconvolução de Euler da linha 09 realizado no sofware Euler 1.0 a partir do mapa de ASA, sentido sul

para norte. O perfil mostra (A) dados gerados; (B) gradientes horizontais (em preto) e verticais (em vermelho);

(C) estimativas da profundidade das anomalias; D. Mapa de ASA.

C

A

B

N S


14


Figura 10: Perfil 14 de Deconvolução de Euler realizado no sofware Euler 1.0 a partir do mapa de ASA, sentido

sul para norte. O perfil mostra (A) dados gerados; (B) gradientes horizontais (em preto) e verticais (em vermelho);

(C) estimativas da profundidade das anomalias; D. Mapa de ASA.

Embora, a área em estudo situa-se sobre uma região de baixa magnetização, na

deconvolução encontram-se as mais baixas profundidades entre 40 e 200m. Esse pode ser

decorrente da perda de magnetização através de um tectonismo intenso, onde os minerais

ferromagnéticos (proporcional à susceptibilidade magnética) perdem sua característica

magnética, tornando-se paramagnético.

Supõe-se essa hipótese pois o forte tectonismo que a região foi submetida, como o uplift

do Complexo situado a norte da área, pode ter condicionado um aumento de temperatura

(temperatura de Curie), transformando os minerais ferrimagnéticos (por exemplo maghemita)

em paramagnético (hematita), diminuindo assim a magnetização das rochas.

A

B

C

N S


15


Figura 11 Visualização do modelo 3D da área de estudo realizado através do método de krigagem no ArcScene

10.3.

5.3 INTEGRAÇÃO GEOLÓGICA-GEOFÍSICA

A integração geológica-geofísica realizada com base no banco de dados do mapeamento

geológico do Projeto Geologia do Quadrilátero Ferrífero aliada a técnica de sobreposição das

imagens geofísicas no ambiente do software ArcGis 10.3, permitiu correlacionar as respostas

das grandezas físicas investigadas com a geologia, a fim de gerar discussões e conclusões.

A partir dessa correlação foi possível compreender os aspectos litoestruturais aflorantes

e em subsuperfície, assim como suas relações estruturais.

Correlacionar dados magnetométricos com dados geológicos nem sempre é possível,

uma vez que são informações em profundidades (magnetometria) e superficiais. As unidades

geológicas aflorantes na área (Figura 4) e o mapa Magnetométrico, Amplitude do Sinal

Analítico (Figura 7), podem sem observadas na Figura 12.


16


Figura 12: Mapa Magnetométrico, Amplitude do Sinal Analítico, sobreposto ao mapa geológico (vide legenda na

Figura 03).

Na Figura 13, observam-se integrados os dados de geofísica (Figura 13A) e geológico

(Figura 13B) com os resultados obtidos na inversão. Nesta figura, fica caracterizado os blocos

tectônicos situados a sul e a norte da área do processo.


17


Figura 13: Integração geofísica (A) e geológica (B) com a visualização em 3D da área de estudo (vide legenda do

mapa geológico na Figura 4).

6 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

A análise conjunta dos lineamentos morfoestruturais e magnetométricos permitiu

verificar a coerência das direções preferenciais dos lineamentos demonstrados no mapeamento

geológico, ou seja, as direções preferenciais são NW e NE e secundariamente EW e NS. Embora

os dados sejam de profundidades diferentes, persiste a coerência dos resultados. Observou-se

na deconvolução de Euler que a direção mais proeminente é NW-SE, a qual é interceptada pela

direção NE-SW

A análise dos mapas temáticos magnetométricos, a princípio, observou que as rochas

presentes são fracamente magnetizadas em relação às anomalias circunvizinhas.

As principais mineralizações de ferro no Quadrilátero Ferrífero são caracterizadas por

elevada magnetização, diferente do que se observou no detalhamento da área de estudo. No

entanto, em áreas vizinhas a estudada pode também observar minas de ferro (processo

890/1953) onde a magnetização também é baixa (Figura 14).


18


Figura 14: Mapa Magnetométrico, Amplitude do Sinal Analítico, evidenciando a área de estudo (área requerida)

e o processo 890/1953 (área de comparação)

A análise geológica dos dois processos (832.858/2008 e 890/1953), Figura 15, permitiu

verificar que o primeiro (área de comparação), embora sobre área de rochas aflorantes do Grupo

Itabira, Formação Cauê, possui baixa magnetização.

Desta forma, sugere-se que, embora a área esteja em região de baixa magnetização

relativa, executem-se sondagens nas áreas de baixa profundidade obtida na inversão

(deconvolução de Euler), ou seja, principalmente na região sudeste da área.


19


Figura 15: Mapa geológico da região evidenciando a área dos processos 832.858/2008 (área requerida) e 890/1953

(área de comparação).

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Alkmim, F. F. & Marshak, S. 1998. Transamazonian orogeny in the southern São Francisco

Craton region. Minas Gerais, Brazil: evidence for paleoproterozoic collision and collapse

in the Quadrilátero Ferrífero. Precambrian Research, 90 (1-2): 29-58.

Barbosa G.V. & Rodrigues D.M.S. 1965. O Quadrilátero Ferrífero e seus problemas

geomorfológicos. Bol. Min.Geogr., 10-11:3-35.

Barbosa G.V. 1980. Superfícies de erosão no Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais. Revista

Brasileira de Geociências., 10: 89-101.

Dorr, J.V.N. 1969. Physiographic, stratigraphic and structural development of the Quadrilátero

Ferrífero, Minas Gerais, Brazil. Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do

Sul, 110p.


20


Koppen, W. 1936. Das geographisca System der Klimate, in: Handbuch der Klimatologie,

edited by: Koppen, W. and Geiger, G., 1. C.Gebr, Borntraeger, 1–44.

Reid, A. B., Allsop, J. M., Granser, H., Millet, A. J., Somerton, I. W. 1990. Magnetic

interpretation in three dimensions using Euler deconvolution. Geophysics, 55: 88-91.

Roest, W. R, Verhoef, J. & Pilkington, M. 1992. Magnetic interpretation using the 3-D analytic

signal, Geophysics, 57(1):116-125.

Santos M.C. 1998. Gênese dos Corpos Argilosos do Morro do Caxambu e da Mina do

Vemelhão, Sinclinal Dom Bosco, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasil.

Dissertação de Mestrado, DEGEO/EM/UFOP, Ouro Preto.

Silva, A.M.; Kuyumjian, R.M. & Chemale Jr., F. 1992. Rochas básicas do Quadrilátero

Ferrífero e Espinhaço Meridional: Estudos preliminares. R. Escola Minas, 45:60-62.

Varajão, A.F.D.C. 1998. Gênese das Jazidas de caulinitas e Bauxita de Vargem dos óculos,

Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais. Inst. de Geociências- Universidade de São Paulo,

São Paulo. Dissertação de Mestrado. 168p.

RESPONSÁVEL TÉCNICO

Luís Artur Souza Oliveira

Engenheiro Geólogo

CREA: MG0000218216

ANEXO 1

Mapas temáticos Magnetométricos

ANEXO 2

Perfis de Deconvolução de Euler e Perfil Topográfico

(localização dos perfis vide Figura 8, página 12)

Documents

RELATÓRIO Análise Geológica Geofísica