Post on 11-Oct-2015
UNIVERSIDADE DE BRASLIA
INSTITUTO DE GEOCINCIAS
PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM GEOLOGIA
ANDRA CRISTINA LIMA DOS SANTOS
TESE DE DOUTORADO N0 107
IMAGEAMENTO MAGNETOTELRICO DE
ESTRUTURAS DA LITOSFERA NA PORO SE
DA PROVNCIA BORBOREMA
Braslia - DF, 2012
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ANDRA CRISTINA LIMA DOS SANTOS
IMAGEAMENTO MAGNETOTELRICO DE
ESTRUTURAS DA LITOSFERA NA PORO SE
DA PROVNCIA BORBOREMA.
Tese apresentada no Programa de Graduao em Geologia da Universidade de Braslia, Instituto de Geocincias, como pr-requisito para obteno do ttulo de Doutor em Geologia. rea de concentrao: Geofsica Aplicada Orientadores: Prof. Augusto Cesar Bittencourt Pires Prof. caro Vitorello
Braslia, 2012
ii
FICHA CATALOGRFICA
Santos, Andra Cristina Lima Imageamento Magnetotelrico de Estruturas da Litosfera na Poro SE da Provncia Borborema/ Andra Cristina Lima dos Santos; orientao de Augusto Cesar Bittencourt Pires e caro Vitorello, Braslia, 2012. 159p. : il. Doutor em Geologia (Dr) Universidade de Braslia, Instituto de Geocincias, 2012.
1. Litosfera 2. Sondagem Magnetotelrica 3. Inverso 2D. 4. Provncia Borborema.
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ANDRA CRISTINA LIMA DOS SANTOS
IMAGEAMENTO MAGNETOTELRICO DE ESTRUTURAS DA
LITOSFERA NA PORO SE DA PROVNCIA BORBOREMA.
Tese apresentada no Programa de Graduao em
Geologia da Universidade de Braslia, Instituto
de Geocincias, como pr-requisito para
obteno do ttulo de Doutor em Geologia.
rea de concentrao: Geofsica Aplicada
BRASLIA/DF, 23 de MARO de 2012.
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muito natural que tomemos nosso ponto de partida naquilo que nos mais prximo, ou seja, a natureza humana. E ao tratar da natureza do homem, pensamos na essncia do homem enquanto tal,
compreendendo o fato de ser ele pessoa." Edith Stein
Dedico este trabalho a vocs que amei e que sempre me incentivaram: Nelson do Santos,
Rose Marie, Anita Rosa e Maria Teresa (in memoriam)
E a vocs que tanto amo e que so meus pilares de sustentao:
Minha me (Odila) e meus irmos (Ana Cludia, Luiz Fernando e Jlio Cesar).
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O segredo colocar-se a caminho sempre, num fazer-se e perfazer-se constantes, num empenho e aperfeioamento contnuos. (Frei Nilo Agostini)
AGRADECIMENTOS
Sei que do cu contei com o auxlio do meu Pai maior. Por isso toda a minha ao de
graas a Deus, a Jesus Cristo, a Nossa Senhora e aos meus amigos intercessores.
Este trabalho que fruto de um esforo conjunto acumulado nos ltimos cinco anos,
no poderia ter sido realizado sem o apoio de um grupo especial de pessoas e entidades que
passaram por minha vida. Talvez eu no consiga exprimir com palavras a ajuda que muitos
deram em pequenos ou durante todos os momentos. A relao que enumero a seguir tenta
contemplar todos aqueles que de alguma maneira contriburam de forma decisiva em algum
momento no transcorrer de cada uma das etapas vencidas durante o desenvolvimento desta
tese, para os quais, dirijo desde j, minha eterna gratido.
Minha maior gratido queles que sero sempre impulso e sentido de tudo: minha
famlia. Obrigada por compreenderem minhas ausncias necessrias. Dedico a vocs todo o
meu afeto, gratido e carinho. Vocs so minha histria de vida.
Ao presente de Deus que encontrei em Taubat, Cludio Matos. Obrigada pelo apoio
incondicional em todas as horas.
Ao meu grande incentivador e amigo Joo Bosco, Obrigada pelo estimulo e enorme
desvelo com que sempre me tratou.
Aos amigos queridos que fiz em Braslia (Geli, Leila, Loiane, Poliana, Glorinha,
Marta, Jlia, James, Ftima do IG, Meire, Luquinhas e Pe Svio) Jamais esquecerei o carinho
de vocs.
amizade, pacincia e apoio dos meus amigos de todas as horas: Naldo, Bruno,
Ualace, Emily, Ana, Hel, Cida, Suze, Gisele e Omar, Diego Simari, e os Pes. Joo, Miguel,
Cadu e Stefan. Obrigada pelo cuidado, mesmo que distncia. Sou grata pela dedicao,
amizade e carinho de vocs.
Pontifcias Obras Missionrias, pelo carinho com que sempre me receberam em
Braslia
Ao meu amigo Robson Monsueto, pela ajuda e todos os galhos quebrados no GIS.
Aos alunos e funcionrios do DGE/INPE (Paulo e Cssio, Fil, Dbora, Irani, Fbio,
Guilherme, Franciscana, Paula, Orlando, Jos Antnio e todos os tcnicos de campo do grupo
GEOMA). Obrigada pela presena sempre amiga. Jamais esquecerei o carinho de vocs.
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Aos Projetos Estudos geofsicos e tectnicos na Provncia Borborema, Nordeste do
Brasil /CNPQ (Projeto Milnio) e Estudo da estrutura da litosfera do Nordeste do Brasil
/CNPQ (INCT Tectnica), pelo apoio financeiro para o levantamento dos dados MT na
Provncia Borborema.
UnB (IG/LGA), CNPQ, INPE (GEOMA) que possibilitaram os meios acadmicos e
econmicos.
A minha querida turma de geologia UERJ/2006, pelo carinho, compreenso e
estmulo. Tudo ficou mais fcil depois que conheci vocs.
Ao amigo Marcos Banik, leitor arguto, amigo fiel.
A todos os amigos de So Jos dos Campos e Taubat que fizeram minha vida, aqui,
ficar bem mais alegre (Famlia Banik, Andreza, Lilica e Cris Reis). Obrigada por fazerem da
casa de vocs, extenso da minha.
Aos professores Naomi Ussami, Paulo de Tarso, Emanuele La Terra, Elton Dantas,
Jos Renato Nogueira, Mnica Heilbron, Roberta Vidotti e Jos Soares. Obrigada por estarem
sempre disponveis em ajudar.
Ao Marcelo Banik pelas contribuies dadas ao trabalho e principalmente pela
pacincia no aprendizado com o Linux e no processamento dos dados. Obrigada pela ateno
dedicada.
Meu profundo apreo aos mestres que colaboraram de forma inestimvel para a
construo desta obra: Antonio Padilha, Reinhardt Fuck e Mnica Von Huelsen. A vocs que
de uma forma mais intensa leram, criticaram, arguiram, e ajudaram na elaborao desta tese,
serei sempre grata.
Por fim, deixo registrado todo meu carinho e agradecimento aos meus orientadores
Augusto Cesar Bittencourt Pires e caro Vitorello. Obrigada por acreditarem no trabalho e
pela pacincia e carinho com que me conduziram do incio ao final desta Tese. Muito
obrigada.
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A f e a razo constituem como que as duas
asas pelas quais o esprito humano se eleva
contemplao da verdade. E no h motivo para
competio de nenhum tipo entre razo e f:
uma contm a outra, e cada uma tm seu campo
de ao. (Joo Paulo II, Fides et Ratio)
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RESUMO
No presente trabalho proposto um modelo geoeltrico da crosta e manto superior para a
poro SE da Provncia Borborema, regio Nordeste do Brasil. Para tal, foram coletados
dados magnetotelricos em 25 estaes de um perfil linear que corta transversalmente as
principais estruturas e terrenos da regio estudada. Os dados utilizados foram coletados com
instrumentao moderna, processados e modelados com as tcnicas mais avanadas
atualmente disponveis para a comunidade de estudos de induo eletromagntica no interior
da Terra. Para anlise quantitativa foi realizado inverso bidimensional (2D) das curvas de
resistividade e fase nas duas direes ortogonais (TE e TM). A anlise dos dados sugere a
presena de dois blocos geoeletricamente distintos na crosta e manto superior com uma
descontinuidade bem marcada na regio da Bacia Jatob e do Lineamento Pernambuco. O
trabalho apresenta um conjunto de evidncias que permite concluir que a crosta da Faixa
Sergipana e do macio Pernambuco-Alagoas (PEAL) foi significativamente estirada no
Cretceo, durante a abertura do Oceano Atlntico Sul. Aparentemente, o Terreno Alto
Moxot funcionou como regio de maior resistncia ao estiramento, fazendo com que o
afinamento crustal fosse mais expressivo nos subdomnios da poro SE do perfil. O
comportamento foi favorecido pela estrutura em profundidades litosfricas, que atribumos a
uma zona de sutura (Lineamento Pernambuco).
Palavras-chave: sondagem magnetotelrica, provncia Borborema, inverso bidimensional, litosfera.
ix
ABSTRACT
In the present work we propose a geoelectrical model of the crust and upper mantle in the SE
portion of Borborema Province, Northeast Brazil. Magnetotelluric data were collected at 25
stations obtained of a linear profile deployed perpendicularly to the main structures in the SE
portion of region studied. The data were collected and processed with modern instrumentation
and modeled with the most advanced techniques currently available for studies of
electromagnetic induction within the Earth. For the quantitative analysis was performed
inversion two-dimensional (2D) resistivity curves and phase in two orthogonal directions (TE
and TM). The analysis suggests that the lithosphere under the Faixa Sergipana and
Pernambuco-Alagoas (PEAL), SE portion of the profile) and the Alto Moxot terrain (NW
portion) are geoelectrically different within the middle and lower crust with a well marked
discontinuity in the region of the Jatob Basin and the Pernambuco Lineament. The data
supports the conclusion that the crust of Faixa Sergipana and PEAL was significantly
stretched in the Cretaceous, during the opening of the South Atlantic Ocean Apparently, the
Alto Moxot terrain worked as a region of higher resistance to stretch, causing the crustal
thinning was larger in the SE portion of the subdomains of the profile. The behavior was
favored by deep lithospheric structure, we attach a suture zone (Pernambuco Lineament).
Keywords: magnetotelluric soundings, Borborema province, inversion two-dimensional, lithosphere.
x
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 - Mapa de localizao da rea de estudo. Compilado de: IBGE (2006); Jardim de S (1994)...................................................................................................................................21
Figura 2.3.1 - Fenmenos naturais geradores do campo eletromagntico natural. Destaque para o espectro de amplitude versus frequncia da variao do campo magntico, mostrando mnimo em torno de 1Hz. Modificada de Santos (2006). Os pontos negros correspondem a dados, a linha contnua a um modelo, EJE eletro jato equatorial e Sq - Variao diurna........................................................................................................................................25
Figura 2.3.2 - Espectro de energia do campo eletromagntico natural com suas respectivas fontes. Modificada de Pdua (2004).........................................................................................26
Figura 2.5.1.1 - Exemplo de grfico tpico de respostas MT da variao de resistividade (a) e fase(b) em funo do perodo. Dado bruto da estao 05b.......................................................35
Figura 2.5.2.1 - Rotao do tensor de impedncia Z................................................................37
Figura 2.6.2.1 - Modelo 2D Modo TE...................................................................................40
Figura 2.6.2.2 - Modelo 2D Modo TM..................................................................................40
Figura 2.8.1 - Resistividade eltrica em materiais da Terra. Modificada de Palacky (1987)........................................................................................................................................43
Figura 3.1 - Faixas dobradas e macios na provncia Borborema, segundo Almeida et al. (1976). LSPII - Lineamento Sobral Pedro II. LP - Lineamento Patos. LPE - Lineamento Pernambuco...............................................................................................................................48 Figura 3.2 - Domnios tectnicos da provncia Borborema, segundo Jardim de S (1994). FNC - Faixa Noroeste do Cear. DCC - Domnio Cear Central. FOJ - Faixa Ors-Jaguaribe. FSe - Faixa do Serid. FSC - Faixa Salgueiro-Cachoeirinha. DZT - Domnio da Zona Transversal. FRP - Faixa Riacho do Pontal. FS - Faixa Sergipana...............................................................49 Figura 3.3 - Compartimentao da provncia Borborema em domnios e terrenos tectono-estratigrfico, segundo Santos (1999, 2000). Domnio Mdio Corea: DMC - Terrenos no individualizados. Domnio Cearense: TAC - Terreno Acara. TCC - Terreno Cear Central, TBN - Terreno Banabui, TOJ - Terreno Ors-Jaguaribe, Domnio Rio Grande do Norte: TJC - Terreno So Jos de Campestre, TGJ - Terreno Granjeiro, TRP - Terreno Rio Piranhas, TSD - Terreno Serid. Domnio da Zona Transversal: TPB - Terreno Pianc-Alto Brgida, TAP - Terreno Alto Paje, TAM - Terreno Alto Moxot, TRC - Terreno Rio Capibaribe. Domnio Externo: TBS - Terreno Brejo Seco, TSE - Terreno Sergipano, TMO - Terreno Monte Orebe, TPO - Terreno Riacho do Pontal, TCM - Terreno Canind-Maranc, TPA - Terreno
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Pernambuco Alagoas. LT - Lineamento Transbrasiliano, LJT - Lineamento Jaguaribe-Tatajuba, LP - Lineamento Patos, LPE - Lineamento Pernambuco.........................................51 Figura 3.4 - Geologia simplificada da regio SE da provncia Borborema, com a localizao das estaes MT. O Domnio Marac-Poo Redondo separado em dois subdomnios. ZCM, ZCBMJ e ZCAMS so, respectivamente, zona de cisalhamento Macurur, Belo Monte-Jeremoabo e So Miguel do Aleixo. Modificado de Oliveira et al., (2010a)...........................52 Figura 4.1.1 - Mapa de localizao das sondagens MT disposto sob Geologia simplificada da regio SE da Provncia Borborema (modificado de Oliveira et al., 2010a).............................56 Figura 4.1.2 - Metodologia de levantamento das sondagens MT.............................................57
Figura 4.1.3 - Instalao de magnetmetro horizontal. Detalhe para o alinhamento do magnetmetro com o auxlio de bssola e linha de referncia feita com barbante estacas......58
Figura 4.1.4 - Instalao de magnetmetro vertical. Detalhe para o nivelamento do magnetmetro............................................................................................................................58 Figura 4.1.5 - Instalao de eletrodo. Detalhe para a disposio do eletrodo mergulhado na mistura de bentonita saturada em gua.....................................................................................59
Figura 4.1.6 - Programao de aquisio dos dados. Detalhe os cabos de conexo entre eletrodos, magnetmetros e o sistema central (estao Metronix GSM06)..............................59
Figura 4.2.1 - Fluxograma de pr-processamento de dados MT...............................................60 Figura 4.2.2 - Curvas de resistividade aparente e fase como exemplo do resultado do processamento e unio das bandas B, C e D. Dados da estao 01a........................................62 Figura 4.2.3 - Rudos 60 Hz e banda morta observados nas curvas de resistividade e fase. Dados da estao 02a................................................................................................................63 Figura 4.2.4 - Curvas de resistividade aparente e fase resultantes da estimativa pelo programa RHOPLUS sobrepostas a dados experimentais da estao 05a................................................65 Figura 4.3.1 - Pseudosseo da resistividade aparente do tensor de impedncias para a direo XY, utilizando dados medidos e corrigidos pelo mtodo RHOPLUS.......................................68 Figura 4.3.2 - Pseudosseo da resistividade aparente do tensor de impedncias para a direo YX, utilizando dados medidos e corrigidos pelo mtodo RHOPLUS......................................68 Figura 4.3.3 - Pseudosseo da fase do tensor de impedncias para a direo XY, utilizando dados medidos e corrigidos pelo mtodo RHOPLUS...............................................................69 Figura 4.3.4 - Pseudosseo da fase do tensor de impedncias para a direo YX, utilizando dados medidos e corrigidos pelo mtodo RHOPLUS...............................................................69
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Figura 4.3.5 - Curva de resistividade e fase para a estao 08a. A linha vertical preta assinala a transio entre a condies 1D para a poro mais rasa, e 2D/3D para maiores profundidades de sondagem......................................................................................................70
Figura 4.4.1 - Fluxograma de processamento de dados MT.....................................................71 Figura 4.5.1 - Grfico da disperso do skew em funo da frequncia.....................................73 Figura 4.5.2 - Grfico de dimensionalidade ao longo do perfil com base no skew em funo do perodo......................................................................................................................................73 Figura 4.6.1.1 - Exemplo do resultado da decomposio do tensor MT obtido com o tensor de impedncia medido, para estao 01a, onde XY o modo TE e YX o modo TM. A linha horizontal no grfico de erro um limite considerado aceitvel para a parametrizao (Groom et al., 1993). A cor azul representa valor positivo e a cor vermelha, valor negativo. Nesse caso, todos os parmetros esto variando livremente para todos os perodos..........................78 Figura 4.6.1.2 - Exemplo do resultado da decomposio do tensor MT obtido com o tensor de impedncia medido, para estao 01a, onde XY o modo TE e YX o modo TM. A linha horizontal no grfico de erro um limite considerado aceitvel para a parametrizao (Groom et al., 1993). A cor azul representa valor positivo e a cor vermelha, valor negativo. Nesse caso, o shear foi fixado em 5...................................................................................................78 Figura 4.6.1.3 - Resultado final da decomposio do tensor MT e o ajuste do modelo obtido com o tensor de impedncia medido, para estao 01a, onde XY o modo TE e YX o modo TM. A linha horizontal no grfico de erro um limite considerado aceitvel para a parametrizao (Groom et al., 1993). A cor azul representa valor positivo e a cor vermelha, valor negativo. O strike geoeltrico obtido para essa estao foi de 70..................................79 Figura 4.6.2.1 - Azimute dos strikes geoeltricos, plotados em barras azuis, sobre o mapa de estrutura de falhas do conjunto de dados de Bizzi, et al. (2001)..............................................81 Figura 4.7.1 - Comparao das pseudossees experimentais e tericas de resistividade aparente para os modos TM e TE.............................................................................................84 Figura 4.7.2 - Comparao das pseudossees experimentais e tericas da fase para os modos TM e TE....................................................................................................................................85 Figura 4.7.3 - Modelo de resistividades 2-D obtido pela inverso dos dados MT do perfil na poro SE da provncia Borborema (rms = 3.6).......................................................................87 Figura 4.7.4 - Dados de resistividade aparente e fase do modo TM observados do perfil analisado e as curvas de ajuste obtidas (linhas contnuas) para o modelo final de inverso 2D apresentado na figura 4.7.3. Os crculos abertos correspondem aos dados no utilizados na modelagem................................................................................................................................89 Figura 4.7.5 - Dados de resistividade aparente e fase do modo TE observados do perfil analisado e as curvas de ajuste obtidas (linhas contnuas) para o modelo final de inverso 2D apresentado na figura 4.7.3. Os crculos abertos correspondem aos dados no utilizados na modelagem................................................................................................................................91
xiii
Figura 5.3.1 - Profundidades mximas de investigao obtidas por tcnica heurstica para cada estao MT, sobrepostas ao modelo de resistividades 2D da provncia Borborema. Os traos pretos e verdes abaixo de cada estao indicam a profundidade mxima fornecida pela transformada de Niblett-Bostick, respectivamente para os modos TE e TM. A ausncia de algum dos traos abaixo de alguma estao indica que a profundidade de penetrao do sinal superior a 150 km......................................................................................................................95 Figura 5.4.1 - Modelo de resistividades 2D da Figura 4.7.3, sobreposto por um condutor perfeito a partir de 30 km de profundidade...............................................................................97 Figura 5.4.2 - Comparao de curvas tericas de resistividade aparente e fase com dados experimentais no modo TM para 3 estaes do perfil SE Borborema. Pontos correspondem aos dados experimentais, linha contnua ao resultado terico gerado pelo modelo da Figura 4.7.3 e linha tracejada ao resultado terico gerado pelo modelo da Figura 5.4.1.....................97
Figura 5.4.3 - Variao dos valores de rms em funo da profundidade do condutor perfeito para resistividade aparente e fase do modo TM nas estaes 04a, 08b e 12b. Observar que, para facilitar a visualizao dos resultados, o eixo de profundidade no est equiespaado.............................................................................................................................98 Figura 5.5.1 - Comparao das profundidades mximas de penetrao do sinal EM, sob o modelo 2D de inverso (Figura 4.7.3), dadas pela tcnica heurstica (preto) e pela tcnica emprica (cinza). Na tcnica heurstica usada a profundidade obtida pela transformada de Niblett-Bostick no modo TM e na tcnica emprica o efeito do condutor perfeito sobre a fase do modo TM............................................................................................................................101 Figura 5.5.2 - Comparao das profundidades mximas de penetrao do sinal EM, sob o modelo 2D de inverso (Figura 4.7.3), dadas pela tcnica heurstica (preto) e pela tcnica emprica (cinza). Na tcnica heurstica usada a profundidade obtida pela transformada de Niblett-Bostick no modo TE e na tcnica emprica o efeito do condutor perfeito sobre a fase do modo TE.............................................................................................................................102 Figura 6.1.1 - Vetores de Induo dos dados das 25 estaes amostrados para perodos de 0.02 s (a) e 0.2 s (b)..........................................................................................................................105 Figura 6.1.2 - Vetores de Induo dos dados das 25 estaes amostrados para perodos de 1.1 s (a) e 18 s (b).............................................................................................................................106 Figura 6.1.3 - Vetores de Induo dos dados das 25 estaes amostrados para perodos de 37 s (a) e 51s (b).............................................................................................................................107 Figura 6.1.4 - Vetores de Induo dos dados das 25 estaes amostrados para perodos de 205 s (a) e 410 s (b)........................................................................................................................108 Figura 6.2.1 - Modelo final de inverso 2D para a poro SE da provncia Borborema, utilizando a menor profundidade dada pelos modos TM e TE, com geologia simplificada (Oliveira et al., 2010a) e dados de refrao ssmica (Soares et al., 2011). LP Lineamento Pernambuco.............................................................................................................................117
xiv
Figura 6.2.2 - Esboo das estruturas geoeltricas do modelo apresentado, com geologia simplificada (Oliveira et al., 2010a) LP Lineamento Pernambuco. Os tracejados em verde representam regies condutoras, as linhas contnuas em azul esto relacionadas s regies resistivas e as linhas contnuas em vermelhas representam zonas de cisalhamento...............118 Figura 6.2.3 - Modelo de inverso 2D para a poro SE da provncia Borborema correlacionado com mapa geolgico simplificado da regio SE da Provncia Borborema, com a localizao das estaes MT. O Domnio Maranc-Poo Redondo separado em dois subdomnios. ZCM, ZCBMJ e ZCAMS so, respectivamente, zona de cisalhamento Macurur, Belo Monte-Jeremoabo e So Miguel do Aleixo. Modificado de Oliveira et al., (2010a)....................................................................................................................................119 Figura 6.2.4 - Modelo de inverso 2D para a poro SE da Provncia Borborema, correlacionado com mapa de anomalia Bouguer (Oliveira, 2008) e dados de refrao ssmica (Soares et al., 2011)................................................................................................................120
xv
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.3.1.1 - Classificaes das micropulsaes em funo da faixa de perodos. Modificada de Jacobs (1970)....................................................................................................27
Tabela 2.8.1 - Resistividade dos sedimentos no consolidados e rochas sedimentares. Fonte: Modificada de Palacky (1987)..................................................................................................45 Tabela 4.2.1 - Tamanho das janelas usuais de processamento de acordo com frequncias de amostragem. Os valores representam nmeros de pontos a serem utilizados em cada janela, para se realizar o Dnff...............................................................................................................61 Tabela 5.4.1 - Profundidade em que os dados sentem a presena do condutor perfeito para as diferentes estaes e funes de transferncia MT...................................................................99
xvi
LISTA DE ANEXOS
Anexo I - Processamento Robusto - dados brutos coletados ao longo de duas campanhas realizadas para este trabalho. Cada estao apresenta um par de grficos mostrando resistividade aparente e fase para as componetes XY e YX...................................................135 Anexo II - Resultado final da decomposio do tensor MT e o ajuste do modelo obtido com o tensor de impedncia medido, para estao as 25 estaes, onde XY o modo TE e YX o modo TM.................................................................................................................................142 Anexo IIIa - Modelo de inverso (RMS 3.6) e curvas de respostas do modo TM, utilizados como dado de entrada para inverso final...............................................................................149 Anexo IIIb - Modelo de inverso (RMS 3.7) e curvas de respostas do modo TE, utilizados como dado de entrada para inverso final...............................................................................151 Anexo IV - Vetores de Induo dos dados das 25 estaes amostrados para perodos at 410 s...............................................................................................................................................153
xvii
LISTA DE SMBOLOS, NOMENCLATURA E ABREVIAES
A/m = Ampres por metro
A/m2 = Ampres por metro quadrado
C/m2 = Coulomb por metro quadrado
F/m = Farad por metro
H/m = Henri por metro
Hz = Hertz
nT = nanoTesla
SI = Sistema Internacional
T = Tesla
TE = Transverso Eltrico
TM = Transverso Magntico
V/m = Volts por metro
Wb/m2 = Weber por metro quadrado
.m = ohm metro
s = segundos
EM Mtodos Eletromagnticos
MT Mtodo Magnetotelrico
PEAL = Pernambuco-Alagoas
LP Lineamento Pernambuco
xviii
SUMRIO
1. INTRODUO............................................................................................................20 1.1. Objetivo......................................................................................................................22 2. APORTE TERICO.......................................................................................................23
2.1. Introduo..................................................................................................................23 2.2. O Mtodo Magnetotelrico.......................................................................................23 2.3. Natureza dos sinais MT.............................................................................................25 2.3.1. Micropulsaes....................................................................................................27 2.3.2. Variao Diurna (Sq), Vento Solar e Tempestades Solares................................28 2.3.3. Ressonncia de Shumann....................................................................................29 2.4. Princpios Fsicos do MT...........................................................................................29 2.4.1. As Equaes de Maxwell....................................................................................29 2.5. Funes de Tranferncia Magnetotelricas...............................................................32
2.5.1. O Tensor MT......................................................................................................32 2.5.2. Funo de Transferncia Geomagntica e Strike Geoeltrico............................36
2.6. Dimensionalidade das Estruturas da Terra................................................................38 2.6.1. Terra Unidimensional (1D).................................................................................38 2.6.2. Terra Bidimensional (2D)...................................................................................39 2.6.3. Terra Tridimensional (3D)..................................................................................41
2.7. Distores Galvnicas...............................................................................................42 2.8. Resistividade das Rochas..........................................................................................42
3. ARCABOUO GEOLGICO E GEOTECTNICO...................................................47 4. METODOLOGIA..........................................................................................................55 4.1. Aquisio de Dados MT............................................................................................55 4.2. Pr-Processamento dos Dados MT............................................................................60 4.3. Pseudo Seo.............................................................................................................66 4.4. Processamento dos dados MT...................................................................................71 4.5. Dimensionalidade das Estruturas..............................................................................72 4.6. Decomposio do Tensor Impedncia.......................................................................74
4.6.1. Determinao do Parmetros Groom Bailey.......................................................76 4.6.2. Definio do Strike Geoeltrico Regional..........................................................80 4.7. Inverso 2D...............................................................................................................82
5. PROFUNDIDADE DE INVESTIGAO DO MTODO MT.....................................92
5.1. Metodologia Heurstica: A Transformada de Niblett-Bostick..................................93 5.2. Metodologia Emprica: Efeito de um Condutor Perfeito em Grandes
Profundidades......................................................................................................................94 5.3. Resultado da Tcnica Heurstica...............................................................................95 5.4. Resultado da Tcnica Emprica.................................................................................96 5.5. Comparao do Resultados entre as Tcnicas heurstica e Emprica......................100
6. RESULTADOS E DISCUSSES................................................................................104 6.1. Vetores de Induo .................................................................................................104 6.2. Modelo Geoeltrico Bidimensional.........................................................................109
xix
6.2.1. Faixa Sergipana e Bloco Permanbuco-Alagoas (PEAL)...................................110 6.2.1.1. A Crosta nas Diferentes Unidades da Faixa Sergipana e do PEAL.............112
6.2.2. Bacia Jatob........................................................................................................113 6.2.3. O Lineamento Pernambuco e o Terreno Alto Moxot.......................................114
7. CONCLUSES E RECOMENDAES FINAIS......................................................121 8. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.........................................................................123
Captulo I - Introduo
UnB/IG-LGA Tese de Doutorado, Santos A.C. L.
20
graa divina comear bem. Graa maior persistir na caminhada certa. Mas graa das graas no desistir nunca. (Dom Helder Cmara).
I INTRODUO
A provncia estrutural Borborema consiste em um complexo conjunto de blocos
crustais de diferentes idades, origem e evoluo, amalgamados durante o Ciclo Brasiliano.
Tal ciclo foi composto por uma srie de eventos tectono-orogenticos desencadeados no
final do Neoproterozico Superior, resultando na formao de unidades litoestruturais de
rochas magmticas, metamrficas e sedimentares consolidadas na crosta (Almeida, et al.,
1981). Ao longo dos anos, diversos autores vm contribuindo para um melhor
conhecimento do arcabouo geolgico e estrutural da provncia, sobretudo com base em
dados geoqumicos e geocronolgicos (Jardim de S, 1994; Melo, 2002; Brito Neves et al.,
2000, 2003; Medeiros, 2004; Meji, 2008, Van Schmus et al., 2008). No entanto a
complexidade tectnica do Nordeste, superimposta pela ruptura continental que separou
Amrica do Sul e frica e levou formao do Oceano Atlntico Sul, tem desafiado
inmeros pesquisadores ao longo dos anos na tentativa de compreender a estruturao e o
significado da compartimentao regional em termos de origem e evoluo da crosta
continental. O considervel nmero de segmentos geolgicos com caractersticas prprias,
reunidos em subdomnios e domnios, existentes na Provncia Borborema, apesar de
razoavelmente bem conhecidos e delimitados em superfcie, ainda no tiveram
estabelecidas a verdadeira natureza dos seus limites, especialmente quando representados
por importantes e extensas zonas de cisalhamento. Os subsdios adicionais propiciados por
levantamentos gravimtricos e aerogeofsicos tm sido insuficientes para estabelecer e
compreender a estrutura crustal do Nordeste do Brasil (Castro et al., 1998; Oliveira et al.,
2005; Oliveira, 2008; Oliveira et al., 2010).
O mtodo Magnetotelrico (MT) um mtodo geofsico utilizado para determinar
modelo geoeltrico da subsuperfcie terrestre dentro de intervalo de frequncias que variam
de 0,0001 a 1000 Hz. Por meio de medidas simultneas na superfcie da Terra das
variaes naturais dos campos eltrico (E) e magntico (H) possvel inferir a distribuio
da condutividade eltrica desde os primeiros metros da crosta at centenas de quilmetros
no manto superior. A utilizao do mtodo geofsico MT se apresenta como uma
ferramenta importante para o aprofundamento do conhecimento sobre os processos
Captulo I - Introduo
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21
dinmicos predominantes na litosfera sob a Provncia Borborema.
O escopo deste trabalho, inserido no projeto Estudos geofsicos e tectnicos na
Provncia Borborema, Nordeste do Brasil (MCT/CNPq, 42.0222/2005-7), financiado pelo
programa Institutos do Milnio e no subsequente Estudo da estrutura da litosfera do
Nordeste do Brasil (MCT/CNPq, 573713/2008-1) no mbito do Instituto Nacional de
Cincia e Tecnologia em Estudos Tectnicos (INCT-ET), INCT Tectnica, consistiu de
levantamento, processamento e interpretao de dados geofsicos magnetotelricos e
integrao com mapas geolgicos e gravimtricos em um perfil linear que corta
transversalmente as principais estruturas e terrenos na poro SE da Provncia Borborema
(Figura 1.1).
Figura 1.1. Mapa de localizao da rea de estudo. Compilado de: IBGE (2006); Jardim de S (1994).
Captulo I - Introduo
UnB/IG-LGA Tese de Doutorado, Santos A.C. L.
22
1.1 Objetivo
A partir de estudos magnetotelricos, onde se insere esta pesquisa de doutorado,
pretende-se determinar a estrutura interna da litosfera na poro SE da provncia
Borborema. Para isso, buscou-se mapear a distribuio de condutividade eltrica na crosta
e manto superior ao longo do perfil posicionado ortogonalmente s direes estruturais
predominantes.
Captulo II Aporte Terico
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23
II APORTE TERICO
2. 1 Introduo
Os mtodos geofsicos eletromagnticos compreendem tcnicas que visam estimar
a distribuio das propriedades eletromagnticas de estruturas em subsuperfcie. Tais
metodologias permitem estimar as condies geolgicas atuais por meio do contraste das
propriedades fsicas dos materiais presentes em subsuperfcie. Seus resultados podem ser
utilizados para o diagnstico ambiental, explorao de hidrocarbonetos e de gua
subterrnea, prospeco mineral ou geotectnica.
As propriedades eletromagnticas das rochas constituintes do interior da Terra
associadas a esses mtodos so a resistividade eltrica, a permeabilidade magntica e a
permissividade eltrica. Dentre essas propriedades, a resistividade quase sempre a que
mais contribui para as variaes na propagao do campo eletromagntico.
H vrios mtodos geofsicos que utilizam sinais eletromagnticos para sondar o
interior da Terra. A grande maioria desses mtodos faz uso de sinais artificiais como fonte
das variaes eletromagnticas, como por exemplo, o Ground Penetrating Radar (GPR) e
o Very Low Frequency (VLF). Contrariamente, o mtodo MT utiliza sinais naturais
originados das variaes do campo geomagntico. O objetivo desse captulo abordar de
forma sucinta os fundamentos do mtodo MT, princpios fsicos e processamentos de
dados, utilizados neste estudo.
2.2 O Mtodo Magnetotelrico
O MT um mtodo geofsico para estimar a distribuio da condutividade eltrica
no interior da Terra a partir da interpretao de medidas simultneas, efetuadas na
superfcie, das variaes temporais naturais dos campos geomagntico e geoeltrico
induzido. Proposta por Tikhonov (1950) e Cagniard (1953), a teoria do mtodo
magnetotelrico considera que as variaes temporais dos campos eltrico (E) e magntico
(H) naturais so devidas incidncia de ondas eletromagnticas planas que se propagam
verticalmente no interior da Terra. Tais variaes so causadas tanto por correntes eltricas
presentes na ionosfera e magnetosfera terrestre, onde so geradas ondas eletromagnticas
de frequncia relativamente baixa (abaixo de 1 Hz) que se propagam para a superfcie,
Captulo II Aporte Terico
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24
como por descargas eltricas atmosfricas (raios) que tambm produzem ondas
eletromagnticas, mas de frequncia mais alta (acima de 1 Hz). Ao alcanarem a
superfcie, essas ondas sofrem tanto refrao como reflexo. A maior parte da energia
refletida e somente uma pequena parte propagada para o interior da Terra. Essa pequena
parte induz correntes telricas em subsuperfcie.
medida que esse campo eletromagntico se difunde para o interior da Terra, ele
atravessa regies que apresentam mudanas de condutividade, as quais se correlacionam
com variaes litolgicas, mineralgicas, contedo de fluido, propriedades dieltricas,
permeabilidade, porosidade e salinidade. Quando o sinal eletromagntico encontra limites
com diferentes condutividades, campos secundrios so gerados e parte deles se propaga
de volta para a superfcie, trazendo informaes das mudanas relativas de condutividade
em subsuperfcie. Na interpretao dos dados MT, aps a aquisio dos dados no campo,
os sinais eletromagnticos obtidos no domnio do tempo so processados no domnio da
frequncia com a finalidade de se chegar s impedncias resistivas. Estas, por sua vez, so
interpretadas em termos da resistividade eltrica, como funo da posio e da
profundidade por meio de modelos unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais. A
definio do tensor de impedncia eletromagntica (Z) se d pela relao entre as
componentes horizontais complexas dos campos eltrico e magntico em direes
mutuamente ortogonais.
O mtodo MT foi ganhando espao em diferentes aplicaes a problemas
geolgicos, tais como estudos cratnicos e de reconhecimento de estruturas profundas da
crosta, prospeco mineral, hidrogeologia e geotermia (e.g. Vitorello e Padilha, 1993;
Fischer e Masero, 1994; Menezes, 1996; Porsani, 1997; Travassos e Menezes, 1999;
Bologna, 2001; Lezaeta, 2001; Abreu, 2002; Lugo et al., 2002; Woldemichael, 2003;
Pdua, 2004; Castells, 2006; Jones et al., 2008).
A principal vantagem do mtodo consiste na capacidade de investigar tanto
estruturas profundas, quanto estruturas rasas sem o emprego de fontes artificiais. De
acordo com Vozoff (1972), a interpretao de profundidades baseada em dados MT
melhor estimada do que as baseadas em dados gravimtricos e magnticos. Atualmente o
mtodo vem sendo aplicado em domnio marinho para investigao da crosta ocenica
(Constable et al., 1998; Hoversten et al., 2000), e ainda tem sido largamente utilizado na
explorao de petrleo e fontes geotrmicas, em locais onde a ssmica mostra dificuldade
quanto ao imageamento (Hoversten et al., 1998; Key, 2003; Abarca, 2004; Jos, 2005).
Captulo II Aporte Terico
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25
2.3 Natureza dos sinais MT
O Campo Magntico Terrestre gerado pelas movimentaes de fludos metlicos
de alta condutividade no ncleo da Terra, que provocam correntes eltricas que induzem
um campo magntico (Kirchhoff, 1991). Este campo geomagntico no estvel,
apresentando constantes variaes temporais e espaciais. Tais variaes tm ampla gama
de perodos, desde fraes de segundos at milhes de anos. As variaes geradas no
prprio ncleo da Terra tm perodo muito longo, no sendo usadas pelo mtodo MT. Para
as frequncias na faixa de interesse do mtodo, entre 10-4 e 104 Hz, as fontes naturais
utilizadas esto associadas aos fenmenos de interao entre o vento solar e a
magnetosfera, e descargas eltricas de relmpagos, produzindo sinais eletromagnticos
conhecidos como esfricos, que ocorrem na atmosfera do planeta (Figura 2.3.1).
Figura 2.3.1. Fenmenos naturais geradores do campo eletromagntico natural. Destaque para o espectro de amplitude versus frequncia da variao do campo magntico, mostrando mnimo em torno de 1Hz. Modificada de Santos (2006). Os pontos negros correspondem a dados, a linha contnua a um modelo, EJE eletro jato equatorial e Sq - Variao diurna.
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26
Os sinais medidos em frequncias inferiores a 1 Hz, correspondem a interao entre
o vento solar e as camadas do plasma que compem a ionosfera e a magnetosfera terrestre.
Os sinais de frequncias superiores a 1 Hz corresponde s ondas induzidas por relmpagos
e propagao de sua energia entre dois meios condutores: a base da ionosfera e a
superfcie da Terra (Figura 2.3.1). No intervalo entre aproximadamente 10-1 Hz e 1 Hz h
uma diminuio de energia no espectro, relacionada ao limite entre as duas fontes de
gerao do sinal. Este intervalo conhecido como banda morta, regio onde a intensidade
do campo geomagntico diminui sensivelmente sua energia. Alm disso, de acordo com
Padilha (1995), em baixas latitudes, como no Brasil, as variaes geomagnticas naturais
so bem mais fracas em decorrncia das caractersticas de propagao, principalmente das
pulsaes magnticas. Esse fato causa dificuldades adicionais na obteno de sinais
eletromagnticos com boa relao sinal/rudo para as medidas MT. A figura 2.3.2 apresenta
espectro de energia do campo eletromagntico natural e as respectivas fontes de sinal
utilizadas no mtodo MT: micropulsaes geomagnticas, variao diurna e ressonncias
de Schumann.
Figura 2.3.2. Espectro de energia do campo eletromagntico natural com suas respectivas fontes. Modificada de Pdua (2004).
Captulo II Aporte Terico
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27
2.3.1 Micropulsaes
As micropulsaes geomagnticas podem ser definidas como variaes
geomagnticas de baixa frequncia. So ocasionadas por ondas hidromagnticas na borda
da magnetosfera e no seu interior. Quando alcanam o limite inferior da ionosfera as ondas
hidromagnticas se transformam em ondas eletromagnticas, as quais so observadas na
superfcie terrestre como variaes dos campos magntico e eltrico. As micropulsaes
geomagnticas so classificadas de acordo com sua continuidade e perodo em dois grupos:
pulsaes contnuas ou regulares (Pc) e pulsaes irregulares ou impulsivas (Pi).
Descries da teoria referente origem das micropulsaes podem ser encontradas na
literatura (Jacobs, 1970).
As pulsaes irregulares (pi) so associadas fase crtica de subtempestades
eletromagnticas. O intervalo de perodo para essas pulsaes de 1 s a 150 s e o contedo
espectral denota uma banda larga. As pulsaes contnuas (pc) apresentam padro regular
de oscilaes, so pulsaes quase senoidais e classificadas como Pc1 a Pc5, na faixa de
perodos entre 0,2 s a 600 s. As pulsaes que esto dentro da faixa de perodos utilizados
esto relacionadas na tabela a seguir.
Tabela 2.3.1.1. Classificaes das micropulsaes em funo da faixa de perodos. Modificada de Jacobs (1970).
Pulsaes Contnuas Perodos (s)
Pc1 0.2 5
Pc2 5 10
Pc3 10 45
Pc4 45 150
Pc5 150 600
Pulsaes Irregulares Perodos (s)
Pi1 1 40
Pi2 40 150
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2.3.2 Variao Diurna (Sq), Vento Solar e Tempestades Solares
O principal processo de formao de eltrons livres na ionosfera a fotoionizao
que consiste na absoro de radiao solar, predominantemente na faixa do extremo
ultravioleta e raios-X, por elementos atmosfricos neutros (Kirchhoff, 1991). Desta forma,
a estrutura da ionosfera fortemente influenciada pelas partculas carregadas do vento
solar que so comandadas pelo nvel de atividade solar.
Alm das variaes dirias e sazonais da atividade solar, existem tambm os ciclos
de longo perodo. Estes ciclos, com durao de aproximadamente 11 anos, esto associados
s ocorrncias de manchas solares e o aumento da produo de eltrons livres na ionosfera
proporcional ao nmero de manchas. Durante o perodo em que os dados utilizados neste
trabalho foram coletados (2007-2008) estava-se em um mnimo solar. Atualmente o Sol se
encontra em um perodo de mxima ocorrncia de manchas solares, iniciado no ano de
2011.
Como o mecanismo forador da ionizao das camadas que compem a ionosfera
a radiao solar, estabelece-se uma diferena de potencial entre o hemisfrio iluminado e o
hemisfrio no iluminado. Em conseqncia, geram-se fortes correntes eltricas entre os
dois hemisfrios, que produzem campos magnticos variveis ao longo do dia, conhecidos
por variao diurna. Essa variao do campo geomagntico com perodo de 24 h pode ser
conceitualmente decomposta numa componente solar expressa normalmente por Sq (solar
quiet) (Campell, 1997). Em condies normais (dias calmos) a variao diurna suave e
regular e tem uma amplitude de aproximadamente 20-80 nT, tendo o seu mximo nas
regies polares. Em alguns dias (dias perturbados) ocorrem variaes muito rpidas e de
grande amplitude (s vezes maiores que 1000 nT), chamadas tempestades magnticas.
Existem ainda anomalias do campo magntico, que surgem a partir de aumento diurno da
corrente eltrica em uma estreita faixa da ionosfera, de direo leste-oeste, centrada no
equador magntico e denominada eletrojato equatorial (EJE).
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2.3.3 Ressonncia de Schumann
A ressonncia de Schumann constitui-se de uma srie de picos eletromagnticos de
frequncias extremamente baixas (ELF: extremely low frequency) do campo
eletromagntico da Terra. Os picos so correlacionados s caractersticas de propagao
entre a superfcie da Terra e a ionosfera de sinais originados de descargas eltricas. So
definidos a partir da razo da velocidade de propagao da onda pela distncia a percorrer
na cavidade ressonante, sendo calculados atravs da seguinte frmula:
d
ncf rs = (2.3.3.1a)
onde rsf a frequncia de ressonncia de Schumann, n o harmnico ( n = 1, 2,), c
a velocidade de propagao da energia eletromagntica (cerca de 300.000 km/s) e d a
circunferncia da Terra (cerca de 40.000 km).
O efeito ocorre porque o espao entre a superfcie da Terra e a ionosfera, neste caso
condutiva, atua como um guia de ondas, cujas dimenses so delimitadas. Assim
formado um tipo de cavidade ressonante para ondas eletromagnticas em ELF que so
excitadas naturalmente pela energia desprendida por meio de propagao dos relmpagos.
A frequncia de ressonncia fundamental de aproximadamente 7 Hz e seus harmnicos
superiores so em torno de 14, 20 e 24 Hz.
2.4 Princpios Fsicos MT
Os fundamentos e as frmulas relacionados teoria de induo eletromagntica
encontram-se bem descritas na literatura (Simpson e Bahr, 2005; Castells, 2006).
2.4.1 As Equaes de Maxwell
A teoria eletromagntica obedece a um conjunto de formulaes matemticas
denominadas equaes de Maxwell, que unificam os campos eltrico e magntico e podem
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30
ser escritas da seguinte forma:
x E = -B / t (2.4.1.1a)
x H = J + D / t (2.4.1.1b)
. B = 0 (2.4.1.1c)
. D = (2.4.1.1d) As equaes (2.4.1.1a-d) so complementadas pelas equaes constitutivas:
D = E (2.4.1.2a) B = H (2.4.1.2b) J = E (2.4.1.2c)
Essas equaes constitutivas vinculam o comportamento do campo eletromagntico
com as caractersticas fsicas do meio onde: , , so os parmetros caractersticos do
meio em que as ondas se propagam e expressos como tensores em meios anisotrpicos,
podendo variar no tempo geolgico. No entanto, em estudos de induo, supe-se que o
meio seja isotrpico contnuo e se desconsidera qualquer dependncia temporal dos
parmetros constitutivos. Assim, para a crosta terrestre = o e = o.
As quantidades nas equaes (2.4.1.1a-d) e (2.4.1.2a-c) so expressas nas seguintes
unidades (SI):
- induo magntica [B] = T
- intensidade do campo magntico [H] = A/m
- intensidade do campo eltrico [E] = V/m
- deslocamento eltrico [D] = C/m2
- densidade da corrente eltrica [J] = A/m2
- densidade da carga [] = C/m3
- condutividade do meio [] = S/m
- permissividade dieltrica (espao livre) [o] = F/(36 x 109)m
- permeabilidade magntica (espao livre) [o] = 4 x 10-7H/m
Devido natureza das fontes EM utilizadas em MT e s propriedades dos materiais
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31
da Terra e das profundidades investigadas, duas hipteses so consideradas:
A hiptese de onda plana: a corrente eltrica primria uma onda eletromagntica
plana que se propaga verticalmente em direo superfcie da Terra (direo z).
Uma aproximao de onda quase - estacionria: como o intervalo de frequncia nas
sondagens MT varia de 0,0001Hz a 1000Hz e as condutividades encontradas, para
quase a totalidade dos materiais geolgicos, encontrados na Terra, esto na faixa de
0.1 a 10000 .m (Haak e Hutton, 1986), as correntes de deslocamento (D / t),
podem ser negligenciadas em relao densidade da corrente eltrica (J)
(2.4.1.1b).
As solues das equaes de Maxwell para os campos EM podem ser expressas por
combinao linear dos termos harmnicos:
E = E0 . ei(t+kr) (2.4.1.3a)
B = B0 . ei(t+kr) (2.4.1.3b)
onde (rad/s) a frequncia angular das ondas eletromagnticas, t (s) o tempo, k e r
so vetor de onda e vetor de posio, respectivamente. Em ambas as expresses o primeiro
termo no expoente corresponde s oscilaes das ondas e o segundo termo representa a
propagao de ondas.
Atravs de manipulaes matemticas, por meio das expresses harmnicas dos
campos EM (2.4.1.3a-b) e suas relaes constitutivas (2.4.1.2a-c), considerando a hiptese
de uma onda quase - estacionria, as equaes de Maxwell podem ser reduzidas a:
x E = -io H Lei de Faraday (2.4.1.4a)
x H = E Lei de Ampre (2.4.1.4b)
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32
As equaes acima demonstram que o campo magntico (H) variante no tempo
induz um campo eltrico (E), gerando uma corrente eletromagntica que se propaga no
interior da Terra (correntes telricas).
2.5 Funes de Transferncia Magnetotelricas
As funes de transferncia magnetotelricas ou respostas magnetotelricas so
funes que correlacionam as diferentes componentes do campo EM em uma determinada
frequncia. A razo entre os componentes ortogonais dos campos eltricos e magnticos
define um parmetro chamado impedncia de onda ou, simplesmente, impedncia do meio.
Tem uma dimenso de resistncia (). A difuso de uma onda plana a uma frequncia
particular depende somente das propriedades eltricas do meio. Portanto elas caracterizam
a distribuio de condutividade dos materiais em subsuperfcie de acordo com a frequncia
medida. As respostas MT utilizadas neste trabalho so: o tensor de impedncia MT (Z), em
forma de resistividade aparente e fase, e as funes de transferncias geomagnticas,
normalmente apresentadas em forma de vetores de induo (T). Esses dois parmetros, que
sero discutidos a seguir, constituem as principais grandezas usadas na interpretao de
dados MT (Vozoff, 1972).
2.5.1 O Tensor MT
A definio do tensor de impedncia eletromagntica (Z) se d pela relao entre as
componentes horizontais complexas dos campos eltricos (Ex, Ey) e magnticos (Hx, Hy),
em direes mutuamente ortogonais a uma dada frequncia (), em um nico local de
medida. A relao entre cada termo determinada pela equao:
( )( )
Y
X
E
E =
yx
xx
Z
Z
yy
xy
Z
Z
( )( )
Y
X
H
H (2.5.1.1a)
Assim, para cada frequncia esperado que um sistema linear seja expresso como:
Ex = ZxyHy + ZxxHx (2.5.1.2a)
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33
Ey = ZyxHx + ZyyHy (2.5.1.2b)
ou simplesmente pela relao matricial:
HZE = (2.5.1.3a)
A partir do tensor de impedncias, as resistividades aparentes (a) e fases (ij)
podem ser calculadas para um intervalo grande de frequncias, usando as componentes das
transformadas de Fourier das sries temporais dos campos eltrico e magntico medidos no
campo. As variaes dos campos E e H so expressas em SI elas so determinadas,
respectivamente, pelas seguintes expresses:
2
0
ij
aij
Z= (2.5.1.4a)
{ ( )}{ ( )}
=
ij
ij
ijZ
Z
Re
Imarctan (2.5.1.5a)
onde a a dada em .m. Os ndices i e j representam as direes das coordenadas x e y,
respectivamente e Z a impedncia do meio.
A resistividade aparente fornece uma estimativa aproximada da resistividade real
em subsuperfcie, modulada pela frequncia de aquisio dos sinais. A fase de impedncia
(ou simplesmente fase), , consiste na diferena de fase da componente Zij. Ela fornece
informaes adicionais sobre a condutividade da estrutura. Em um semiespao isotrpico e
homogneo a fase da impedncia constante, igual a 45. Transies em profundidade de
uma regio mais resistiva para uma mais condutora fornecem fases superiores a 45,
enquanto fases inferiores a 45 aparecem nas transies de regies condutivas para
resistivas.
A penetrao dos sinais EM no interior da Terra depende do seu perodo de
oscilao e da resistividade do meio. A profundidade de penetrao desses sinais
expressa atravs da profundidade pelicular (), calculada como sendo a profundidade na
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34
qual a amplitude do sinal natural reduzida em 1/e (aproximadamente 37%) de seu valor
inicial na superfcie. Para um semiespao homogneo dada por:
T
= 5002
(em metros) (2.5.1.6a)
onde a condutividade do meio, = 2 f, a frequncia angular, a permeabilidade
magntica, a resistividade do meio (em ohm.m) e T o perodo (em segundos).
Dessa forma, as ondas eletromagnticas penetram at maiores profundidades para
frequncias mais baixas e rochas com menor condutividade. Na prtica, porm, a
profundidade pelicular usada apenas como referncia para o amortecimento que os sinais
eletromagnticos sofrem ao se propagar em um meio condutor, pois o interior da Terra no
um semi-espao homogneo. Como consequncia, tcnicas alternativas tm que ser
consideradas para estimar a profundidade de propagao dos sinais utilizados por
diferentes mtodos EM e consequentemente os limites de confiabilidade dos modelos
derivados dos dados experimentais sobre a distribuio de condutividade eltrica.
As expresses (2.5.1.4a) e (2.5.1.5a) em conjunto com a expresso (2.5.1.6a),
fornecem os meios pelos quais se pode explorar a distribuio de condutividades no
interior da Terra. Como resultado de uma sondagem MT, obtm-se curvas de resistividade
aparente e fase em funo da frequncia (Figura 2.5.1.1) que so, posteriormente,
invertidas para fornecer resultados de variao da condutividade como funo da
profundidade atravs de algoritmos de inverso. Nesse procedimento, os resultados obtidos
experimentalmente para as funes de transferncia so comparados com aqueles gerados
teoricamente por modelos, geralmente 2D e 3D. Os parmetros do modelo (profundidade e
resistividade das diferentes camadas) so modificados at que se encontre um modelo
composto por possveis estruturas de condutividade que originariam os valores medidos na
superfcie. Maiores detalhes sobre o mtodo MT podem ser encontrados em Simpson e
Bahr (2005).
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35
Figura 2.5.1.1. Exemplo de grfico tpico de respostas MT da variao de resistividade (a) e fase (b) em funo do perodo. Dado bruto da estao 05b.
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36
2.5.2 Funo de Transferncia Geomagntica e Strike Geoeltrico
Como visto anteriormente, o tensor de impedncia Z uma entidade complexa que
depende da direo de aquisio e das propriedades geoeltricas de subsuperfcie no local
onde se adquirem os dados. O tensor Z e o vetor funo de transferncia geomagntica
constituem as principais grandezas usadas na interpretao de dados MT.
A funo de transferncia geomagntica, tambm conhecida como tipper (T) uma
grandeza vetorial complexa (com parte real e imaginria). Definido como a relao entre
os dois componentes verticais e horizontais do campo magntico (2.5.2.1a). Dele se obtm
os vetores de induo. Esses vetores, geralmente, so revertidos de modo que o vetor real
aponte para zonas condutoras (Vozoff, 1972).
Hz = Tx Hx + Ty Hy (2.5.2.1a)
Na frmula acima os elementos Tij so termos complexos devido ao fato de que
podem incluir deslocamento de fase. Para uma estrutura 2D alinhada na direo x
(rotacionado), a equao (2.5.2.2a) pode ser simplificada para:
Hz = TyHy (2.5.2.2a)
Na equao 2.5.2.2.a, T representa a inclinao do vetor H fora do plano
horizontal.
O strike geoeltrico consiste numa direo no qual a resistividade (ou
condutividade) eltrica no varia. No caso em que uma sondagem no feita no sistema
de eixos alinhados com a estrutura geoeltrica, possvel rotacionar matematicamente o
tensor medido por um ngulo de forma que os elementos tensoriais XX e YY se tornem
nulos, satisfazendo a relao de bidimensionalidade (Figura 2.5.2.1). O objetivo de
rotacionar o dado para o strike geoeltrico, uma forma de simplificar os clculos na
obteno do modelo geoeltrico.
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37
Figura 2.5.2.1. Rotao do tensor de impedncia Z.
Considerando o ngulo (medido no sentido horrio a partir do eixo x) como o
ngulo entre os eixos de medida (x,y) e o strike verdadeiro, a rotao de E atravs de
determinar os componentes do campo E nos eixos principais de anisotropia(x,y), E.
=
=
y
x
y
x
E
E
sen
sen
E
E
cos
cos
= (2.5.2.3a)
ou na forma matricial:
E = RE (2.5.2.4a)
H = RH (2.5.2.4b)
o tensor Z rotacionado ser:
Z = RZRT (2.5.2.5a)
onde RT a transposta de R
RT =
cos
cos
sen
sen (2.5.2.6a)
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38
Na prtica, usual apresentar o tensor (as respectivas curvas de resistividade
aparente e fase) numa direo que em cada frequncia maximize as componentes da
diagonal no principal do tensor (Zxy e Zyx) e, ao mesmo tempo, minimize as
componentes da diagonal principal (Zxx e Zyy) (Vozoff, 1991).
Identificar uma das direes principais com a direo do strike est sujeito a uma
ambiguidade de 90. Isso porque o ngulo de rotao pode estar tanto minimizando como
maximinizando os elementos da diagonal principal. A resoluo dessa indeterminao pode
ser feita a partir de informaes complementares geolgicas ou geofsicas. As funes de
transferncia magntica so teis nesse caso, pois, como descrito anteriormente, seus
vetores podem ser traados de modo que sua parte real aponte para as zonas mais
condutoras. Alguns autores fazem a opo por uma representao em que os vetores de
induo apontem para zonas mais resistivas. No entanto, de acordo com Vozoff (1972),
qualquer que seja a direo do vetor, em se tratando de uma estrutura 2D, o mesmo ser
perpendicular direo da estrutura geoeltrica, auxiliando assim na identificao do
strike.
2.6 Dimensionalidade das Estruturas da Terra
As respostas MT, teoria estudada no pargrafo 2.5 deste captulo, e em particular as
relaes entre seus componentes, esto reduzidas a expresses especificas, dependendo da
distribuio espacial da resistividade eltrica no meio estudado. Essas distribuies
espaciais so conhecidas como estruturas geoeltricas (dimensionalidades), e podem ser
classificadas como unidimensional (1D), bidimensional (2D) e tridimensional (3D). Um
aspecto importante da interpretao das informaes contidas nos dados MT o acesso
dimenso dessas estruturas, pois seu conhecimento condiciona a escolha da interpretao
quantitativa a ser realizada.
2.6.1 Terra Unidimensional (1D)
Uma Terra 1D aquela em que as resistividades variam somente com a
profundidade. Se a resistividade a mesma em qualquer direo, os campos EM so
mutuamente ortogonais e se acoplam linearmente pelo tensor de impedncia
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eletromagntica (Z). Para o clculo das equaes de impedncia se utiliza como condio
de contorno a diminuio do campo com o aumento da profundidade. Assim as equaes
(2.5.1.2a-b) se reduzem a:
Ex = ZxyHy (2.6.1.1a)
Ey = ZyxHx = - ZyxHx (2.6.1.1b)
Isso porque em um ambiente 1D, os elementos diagonais do tensor de impedncia
sero nulos (Zxx = Zyy = 0) e os elementos no diagonais sero iguais (Zxy = - Zyx), ou
seja, possuem a mesma magnitude em todas as direes:
Z1D =
=
y
x
yx
xy
y
x
H
H
Z
Z
E
E
0
0 (2.6.1.2a)
O sinal negativo indica que as fases desse elemento se encontram no terceiro
quadrante ao invs do primeiro. Para um meio 1D, o tensor invariante em relao
operao de rotao, o que quer dizer que as curvas de a e (xy e yx), para esse
determinado meio, so iguais entre si e no dependem da orientao do referencial de
aquisio.
2.6.2 Terra Bidimensional (2D)
Em situaes bidimensionais (2D), onde a condutividade varia com a profundidade
e ao longo de uma das direes horizontais, os campos eltricos e magnticos podem ser
projetados em um sistema de eixos rotacionado, com os valores de impedncia principal,
Zxy' e Zyx', calculados com seus eixos paralelo e perpendicular ao "strike" da estrutura 2D.
Nessa situao, a propagao da onda eletromagntica no interior da Terra pode ser
separada em dois modos distintos: TE (transversal eletric) e TM (transversal magnetic).
No caso do modo TE, as correntes eltricas fluem paralelas ao strike eltrico da estrutura
geoeltrica. Nesse caso o campo Ex possui componente dependente somente do campo
magntico ortogonal a essa estrutura (Hy). No modo TM, as correntes eltricas fluem
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40
perpendiculares ao strike eltrico da estrutura. Nesse caso, o campo Ey depende apenas de
Hx (Figuras 2.6.2.1 e 2.6.2.2).
Figura 2.6.2.1. Modelo 2D Modo TE.
Figura 2.6.2.2. Modelo 2D Modo TM.
Em um meio 2D (com strike ), os dados adquiridos em um determinado
referencial de coordenadas podem no estar alinhados ao longo do strike, uma vez que essa
direo muito raramente conhecida com preciso no campo. Nesse caso, o tensor Z
expresso no referencial de aquisio pode ter todos os elementos diferentes e no nulos
(Zxx Zxy Zyx Zyy 0). No entanto, quando o tensor rotacionado e a nova direo
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coincide com o strike, as novas componentes secundrias se anulam, Zxx = Zyy = 0, e Zxy
Zyx reduzindo o tensor a:
Z2D =
=
=
=
y
x
y
x
y
x
yx
xy
y
x
H
H
TM
TE
E
E
H
H
Z
Z
E
E
0
0
0
0 (2.6.2.1a)
Como Zxy Zyx , tambm sero diferentes as respostas MT para os modos TE e TM.
Enquanto o modo TM mais sensvel s estruturas mais superficiais e situadas sob o perfil
de medidas, o modo TE tende a sentir mais as estruturas profundas, alm de ser mais
afetado por estruturas fora do perfil. No entanto, de acordo com Berdichevsky et al.,
(1998), para uma melhor interpretao e maior confiabilidade em relao condutividade
do meio investigado, ideal que se faa uma anlise bimodal de TE e TM.
2.6.3 Terra Tridimensional (3D)
Em um ambiente 3D onde a resistividade varia nas trs direes x, y e z, todos os
elementos do tensor impedncia (Z) so no nulos e diferentes entre si, no sendo possvel
encontrar uma direo para o qual os elementos diagonais se anulem.
Z3D =
=
y
x
yyyx
xyxx
y
x
H
H
ZZ
ZZ
E
E (2.6.3.1a)
Na realidade as estruturas geolgicas possuem sempre alguma variao
tridimensional, sendo que algumas situaes so mais caractersticas desses ambientes,
como por exemplo: cadeias de montanhas em grande escala e intruses magmticas. O
tratamento do problema de induo de estruturas 3D tem sido discutido por diversos
autores, utilizando tcnicas como diferenas finitas, elementos finitos e equaes integrais
(Jones e Vozoff, 1978; Ting e Hohmann, 1981; Mackie e Madden, 1993; Siripunvaraporn
et al., 2005). Em algumas situaes geolgicas possvel fazer uma interpretao geofsica
de dados 3D aproximados para modelos 2D (Ledo et al., 2002; Ledo, 2005).
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2.7 Distores Galvnicas
Distores galvnicas so efeitos produzidos por heterogeneidades de corpos
superficiais ou variaes topogrficas. Os dois principais efeitos so classificados como
distores galvnicas e distores indutivas (Jiracek, 1990).
As distores galvnicas so causadas pelo acmulo de cargas superficiais nas
interfaces dos contrastes de resistividade, se existir uma componente do campo eltrico na
direo da variao da condutividade (resistividade) eltrica, gerando um campo
secundrio que se somar vetorialmente ao campo primrio, conduzindo a distoro do
campo eltrico. Um exemplo tpico o deslocamento esttico (static shift), causado por
estruturas geolgicas rasas e heterogneas. Nesse caso as curvas de resistividade aparente
so deslocadas para valores maiores ou menores por um fator real e constante
desconhecido, independente da frequncia, sem afetar a fase (Simpson e Bahr, 2005).
Dentre os vrios mtodos de correes das distores galvnicas, o de Groom e Bailey
(1989) o mais utilizado, embora no seja empregado no caso das distores galvnicas.
2.8 Resistividade das Rochas
O conhecimento, a priori, das propriedades eltricas dos materiais que compem o
meio fundamental para a interpretao de dados MT. Define-se condutividade como a
capacidade relativa de determinados materiais conduzirem eletricidade quando uma tenso
a eles aplicada. A resistividade eltrica caracteriza-se pela resistncia oferecida por um
material em conduzir fluxos de corrente eltrica. Nos materiais da Terra esses parmetros
variam em mais de sete ordens de grandeza (Figura 2.8.1a). Dentre todos os parmetros
geofsicos, a resistividade eltrica (ou seu inverso, a condutividade eltrica) um dos mais
sensveis a variaes de composio qumica e temperatura de materiais geolgicos, sendo
particularmente sensvel presena de fluidos (gua mineralizada), distribuio e
quantidade deste fluido, salinidade, porosidade, temperatura e presso (Jones, 1992).
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Figura 2.8.1. Resistividade eltrica em materiais da Terra. Modificada de Palacky (1987).
A conduo eletroltica se d na crosta terrestre a pequena profundidade comparada
com as profundidades de outros tipos de conduo. aquela ocorrida nos poros,
interstcios e fraturas das rochas preenchidas por fluidos, j que a maioria dos minerais
formadores de rocha so praticamente isolantes. Muito embora a conduo eletroltica
possa variar sua magnitude de um tipo de rocha para outro, isto no significa que este seja
um parmetro caracterstico da rocha capaz de identific-la, o que quer dizer que no se
pode identificar o tipo de rocha apenas com a magnitude de conduo. Analogamente,
rochas diferentes dentro de uma formao podem ter condutividades similares, no
permitindo diferenci-las. Quanto mais porosa, inconsolidada, fraturada for a rocha, maior
ser sua condutividade, pois h uma probabilidade maior desta rocha conter gua
mineralizada em seus interstcios. Da mesma forma, quanto mais compactada for a rocha,
menor ser sua condutividade pelo motivo inverso.
Quando secas, as rochas so praticamente isolantes. No entanto, uma pequena
quantidade de fluido pode diminuir significativamente a resistividade do material. Nesses
casos, a condutividade total descrita por uma relao emprica entre a gua mineralizada
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contida na rocha e sua condutividade. conhecida como Lei de Archie, que
simplificadamente pode ser pode ser escrita da seguinte forma:
T = W -n (2.8.1a)
onde T a condutividade da rocha, W a condutividade dos fludos contidos nos poros,
a porosidade e o expoente n um parmetro derivado empiricamente variando de 1,3 a 2,2.
De acordo com Hermance (1979), a condutividade total de um volume elementar
representativo do interior da Terra pode ser descrita em termos de dois mecanismos: (i)
condutncia pela matriz, sendo esta matriz uma rocha ou um mineral, e (ii) condutncia por
fluidos em fraturas, poros e juntas. Em nveis crustais rasos, por exemplo, em bacias
sedimentares, a condutncia mais provavelmente gerada pela presena de uma fase
aquosa nos interstcios, enquanto que em nveis crustais mais profundos, por exemplo, em
terrenos metamrficos, a condutncia mais comumente associada presena de grafita
e/ou minerais sulfetados (Jones, 1992).
Com o incremento da profundidade, a porosidade e a permeabilidade decrescem
devido ao aumento da presso; a condutividade eletroltica deixa de ser eficiente, dando
lugar a semiconduo, que em grandes profundidades o tipo de conduo mais eficiente.
A semiconduo se d atravs de minerais (comumente silicatos) e caracterizada pela
condutividade eltrica crescente, exponencialmente com o aumento da temperatura, dada
pela equao de Arrhenius:
() = 0 e-A/k (2.8.2a)
onde a condutividade, T a temperatura absoluta, k aconstante de Boltzmann, 0 a
constante dependente da presso e A a constante dependente da composio. Dessa forma,
a condutividade eltrica aumenta com a temperatura e decresce com a presso.
A resistividade eltrica de sedimentos no consolidados e de rochas sedimentares
varia em funo da presena de gua e argila. A porosidade relativamente alta (10-20%) e
consequente saturao em gua com elevada concentrao de ons fazem os sedimentos
mais condutivos que as rochas sedimentares (Tabela 2.8.1). No entanto sedimentos
arenosos e cascalhos podem apresentar-se muito resistivos se a saturao em gua for
baixa ou se o fluido possuir caractersticas resistivas (Palacky, 1987).
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Tabela 2.8.1. Resistividade dos sedimentos no consolidados e rochas sedimentares. Fonte: Modificada de Palacky (1987).
Sedimentos Resistividade (.m)
Argila 5 150
Cascalho 480 900
Marga 12 70
areia (vales) 360 1500
areia (dunas) 6200 7700
Rochas Sedimentares
Argilito 74 840
Conglomerado 200 13000
Dolomita 700 2500
Grauvaca 400 1200
Calcrio 350 6000
Arenito 1000 4000
Xisto 20 2000
Ardsia 340 1600
Rochas sedimentares tendem a ter porosidade e grau de saturao em gua
relativamente altos, o que resulta em baixas resistividades, porm, sob certas
circunstncias, a resistividade pode alcanar valores prximos superiores a 1000 .m
(Figura 2.8.1). O embasamento cristalino sob o pacote sedimentar tende a ter porosidade
muito baixa (
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aumentar gradualmente com a profundidade em funo do aumento da temperatura, sendo
especialmente sensvel s condies encontradas no topo da astenosfera pelo
favorecimento da interconexo entre material parcialmente fundido.
Em maiores profundidades a conduo metlica passa a ser dominante. Ela se d
atravs dos eltrons livres. Essa conduo caracterstica do ncleo, No entanto convm
destacar que esse tipo de conduo no exclusivo de grandes profundidades, visto a sua
possibilidade de ocorrncia em pequenas profundidades, em corpos mineralizados, como
por exemplo, em regies com alta concentrao de grafita.
Captulo III - Arcabouo Geolgico e Geotectnico
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III ARCABOUO GEOLGICO E GEOTECTNICO
Nos ltimos anos tem ocorrido intenso debate sobre os modelos geolgicos mais
adequados que possam explicar a complexidade tectnica do Nordeste do Brasil, na tentativa
de compreender a estruturao e o significado da compartimentao regional em termos de
origem e evoluo da crosta continental. A complexidade observada na Provncia Borborema
foi superimposta pela ruptura continental que separou Amrica do Sul e frica e levou
formao do Oceano Atlntico Sul.
Caracterizada inicialmente por Almeida et al., (1976, 1977, 1981), a Provncia Borborema
foi definida como um complexo mosaico de blocos crustais, amalgamados, em consequncia
de processos geolgicos que tiveram sua finalizao na Orogenia Brasiliana/Panafricana (700
a 450 Ma) como o ltimo evento orognico na regio. A Orogenia Brasiliana foi composta por
uma srie de eventos tectono-orogenticos, desencadeados no final do Neoproterozico,
resultando na formao de unidades litoestruturais de rochas magmticas e sedimentares
consolidadas na parte superior da crosta. Neste domnio, so caractersticos o volumoso
plutonismo granitide e as importantes zonas de cisalhamento de idade
neoproterozica/brasiliana (Medeiros, 2004).
Estudos de diversos autores foram relevantes para o conhecimento estrutural da Provncia
Borborema (Brito Neves, 1975; Almeida et al., 1976; Santos e Brito Neves, 1984). Tais
autores subdividiram a Provncia em vrios segmentos (Figura 3.1), incluindo faixas de
dobramentos ou faixas supracrustais (regies com predominncia de rochas
metassedimentares e metavulcnicas proterozicas) e macios medianos (exposies do
embasamento gnissico-migmattico, de idade arqueana a paleoproterozica (Medeiros,
2004). Com a evoluo dos conhecimentos, a Provncia passou a ser apresentada como o
resultado da ocorrncia e superposio de mais de uma orognese ao longo do tempo, e sua
complexidade tectnica foi atribuda aglutinao de terrenos alctones de origens diferentes,
separados por grandes zonas de cisalhamento (Jardim de S et al., 1992; Jardim de S, 1994)
A Regio de Dobramentos Nordeste pode ser claramente identificada na Plataforma Sul-
Americana com os seguintes limites: ao norte e a leste com oceano Atlntico, ao sul o Crton
do So Francisco e a oeste com o Crton So Luiz e a Bacia do Parnaba.
Determinaes geocronolgicas (K-Ar; Rb-Sr) indicaram que o evento
Brasiliano/Panafricano estaria superposto a ciclos orogenticos mais antigos em alguns
setores da Provncia (Brito Neves, 1975). Na opinio de muitos pesquisadores as formaes
Captulo III - Arcabouo Geolgico e Geotectnico
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supracrustais da Provncia Borborema sofreram tectonismo policclico acompanhado de
magmatismo policclico (Jardim de S et al., 1988). Estudos recentes utilizando
determinaes radiomtricas (idades modelo Sm-Nd; idades U-Pb e Rb-Sr), indicaram
ocorrncia de evento orognico designado Cariris Velho (idade ~1100 Ma), na provncia
Borborema (Jardim de S, 1994; Van Schmus et al., 1995).
Figura 3.1. Faixas Dobradas e Macios na Provncia Borborema, segundo Almeida et al., (1976). LSPII - Lineamento Sobral Pedro II. LP - Lineamento Patos. LPE - Lineamento Pernambuco.
Com objetivo de aperfeioar o modelo de evoluo geotectnica, Santos et al., (1984)
utilizaram a designao de Faixa de Dobramentos Nordeste e subdividiram a Provncia em
diferentes domnios estruturais. Corroborando ou complementando propostas anteriores,
Jardim de S (1994) esboou zoneamento geotectnico em faixas metasupracrustais e
domnios geolgicos mais complexos (Figura 3.2). Com a evoluo dos conhecimentos,
Santos (1995) introduziu o modelo de terrenos tectonoestratigrficos, apoiando-se no conceito
de terrenos alctones, desenvolvido na Cordilheira Americana. No modelo proposto, a
Provncia passou a ser apresentada como o resultado da ocorrncia e superposio de mais de
uma orognese ao longo do tempo, Cariris Velhos (incio do Neoproterozico, em torno de 1,0
Captulo III - Arcabouo Geolgico e Geotectnico
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Ga) e Brasiliana (final do Neoproterozico, em torno de 0,6 Ga), e sua complexidade
tectnica foi atribuda aglutinao de terrenos alctones de origens diferentes, separados por
extensas zonas de cisalhamento.
Figura 3.2. Domnios Tectnicos da Provncia Borborema, segundo Jardim de S (1994). FNC - Faixa Noroeste do Cear. DCC - Domnio Cear Central. FOJ - Faixa Ors-Jaguaribe. FSe - Faixa do Serid. FSC - Faixa Salgueiro-Cachoeirinha. DZT - Domnio da Zona Transversal. FRP - Faixa Riacho do Pontal. FS - Faixa Sergipana.
Do ponto de vista tectono-estratigrfico, com base em dados isotpicos (mtodos U/Pb e
Sm/Nd), a provncia Borborema abrange trs grandes domnios denominados Setentrional,
Transversal e Meridional (Van Schmus et al., 1995; Brito Neves et al., 2003), os quais
correspondem, segundo Jardim de S (1994), a uma colagem de domnios litotectnicos
menores delimitados por falhas e por extensos lineamentos (Patos e Pernambuco) brasilianos
de trend E-W (Figura 3.3).
Na regio setentrional situada a norte do Lineamento Patos, incluindo o centro e noroeste
do Cear, observam-se os domnios Mdio Corea, Cear Central, Ors-Jaguaribe e Faixa
Serid, separados por importantes zonas de cisalhamento. A regio central, ou Domnio da
Zona Transversal, delimitada pelos lineamentos Patos e Pernambuco. Contm vrios