Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-24T12:16:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRelevo.pdf: 1116307 bytes, checksum: 24c74f0dccc22d0cfa831b6e7d373356 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-24T16:44:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRelevo.pdf: 1116307 bytes, checksum: 24c74f0dccc22d0cfa831b6e7d373356 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-24T16:44:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRelevo.pdf: 1116307 bytes, checksum: 24c74f0dccc22d0cfa831b6e7d373356 (MD5) Previous issue date: 2007 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apresentamos um novo método de inversão gravimétrica para estimar o relevo descontínuo do embasamento de bacias sedimentares, cujos pacotes sedimentares podem ter contraste de densidade constante ou variando hiperbolicamente com a profundidade. O método combina a maximização da medida de entropia de ordem zero e a minimização da medida de entropia de primeira ordem do vetor de soluções (profundidades do embasamento). O modelointerpretativo consiste de um conjunto de primas retangulares verticais justapostos, com o contraste de densidade conhecido, cujas espessuras representam as profundidades do embasamento e são os parâmetros a serem determinados. A minimização da entropia de ordem um favorece soluções apresentando descontinuidades abruptas e a maximização da entropia de ordem zero é empregada apenas para evitar sua minimização excessiva. O método foi aplicado a dados sintéticos simulando: (i) bacias intracratônicas com o relevo do embasamento suave ou apresentando descontinuidades abruptas localizadas e (ii) bacias marginais falhadas. No caso de embasamento suave, a comparação dos resultados com aqueles obtidos através da suavidade global e da suavidade ponderada mostrou que ambos os métodos delinearam o embasamento. No caso de embasamentos falhados, seja em bacias intracratônicas ou marginais, as soluções obtidas com a regularização entrópica e a suavidade ponderada foram equivalentes, delineando o embasamento e as descontinuidades, o que não ocorreu com a suavidade global. A regularização entrópica, no entanto, não requereu informação a priori sobre a profundidade, diferentemente da suavidade ponderada. Tanto o método proposto como os métodos das suavidades global e ponderada foram aplicadas a quatro conjuntos de dados reais. O primeiro é proveniente da Ponte do Poema que está localizada no campus da Universidade Federal do Pará, Belém, Pará, permitiu certificar a aplicabilidade prática do método, uma vez que o relevo abaixo da ponte é acessível. O segundo, da porção norte do Steptoe Valley, Nevada, Estados Unidos. As soluções obtidas com a regularização entrópica e com a suavidade ponderada mostram um embasamento apresentando diversas descontinuidades verticais, o que não aconteceu com a suavidade global. O terceiro conjunto provém do graben de San Jacinto, situado na Califórnia, Estados Unidos, que levou a soluções em que o graben é assimétrico e apenas a suavidade ponderada apresentou solução com fundo achatado. O quarto conjunto de dados é oriundo do graben do Büyük Menderes, localizado na Turquia ocidental. As soluções do método proposto e da suavidade ponderada apresentaram grandes deslocamentos verticais, confirmados pela geologia, o que não aconteceu com a suavidade global. / We present a new gravity inversion method, which estimates the basement relief of a sedimentary basin, whose sediments may present a constant or a decreasing density contrast with depth relative to the basement. The method combines the minimization of the first-order entropy measure with the maximization of the zeroth-order entropy measure of the solution vector (depths to the basement). The interpretation model consists of a set of rectangular juxtaposed vertical prisms with known density contrasts and whose thicknesses represent the depths to the basement relief and are the parameters to be estimated. The minimization of the first-order entropy favors solutions presenting abrupt discontinuities, and the maximization of the zeroth-order entropy is employed just to prevent its excessive minimization. We applied our method to synthetic data simulating: (i) intracratonic basins with smooth or discontinuous relief, and (ii) faulted marginal basins. In the case of a smooth basement relief, it was well delineated by the entropic regularization, and by the global and weighted smoothness. In the case of a faulted basement, either in intracratonic or marginal basins, the entropic regularization and the weighted smoothness delineated the basement relief with good precision, differently from the global smoothness. The entropic regularization, however, did not require the knowledge of the basin’s maximum depth. We applied our method to four sets of real Bouguer anomalies. The first one comes from a profile across a bridge located in the campus of the Federal University of Pará, Belém. The solution delineated the known, discontinuous topography below the bridge. The second set comes from the northern portion of Steptoe Valley, Nevada. The solution delineated a discontinuous basement relief in accordance with the known geological setting of the area. The third set comes from the San Jacinto graben, situated in California, United States. The solution indicated an asymmetric graben, as already reported by other authors. The fourth data set comes from the Büyük Menderes graben, western Turkey. The solutions presented large vertical displacements on the northern border, which is confirmed by geological information.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-27T14:10:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelosEvolucaoColocacao.pdf: 8001082 bytes, checksum: 389b6048ab48963479c17c3d357b164b (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-02T21:50:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModelosEvolucaoColocacao.pdf: 8001082 bytes, checksum: 389b6048ab48963479c17c3d357b164b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T21:50:13Z (GMT). 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Eles foram formados, em geral, por dois pulsos magmáticos: (1) um primeiro pulso magmático foi fracionado in situ após a colocação em níveis crustais rasos gerando uma série de monzogranitos equigranulares grossos com proporções variáveis de biotita e hornblenda; (2) um segundo pulso, ligeiramente mais jovem, localizado nas porções centrais dos plutons, é composto de um magma mais evoluído de onde leucogranitos equigranulares derivaram. Intrusões anelares são identificadas no plúton Redenção. O zoneamento magmático é marcado por um decréscimo do conteúdo modal de minerais máficos, das razões plagioclásio/Kfeldspato e anfibólio/biotita e do conteúdo de anortita do plagioclásio. O conteúdo de TiO2, MgO, FeOt, CaO, P2O5, Ba, Sr e Zr diminuem e os de SiO2, K2O e Rb aumentam na mesma direção. A diferenciação magmática foi controlada pelo fracionamento das fases minerais cristalizadas precocemente, incluindo anfibólio ± clinopiroxênio, andesina-oligoclásio cálcico, ilmenita, magnetita, apatita e zircão. A Suíte Jamon é subalcalina, metaluminosa a peraluminosa e possui assinatura geoquímica de granitos intraplaca do tipo-A. A ocorrência de magnetita e titanita, bem como os altos valores de susceptibilidade magnética demonstra que os granitos da Suíte Jamon foram formados em condições oxidantes. Granitos tipo-A oxidados possuem altas razões de FeOt/(FeOt+MgO), TiO2/MgO e K2O/Na2O e baixos valores de CaO e Al2O3 comparado aos granitos cálcio-alcalinos. Porém, o caráter oxidado da Suíte Jamon são similares aos granitos mesoproterozóicos do tipo-A da série magnetita do SW da América do Norte e difere dos granitos rapakivi reduzidos do Escudo da Fennoscandia e das suítes Serra dos Carajás e Velho Guilherme da Província Mineral de Carajás em vários aspectos, provavelmente pela diferença de fontes magmáticas. A Suíte Jamon cristalizou próximo ou levemente acima do tampão óxido níquel-níquel (NNO) e uma fonte biotite-honblende quartzo-dioritica sanukitoid arquena foi proposta para os magmas oxizidados da Suíte Jamon. O estudo gravimétrico indica que os plútons Redenção e Bannach são intrusões tabulares com ~ 6.0 km e ~2.2 km de espessura máxima, respectivamente. Estes plútons possuem dimensões lacolíticas e são similares neste aspecto aos clássicos plútons graníticos rapakivi. Os dados gravimétricos sugerem que o crescimento da parte norte do pluton Bannach resultou da amalgamação de plútons tabulares menores intrusivos em seqüência de noroeste a sudeste. Os plútons da Suíte Jamon foram colocados em um ambiente tectônico extensional com o esforço seguindo o trend NNE-SSW to ENE-WSW, como indicado pela ocorrência de enxames de diques de diabásio e granito pórfiro, de orientação WNW-ESE a NNW-SSE e coexistentes com a Suíte Jamon. Os plutons graníticos paleoproterozóicos e stocks de Carajás estão dispostos ao longo de um cinturão que segue o trend geral definido pelos diques. A geometria tabular dos batólitos estudados e o alto contraste de viscosidade entre os granitos e suas rochas encaixantes arquenas pode ser explicado pelo transporte de magma via diques. Os mecanismos responsáveis pela colocação dos plutons graníticos, em particular de plutons anorogênicos do tipo-A, são ainda discutidos. Desse modo, estudo da trama magnética através de medidas de anisotropia de susceptibilidade magnética (ASM) tem sido aplicado no plúton Redenção na tentativa de compreender a sua história de colocação. Os altos valores de suscetibilidade magnética (1 x 10-3 SI to 54 x 10-3 SI) indicam que a trama magnética é controlada principalmente pelos minerais ferromagnéticos. Os baixos valores do grau de anisotropia (P') e os aspectos texturais (ausência de feições deformacionais) indicam que a trama magnética é de origem magmática. A trama magnética é bem definida e caracterizada por uma foliação concêntrica de alto ângulo associada com lineações com mergulho moderado a fraco. A falta de uma trama linear unidirecional bem definida na escala do plúton sugere uma influência reduzida ou nula dos esforços (stresses) regionais durante a colocação do corpo granítico. A forma tabular e a ocorrência de foliações magnéticas de alto ângulo são interpretadas principalmente como resultado de: (1) ascensão vertical de magmas através de diques alimentadores noroeste-sudeste e acomodação pela translação ao longo dos planos da foliação regional E-W; (2) mudança do fluxo vertical para um espalhamento lateral do magma, com subsidência do assoalho criando espaço para injeção de pulsos magmáticos sucessivos; (3) expansão in situ da câmara magmática em resposta às intrusões mais tardias na porção central, acompanhada pela injeção do magma residual através de fraturas anelares. / The 1.88 Ga, anorogenic, A-type Jamon suite and associated dikes intruded 2.97 – 2.86 Ga-old Archean granitoids of the Rio Maria Granite-Greenstone Terrane which lies to the south of Serra dos Carajás, in the southeastern domain of the Amazon Craton, northern Brazil. Petrographic and geochemical aspects associated with magnetic susceptibility and gamma-ray spectrometry data showed that the Redenção and the northern part of Bannach plutons are normally zoned, with mingling relationships that indicate multiple magma injections in their construction. Both were formed by two magmatic pulses: (1) a first magma pulse which fractionated in situ after shallow crustal emplacement and generated a series of coarse, evengrained monzogranites with variable modal proportions of biotite and hornblende; (2) a second, slightly younger magma pulse, localised in the center of both plutons, and composed of a more evolved liquid from which even-grained leucogranites were derived. Seriated and porphyritic biotite monzogranite facies intruded the coarse (hornblende)-biotite monzogranites and formed anellar structures within the Redenção pluton. The magmatic zoning is marked by a systematic decrease in mafic mineral modal content, plagioclase/potassium feldspar and amphibole/biotite ratios, and anorthite content of plagioclase. TiO2, MgO, FeOt, CaO, P2O5, Ba, Sr, and Zr decreased, and SiO2, K2O, and Rb increased in the same fashion. Magmatic differentiation was controlled by fractionation of early crystallized phases, including amphibole±clinopyroxene, andesine to calcic oligoclase, ilmenite, magnetite, apatite, and zircon. The Jamon suite is subalkaline, metaluminous to mildly peraluminous, ferroan alkali-calcic, and displays geochemical affinities with within-plate A-type granites. The ubiquitous occurrence of magnetite and titanite as well as high magnetic susceptibility values demonstrate that granites of the Jamon suite are oxidized in character. Oxidized A-type granites have high FeOt/(FeOt+MgO), TiO2/MgO, and K2O/Na2O ratios and low CaO and Al2O3 compared to calc-alkaline granites. The oxidized character of the Jamon suite makes it more akin to the USA Mesoproterozoic magnetiteseries A-Ttype granites but differs from the reduced rapakivi granites of the Fennoscandian Shield, and Serra dos Carajás and Velho Guilherme suites of the Carajás province, probably because of different magmatic sources. The Jamon suite probably crystallized near or slightly above the nickel-nickel oxide (NNO) buffer and an Archean sanukitoid biotite-hornblende quartz diorite source was proposed for the oxidized Jamon magmas. Gravity modelling indicates that the Redenção and Bannach plutons are sheeted-like composite laccolithic intrusions, ~6 km and ~2 km thick, respectively. These plutons follow the general power law for laccolith dimensions and are similar in this respect to classical rapakivi granite plutons. Gravity data suggest that the growth of the northern part of the Bannach pluton was the result of the amalgamation of smaller sheeted-like plutons which successively intruded in sequence from northwest to southeast. Jamon suite plutons were emplaced in an extensional tectonic setting with the principal stress oriented approximately along NNE-SSW to ENE-WSW, as indicated by the occurrence of diabase and granite porphyry dike swarms, orientated WNWESE to NNW-SSE and coeval with the Jamon suite. The 1.88 Ga A-type granite plutons and stocks of Carajás are disposed along a belt defined by the general trend of the dike swarms. The inferred tabular geometry of the studied plutons can be explained by magma transport via dikes and it is supported the high contrast of viscosity between the granites and their Archean country rocks. Mechanisms responsible for emplacement of granitic plutons, and in particular of anorogenic A-type plutons, are still debated. A magnetic fabric study derived from anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) measurements was applied to the Redenção pluton in order to understand its emplacement history. High magnetic susceptibilities (K from 1 x 10-3 SI to 54 x 10- 3 SI) indicated that magnetic fabrics are primarily carried by ferromagnetic minerals (magnetite). Low P' values and absence of intracrystalline deformation features indicated that the magnetic fabric is of magmatic origin. The magnetic fabric is well organized and characterized by concentric steep foliations associated with moderately to gently plunging lineations. The lack of a well-defined unidirectional linear fabric at pluton scale suggests the reduced or null influence of regional stresses during granite emplacement. Three stages are proposed for construction of the Redenção pluton, which reconcile the tabular shape of the intrusion with the occurrence of steep magnetic foliations: (1) ascent of magmas in vertical, northwest-striking feeder dikes and accommodation by translation along east-west-striking regional foliation planes; (2) switch from upward flow to lateral spread of magma with space for injection of successive magma pulses created by floor subsidence; and (3) in situ inflation of the magma chamber in response to the central intrusion of late facies, accompanied by evacuation of resident magmas through ring fractures.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-23T13:38:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRapida.pdf: 2097359 bytes, checksum: 644d6d953cc244368b99024e23a9dbad (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-29T11:50:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRapida.pdf: 2097359 bytes, checksum: 644d6d953cc244368b99024e23a9dbad (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-29T11:50:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoGravimetricaRapida.pdf: 2097359 bytes, checksum: 644d6d953cc244368b99024e23a9dbad (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Apresentamos um novo método de inversão linear bidimensional de dados gravimétricos produzidos por bacias sedimentares com relevo do embasamento descontínuo. O método desenvolvido utiliza um modelo interpretativo formado por um conjunto de fitas horizontais bidimensionais justapostas cujas espessuras são os parâmetros a serem estimados. O contraste de densidade entre o embasamento e os sedimentos é presumido constante e conhecido. As estimativas das espessuras foram estabilizadas com o funcional da Variação Total (VT) que permite soluções apresentando descontinuidades locais no relevo do embasamento. As estimativas do relevo são obtidas através da resolução de um sistema de equações lineares, resolvido na norma L1. Como métodos lineares subestimam as estimativas de profundidade do embasamento de bacias maiores que cerca de 500 m, amplificamos as estimativas de profundidade através da modificação da matriz associada ao modelo interpretativo de fitas. As estimativas obtidas através deste procedimento são em geral ligeiramente superestimadas. Desse modo, elas são corrigidas através de uma correção definida pela expressão da placa Bouguer. Testes em dados sintéticos e reais produziram resultados comparáveis aos produzidos pelo método não linear, mas exigiram menor tempo computacional. A razão R entre os tempos exigidos pelo método não linear e o método proposto cresce com o número de observações e parâmetros. Por exemplo, para 60 observações e 60 parâmetros, R é igual a 4, enquanto para 2500 observações e 2500 parâmetros R cresce para 16,8. O método proposto e o método de inversão não linear foram aplicados também em dados reais do Steptoe Valley, Nevada, Estados Unidos, e da ponte do POEMA, no Campus do Guamá em Belém, produzindo soluções similares às obtidas com o método não linear exigindo menor tempo computacional. / We present a new 2D linear inversion gravity method to estimate the discontinuous basement relief of a sedimentary basin. The method uses an interpretation model consisting of a set of 2D juxtaposed horizontal ribbons whose thicknesses are the parameters to be estimated. The density contrast between the basement and the sediments is assumed constant and known. The estimates of the thicknesses were stabilized with the Total Variation functional (TV) which permits solutions presenting local discontinuities in the basement relief. The estimates of the basement relief are produced by solving a single linear system of equations in the L1 norm. Because linear inversion methods underestimate the depth of the basement relief for sedimentary basins thicker than 500 m, we amplify the depth estimates through by modifying the matrix associated with the interpretation model. This procedure in general leads to overestimated depths which are corrected through the expression of the anomaly of a Bouguer slab. Tests on synthetic and real data produced similar results as compared with the nonlinear method, but required less computational time. The ratio R between the computational times required by the nonlinear and the proposed methods to produce similar solutions increases with the number of observations and parameters. For example, for 60 observations and 60 parameters R is equal to 4 whereas for 2500 observations and 2500 R increases to 16.8. The proposed method and the nonlinear inversion method were also applied to real gravity data from Steptoe Valley, Nevada, U.S.A. and from Ponte do POEMA at the Campus of Guamá, in Belém, producing solutions which are similar to the ones produced by the nonlinear method but required a smaller computer time.