Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2017. / Submitted by Gabriela Lima (gabrieladaduch@gmail.com) on 2017-11-30T11:44:52Z No. of bitstreams: 1 2017_BrunoPicininFernández.pdf: 6769120 bytes, checksum: 82735bc263a4f71df5d5e2e7d8fca130 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-01T19:38:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_BrunoPicininFernández.pdf: 6769120 bytes, checksum: 82735bc263a4f71df5d5e2e7d8fca130 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-01T19:38:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_BrunoPicininFernández.pdf: 6769120 bytes, checksum: 82735bc263a4f71df5d5e2e7d8fca130 (MD5) Previous issue date: 2018-02-01 / A utilização da sísmica em projetos de engenharia decorre preferencialmente da identificação dos refletores ou camadas superficiais do solo. Nesse contexto, o presente trabalho visou a caracterização geológica e geotécnica de duas seções de solo, na Asa Sul de Brasília, Distrito Federal, a partir de ensaios de Refração Sísmica e de Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW). Ademais a metodologia usada mediu, em cada seção geofísica, a velocidade das ondas P (Vp) e S (Vs), a densidade (); o que proporcionou o cálculo do módulo de Young (E), o módulo de cisalhamento (G), o coeficiente de Poisson () e o coeficiente volumétrico (K). A partir desses dados foram caracterizados os solos sondados quanto à textura, consistência, escavabilidade e saturação. Essa caracterização foi confrontada, então, com dados existentes no local provenientes de sondagens percussivas e ensaios do tipo Standard Penetration Test (SPT), tendo sido verificada boa correlação entre os dados indiretos (geofísicos) e diretos (sondagens mecânicas). Destaca-se, que os valores dos módulos elásticos estimados, conforme metodologia apresentada na presente pesquisa, poderiam ser usados, ainda, no cálculo de fundações e no dimensionamento de equipamentos de escavação para execução de uma obra de infraestrutura até a profundidade de 13 metros na seção da SQS 215 e de 14 metros na seção da SQS 115. Acredita-se que a aplicação da metodologia para estimar os parâmetros elásticos em solos da Asa Sul incentive o maior uso da sísmica em estudos prévios para elaboração de projetos de infraestruturas a serem desenvolvidos neste bairro e demais regiões do Distrito Federal. / The use of seismic in engineering for infrastructure projects allows the identification of reflectors or surface layers of the soil. In this context, the present study aimed to the geological and geotechnical characterization of two sections of soil pertaining to Asa Sul region in Brasilia, Federal District, using data obtained in tests of Seismic Refraction and MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves). The methodology also allowed to measure, in each section, the speed of the P waves (Vp) and S (Vs), the density (ρ); the calculation of the Young's and shear modules (G), the Poisson (υ) and the volumetric coefficients (K). These data were the base to characterize the collected soil samples in relation to texture, consistency, digging and saturation properties. The results were also confronted with existing data from surveys and tests of percussive type SPT (Standard Penetration Test) with good correlation between the indirect data (geophysics) and direct (mechanical prospecting). Important to note that the values of elastic modules estimated by the methodology of this research, allow the calculation of foundations and excavation equipment for execution of infrastructure works in the sections surveyed within a range of 13 and 14 meters in depth. The application of the methodology for estimating elastic parameters in soils of the researched area can encourage the greater use of refractive seismic methodologies in infrastructure projects in other areas of the Federal Disctrict.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pesquisa e Pós-Graduação em Geologia, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-09T19:05:51Z No. of bitstreams: 1 2014_EdsonJorgeTavares.pdf: 30134323 bytes, checksum: 3db3f3f9af92370a3de81bc73b943698 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-29T18:09:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_EdsonJorgeTavares.pdf: 30134323 bytes, checksum: 3db3f3f9af92370a3de81bc73b943698 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T18:09:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_EdsonJorgeTavares.pdf: 30134323 bytes, checksum: 3db3f3f9af92370a3de81bc73b943698 (MD5) / Em novembro de 2008, foi realizado um levantamento de dados de refração sísmica profunda na Província Borborema, intitulada de Linha NW-SE da Província Borborema. Esse estudo fez parte de um projeto “Estudos geofísicos e tectônicos na Província Borborema, Nordeste do Brasil”, financiado pelo programa Instituto do Milênio do CNPq/MCT. Os objetivos desse trabalho são complementar o modelo de onda P, gerar modelos de onda S, razão Vp/Vs e razão de Poisson, sendo assim, buscar um melhor entendimento da crosta e do manto superior da região de estudo. São descritos os principais métodos utilizados, incluindo a aquisição e processamento, as principais feições identificadas e os modelos adquiridos. O modelo de onda P, o primeiro obtido, fornece a estruturação da crosta e evidencia uma região, onde a crosta se mostra afinada, localizada no Domínio Ceará Central. A partir da estruturação do modelo P, foi obtido o modelo S e com razão desses dois modelos foi possível se obter um modelo de razão Vp/Vs e consequentemente um modelo de razão de Poisson. Dessa forma, o que se observa é uma crosta superior com composição, de forma geral, félsica e uma crosta inferior com composição félsica na porção onde se localiza o Domínio Ceará Central e uma porção máfica no Domínio Rio Grande do Norte. Em relação, ao manto superior, a região nordeste da linha apresenta uma composição de intermediaria a máfica e na parte sudeste uma composição entre intermediaria a félsica. Possivelmente, pode ser explicado pelo retrabalhamento sofrido pela província durante o Cretáceo. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Deep seismic refraction experiment carried out in Borborema Province in November 2008, named line NW-SE Borborema Province. This study was part of project "Geophysical and Tectonic Studies in Borborema Province, Northeastern of Brazil", supported by the program Instituto do Milênio of CNPq/MCT. The objectives of this work are complementary model of P wave, generate models of S wave, ratio Vp/Vs and Poisson's ratio, for a better understanding of the crust and upper mantle of the study area. The main methods used are described, including the acquisition and processing, the main identified phases and models obtain. The model of the P wave, the first obtained, provides the structure of the crust and shows a region where the crust is shown stretched, located in Ceará Central Domain. Based on the structure of the model P the model of the S wave was obtained and with ratio these two models was possible to obtain a model of ratio Vp/Vs and consequently a model of Poisson's ratio. Thus, the composition of the upper crust, generally, is felsic and the lower crust with felsic composition in the Ceará Central Domain and mafic of the Rio Grande do Norte Domain. Regarding the upper mantle , northeast region of the line has a mafic composition and in the southeastern part a composition between felsic to intermediate which can be explained by reworking occurred in the region during the Cretaceous.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2010. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-06T17:26:15Z No. of bitstreams: 1 2010_DhéboraBatistaRosaVentura.pdf.pdf: 14561040 bytes, checksum: f78462ac27691afea6d9dabca9594891 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-10-06T17:28:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_DhéboraBatistaRosaVentura.pdf.pdf: 14561040 bytes, checksum: f78462ac27691afea6d9dabca9594891 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-06T17:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_DhéboraBatistaRosaVentura.pdf.pdf: 14561040 bytes, checksum: f78462ac27691afea6d9dabca9594891 (MD5) Previous issue date: 2017-10-06 / Localizada na porção noroeste de Goiás, próximo à divisa com Tocantins, a linha de refração sísmica profunda de Porangatu foi levantada com cerca de 120 sensores distribuídos ao longo de 320 km na direção WNW-ESE. com um tiro a cada 50 km ao longo do perfil. Atravessa a porção centro-leste da Província Tocantins, iniciando sobre a Faixa Araguaia e Passando, em direção a leste, pela porção norte da Faixa Brasília, abarcando os terrenos do Arco Magmático de Goiás. Maciço de Goiás e parte oeste da zona externa. O Lineamento Transbrasiliano. a Zona de Cisalhamento Rio dos Bois e o Sistema de Falhas Rio Maranhão constituem significativas feições estruturais atravessadas pela linha sísmica. A modelagem de dados sísmicos e gravimétricos preexistentes permitiu obter a distribuição de velocidades (Vp e V$) e de densidades (p) para a região e caracterizar as rochas da crosta e manto litosférico em termos dos parâmetros elásticos razão de Poisson (a), módulo de bulk (k). módulo de Young (E), módulo de Rigidez (^x) e constante de Lamé A í”aixa Araguaia foi imageada apenas na crosta superior e apresenta VP /VS de 1.76. o de 0.26. 53 GPa de tc. 80 GPa de E. 30 GPa de n e 33 GPa de X. O Arco Magmático de Goiás, mapeado até a crosta inferior, apresenta variação de 1.63-1.70 de VP /VS . 0.20-0.24 de a. 50- 88 GPa de tc. 86-148 GPa de E. 33-57 GPa de e 25-50 GPa de k. No Maciço de Goiás, imageado até a crosta inferior, a variação é de 1.63-1.75 de VP /VS e 0.20-0.26 de o. 56-68 GPa de k. 90-134 GPa de E. 34-52 GPa de |i e 32-41 GPa de X. A zona extema da Faixa Brasília, mapeada na crosta superior, apresenta variação de 1.65-1.69 de VP /VS e 0.21-0.23 de o. 44-55 GPa de k. 81 -94 GPa de E. 31 -36 GPa de n e 23-31 GPa de l. A análise conjunta desses dados ressaltou as diferenças entre os terrenos geológicos. O bloco crustal a oeste da Serra Azul foi definido como subdomínio geofisico onde a crosta possivelmente represente porção de interdigitação dos terrenos da borda leste da Placa Amazônica com os da borda oeste da Província Tocantins (Arco Magmático de Goiás). Em termos de composição das rochas, os dados confirmaram composição félsica para as crostas superior e intermediária e definiram composição máfica para a crosta inferior, independente do domínio geológico. O manto apresenta composição ultramáfica. Embora tenham contribuído com as discussões, os parâmetros elásticos calculados não foram decisivos na interpretação das características da crosta e do manto. A maioria das inferências deriva das análises de distribuição de V,». VP Vs e densidade. / Placed on the northwestern portion of Goias State, near Tocantins, the Porangatu deep seismic refraction line was deployed with 120 recording points along a WNW-ESE 320 km long transect, in which shots were made every 50 km. It crosses the central-east region of Tocantins Province, from Araguaia Belt to northern Brasilia Belt, covering Goias Magmatic Arc. Goias Massif and the western portion of external zone. Significant geological structures transected by the seismic line are Transbrasiliano Lineament. Rio dos Bois Shear Zone and Rio MaranhSo Fault System. Seismic and gravimetric modeling of previously obtained data allowed obtaining velocity (VP e Vs ) and density (p) distribution of the region and characterizing the elastic parameters Poisson ratio (o). bulk modulus (k). Young modulus (E). Shear modulus (n) and Lame's constant X of the crustal and lithospherical mantle rocks. Araguaia Belt, modeled only on the upper crust, presents VP /Vs of 1.76. a of 0.26. 53 GPa of k. 80 GPa of E. 30 GPa of |i and 33 GPa of X. Goias Magmatic Arc. mapped from upper to lower crust, exhibits a range of values: 1.63-1.70 of VP /VS . 0.20-0.24 of o. 50-88 GPa of k. 86-148 GPa of E. 33-57 GPa of and 25-50 GPa of X. Similarly. Goias Massif was also mapped from upper to lower crust and presents a range of 1.63-1.75 of VP /VS . 0.20-0.26 of a. 56-68 GPa of k. 90-134 GPa of E. 34- 52 GPa of n and 32-41 GPa ofFinally, the external zone of Brasilia Belt was modeled only on the upper crust and presents 1.65-1.69 of Vp/Vs. 0.21-0.23 of a. 44-55 GPa of k. 81-94 GPa of E. 31-36 GPa oi> and 23-31 GPa of I. Data analysis highlighted differences of geological terranes. West of Serra Azul. the crustal block was defined as a geophysical domain in which the crust possibly represents an interfingering portion between the eastern border of Amazonic Plate and the western border of Tocantins Province (Goias Magmatic Arc). Composicionally, data showed that upper and middle crust present felsic composition and that lower crust is mafic. Mantle is ultramafic. Although helpful to the development of discussion, elastic parameters were not crucial during the interpretaton of crustal and mantle characteristics. Most of conclusions derived from VP . Vp/Vs and density distribution analysis.

O presente trabalho de mestrado está inserido nos estudos de refração profunda do Projeto Temático 'Estudos Geofísicos e Modelo Tectônico dos Setores Central e Sudeste da Província Tocantins, Brasil Central'. Nesses estudos foram levantadas três linhas de refração de aproximadamente 300 km de extensão, duas no setor Central da Província Tocantins e uma no setor Sudeste, que é o objeto de estudo deste trabalho. Foram utilizados 111 sismógrafos digitais SGR pertencentes ao programa PASSCAL, instrumentos auxiliares do USGS, e 13 sismógrafos digitais e instrumentos auxiliares do IAG/USP. A linha sísmica teve aproximadamente 300 km de extensão com pontos de registro separados a cada 2,5 km, distribuídos ao longo de estradas principais e secundárias. A cada 50 km, aproximadamente, foi realizada uma explosão, nas explosões dos extremos da linha foram utilizados 1000 kg de explosivo e para a explosão central uma carga de 500 kg. Para a determinação das coordenadas geográficas dos pontos de tiro e de registro, foi utilizado o método diferencial com medidas de GPS. O principal objetivo deste trabalho foi obter como produto final um modelo de velocidades sísmicas contendo as características físicas das principais descontinuidades na crosta terrestre e no manto superior. Para análise e processamento dos dados foram utilizados os pacotes SAC, SU, SEIS. Para a modelagem foram utilizados a teoria do raio e a elaboração de sismogramas sintéticos, do pacote SEIS. Para a elaboração do modelo final foram utilizados os dados das explosões dos pontos extremos e central, tendo em vista que devido a problemas técnicos não foram registrados os sinais das outras 4 explosões. Além disso, as explosões registradas não apresentaram sinais claros em toda a extensão da linha. Devido a tudo isso e considerando as unidades geológicas presentes na região de estudo são sugeridos três modelos de velocidades sísmicas. O primeiro modelo refere-se ao tiro direto (EX31) localizado no extremo sudoeste da linha, sobre a Bacia do Paraná. Para este modelo obteve-se para superfície (0 km) a velocidade inicial de 2 km/s (coberturas); para a profundidade de 0,086 km a velocidade inicial é de 5,15 km/s (basalto); para a profundidade de 0,350 km obteve-se a velocidade inicial de 4,6 km/s (arenito - camada de baixa velocidade); para profundidade de 0,650 km a velocidade inicial é de 5,75 km/s e para profundidade de 4 km obteve-se a velocidade inicial de 6,07 km/s. O segundo modelo refere-se ao tiro reverso (EX34) localizado no centro da linha sobre granitóides do Grupo Araxá. Para este modelo obteve -se para superfície (0 km) a velocidade inicial de 2 km/s; para a profundidade de 0,06 km a velocidade inicial é de 5,69 km/s e para a profundidade de 0,860 km obteve-se a velocidade inicial de 6,25 km/s. Finalmente, o terceiro modelo refere-se ao tiro direto para toda a extensão da linha (300 km). Este modelo foi definido a partir de fases secundárias lidas nos registros e modelos anteriores propostos na literatura. Da superfície até os 4 km iniciais de profundidade este modelo é igual ao primeiro, para uma profundidade de 20 km obteve-se a velocidade inicial de 6,70 km/s e para uma profundidade de 40 km a velocidade é de 8,00 km/s (descontinuidade de MOHO). / This work to fulfil the degree of Master of Sciences is inserted among the deep seismic refraction studies of the Thematic Project 'Geophysical Studies and Tectonic Model of the Tocantins Province Central and Southeast Sectors, Central Brazil'. Three refraction lines, of around 300 km long each, were deployed, two of them in the Central sector and the other in the SE sector, that is subject of the present work. The equipment used in this experiment was composed by 111 SGR digital seismographs belonging to the PASSCAL Program. Complemented with auxiliary instruments from USGS and 13 seismographs belonging to IAG/USP. The space among the recording points was 2.5 km, which were located along main and secondary roads. Every 50 km was fired an explosion with 1000 kg of emulsion in each extreme and 500 kg in the central point. The geographical co-ordinates were determined by using the GPS differential method. The main objective of this work is to obtain as a final product a seismic velocity model with the physical characteristics of the main discontinuities in the crust and upper mantle. The packages SAC, SU and SEIS were used to perform the data analysis and processing. To carry on the modelling were used the ray theory and the synthetic seismograms construction, belonging to the SEIS package Data from the extreme and middle points of the seismic line were used to elaborate the final model, considering that due to technical problems signals from the other four explosions were not recorded. Apart from that, the recorded explosions did not present clear signals all along the extension of the line. Due to these facts, and considering also the geological units present in the studied region, are suggested three seismic velocity models. The first model is referred to the direct shot (EX31), which is localised in the Southwest extreme of the line on the Parana Basin province. In this model we obtained the P wave velocity (VP) of 2 km/sec at the surface, corresponding to the unconsolidated sediments and soil on the top of that basin. At a depth of 86 m we found VP of 5,15 km/sec and at a depth of 350 m the velocity VP of 4,6 km/sec, corresponding to the basalt and sand layers of the Parana Basin. Underlying them, at 650 m of depth we found the basement with VP of 5,75 km/sec and finally at a depth of 4 km there is a layer with VP of 6,07 km/sec, corresponding to a typical upper crust P wave velocity. The second model corresponds to the reverse shot (EX34) that is localised in the middle point of the line on the granitoides of the Araxa Group. For this model we obtained VP of 2 km/sec for the superficial layers, then at a depth of 60 m was obtained V P of 5,69 km/sec and for a depth of 860 m the value of V P is 6,25 km/sec. Finally, the third model belongs to the whole line section (300 km) from the direct shot (EX31). This model was obtained by using the arrivals of secondary phases and the results of models proposed in other works. From the surface down to 4 km of depth this model is similar to the first one. At 20 km of depth there is a layer with VP of 6,70 km/sec, corresponding to the lower crust, with Moho at a depth of 40 km with VP of 8,00 km/sec.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-22T11:48:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoDadosSismica.pdf: 8701396 bytes, checksum: fc7545f05ce8a804dffbb9bc1f30b455 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-22T12:24:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoDadosSismica.pdf: 8701396 bytes, checksum: fc7545f05ce8a804dffbb9bc1f30b455 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-22T12:24:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InversaoDadosSismica.pdf: 8701396 bytes, checksum: fc7545f05ce8a804dffbb9bc1f30b455 (MD5) Previous issue date: 1990 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O trabalho em pauta tem como objetivo o modelamento da crosta, através da inversão de dados de refração sísmica profunda, segundo camadas planas horizontais lateralmente homogêneas, sobre um semi-espaço. O modelo direto é dado pela expressão analítica da curva tempo-distância como uma função que depende da distância fonte-estação e do vetor de parâmetros velocidades e espessuras de cada camada, calculado segundo as trajetórias do raio sísmico, regidas pela Lei de Snell. O cálculo dos tempos de chegada por este procedimento, exige a utilização de um modelo cujas velocidades sejam crescentes com a profundidade, de modo que a ocorrência das camadas de baixa velocidade (CBV) é contornada pela reparametrização do modelo, levando-se em conta o fato de que o topo da CBV funciona apenas como um refletor do raio sísmico, e não como refrator. A metodologia de inversão utilizada tem em vista não só a determinação das soluções possíveis, mas também a realização de uma análise sobre as causas responsáveis pela ambiguidade do problema. A região de pesquisa das prováveis soluções é vinculada segundo limites superiores e inferiores para cada parâmetro procurado, e pelo estabelecimento de limites superiores para os valores de distâncias críticas, calculadas a partir do vetor de parâmetros. O processo de inversão é feito utilizando-se uma técnica de otimização do ajuste de curvas através da busca direta no espaço dos parâmetros, denominado COMPLEX. Esta técnica apresenta a vantagem de poder ser utilizada com qualquer função objeto, e ser bastante prática na obtenção de múltiplas soluções do problema. Devido a curva tempo-distância corresponder ao caso de uma multi-função, o algoritmo foi adaptado de modo a minimizar simultaneamente várias funções objetos, com vínculos nos parâmetros. A inversão é feita de modo a se obter um conjunto de soluções representativas do universo existente. Por sua vez, a análise da ambiguidade é realizada pela análise fatorial modo-Q, através da qual é possível se caracterizar as propriedades comuns existentes no elenco das soluções analisadas. Os testes com dados sintéticos e reais foram feitos tendo como aproximação inicial ao processo de inversão, os valores de velocidades e espessuras calculados diretamente da interpretação visual do sismograma. Para a realização dos primeiros, utilizou-se sismogramas calculados pelo método da refletividade, segundo diferentes modelos. Por sua vez, os testes com dados reais foram realizados utilizando-se dados extraídos de um dos sismogramas coletados pelo projeto Lithospheric Seismic Profile in Britain (LISPB), na região norte da Grã-Bretanha. Em todos os testes foi verificado que a geometria do modelo possui um maior peso na ambiguidade do problema, enquanto os parâmetros físicos apresentam apenas suaves variações, no conjunto das soluções obtidas. / The aim of this thesis is to obtain crustal model through the inversion of deep seismic refraction data, considering lateraly homogenous horizontal plain layers over a half-space. The direct model is given by analitic expression for the travel-time curve, as a function that depends on the source-station distance and on the array of parameters, formed by velocity and thickness of each layer. The expression is obtained from the trajectory of the seismic ray by Snell's Law. The calculation of the arrivel time for seismic refraction by this method, takes into account a model with velocities increasing with depth. The occurrence of low velocity layers (LVL) are solved as a model reparametrization, taking into account the fact that top boundary of the low velocity layer is only a reflector, and not a refractor of seismic waves. The inversion method is used to solve for the possible solutions, and also to perform an analysis about the ambiguity of the problem. The search region of probable solutions is constrainted by high and lower limits of each parameter considered, and by high limits of each critical distance, calculated using the array of parameters. The inversion process used is an optimization technique for curve fitting corresponding to a direct search in the parameter space, called COMPLEX. This technique presents the advantage of using any objective function, and as being practical in obtaining diferent solutions for the problem. As the travel-time curve is a multi-function, the algorithm was adaptaded to minimize several objective funtions simultaneously, with constraints. The inversion process is formulated to obtain a representative group of solutions of the problem. Afterwards, the analysis of ambiguity is made by Q-mode factor analysis, through which is possible to find the commom properties of the group of solutions. Tests with synthetic and real data were made having as initial aproximation to the inversion process, the velocity and thickness values calculated by the straightforward visual interpretation of the seismograms. For the synthetics, it was used seismograms calculated by the refletivity method, with diferent models. For test with real data, it was used seismograms colected by the Lithospheric Seismic Profile in Britain (LISPB), in the northern region of Britain. It was verified in all tests that geometry of the model has most importance for the ambiguity of the problem, while the physical parameters present only smaller changes into the group of solutions obtained.

O presente trabalho de mestrado está inserido nos estudos de refração profunda do Projeto Temático 'Estudos Geofísicos e Modelo Tectônico dos Setores Central e Sudeste da Província Tocantins, Brasil Central'. Nesses estudos foram levantadas três linhas de refração de aproximadamente 300 km de extensão, duas no setor Central da Província Tocantins e uma no setor Sudeste, que é o objeto de estudo deste trabalho. Foram utilizados 111 sismógrafos digitais SGR pertencentes ao programa PASSCAL, instrumentos auxiliares do USGS, e 13 sismógrafos digitais e instrumentos auxiliares do IAG/USP. A linha sísmica teve aproximadamente 300 km de extensão com pontos de registro separados a cada 2,5 km, distribuídos ao longo de estradas principais e secundárias. A cada 50 km, aproximadamente, foi realizada uma explosão, nas explosões dos extremos da linha foram utilizados 1000 kg de explosivo e para a explosão central uma carga de 500 kg. Para a determinação das coordenadas geográficas dos pontos de tiro e de registro, foi utilizado o método diferencial com medidas de GPS. O principal objetivo deste trabalho foi obter como produto final um modelo de velocidades sísmicas contendo as características físicas das principais descontinuidades na crosta terrestre e no manto superior. Para análise e processamento dos dados foram utilizados os pacotes SAC, SU, SEIS. Para a modelagem foram utilizados a teoria do raio e a elaboração de sismogramas sintéticos, do pacote SEIS. Para a elaboração do modelo final foram utilizados os dados das explosões dos pontos extremos e central, tendo em vista que devido a problemas técnicos não foram registrados os sinais das outras 4 explosões. Além disso, as explosões registradas não apresentaram sinais claros em toda a extensão da linha. Devido a tudo isso e considerando as unidades geológicas presentes na região de estudo são sugeridos três modelos de velocidades sísmicas. O primeiro modelo refere-se ao tiro direto (EX31) localizado no extremo sudoeste da linha, sobre a Bacia do Paraná. Para este modelo obteve-se para superfície (0 km) a velocidade inicial de 2 km/s (coberturas); para a profundidade de 0,086 km a velocidade inicial é de 5,15 km/s (basalto); para a profundidade de 0,350 km obteve-se a velocidade inicial de 4,6 km/s (arenito - camada de baixa velocidade); para profundidade de 0,650 km a velocidade inicial é de 5,75 km/s e para profundidade de 4 km obteve-se a velocidade inicial de 6,07 km/s. O segundo modelo refere-se ao tiro reverso (EX34) localizado no centro da linha sobre granitóides do Grupo Araxá. Para este modelo obteve -se para superfície (0 km) a velocidade inicial de 2 km/s; para a profundidade de 0,06 km a velocidade inicial é de 5,69 km/s e para a profundidade de 0,860 km obteve-se a velocidade inicial de 6,25 km/s. Finalmente, o terceiro modelo refere-se ao tiro direto para toda a extensão da linha (300 km). Este modelo foi definido a partir de fases secundárias lidas nos registros e modelos anteriores propostos na literatura. Da superfície até os 4 km iniciais de profundidade este modelo é igual ao primeiro, para uma profundidade de 20 km obteve-se a velocidade inicial de 6,70 km/s e para uma profundidade de 40 km a velocidade é de 8,00 km/s (descontinuidade de MOHO). / This work to fulfil the degree of Master of Sciences is inserted among the deep seismic refraction studies of the Thematic Project 'Geophysical Studies and Tectonic Model of the Tocantins Province Central and Southeast Sectors, Central Brazil'. Three refraction lines, of around 300 km long each, were deployed, two of them in the Central sector and the other in the SE sector, that is subject of the present work. The equipment used in this experiment was composed by 111 SGR digital seismographs belonging to the PASSCAL Program. Complemented with auxiliary instruments from USGS and 13 seismographs belonging to IAG/USP. The space among the recording points was 2.5 km, which were located along main and secondary roads. Every 50 km was fired an explosion with 1000 kg of emulsion in each extreme and 500 kg in the central point. The geographical co-ordinates were determined by using the GPS differential method. The main objective of this work is to obtain as a final product a seismic velocity model with the physical characteristics of the main discontinuities in the crust and upper mantle. The packages SAC, SU and SEIS were used to perform the data analysis and processing. To carry on the modelling were used the ray theory and the synthetic seismograms construction, belonging to the SEIS package Data from the extreme and middle points of the seismic line were used to elaborate the final model, considering that due to technical problems signals from the other four explosions were not recorded. Apart from that, the recorded explosions did not present clear signals all along the extension of the line. Due to these facts, and considering also the geological units present in the studied region, are suggested three seismic velocity models. The first model is referred to the direct shot (EX31), which is localised in the Southwest extreme of the line on the Parana Basin province. In this model we obtained the P wave velocity (VP) of 2 km/sec at the surface, corresponding to the unconsolidated sediments and soil on the top of that basin. At a depth of 86 m we found VP of 5,15 km/sec and at a depth of 350 m the velocity VP of 4,6 km/sec, corresponding to the basalt and sand layers of the Parana Basin. Underlying them, at 650 m of depth we found the basement with VP of 5,75 km/sec and finally at a depth of 4 km there is a layer with VP of 6,07 km/sec, corresponding to a typical upper crust P wave velocity. The second model corresponds to the reverse shot (EX34) that is localised in the middle point of the line on the granitoides of the Araxa Group. For this model we obtained VP of 2 km/sec for the superficial layers, then at a depth of 60 m was obtained V P of 5,69 km/sec and for a depth of 860 m the value of V P is 6,25 km/sec. Finally, the third model belongs to the whole line section (300 km) from the direct shot (EX31). This model was obtained by using the arrivals of secondary phases and the results of models proposed in other works. From the surface down to 4 km of depth this model is similar to the first one. At 20 km of depth there is a layer with VP of 6,70 km/sec, corresponding to the lower crust, with Moho at a depth of 40 km with VP of 8,00 km/sec.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-10-01T16:26:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicados.pdf: 9294726 bytes, checksum: 6a3ff938cd2a9ae2276a0132b1bb4903 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2014-10-02T16:55:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicados.pdf: 9294726 bytes, checksum: 6a3ff938cd2a9ae2276a0132b1bb4903 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-02T16:55:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicados.pdf: 9294726 bytes, checksum: 6a3ff938cd2a9ae2276a0132b1bb4903 (MD5) Previous issue date: 1979 / Este trabalho foi realizado numa área de 25 km2 em Ponta de Pedras, Ilha de Marajó. Tem por objetivo o dimensionamento geométrico e seleção de zonas favoráveis à água subterrânea. Foram utilizados dois métodos geofísicos: sísmica de refração e eletroresistividade. O método sísmico foi empregado em caráter experimental, visando verificar a viabilidade de sua aplicação na área. Os resultados da interpretação confirmaram a suspeita inicial, da existência de horizontes geológicos pouco profundos, não possíveis de serem distinguidos pelo método sísmico. Com o método de eletroresistividade foram feitas sondagens verticais e perfis horizontais. Os resultados da interpretação indicaram áreas promissoras na parte central e numa faixa ao norte da área prospectada. A espessura do aquífero raso varia entre 0 e 50 m. / This work was perfomed in an area of 25 km2 in Ponta de Pedras, Marajó Island. The purpose of this work was to study the geometry of the aquifers and to select favorable zones for development of ground water. Two geophysical methods were used: seismic refraction and electroresistivity. The first one was used experimentally intending to find out the possibility of its application in the area. The seismic results obtained confirm the original expectance of the existence of shallow geologic horizon at the subsurface, not able to be distinguished by the seismic method. Vertical electrical soundings and horizontal perfil resistivity were done with the electrical resistivity method. The results of the interpretation point out favorable areas in the central part of the study area and in a zone extending to the north of the prospected area. The thickness of the shallow aquifer varies between 0 and 50 m.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-10-06T12:51:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MetodosSismicosRefracao.pdf: 84291246 bytes, checksum: 70eb3b21fe138d6546b30c4426e4ca9d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-10-09T13:13:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MetodosSismicosRefracao.pdf: 84291246 bytes, checksum: 70eb3b21fe138d6546b30c4426e4ca9d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:13:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MetodosSismicosRefracao.pdf: 84291246 bytes, checksum: 70eb3b21fe138d6546b30c4426e4ca9d (MD5) Previous issue date: 1983 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / PRONUCLEAR - Programa de Formação de Recursos Humanos para o Setor Nuclear / Os métodos sísmico de refração e eletromagnético foram aplicados, em caráter experimental, à prospecção de água subterrânea. A eficiência destes métodos foi testada com cerca de 1.500m de perfis de refração rasa na delimitação geométrica em três dimensões de um paleocanal na região dos campos naturais da Ilha de Marajó e com um perfil eletromagnético (técnica Slingram) para a detecção de contatos laterais de água doce-água salobra. A interpretação dos dados sísmicos foi realizada com as equações de tempo de intersecção para n camadas inclinadas com o auxílio do controle geológico de 2 (dois) poços para contornar problemas de camadas não detectadas. Obteve-se uma baixa velocidade (0,81 km/s) para os sedimentos silte-arenosos saturados que preenchem o paleocanal. Em virtude da inversão de velocidades ter sido obtida como resultado para estes sedimentos, não se aconselha o mapeamento de paleocanais pela sísmica de refração, salvo com a utilização de técnicas especiais de campo (registro digital, 'up-hole survey', registro ondas S, reflexão simultânea, ...). Os dados eletromagnéticos foram analisados semi-quantitativamente com o auxílio de um modelo reduzido construído a partir de uma seção de resistividades aparentes. Um diagrama de Argand, traçado com os dados de laboratório, fornece subsídios para a determinação da condutância em ambientes de sedimentos não consolidados análogos ao de Marajó. Recomenda-se a utilização dos métodos eletromagnéticos para o reconhecimento lateral de zonas de água doce-água-salobra, uma vez que a componente quadratura da frequência alta (2640 Hz) define, com precisão suficiente, estas zonas. A comparação dos resultados dos dois métodos mostra que apenas parte do paleocanal se comporta como um aquífero. / Refraction seismic and electromagnetic methods have been applied in a experimental scale in the search for groundwater. The efficacy of both methods was verified with about 1.500 m of shallow refraction profiles for three-dimensional geometric delimitation of a paleo-channel in the natural grass land region of Marajó Island; and with an electromagnetic profile (Slingram technique) to detect lateral contacts of fresh and brackish water. The interpretation of seismic data was done using the time-intercept equations for n dipping layers, and the assistance of the geological control of two wells to circumvent problems due to non-detected layers. A low velocity (0,81 km/s) was obtained for the saturated silt-sand sediments filling the paleo-channel. Since the results lead into a velocity reversal in these sediments, the mapping of paleo-channels by refraction seismic is not advisable, unless using special field techniques (digital recording, up-hole survey, S-wave recording, simultaneous reflection,...). The electromagnetic data were analysed semi-quantitatively through a reduced model designed on the basis of apparent resistivities section. An Argand diagram, plotted with the laboratory data, aids in the determination of conductance in non-consolidated sediments similar to those found in Marajó. The use of electromagnetic methods for the lateral reconnaissance of fresh-brackish water zones is recommended since the high frequency (2640 Hz) quadrature component defines these areas with sufficient precision. The comparison between the results of both methods indicates that only a part of the paleo-channel can be considered an aquifer.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-10-07T11:38:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MapeamentoJazidasBauxitas.pdf: 10722960 bytes, checksum: 9cba5fb793b78ca879f60dc27cb0c612 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-10-09T14:46:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MapeamentoJazidasBauxitas.pdf: 10722960 bytes, checksum: 9cba5fb793b78ca879f60dc27cb0c612 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:46:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MapeamentoJazidasBauxitas.pdf: 10722960 bytes, checksum: 9cba5fb793b78ca879f60dc27cb0c612 (MD5) Previous issue date: 1986 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Nos últimos 30 anos no Brasil, o mapeamento de camada bauxítica tem sido sempre efetuado através de perfilagens de poços. Neste estudo, aplicou-se o método da sísmica de refração rasa pela primeira vez, em cerca de 3.000m de perfis, em caráter experimental em algumas localidades ao longo da rodovia BR-10, assim como no Platô Esperança (região de Jabuti-PA) e perto da cidade de Açailândia (MA); com objetivo de delimitar a camada de bauxita. Embora se tenha utilizado, em algumas ocasiões, durante a interpretação, o método de distância crítica no cálculo de profundidade, foi possível, mediante o emprego do Método Recíproco Generalizado (GRM), o processamento e interpretação dos dados, para se obter a delimitação contínua da camada investigada. O GRM apresenta vantagens sobre os métodos tradicionais, tais como poder delimitar camadas onduladas, detetar camadas escondidas, além da sensibilidade para camadas com mergulho até 20°. A partir dós gráficos da análise de velocidade, foi calculada para a camada de bauxita uma velocidade média de 840 m/s, e mediante o emprego dos tempos de profundidade chegou-se a sua delimitação: ela possui um comportamento irregular, tendo uma espessura média de 5m. A pesquisa geofísica realizada nas três áreas-piloto tem grande importância porque o método utilizado poderá ser aplicado a outras regiões, em condições geológicas semelhantes. / In the last 30 years, the mapping of bauxite deposits in Brazil has been carried out using drill holes. In this study, the refraction seismic method has been applied for the first time, with about 3000m of shallow profiles done on an experimental scale, at localities along the highway BR-10, as well as at Plato Esperança in the Jabuti region (PA), and near Açailândia county (MA), with the aim of delimitation of the bauxite layer. Although, the critical distance method has been used on some occasions to calculate thicknesses; this study has used the Generalized Reciprocal Method to process and interpret the data, to get the continuos delimitation of the layer being investigated. The GRM has an adventage compared to old traditional methods because, it delinates undulating refractors, infers undetected layers, and also is insensitive to dip angles up to 20 degrees. From the velocity analysis graph the velocity of the bauxite layer has been calculated, resulting in a mean of 840m/s. Using the time depth data it has been possible to map the bauxite, which has an irregular behavior and with a mean thickness of 5m. The geophysical research carried out at these areas turned out to be very important considering the fact that this method can be successfully applied to other regions having the same geological characteristics.

Esta pesquisa está baseada na execução de duas linhas de refração sísmica profunda de 300 km de extensão (L1-Porangatu e L2-Cavalcante) atravessando de oeste para leste o setor central da Província Tocantins, utilizando em cada linha 120 sismógrafos digitais e explosões com tempo controlado e cargas entre 500 e 1000 kg de explosivos a cada 50 km; foram utilizados receptores GPS para o controle da hora e das coordenadas geográficas dos pontos de registro e de explosões. Esse tipo de experimento, com essas condições é pioneiro no Brasil. Os dados deste experimento, considerados de boa qualidade, permitiram, inicialmente, a elaboração de modelos 1D, para cada tiro, utilizando o programa TTInvers. Estes modelos foram relacionados sucessivamente para representar camadas com características semelhantes em um modelo preliminar para modelagem em 2D, que foi realizada com o programa MacRay. Os modelos 2D obtidos representam o resultado final da distribuição de velocidades sísmicas da crosta sob essas linhas. Estes resultados mostram a crosta sob o setor central da Província Tocantins com espessura variando entre 36 e 43 km, cujos parâmetros estão correlacionados com as principais estruturas geológicas existentes na superfície. Os valores médios de VP e da razão VP/VS na Província Tocantins variam em torno de 6,5 km/s e 1,74, respectivamente, com exceção da faixa de dobras e empurrões cujos valores são 6,3 km/s e 1,73. Sob o Cráton São Francisco esses valores são 6,8 km/s e 1,74. Existem indícios de ter ocorrido uma dupla subducção na Província Tocantins, na porção oriental, com o Cráton São Francisco subduzindo para oeste (em | 760 Ma) e na porção ocidental, com o Cráton Amazônico subduzindo para leste (em | 620 Ma). O modelo gravimétrico, obtido neste trabalho em função do modelo sísmico, se ajusta adequadamente com os dados gravimétricos observados, utilizando densidades teóricas ligeiramente modificadas, dentro dos limites permitidos pela função utilizada para calcular essas densidades com base nos valores de VP deste trabalho. As densidades do manto adotadas para a modelagem levaram em conta as idades Paleoproterozóica, sob o Cráton SãoFrancisco menos denso (3,31 g/cm3) e com maior VP (8,26 km/s), e Neoprotorozóica, sob a Província Tocantins, mais densa (3,34 g/cm3) e com menor VP (8,07 km/s). / This research is based on an execution of two lines of deep seismic refraction of 300 km of extension (L1-Porangatu and L2-Cavalcante), crossing over central sector of Tocantins Province from west to east by using, in each line, 120 digital seismographs and explosions with controlled time and explosive charges between 500 and 1,000 kg in each 50 km; GPS receivers were employed in order to control the time and geographical coordinates from recording and shot points. This kind of experiment under these explained conditions is pioneer in Brazil. Initially experiment data, which have been considered of good quality, allowed the elaboration of 1D models, using TTInvers program. Successive models were related to represent layers with similar characteristics in a preliminary model aiming of modelling in 2D, accomplished with MacRay program. Obtained 2D models represent the final result of seismic velocity distribution from crust beneath L1 and L2 lines. Results show crust under central section of Tocantins Province with thickness varying from 36 to 43 km, and whose parameters are correlated to main geological structures existents in surface. VP as well as VP/VS ratio mean values vary about 6.5 km/s and 1.74, respectively, with the exception of fold-and-thrust belt, whose values are 6.3 km/s and 1.73. Those values reach 6.8 km/s and 1.74 beneath São Francisco craton. There are indicia of double subduction occurred in the eastern portion of Tocantins Province with São Francisco Cráton subducting to west (in | 760 Ma), as well as in the western portion, with Amazon Cráton subducting to east (in | 620 Ma). The gravimetric model, obtained in this work in terms of seismic model, adequately adjusts with observed gravimetric data by using theoretical densities slightly modified, within limits allowed by the function employed to calculating the densities based on VP values achieved from this work. Adopted mantle densities to modelling took in consideration Paleoproterozoic age, beneath São Francisco Cráton, less dense (3.31 g/cm3), and with higher VP (8.26 km/s), as well as Neoproterozoic one, beneath Tocantins Province, denser (3.34 g/cm3), and with lower VP (8.07 km/s).