OLIVEIRA, Karen Maria Leopoldino. Integração de dados geofísicos (magnetometria, gravimetria e magnetotelúrico) na Borda Nordeste da Bacia do Parnaíba, NW do Estado do Ceará, Brasil. 2016. 111 f. Dissertação (Mestrado em geologia)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-07T18:37:56Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_kmloliveira.pdf: 19192100 bytes, checksum: 8d5391fe1425006c58f516c37b610613 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:01:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_kmloliveira.pdf: 19192100 bytes, checksum: 8d5391fe1425006c58f516c37b610613 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_kmloliveira.pdf: 19192100 bytes, checksum: 8d5391fe1425006c58f516c37b610613 (MD5) Previous issue date: 2016 / An integrated study of geophysical data (magnetic, gravity and magnetotelluric) was undertaken in the northeast edge of Parnaíba Basin, NW Ceará. The development of the basin suffered tectonic reactivation of major faults associated with the north part of Transbrasiliano Lineament, known locally as Sobral-Pedro II Shear Zone (SPIISZ), and has two gravimetric low interpreted as grabens in previous work. Qualitative and quantitative interpretations of geophysical data were performed in order to understanding tectonostratigraphy relationships involving the northeast part of Parnaíba Basin based on main geophysical lineaments, geometry and depth of sources. The results show structural lineaments partitioning characterized by lineaments in the 1st NE -SW order direction and 2nd EW and NW-SE order directions. The depth of the magnetic and gravity sources was estimated using 2D Euler deconvolution from NW-SE geophysical profile, perpendicular to Brasiliano shear zones and two gravimetric lows. Outcropping rock density measurements and geophysical information from previous work in the area were integrated to constrain modeling. The magnetic and gravity profiles of the northeast edge of Parnaíba basin estimated sources up to 5 km depth. The Café-Ipueiras shear zone and SPIISZ that is not marked on the surface appear much pronounced in the various maps and subsurface geophysical models. Another lineament with similar expression appears well marked by the 2-D Euler solutions in the Tianguá, Ubajara and Ibiapina region. 2D gravimetric models were generated over the Residual Bouguer Map in order to obtain more reliable results, compatible with geological knowledge. The 2D magnetotelluric inversion shows that the northeast edge of the Parnaíba Basin is marked by low and high resistivity values, and maximum thickness of the sedimentary package reaches approximately 3 km. Subvertical dipping resistive anomalies point features that can represent Brasiliano shear zones which seem to limit the graben features that occur in the region. Such features may indicate areas with greater chances of success in the exploitation of groundwater. / Este trabalho apresenta o resultado de estudo integrado de dados geofísicos (magnetometria, gravimetria e magnetotelúrico) realizado na borda nordeste da Bacia do Parnaíba (BP), NW do Ceará. Esta área sofreu reativações tectônicas de falhas importantes associadas à parte norte do Lineamento Transbrasiliano, localmente conhecida como Zona de Cisalhamento Sobral-Pedro II (ZCSPII) e possui dois baixos gravimétricos que foram interpretados, em trabalho prévio, como grábens. Interpretações qualitativas e quantitativas foram realizadas nos dados geofísicos, visando melhor entendimento das relações tectonoestratigráficas que envolvem a borda nordeste da BP, com base na determinação dos principais lineamentos geofísicos, geometria e profundidade das fontes. Os resultados mostram compartimentação estrutural caracterizada por lineamentos de 1ª ordem dispostos na direção NE-SW e de 2ª ordem dispostos nas direções E-W e NW-SE. Foi realizada estimativa de profundidade de fontes magnéticas e gravimétricas por meio da Deconvolução de Euler 2D em perfil de direção NW-SE, perpendicular às zonas de cisalhamento brasilianas e aos dois baixos gravimétricos. Medidas de densidade de rochas aflorantes e informações geofísicas de trabalhos anteriores próximos à região foram incorporados com intuito de restringir o universo de soluções e tornar o modelo geofísico mais realístico. Os resultados para as estimativas de profundidade no perfil magnético e gravimétrico mostram que a borda nordeste da BP possui fontes com profundidades de até 5 km. A Zona de Cisalhamento Café-Ipueiras (ZCCI) e a ZCSPII, que não são bem marcadas em superfície, aparecem bem pronunciadas em subsuperfície nos diversos mapas e modelos geofísicos. Outros lineamentos de expressão e profundidades semelhantes aparecem bem marcados pelas soluções de Euler 2D na região de Tianguá, Ubajara e Ibiapina. A partir do mesmo perfil sobre o mapa de anomalias Bouguer residual foi gerado modelo geológico 2D, objetivando melhor caracterizar a geometria e profundidade das fontes e, assim, promover resultados mais confiáveis do ponto de vista geológico. A seção magnetotelúrica mostra que a borda nordeste da BP é marcada por baixos e altos valores de resistividade, esclarecendo a geometria assimétrica do embasamento da bacia, e que a espessura máxima do pacote sedimentar alcança aproximadamente 3 km. Anomalias resistivas de mergulho subvertical apontam para feições que podem representar as zonas de cisalhamento brasilianas que parecem balizar as feições grabenformes da região. Tais feições podem indicar áreas com maiores probabilidades de sucesso na busca de águas subterrâneas.

Este estudo apresenta a comparação e discussão entre registros de perfilagem geofísica obtidos por três sondas elétricas que medem resistividades de litologias. Uma análise detalhada foi feita para detectar qual destas sondas utilizadas proporciona a melhor opção em termos de identificação das camadas de carvão e resolução vertical. As sondas elétricas utilizadas foram: guard log (GLOG), single point resistance (SPR) e induction log (IND). Para auxiliar na comparação entre esses diferentes perfis, outros dois registros geofísicos importantes foram incluídos: radiação gama natural (GN) e optical televiewer (OPTV), os quais ajudaram a identificar os estratos de carvão. No caso específico do OPTV, quando a situação é favorável, ele permite identificar os estratos de carvão e verificar a resolução vertical dos demais registros, em função da excelente resolução vertical. As imagens produzidas pelo OPTV podem, nas circunstâncias adequadas, servir como testemunho digital, para complementar ou mesmo substituir as amostras de sondagem com recuperação de testemunhos. Neste estudo, foram analisados dados obtidos em 4 depósitos de carvão diferentes: Área B3, Calombo, Cerro e Seival. Todos os depósitos de carvão acima citados situam-se no estado do Rio Grande do Sul (RS) - Brasil. Ao todo, 15 furos foram apresentados e discutidos. Destes, 13 são furos de sondagem com recuperação de testemunhos, enquanto que os dois restantes são furos de desmonte. As descrições geológicas dos 13 furos de sondagens são as informações principais utilizadas como parâmetro de controle nas comparações entre os perfis geofísicos, enquanto que as imagens OPTV serviram como uma alternativa para verificar a resolução vertical dos perfis elétricos. Ao final das análises, verificou-se que o dispositivo guard-log (GLOG) tende a ter o melhor desempenho no aspecto de identificação litológica, demonstrando uma capacidade superior em relação aos demais arranjos em termos de resolução vertical. Estatisticamente, ele apresentou as estimativas de espessuras mais próximas em valor, em relação às espessuras proporcionadas pelas descrições geológicas de testemunhos de sondagem. / This study presents a comparison and discussion between the geophysical logs obtained by three electrical probes that measure resistivity of lithologies. A detailed analysis was carried out to detect which of these probes, provides the best option in terms of identification of coal seams and vertical resolution. The electrical probes used were guard log (GLOG), single point resistance (SPR) and induction log (IND). To aid the comparison between the different logs, two other important geophysical logs were included: natural gamma radiation (GN) and optical televiewer (OPTV), which helped to identify the coal seams. In the specific case of OPTV, when the situation is favorable, it identifies the coal seams and check the vertical resolution of the other logs, in function of its excellent vertical resolution. The images produced by OPTV can serve, in appropriate circumstances, as digital core sample to complement or even replace the diamond drill core samples recovery. In this study, analyzed data were obtained from four different coal deposits, which are: B3 Area, Calombo, Cerro and Seival. All the coal deposits mentioned above are located in the state of Rio Grande do Sul (RS) - Brazil. In all, 15 boreholes were presented and discussed. Out of these, 13 are boreholes with recovered core samples, while the remaining two are blastholes. The geological descriptions of the 13 boreholes are the main information used as a control parameter in comparisons against the geophysical logs, while OPTV images served as an alternative to verify the vertical resolution of the electric logs. At the end of the analysis, it was found that the guard-log probe (GLOG) tends to have better performance in the aspect of lithological identification, demonstrating a greater capacity in comparison with the other in terms of vertical resolution. Statistically, it presented the closest estimated value in relation to the coal seams thickness provided by geological description of the recovered core samples.

o processo de avaliação de um depósito mineral é compreendido de duas grandes etapas: a coleta e análise de amostras que fornecerão informações importantes que servirão de base para as estimativas e a estimativa propriamente dita, onde serão aplicados métodos matemáticos aos dados obtidos pela amostragem. Ambas as etapas apresentam diversos problemas e empecilhos. Em relação à amostragem, o método usualmente aplicado é a perfuração rotativa com recuperação de testemunhos. Este método possui um custo bastante elevado, podendo um furo de poucos metros custar centenas de dólares e levar dias para ser feito. Outro problema associado com este método é a probabilidade de não se ter uma elevada recuperação do material, isto é, perda de material durante a execução da perfuração. Já na etapa de análise do material recuperado, uma das dificuldades mais freqüentes é a impossibilidade de se avaliar a flutuabilidade do valor estimado, ou seja, geralmente se estima um valor de atributo para a amostra e se considera esse valor único e real para ela, porém, sabe-se que, com análise em laboratório, é impossível se estimar o valor exato do atributo de uma amostra e, portanto, deve-se realizar uma série de análises e efetuar o calculo da média e desvio padrão do valor do atributo da amostra, porém, muitas vezes não se tem material físico (amostras) disponível para um grande número de análises. Quanto à avaliação do depósito, o principal problema está relacionado á impossibilidade de se considerar essa flutuabilidade do valor do atributo das amostras no momento da estimativa. A grande maioria dos métodos de estimativa usada para avaliação de depósitos carece de mecanismos que permitam a incorporação da incerteza do valor do atributo. Portanto, os objetivos desse trabalho foram: (i) encontrar uma maneira de aprimorar a coleta de informações de um depósito mineral e em contrapartida facilitar a estimativa da flutuabilidade do valor dos atributos das amostras e (ii) encontrar um método de avaliação de depósitos que permita a incorporação dessa incerteza do valor das amostras. Para solucionar os problemas apresentados pela amostragem, esta dissertação apresenta a perfilagem geofísica como uma ferramenta versátil e de fácil manuseio em campo, que permite a obtenção de um grande número de informações de caráter indireto e por meio de ferramentas matemáticas ainda permite o cálculo da flutuação do valor do atributo. Em relação à avaliação de depósitos, será utilizada a krigagem dos indicadores, método de estimativa não linear que permite a incorporação da incerteza dos valores dos atributos de uma maneira rápida no momento do cálculo das áreas de interesse. Descobriu-se que a aplicação da perfilagem geofísica foi bastante eficiente e prática contanto que a equipe responsável tenha o conhecimento das ferramentas utilizadas e como é a interação entre a ferramenta e o meio geológico. A eficácia do método geoestatístico foi comprovada através da comparação do resultado da krigagem dos indicadores que incorporou dados secundários provenientes da perfilagem geofísica com o resultado de uma estimativa usualmente feita em avaliação de depósitos baseada somente em dados primários (sondagem com recuperação de testemunhos). / The process of evaluation of a mineral deposit is constituted of two great stages: the collection and analysis of samples that will supply important information, which it will be the base for the evaluation and the estimating of the deposit where they will be applied mathematical methods on the data obtained from the sampling. 80th stages present several problems and difficulties. In relation to the sampling, the method usually applied it is the rotary drilling with ore recovering. This method is expensive, a hole of few meters will probably cost hundreds of dollars and take days to be done. Another problem associated with this method is the probability of not having a high recovery of the material, that is, materialloss during the execution of the drilling. About the analysis of the recovered material, one of the most frequent difficulties is the impossibility of evaluating the floatability of the estimated value, in other words, is usually estimated an attribute value for the sample and it is considered unique and real value for it, however, it is known that, with laboratory analysis, it is impossible to obtain the exact value of the attribute of a sample and, therefore, it should be done a series of analyses to calculate the average and standard deviation of the value of the attribute of the sample, however, most of times a great quantity of physical material (samples) are not available for a great number of analyses. For the evaluation of the deposit, the main problem is related to the impossibility of considering that floatability of the value of the attribute of the samples in the moment of the estimate. The great majority of the estimate methods used for evaluation of deposits lacks of mechanisms that allow the incorporation of the uncertainty of the value ofthe attribute. Therefore, the objectives of this research project are: to find a way to optimize the collection of information of a mineral deposit and in consequence to facilitate the estimate of the floatability of the value of the attributes of the samples and to find a method of evaluation of deposits that allow the incorporation of that uncertainty of the value of the samples. To solve the problems presented by the sampling, this dissertation presents the borehole logging as a versatile tool and of easy to handle in the field, which allows to obtain a great number of information with indirect features and it allows the calculation of the floatability of the value of the attribute through mathematical tools. In relation to the evaIuation of the deposits it will be use the indicator kriging. A non-linear method that allows the incorporation of the uncertainty of the values of the attributes in a fast way in the moment of the calculation of the areas of interest. It was discovered that the application of the borehole logging with indirect methods was quite efficient and practice as long as the responsible team has the knowledge of the use of the tools and about the interaction between the logging results and the geologicaI formations. The effectiveness of the geostatistic method was proven through the comparison of the result of the indicator kriging executed with secondary obtained with borehole logging with the result of an estimate done usuaIly in evaluation of deposits based only in primary data (survey ore recovery).

O presente estudo investiga a possibilidade do uso da perfilagem geofísica de Gama Natural e Resistividade na discriminação de estratos carbonosos, em relação a outras litologias presentes em quatro depósitos de carvão localizados no Rio Grande do Sul (áreas B3, CALOMBO, CERRO e SEIVAL). Uma vez observada a possibilidade de identificação dos estratos carbonosos com estes dois perfis geofísicos apenas, fez-se uma verificação da acuracidade na determinação das espessuras das camadas de carvão e também um exame da existência de correlação entre os registros geofísicos e parâmetros de qualidade do carvão (especificamente cinzas, enxofre e voláteis). Neste contexto, as espessuras das camadas de carvão foram comparadas com as espessuras observadas em testemunhos de sondagem, sendo que o reconhecimento das assinaturas das camadas pode ser feito com boa acuracidade para todos os depósitos, exceto no depósito do Cerro, onde o sinal do carvão confunde-se arenitos, inviabilizando muitas vezes a discriminação. Os parâmetros de qualidade do carvão foram determinados por meio de análise laboratorial, para posterior comparação com as leituras de perfilagem. Os resultados mostraram uma boa correlação entre a emissão de radiação gama natural em camadas de carvão e o teor de cinzas para os depósitos do CALOMBO e CERRO, mas uma correlação apenas razoável para os depósitos de B3 e SEIVAL. Além disso, os resultados indicaram que não há correlação entre teor de enxofre ou voláteis e os registros geofísicos. Vale ressaltar a importância deste tipo de avaliação, especialmente quanto às espessuras de camadas de carvão no planejamento de mina de curto prazo, onde não é exequível a sondagem com recuperação de testemunhos em bancadas de lavra simultaneamente ao processo extração de carvão, em função da demora da atividade de sondagem. / This study investigates the possibility of using geophysical logging of natural gamma and resistivity in the identification of carbonaceous strata in relation to other lithologies present in four coal deposits located in Rio Grande do Sul (areas B3,CALOMBO, CERRO and SEIVAL). Once observed, the possibility of identifying carbonaceous strata with these two geophysical logs, the degree of accuracy in the determination of the thicknesses of the coal seams and the existence of correlation between the geophysical logs and coal quality parameters (specifically ash, sulfur and volatile) were determined. In this context, the thicknesses of the coal seams were compared with the thickness of the core samples recovered in the boreholes and the result showed that the recognition of the coal seam signatures can be obtained with good accuracy for all deposits except the CERRO deposit, where the coal seam signature can be confused for that of sandstone which often precludes identification. The coal quality parameters were determined by laboratory analysis and later compared with the readings from geophysical logging. The results showed good correlation between natural gamma radiation emitted by the coal seams and the ash content in the CALOMBO and CERRO deposits but weak correlation in the B3 and SEIVAL deposits. Furthermore, the results showed no correlation between sulfur or volatile and the geophysical data. It is worth mentioning, the importance of this type of evaluation, especially in regards to the thickness of coal seams in short term mine planning, where it is not possible to recover core samples during the coal extraction process as a result of excessive time delay with respect to core sample recovery in boreholes.

o processo de avaliação de um depósito mineral é compreendido de duas grandes etapas: a coleta e análise de amostras que fornecerão informações importantes que servirão de base para as estimativas e a estimativa propriamente dita, onde serão aplicados métodos matemáticos aos dados obtidos pela amostragem. Ambas as etapas apresentam diversos problemas e empecilhos. Em relação à amostragem, o método usualmente aplicado é a perfuração rotativa com recuperação de testemunhos. Este método possui um custo bastante elevado, podendo um furo de poucos metros custar centenas de dólares e levar dias para ser feito. Outro problema associado com este método é a probabilidade de não se ter uma elevada recuperação do material, isto é, perda de material durante a execução da perfuração. Já na etapa de análise do material recuperado, uma das dificuldades mais freqüentes é a impossibilidade de se avaliar a flutuabilidade do valor estimado, ou seja, geralmente se estima um valor de atributo para a amostra e se considera esse valor único e real para ela, porém, sabe-se que, com análise em laboratório, é impossível se estimar o valor exato do atributo de uma amostra e, portanto, deve-se realizar uma série de análises e efetuar o calculo da média e desvio padrão do valor do atributo da amostra, porém, muitas vezes não se tem material físico (amostras) disponível para um grande número de análises. Quanto à avaliação do depósito, o principal problema está relacionado á impossibilidade de se considerar essa flutuabilidade do valor do atributo das amostras no momento da estimativa. A grande maioria dos métodos de estimativa usada para avaliação de depósitos carece de mecanismos que permitam a incorporação da incerteza do valor do atributo. Portanto, os objetivos desse trabalho foram: (i) encontrar uma maneira de aprimorar a coleta de informações de um depósito mineral e em contrapartida facilitar a estimativa da flutuabilidade do valor dos atributos das amostras e (ii) encontrar um método de avaliação de depósitos que permita a incorporação dessa incerteza do valor das amostras. Para solucionar os problemas apresentados pela amostragem, esta dissertação apresenta a perfilagem geofísica como uma ferramenta versátil e de fácil manuseio em campo, que permite a obtenção de um grande número de informações de caráter indireto e por meio de ferramentas matemáticas ainda permite o cálculo da flutuação do valor do atributo. Em relação à avaliação de depósitos, será utilizada a krigagem dos indicadores, método de estimativa não linear que permite a incorporação da incerteza dos valores dos atributos de uma maneira rápida no momento do cálculo das áreas de interesse. Descobriu-se que a aplicação da perfilagem geofísica foi bastante eficiente e prática contanto que a equipe responsável tenha o conhecimento das ferramentas utilizadas e como é a interação entre a ferramenta e o meio geológico. A eficácia do método geoestatístico foi comprovada através da comparação do resultado da krigagem dos indicadores que incorporou dados secundários provenientes da perfilagem geofísica com o resultado de uma estimativa usualmente feita em avaliação de depósitos baseada somente em dados primários (sondagem com recuperação de testemunhos). / The process of evaluation of a mineral deposit is constituted of two great stages: the collection and analysis of samples that will supply important information, which it will be the base for the evaluation and the estimating of the deposit where they will be applied mathematical methods on the data obtained from the sampling. 80th stages present several problems and difficulties. In relation to the sampling, the method usually applied it is the rotary drilling with ore recovering. This method is expensive, a hole of few meters will probably cost hundreds of dollars and take days to be done. Another problem associated with this method is the probability of not having a high recovery of the material, that is, materialloss during the execution of the drilling. About the analysis of the recovered material, one of the most frequent difficulties is the impossibility of evaluating the floatability of the estimated value, in other words, is usually estimated an attribute value for the sample and it is considered unique and real value for it, however, it is known that, with laboratory analysis, it is impossible to obtain the exact value of the attribute of a sample and, therefore, it should be done a series of analyses to calculate the average and standard deviation of the value of the attribute of the sample, however, most of times a great quantity of physical material (samples) are not available for a great number of analyses. For the evaluation of the deposit, the main problem is related to the impossibility of considering that floatability of the value of the attribute of the samples in the moment of the estimate. The great majority of the estimate methods used for evaluation of deposits lacks of mechanisms that allow the incorporation of the uncertainty of the value ofthe attribute. Therefore, the objectives of this research project are: to find a way to optimize the collection of information of a mineral deposit and in consequence to facilitate the estimate of the floatability of the value of the attributes of the samples and to find a method of evaluation of deposits that allow the incorporation of that uncertainty of the value of the samples. To solve the problems presented by the sampling, this dissertation presents the borehole logging as a versatile tool and of easy to handle in the field, which allows to obtain a great number of information with indirect features and it allows the calculation of the floatability of the value of the attribute through mathematical tools. In relation to the evaIuation of the deposits it will be use the indicator kriging. A non-linear method that allows the incorporation of the uncertainty of the values of the attributes in a fast way in the moment of the calculation of the areas of interest. It was discovered that the application of the borehole logging with indirect methods was quite efficient and practice as long as the responsible team has the knowledge of the use of the tools and about the interaction between the logging results and the geologicaI formations. The effectiveness of the geostatistic method was proven through the comparison of the result of the indicator kriging executed with secondary obtained with borehole logging with the result of an estimate done usuaIly in evaluation of deposits based only in primary data (survey ore recovery).

O presente estudo investiga a possibilidade do uso da perfilagem geofísica de Gama Natural e Resistividade na discriminação de estratos carbonosos, em relação a outras litologias presentes em quatro depósitos de carvão localizados no Rio Grande do Sul (áreas B3, CALOMBO, CERRO e SEIVAL). Uma vez observada a possibilidade de identificação dos estratos carbonosos com estes dois perfis geofísicos apenas, fez-se uma verificação da acuracidade na determinação das espessuras das camadas de carvão e também um exame da existência de correlação entre os registros geofísicos e parâmetros de qualidade do carvão (especificamente cinzas, enxofre e voláteis). Neste contexto, as espessuras das camadas de carvão foram comparadas com as espessuras observadas em testemunhos de sondagem, sendo que o reconhecimento das assinaturas das camadas pode ser feito com boa acuracidade para todos os depósitos, exceto no depósito do Cerro, onde o sinal do carvão confunde-se arenitos, inviabilizando muitas vezes a discriminação. Os parâmetros de qualidade do carvão foram determinados por meio de análise laboratorial, para posterior comparação com as leituras de perfilagem. Os resultados mostraram uma boa correlação entre a emissão de radiação gama natural em camadas de carvão e o teor de cinzas para os depósitos do CALOMBO e CERRO, mas uma correlação apenas razoável para os depósitos de B3 e SEIVAL. Além disso, os resultados indicaram que não há correlação entre teor de enxofre ou voláteis e os registros geofísicos. Vale ressaltar a importância deste tipo de avaliação, especialmente quanto às espessuras de camadas de carvão no planejamento de mina de curto prazo, onde não é exequível a sondagem com recuperação de testemunhos em bancadas de lavra simultaneamente ao processo extração de carvão, em função da demora da atividade de sondagem. / This study investigates the possibility of using geophysical logging of natural gamma and resistivity in the identification of carbonaceous strata in relation to other lithologies present in four coal deposits located in Rio Grande do Sul (areas B3,CALOMBO, CERRO and SEIVAL). Once observed, the possibility of identifying carbonaceous strata with these two geophysical logs, the degree of accuracy in the determination of the thicknesses of the coal seams and the existence of correlation between the geophysical logs and coal quality parameters (specifically ash, sulfur and volatile) were determined. In this context, the thicknesses of the coal seams were compared with the thickness of the core samples recovered in the boreholes and the result showed that the recognition of the coal seam signatures can be obtained with good accuracy for all deposits except the CERRO deposit, where the coal seam signature can be confused for that of sandstone which often precludes identification. The coal quality parameters were determined by laboratory analysis and later compared with the readings from geophysical logging. The results showed good correlation between natural gamma radiation emitted by the coal seams and the ash content in the CALOMBO and CERRO deposits but weak correlation in the B3 and SEIVAL deposits. Furthermore, the results showed no correlation between sulfur or volatile and the geophysical data. It is worth mentioning, the importance of this type of evaluation, especially in regards to the thickness of coal seams in short term mine planning, where it is not possible to recover core samples during the coal extraction process as a result of excessive time delay with respect to core sample recovery in boreholes.

O presente estudo investiga a possibilidade do uso da perfilagem geofísica de Gama Natural e Resistividade na discriminação de estratos carbonosos, em relação a outras litologias presentes em quatro depósitos de carvão localizados no Rio Grande do Sul (áreas B3, CALOMBO, CERRO e SEIVAL). Uma vez observada a possibilidade de identificação dos estratos carbonosos com estes dois perfis geofísicos apenas, fez-se uma verificação da acuracidade na determinação das espessuras das camadas de carvão e também um exame da existência de correlação entre os registros geofísicos e parâmetros de qualidade do carvão (especificamente cinzas, enxofre e voláteis). Neste contexto, as espessuras das camadas de carvão foram comparadas com as espessuras observadas em testemunhos de sondagem, sendo que o reconhecimento das assinaturas das camadas pode ser feito com boa acuracidade para todos os depósitos, exceto no depósito do Cerro, onde o sinal do carvão confunde-se arenitos, inviabilizando muitas vezes a discriminação. Os parâmetros de qualidade do carvão foram determinados por meio de análise laboratorial, para posterior comparação com as leituras de perfilagem. Os resultados mostraram uma boa correlação entre a emissão de radiação gama natural em camadas de carvão e o teor de cinzas para os depósitos do CALOMBO e CERRO, mas uma correlação apenas razoável para os depósitos de B3 e SEIVAL. Além disso, os resultados indicaram que não há correlação entre teor de enxofre ou voláteis e os registros geofísicos. Vale ressaltar a importância deste tipo de avaliação, especialmente quanto às espessuras de camadas de carvão no planejamento de mina de curto prazo, onde não é exequível a sondagem com recuperação de testemunhos em bancadas de lavra simultaneamente ao processo extração de carvão, em função da demora da atividade de sondagem. / This study investigates the possibility of using geophysical logging of natural gamma and resistivity in the identification of carbonaceous strata in relation to other lithologies present in four coal deposits located in Rio Grande do Sul (areas B3,CALOMBO, CERRO and SEIVAL). Once observed, the possibility of identifying carbonaceous strata with these two geophysical logs, the degree of accuracy in the determination of the thicknesses of the coal seams and the existence of correlation between the geophysical logs and coal quality parameters (specifically ash, sulfur and volatile) were determined. In this context, the thicknesses of the coal seams were compared with the thickness of the core samples recovered in the boreholes and the result showed that the recognition of the coal seam signatures can be obtained with good accuracy for all deposits except the CERRO deposit, where the coal seam signature can be confused for that of sandstone which often precludes identification. The coal quality parameters were determined by laboratory analysis and later compared with the readings from geophysical logging. The results showed good correlation between natural gamma radiation emitted by the coal seams and the ash content in the CALOMBO and CERRO deposits but weak correlation in the B3 and SEIVAL deposits. Furthermore, the results showed no correlation between sulfur or volatile and the geophysical data. It is worth mentioning, the importance of this type of evaluation, especially in regards to the thickness of coal seams in short term mine planning, where it is not possible to recover core samples during the coal extraction process as a result of excessive time delay with respect to core sample recovery in boreholes.

O objetivo desse trabalho de tese foi a coleta de novas informações e a avaliação de dados disponíveis, visando a análise das melhores alternativas para a obtenção de um modelo digital de terreno (MDT) para a América do Sul. O modelo compreendeu a parte continental e oceânica, limitada pelas latitudes de 60º S a 25º N e longitudes de 100º W a 25º W. Na área continental foram usadas informações provenientes de cartas topográficas digitalizadas, do recente modelo Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) e do modelo disponível DTM2002. Na área oceânica foram utilizadas informações de profundidade do DTM2002, de cartas náuticas em diferentes escalas, folhas de bordo e o projeto LEPLAC, para o Brasil, e de cartas náuticas na Argentina. O trabalho ensejou um processo intensivo e exaustivo de comparação dos modelos existentes (SRTM, DTM2002, GLOBE, GTOPO30, ETOPO2, JGP95E, TERRAINBASE e ETOPO5) e das novas informações disponíveis. No estudo do SRTM analisou-se 2.013 quadrículas de 1ºX1º da região continental, obtendo-se para cada quadrícula os valores máximo e mínimo da altitude com suas respectivas posições, o valor médio e o número de pontos sem informação, além da representação 3D e do histograma das altitudes. Foi também realizada a comparação das altitudes interpoladas do modelo SRTM com os pontos GPS implantados ao longo dos rios Madeira, Solimões e Amazonas e com RNs na grande São Paulo. Com os oito MDTs citados foram construídos perfis longitudinais e latitudinais de toda a área continental passando sobre a altitude máxima de cada quadrícula do SRTM. Os modelos SRTM, DTM2002, GLOBE, GTOPO30, ETOPO2 e ETOPO5 foram comparados entre si nos pontos da grade em comum. Além disso, foram realizadas comparações utilizando uma importante fonte de informação altimétrica representada pela rede de nivelamento geométrico. As análises realizadas resultaram na geração de três modelos alternativos de MDT para a América do Sul. A opção do espaçamento da malha para a construção do modelo foi proveniente da compatibilização entre a capacidade computacional e o resultado esperado nas diferentes aplicações de um MDT. Além disso, foram implementadas duas aplicações específicas importantes na área de exploração mineral e no cálculo das alturas geoidais: a correção de terreno e o efeito indireto. / The objective of this thesis has been to collect new information and to evaluate available data in order to provide arguments in the analysis for the derivation of the best DTM for South America. The continental and oceanic part of a block limited by latitudes 60º S and 25º N and longitudes 100º W and 25º W is the object of the model. In the continental area data derived from topographic maps, the recent Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) and the available DTM2002 model were used. In the oceanic area the depth data from DTM2002, nautical maps of different scales, boarding maps and LEPLAC project were used in Brazil and nautical maps in Argentina. The activities involved an intensive process of comparison between the existing models (SRTM, DTM2002, GLOBE, GTOPO30, ETOPO2, JGP95E, TERRAINBASE e ETOPO5) and the new information. With respect to SRTM 2,013 blocks of 1º X 1º in the continental area were analysed, deriving for each block the maximum and minimum values for the height with the respective position, the mean value and the number of points without information. The 3D representation as well as the histogram of the heights for each block is also presented. The GPS points established along the Amazonas, Solimões and Madeira rivers in Amazonas on the BMs in São Paulo area were also compared with SRTM interpolated values. SRTM, DTM2002, GLOBE, GTOPO30, ETOPO2 and ETOPO5 were also compared between themselves in the common points of the grid. Besides, an important comparison were carried out with the first order levelling network. After the analysis were finished three different DTM were generated for South America. The grid spacing were select envisaged a compatibilization between computer capacity and the applications requirements. Finally, two specific applications for mineral exploration and geoid computation were implemented: the terrain correction and the indirect effect.

Submitted by Júlio Leão Brandão (jlbrandao@ufba.br) on 2018-08-21T16:16:21Z No. of bitstreams: 1 DissertacaoJorgeFinal-compresed.pdf: 2131170 bytes, checksum: a0b0983151a2a986e3079eee33754268 (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-08-29T14:34:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissertacaoJorgeFinal-compresed.pdf: 2131170 bytes, checksum: a0b0983151a2a986e3079eee33754268 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T14:34:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoJorgeFinal-compresed.pdf: 2131170 bytes, checksum: a0b0983151a2a986e3079eee33754268 (MD5) / A aplicação dos métodos de tomografias de resistividade elétrica e polarização induzida no domínio do tempo (IP), em conjunto com técnicas de investigação direta de campo por ensaios de penetração padrão (SPT), foram empregados na avaliação da geología de subsuperfície. Foram avaliadas as estabilidades das estruturas geológicas subterrâneas em duas áreas potencialmente suceptíveis de escorregamento em Salvador-Bahia, derivadas de ações antrópicas. Essas áreas, referidas como LEM e CONSIL, sitúam-se em avenidas que cortam estruturas de encostas e vertentes de colinas, constituídas de materiais argilosos e silico-arenosos, com alto grau de meteorização, os quais são potencialmente suceptíveis a escorregamentos. Em LEM foram utilizadas dados de sondagens elétricas equi-espaçadas de resistividade elétrica e IP, empregando o arranjo Schlumberger de eletrodos, em duas linhas tomográficas transversais localizadas numa área da Avenida Luiz Eduardo Magalhães afetada por um escorregamento ocorrido no ano 2005. As informações geofísicas foram complementadas com dados de sondagem de penetração à percussão padrão distribuídas em torno da área afetada para conhecer as caraterísticas geomecãnicas do subsolo e a posição do lençol freático. Nas edificações da CONSIL em 2012, usaram-se tomografias com arranjo dipolo-dipolo em três linhas transversais localizadas numa área em construção próximo a Avenida Luiz Viana Filho, com problemas de infiltração subterrˆnea no espaço de garagens. Nesta área foi levantado um mapa de potencial elétrico espontâneo (SP) usando as posições de alguns eletrodos enterrados na área onde se fizeram as tomografias geoelétricas. Os resultados obtidos, isocontornados usando técnicas de interpolaçõesnuméricas através do pacote SURFER 12.0 da Golden softwares, foram qualitativamente interpretados na inferência do fluxo hídrico natural na área. As pseudo-seções de resistividade e cargabilidade aparentes obtidas nas duas áreas, foram invertidas automaticamente usando o pacote Res2Dinv, complementado com dados litológicos e ensaios SPT levantados em todas as camadas de regolito. As interpretações das imagens verdadeiras de resistividade elétrica e IP, foram baseadas nos dados 2-D invertidos, sob controle das estruturas internas e diferentes amostras do regolito, coletadas nos ensaios SPT, utilizando-se também, caraterísticas como grau de compactação, profundidades das camadas, do lençol freático e do embasamento cristalino. Nas inversões 2-D, empregou-se a opção do programa de inversão robusta. Os resultados estatísticos para os modelos inversos obtidos nas duas linhas de LEM, mostram um erro mediano absoluto de 9.85% para resistividade e 1.5% para a cargabilidade. O modelo inverso de resistividade real obtido na linha L-1 da CONSIL, mostram um erro mediano absoluto de 18,4% e 14,8% para a cargabilidade. As linhas L-2 e L-3 apresentam um erro mediano de 3,6% para a modelo inverso de resistividade e 1,95%, para o modelo inverso de cargabilidade. O emprego das duas tecnologias combinadas de Geofísica elétrica e a Geotecnia foram úteis para identificar aspectos de engenharia tais como padrões de drenagem e caraterísticas dos materiais em áreas suceptíveis de escorregamento nas condições do clima atual em Salvador. / The application of tomographic methods for electrical resistivity and time-domain induced polarization combined with direct techniques of research such as standart penetration test (SPTs), were employed in the evaluation the subsurface geology within the urban area of Salvador. By detecting drainage patterns and underground the stability of geological structures in two potentially susceptible areas of slipping in Salvador-Bahia.These areas are referred as LEM and CONSIL, are located along artificial slopping cuts and hillsides, constituted by clay and silt-sandy materials with high degree of meteorization, which are potentially susceptible to slidings. Within LEM area geoelectric data of electrical resistivity and IP were used, employing the Schlumberger array of electrodes, in two transverse lines located in the area affected by a sliding ocurred in the year 2005, in a slope of Luiz Eduardo Magalhaes Avenue . This geophysical information was complemented by 19 standard penetration probes distributed throughout the area, to know the geomechanics characteristics of the subsoil and the water table depth. Near the CONSIL buildings the dipole-dipole array was used in 2012 along three trans verse tomographic lines located in the area of Luiz Viana Filho Avenue. A map of spon taneous electrical potential was surveyed following the initial positions of some electrodes embedded in the area where the Geoeletric survey was made. The results obtained were contourned using techniques of numerical interpolations using the Golden software SURFER 12.0 package, and qualitative interpreted to infer the natural groundwater flow pattern. The Pseudo-sections of apparent resistivity and chargeability, were automatically in verted using the RES2DINV package, complemented by lithological data and SPT tests drilled through layers of regolite. The interpretation made of the true images of electrical resistivity and IP, were interpreted based on the inverted results, under control of internal structures and samples of different types of soil, collected by means of SPTs, identifying also characteristics as layers depth of soil regolite, water table and depth to crystalline basement. In the 2-D inversions, was used the program option of robust inversion. The statistical results for the inverse models obtained in the two lines of LEM, show an absolute median error of 9.85% for resistivity and 1.5% for chargeability. The inverse model for the true resistivity of line L-1 of CONSIL area, shows an absolute median error of 18.4% and 14.8% for chargeability. Lines L-2 and L-3 presented an average error of 3.6% for the inverse resistivity model and 1.95% for the inverse model of chargeability. Finally the results of the application of the two working methodologies that include geophysics and geotechnics were useful in identifying aspects of engineering such as drainage patterns and material characteristics in these two areas likely to Landsliding.

Submitted by Júlio Leão Brandão (jlbrandao@ufba.br) on 2018-08-21T16:02:14Z No. of bitstreams: 1 dissertacao-mauca.pdf: 12017847 bytes, checksum: a365851eb999c84f49fd24316a4b9895 (MD5) / Approved for entry into archive by Jessica Alves (alves.jessica@ufba.br) on 2018-09-26T12:57:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao-mauca.pdf: 12017847 bytes, checksum: a365851eb999c84f49fd24316a4b9895 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-26T12:57:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao-mauca.pdf: 12017847 bytes, checksum: a365851eb999c84f49fd24316a4b9895 (MD5) / CNPQ / Esta dissertação apresenta resultados da pesquisa de exploração de reflexão sísmica usado na indústria de petróleo e está composta em duas partes. A primeira parte envolve o processamento de dados sísmicos marinho com objetivo de atenuar reflexões múltiplas e a segunda parte o estudo de reservatórios de hidrocarbonetos usando atributos sísmicos. Para isso, dois dados sísmicos foram utilizados, nomeadamente, linha 12 Mobil AVO viking graben e Bloco F3 todos da Bacia do Mar do Norte, respetivamente. A atenuação de múltiplas reflexões tem sido objeto de muitos estudos na indústria de óleo e gás. Representa um grande desafio para o processamento de dados sísmicos e as técnicas de filtragem variam de acordo com o tipo de múltipla. Neste trabalho apresentamos alguns resultados da aplicação do método de deconvolução preditiva multicanal para atenuar as reflexões múltiplas que ocorrem na lâmina d’água. Esta abordagem de filtragem multicanal é um método estatístico baseado na periodicidade das múltiplas e explora a correlação lateral dessas reflexões, entre traços sísmicos vizinhos. Aplicamos a deconvolução multicanal em famílias de traços de ponto médio comum (CMP), depois de aplicar a correção do sobretempo normal, usando uma velocidade constante, de modo que as múltiplas tenham sido colocadas com disposição aproximadamente horizontal e periódicas. Esse pré-condicionamento dos dados mostra-se bastante apropriado, tornando a filtragem preditiva multicanal muito eficaz e robusta. Resultados numéricos usando dados sísmicos demonstram a eficácia desta abordagem para a atenuação de reflexões múltiplas associadas à reverberação da energia sísmica na lâmina d’água. Para o estudo de reservatório foram analisados atributos convencionais gerados a partir do traço sísmico complexo no software Opendtect, e alguns desenvolvidos no CPGG/UFBA com objetivo de estudar o comportamento das anomalias presentes nas áreas de reservatórios de hidrocarbonetos. Os principais atributos do traço complexo são amplitude, fase e frequência instantânea, os quais tem diversas aplicações, especialmente na interpretação sísmica, assim como o atributo tecVA. Os resultados obtidos com o uso dos atributos citados anteriormente mostraram-se uma ferramenta muito importante para se fazer uma análise quantitativa/qualitativa durante interpretação das seções sísmicas.