Esta dissertação tem por objetivo a obtenção de parâmetros geotécnicos dos solos variegados da Formação São Paulo utilizando ensaios in situ, visando em especial estabelecer correlações entre os parâmetros de histórico de tensões, coeficiente de empuxo em repouso, módulos de deformabilidade e resistência não drenada do solo obtidos através de ensaios com o piezocone e dilatométricos. A realização de ensaios in situ tem como principal vantagem a obtenção de parâmetros do solo no local de projeto, minimizando os efeitos de perturbação de amostras \"indeformadas\", com todas as suas consequências nos ensaios de laboratório. Utilizando dados da expansão da Linha 2 Verde da Companhia do Metropolitano de São Paulo (Metrô-SP) foi possível obter valores da pressão de préadensamento (\'p), razão de sobreadensamento (OCR), coeficiente de empuxo em repouso (K0), módulo de elasticidade tangente inicial (Ei), módulo de cisalhamento tangente inicial (G0), módulo edométrico (M) e resistência ao cisalhamento não drenada (su) para os solos variegados da Formação São Paulo. Esses solos são marcados por intercalações centimétricas a métricas de argilas e areias, constituindo uma característica própria com parâmetros geotécnicos distintos e lençóis empoleirados. Por esse motivo, ainda existem lacunas de conhecimento nos parâmetros de projeto. Para concluir, foi possível validar correlações apropriadas envolvendo os parâmetros: coeficiente de empuxo em repouso, razão de sobreadensamento, módulo de elasticidade tangente inicial, módulo de cisalhamento tangente inicial (G0), resistência não drenada e pressão de pré-adensamento através de resultados de ensaios de campo e laboratório apresentados por outros autores. / The purpose of this research is to obtain geotechnical parameters of the variegated soils from São Paulos Formation through in situ tests (piezocone and dilatometer), aiming in particular to establish correlations between stress history parameters, earth pressure coefficients at rest, deformability modules and undrained strength. The in situ tests have the major advantage of obtaining soil parameters in the project site, minimizing the effects of soil disturbances that may affect the results of laboratory tests. Using data from geotechnical investigation carried out during the basic design of the Green Line expansion for the Metrô SP it was possible to obtain preconsolidation pressure (p), over consolidation ratio (OCR), earth pressure coefficients at rest (K0), Young´s module (Ei), initial shear module (G0), constrained module (M) and undrained shear strength (su) for the variegated soils from São Paulo Formation. These soils are characterized by alternate layers of clays and sands, being the heterogeneity their major characteristic with different geotechnical parameters and also perched water table. For this reason, there are still knowledge gaps in the design parameters. To conclude, it was possible to validate appropriated correlations between preconsolidation pressure (p), earth pressure coefficients at rest (K0), over consolidation ratio (OCR), Young´s module (Ei), shear module (G0), undrained shear strength (su) through field and laboratory testing from others authors.

A Formação Piauí registra a deposição de um sistema eólico, fluvial e marinho raso acumulado em uma bacia de sinéclise intracratônica. A caracterização das associações de fácies e do arcabouço estratigráfico foi feito através de uma descrição detalhada das fácies sedimentares e levantamento de perfis de afloramentos. As fácies foram classificadas de acordo com a textura dos grãos (tamanho e seleção) e estruturas sedimentares observadas. Medidas de paleocorrentes foram feitas nas estratificações e laminações cruzadas. Os perfis foram medidos na escala 1:50 em locais com boa exposição vertical. Seis associações de fácies foram reconhecidas, dunas e interdunas eólicas, lençóis de areia eólicos, canais fluviais, canais fluviais influenciados por maré, shoreface superior e shoreface inferior. Através da correlação das superfícies estratigráficas as associações de fácies foram organizadas em tratos de sistema, que formaram oito sequências deposicionais de alta frequência, delimitados por discordâncias subaéreas. Estas sequências são compostas por um trato de sistemas de nível baixo (TSNB), que é dominado por sistemas eólicos ou fluviais, um trato de sistemas transgressivo (TST), que é formado por canais fluviais influenciados por maré e/ou depósitos de shoreface superior e inferior com empilhamento retrogradacional, e um trato de sistemas de nível alto (TSNA), que é formado por depósitos de shoreface superior e inferior com empilhamento progradacional. Duas sequências deposicionais de mais baixa frequência foram determinadas ao observar o empilhamento das sequências de alta frequência. Ambas as sequências são formadas por uma regressão inicial seguida por uma transgressão progressiva. O principal controle das variações no nível relativo do mar durante a acumulação da Formação Piauí foi glacio-eustático. Contudo, mudanças climáticas estavam associadas com as fases glacio-eustáticas e influenciaram a deposição eólica e fluvial. / The Piauí Formation records the deposition of aeolian, fluvial and shallow marine systems accumulated in a cratonic sag basin. Characterization of the facies associations and sequence stratigraphic framework was done by detailed description of sedimentary facies and logging of outcrops. The facies were classified based on grain texture (size and selection) and sedimentary structures observed. Paleocurrent orientations were measured from cross-strata. Stratigraphic sections were measured at a 1:50 scale at outcrops with good vertical exposure. Six facies associations were recognized: aeolian dunes and interdunes, aeolian sandsheets, fluvial channels, tidally-influenced fluvial channels, upper shoreface and lower shoreface. Through correlation of stratigraphic surfaces the facies associations were organized in system tracts, which formed eight high frequency depositional sequences, bounded by subaerial unconformities. These sequences are composed of a lowstand system tract (LST), that is aeolian-dominated or fluvial-dominated, a transgressive system tract (TST) that is formed by tidally-influenced fluvial channels and/or upper and lower shoreface deposits with retrogradational stacking, and a highstand system tract (HST), which is formed by lower and upper shoreface deposits with progradational stacking. Two low frequency cycles were determined by observing the stacking of the high frequency cycles. Both sequences are formed by an initial regression followed by a progressive transgression. The main control on sedimentation in Piauí Formation was glacioeustasy, which was responsible for the changes in relative sea level. Even though, climate changes were associated with glacioeustatic phases and influenced the aeolian and fluvial deposition.

O registro sedimentar do final do Neoproterozóico tem sido alvo de intensas pesquisas desde a retomada dos modelos de glaciação extrema e rápidas mudanças climáticas, com destaque para a hipótese Snowball Earth. Esses modelos baseiam-se na identificação, em todos os continentes, de sucessões neoproterozóicas que compreendem diamictitos sobrepostos por carbonatos, interpretados, respectivamente, como depósitos glaciais e pós-glaciais. A fim de explicar o caráter global da distribuição dos diamictitos e sua aparente transição rápida para carbonatos, alguns autores propuseram hipóteses de que o planeta teria sofrido mudanças climáticas extremas, e de que estas teriam ocorrido na forma de três eventos glaciais durante o Criogeniano e o Ediacarano (Sturtian, Marinoan e Gaskiers). Outros autores consideram que a correlação global destes depósitos pode ser explicada pelo modelo Zipper-rift, que considera a existência de geleiras de altitude, condicionadas pelo soerguimento das ombreiras de sistemas de rifts, supostamente abertos durante a fragmentação do supercontinente Rodínia. Apesar de intensos esforços para correlacionar estas sucessões, ainda persistem dúvidas a esse respeito. Isto se deve, em parte, à ênfase dada ao estudo das sucessões carbonáticas sobrejacentes, em detrimento das pesquisas nos próprios diamictitos. Dentro desse contexto, o presente estudo tem como alvo a sucessão sedimentar inferior do Grupo Una, interpretada como representativa do evento Sturtian, localizada na porção norte do Cráton do São Francisco, Bahia, Brasil. Foram realizadas análises de fácies, de associações de fácies e de proveniência sedimentar com o objetivo de testar os modelos de dinâmica glacial propostos para o período e avaliar localmente o caráter da transição entre diamictitos e carbonatos. O Grupo Una apresenta área de afloramento de aproximadamente 16.000 km2 e compreende depósitos sedimentares isentos de metamorfismo, que se encontram distribuídos em três sinclinais (Salitre, Irecê e Una-Utinga). Na base, compreende arenitos, diamictitos e pelitos com clastos esparsos da Formação Bebedouro, interpretada em termos das associações de fácies (1) Transicional marinha influenciada por banquisas e/ou icebergs e (2) Marinha de plataforma continental. A passagem para a unidade de topo ocorre de forma brusca, em contato plano com dolomitos maciços a laminados com pseudomorfos de aragonita, sobrepostos por ritmitos de calcarenitos e calcilutitos com laminação planoparalela, laminação cruzada cavalgante, estromatólitos e slumps, dividos nas associações de fácies de (3) Plataforma carbonática rasa influenciada por ondas e (4) Rampa carbonática influenciada por escorregamentos. Dados de contagem de litotipos em clastos e seções delgadas indicam variação lateral de proveniência, com fontes particulares para cada uma das áreas investigadas. Essa variação é interpretada como resultado de aporte de geleiras de vale ou do tipo outlet na margem glacio-marinha, indicando a presença de altos topográficos. A datação U-Pb SHRIMP de seixos revelou predomínio de fontes próximas, com contribuição local de fontes mais distantes, sugerindo alguma deposição a partir de icebergs provenientes da margem oposta da bacia, talvez a mais de 150 km à leste, sobre os Blocos Jequié ou Itabuna-Salvador- Curaçá. Datações de cristais de zircão detrítico da matriz dos diamictitos confirmam os dados obtidos a partir de seixos, e permitem a identificação de uma fonte jovem, de fora do cráton, com cerca de 850 Ma. Esse dado limita a idade máxima da unidade. Ainda que a proveniência da Formação Bebedouro indique a existência de altos topográficos adjacentes à bacia, a ausência de controles tectônicos na sedimentação, evidenciada pela grande persistência lateral de sistemas deposicionais com pouca variação de espessura, não corrobora o modelo de desenvolvimento das geleiras neoproterozóicas em margens de sistemas de rifts. / The sedimentary record of Neoproterozoic age has become a major subject of research since the rebirth of the models of extreme glaciation and rapid climatic changes for the period, including the Snowball Earth hypothesis. These models are founded on the identification, in all continents, of Neoproterozoic diamictites directly overlain by carbonates, which are interpreted respectively as glacial and post-glacial deposits. In order to explain the global distribution of diamictites and their apparently rapid transition to carbonates, some authors have proposed hypothesis of extreme climatic change related to three glacial episodes during the Cryogenian and the Ediacaran (Sturtian, Marinoan e Gaskiers). On the other hand, some authors consider that the global correlation of these deposits is the consequence of altitude-nucleated glaciers formed on the shoulders of rift systems during the breakup of the Rodinia Supercontinent, in what is called the Zipper-rift model. Despite the efforts to establish a chronological correlation among the several successions, many questions still persist, in part due to the great emphasis on the study of the carbonate successions and the scarce work on the diamictites. The present work aims at studding the lower section of the Una Group, interpreted as related to the Sturtian glacial event and located in the northern region of the São Francisco Craton, Bahia, Brazil. Facies, facies associations and clastic provenance analysis were performed in order to test the current models on the Neoproterozoic glacial dynamics and to locally evaluate the passage from diamictites to carbonates. The Una Group crops out in a area of approximately 16,000 km2 and is composed of sedimentary deposits without metamorphism, preserved in three synclinal folds (Salitre, Irece e Una-Utinga). At its base, the unit comprises sandstones, diamictites and mudstones with dropstones grouped into the Bebedouro Formation. This formation comprises two facies associations: (1) Marine transitional deposits influenced by ice-shelves and/or icebergs and (2) Continental platform marine deposits. The passage to the upper unit is marked by a sharp planar surface above which lay two facies associations: (3) Wave influenced shallow carbonatic platform deposits, comprising massive to laminated dolomites, locally with aragonite pseudomorph crystals, overlain by (4) Carbonatic ramp influenced by slumps, composed of calcareous grainstones and mudstones with plane-parallel lamination, climbing ripples, slump structures and locally stromatolites. Pebble lithology and thin section compositional data indicate great spatial variation of provenance, with specific sources for each of the investigated areas. This variation is interpreted as the consequence of valley or outlet glaciers feeding the glaciomarine margin, thus indicating the presence of topographically elevated areas near the basin. U-Pb SHRIMP dating of selected pebbles reveals the dominance of nearby sources, with the local contribution of far-traveled clasts, suggesting mixing with sediments deposited from icebergs which came from the opposite basin margin, as far as 150 km to the east. U-Pb SHRIMP dating of detrital zircon grains from the matrix of the diamictites confirmed this model and lead to the identification of a source from outside the craton with approximately 850 Ma. This data constraints the maximum depositional age of the Bebedouro Formation. Despite provenance from the Bebedouro Formation indicates the presence of topographically elevated areas near the basin, the absence of tectonic controls on the sedimentation, evidenced by the great lateral continuity of the depositional systems and their small thickness variation, does not confirm the model of development of neoproterozoic glaciers over the shoulders of rift systems.

As bacias de Taubaté e Resende são bacias continentais paleógenas do tipo rift, orientadas segundo a direção NE a ENE e fazem parte do segmento central do Rift Continental do Sudeste do Brasil. Ambas foram instaladas durante o Eoceno, resultantes de um campo de esforços distensivo de direção NW-SE. Este campo reativou zonas de cisalhamento de direção NE do embasamento pré-cambriano como falhas normais, importantes durante a instalação e evolução da bacia. Há também inúmeras estruturas transversais ao eixo da bacia, de direções N-S, NE-SW e NW-SE, as quais compreendem falhas e dobras que estiveram ativas durante diferentes intervalos de tempo, embora seus papeis na evolução da bacia ainda sejam pouco conhecidos. A fim de reconhecer estas estruturas em subsuperfície na Bacia de Taubaté, cinco perfis sísmicos longitudinais ao eixo da bacia foram interpretados, demonstrando o caráter distinto dessas estruturas como falhas normais e inversas, que interceptam diferentes unidades sísmicas, indicando uma deformação tectônica polifásica. A presença de altos estruturais transversais, distinguíveis em perfis sísmicos, ativos durante a abertura da bacia, pode estar relacionada com anticlinais formados na capa das falhas, durante uma evolução relacionada ao crescimento das falhas principais de borda em um regime distensivo de direção NW-SE. Ainda, foram descritas em afloramentos falhas sinsedimentares de componente normal, de direção NW-SE e transversais à Bacia de Resende, dispostas em um alto ângulo com relação à orientação ENE das falhas principais de borda. Estas estruturas foram interpretadas como falhas de alívio formadas no mesmo contexto distensivo. As relações estratigráficas e a análise de paleotensões das populações de falhas indicaram que as estruturas transversais estão relacionadas a quatro eventos deformacionais: compressão NE-SW, provavelmente durante o Mioceno; compressão NW-SE, durante o Pleistoceno Superior; distensão E-W a NW-SE durante o Holoceno; e por fim compressão E-W relacionada ao campo de esforços atual. A evolução da Bacia de Santos na porção adjacente offshore durante o Cenozoico pode estar diretamente relacionada à presença de estruturas transversais, mudanças de campo de estresse e a geração e eventos deformacionais nas bacias continentais do tipo rift. / The Taubaté and Resende are NE-to-ENE-oriented Paleogene continental rift basins of the central segment of the Continental Rift of Southeastern Brazil. Both basins were installed during the Eocene as a result of a NW-SE-oriented extensional stress field. This stress field reactivated NE-trending shear zones of the Precambrian basement as normal faults, which played a major role during the basin installation and evolution. There are also numerous N-S, NE-SW and NW-SE-oriented structures transverse to the NE-trending basin axis. These structures comprise faults and folds that were active at different time intervals, but their role in the basin evolution is poorly understood yet. In order to recognize these structures in the subsurface in Taubaté Basin, five longitudinal seismic profiles were interpreted showing their distinctive character as normal and reverse faults, which intersect different seismic units and indicate a polyphasic tectonic deformation. The presence of transverse structural highs, recognizable in the seismic profiles, which were active during the opening of the basin, can be related to anticlines formed in the hangingwall during an evolution related to the growing of the border master faults in a NW-SE-trending extensional regime. Moreover, syn-sedimentary NW-SE-oriented transverse normal faults oblique to the ENE-orientation of the border master faults were described in outcrops in the Resende Basin. These structures are interpreted as release faults and thus formed in the same extensional context. Stratigraphic relationships and paleostress analysis of fault populations indicate that transverse structures are related to four deformational events: a NE-SW-oriented compression probably during the Miocene, a NW-SE-oriented compression in the Late Pleistocene to Holocene, an E-W-to-NW-SE-oriented extension in the Holocene and lastly, an E-W-oriented compression related to the present-day stress field. The evolution of the adjoining offshore Santos Basin during the Cenozoic has a narrow correlation with the formation and evolution of Taubaté and Resende basins. The migration of depocenters in the Santos Basin during the Cenozoic can be associated with the presence of NW-SE-oriented transverse structures, changes in the stress fields, and generation and deformation events in the continental rift basins

Os diamictitos pertencentes à Formação Rio do Sul, porção superior do Grupo Itararé (Carbonífero superior), na parte centro-sul de Santa Catarina, Bacia do Paraná, formam camadas com seixos de granulação variável, imersos em uma matriz síltico-arenosa e depositados entre folhelhos, ritmitos finos e turbiditos. Embora alojados entre depósitos finamente laminados, os diamictitos são maciços e compactos, o que sugere a existência de processos deformacionais que praticamente homogeneizaram o sedimento. Estes processos podem estar registrados no arranjo interno (trama) do sedimento. A rocha é composta principalmente de quartzo e feldspato, além de biotita, muscovita, hornblenda, turmalina, estaurolita e zircão como acessórios. Fragmentos de rochas pelíticas, quartzitos, granitos e rochas metamórficas também foram encontrados nos diamictitos. Com o objetivo de determinar a fábrica dos grãos clásticos dos diamictitos e estabelecer relações com as paleocorrentes, que alojaram os corpos glaciais, seu ambiente deposicional e sua paleogeografia, foi empregado o Método do Tensor de Inércia, para caracterizar a Orientação Preferencial de Forma (OPF) da trama desses diamictitos. A aplicação da técnica da orientação preferencial de clastos suportados por matriz em ruditos da Formação Rio do Sul, combinados com estudos estruturais e estratigráficos, permitiu reconstituir a distribuição de grãos em sedimentos maciços, aparentemente isotrópicos, baseados no método do Tensor de Inércia. Foram definidas, na estratigrafia da área, fácies sedimentares (Dm - diamictito maciço, Dcg - diamictito conglomerático, De - diamictito estratificado, Vv - varvito, Re a Rd - Ritmito espesso a delgado, Fr - folhelho rítmico, F - folhelho, Ac - arenito com estratificação cruzada, ASd - Arenito e siltito com dropstone, Asc - Arenito e siltito com estratificação convoluta e Il - Interlaminação arenito-folhelho) que associadas, formaram 3 ciclos ) deposicionais com argilosidade crescente para o topo. As amostras que foram coletadas e posicionadas nas unidades estratigráficas da área fazem parte dos 1° e 2° Ciclos Deposicionais. Por meio do estudo da OPF na trama dos diamictitos da Formação Rio do Sul, foi verificada uma consistência marcante das direções principais da fábrica dos clastos. Nos diamictitos situados na base da coluna estratigráfica, e interpretados na literatura como tilitos de alojamento, o fluxo de grãos situa-se na direção NW-SE. Esta mesma direção é encontrada em diamictitos relacionados a episódios de deglaciação (Dona Emma), como em diamictitos alojados entre turbiditos marinhos localizados entre Rio do Sul e Ituporanga. O transporte dos sedimentos destes diamictitos é sistematicamente para SE. Variações locais da fábrica foram encontradas em diamictitos entre Rio do Sul e Ituporanga (transporte para N), e nos depósitos situados no topo do 2° Ciclo Deposicional, cujo transporte é para SW. Nos diamictitos deste último caso, a OPF aparentemente reflete a interferência de direções de correntes para SW e NW, também observado no campo / Diamictites from Rio do Sul, upper portion of Itararé Group (Late Carboniferous), Paraná Basin, located in center-south parto f Santa Catarina State, form layers with clasts of variable granulation, immersed in a silt-sandy matrix, and deposited among shales, fine ritmites and turbidites. Although they are associated with deposits finely laminated, they are solid and compact, suggesting the existence of deformation processes that practically homogenized the sediments. The rock is composed mainly by quartz and feldspar, with biotite, muscovite, hornblende, tourmaline, estaurolite and zircon as accessories minerals. Fragments of politic rocks, quartzites, granites, and metamorphic rocks were also found in diamictites. The objective of the study was to determinate the fabric of the clastic grains of the diamictites and to establish relationships with paleocurrent during the deposition of the glacial rocks with its depositional environment, and with its paleogeography, using the Method of Inertia Tensor to characterize diamictite fabric Orientation Preferential of Form (OPF). The application of OPF for matrix supported clastics technique in rudites of Rio do Sul Formation, combined with structural and stratigraphical studies, allowed to reconstitute the distribution of grains in solid sediments, apparently isotropic, based on Method of Inertia Tensor. In the studied area eleven (11) sedimentary facies types were identified (Dm - solid diamictite, Dcg - conglomeratic diamictite, De - stratified diamictite, Vv - varve, Reverse Rd - thick ritmite the thin, Fr - shale rhythmic, F - shale, Ac - sandstone with crossed bedding, ASd - sandstone, and siltite with bedding convolute, as well Il - Interlamination sand-shale), forming 3 depositional cycles with an upward increase of clay contend. Samples collected along the stratigraphic units of the area belong to the 1st and 2nd Depositional Cycles. The study of the texture of the diamictites Rio do Sul Formation through OPF presented, an outstanding consistence of the clast main directions. In the diamictites located in the base of the stratigraphic colums, and interpreted on the literature as allogement tilites, the grains flow indicates the NW-SE direction. This same direction is found in diamictites related to episodes of deglaciation (Dona Emma), as in diamictites associated with turbidites between Rio do Sul and Ituporanga. The direction sediment transport of these diamictites is systematically taward SE. Local variations of fabric to N were found in diamictites between Rio do Sul and Ituporanga, and in deposits located at the top of the 2° Depositional Cycle, whose transport is to SW. In diamictites of this last case, OPF seems to reflect the interference of currents SW-NW directions, also observed in field investigations.

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Para a estabilização do problema inverso introduzimos dois vínculos: (a) proximidade entre as profundidades estimadas e verdadeiras da interface em alguns pontos fornecidas por furos de sondagem; e (b) proximidade entre as profundidades estimadas em pontos adjacentes. A combinação destes dois vínculos impõe uma suavidade uniforme a toda interface estimada, minimizando, simultaneamente em alguns pontos, os desajustes entre as profundidades conhecidas pelas sondagens e as estimadas nos mesmos pontos. O segundo método, denominado suavidade ponderada, estima as profundidades da interface em pontos discretos, admitindo o conhecimento a priori do contraste de densidade. Neste método, incorpora-se a informação geológica que a interface é suave, exceto em regiões de descontinuidades produzidas por falhas, ou seja, a interface é predominantemente suave porém localmente descontínua. Para a incorporação desta informação, desenvolvemos um processo iterativo em que três tipos de vínculos são impostos aos parâmetros: (a) ponderação da proximidade entre as profundidades estimadas em pontos adjacentes; (b) limites inferior e superior para as profundidades; e (c) proximidade entre todas as profundidades estimadas e um valor numérico conhecido. Inicializando com a solução estimada pelo método da suavidade global, este segundo método, iterativamente, acentua as feições geométricas presentes na solução inicial; ou seja, regiões suaves da interface tendem a tornar-se mais suaves e regiões abruptas tendem a tornar-se mais abruptas. Para tanto, este método atribui diferentes pesos ao vínculo de proximidade entre as profundidades adjacentes. Estes pesos são automaticamente atualizados de modo a acentuar as descontinuidades sutilmente detectadas pela solução da suavidade global. Os vínculos (b) e (c) são usados para compensar a perda da estabilidade, devida à introdução de pesos próximos a zero em alguns dos vínculos de proximidade entre parâmetros adjacentes, e incorporar a informação a priori que a região mais profunda da interface apresenta-se plana e horizontal. O vínculo (b) impõe, de modo estrito, que qualquer profundidade estimada é não negativa e menor que o valor de máxima profundidade da interface conhecido a priori; o vínculo (c) impõe que todas as profundidades estimadas são próximas a um valor que deliberadamente viola a profundidade máxima da interface. O compromisso entre os vínculos conflitantes (b) e (c) resulta na tendenciosidade da solução final em acentuar descontinuidades verticais e apresentar uma estimativa suave e achatada da região mais profunda. O terceiro método, denominado mínimo momento de inércia, estima os contrastes de densidade de uma região da subsuperfície discretizada em volumes elementares prismáticos. Este método incorpora a informação geológica que a interface a ser mapeada delimita uma fonte anômala que apresenta dimensões horizontais maiores que sua maior dimensão vertical, com bordas mergulhando verticalmente ou em direção ao centro de massa e que toda a massa (ou deficiência de massa) anômala está concentrada, de modo compacto, em torno de um nível de referência. Conceitualmente, estas informações são introduzidas pela minimização do momento de inércia das fontes em relação ao nível de referência conhecido a priori. Esta minimização é efetuada em um subespaço de parâmetros consistindo de fontes compactas e apresentando bordas mergulhando verticalmente ou em direção ao centro de massa. Efetivamente, estas informações são introduzidas através de um processo iterativo inicializando com uma solução cujo momento de inércia é próximo a zero, acrescentando, em cada iteração, uma contribuição com mínimo momento de inércia em relação ao nível de referência, de modo que a nova estimativa obedeça a limites mínimo e máximo do contraste de densidade, e minimize, simultaneamente, os desajustes entre os dados gravimétricos observados e ajustados. Adicionalmente, o processo iterativo tende a "congelar" as estimativas em um dos limites (mínimo ou máximo). O resultado final é uma fonte anômala compactada em torno do nível de referência cuja distribuição de constraste de densidade tende ao limite superior (em valor absoluto) estabelecido a priori. Estes três métodos foram aplicados a dados sintéticos e reais produzidos pelo relevo do embasamento de bacias sedimentares. A suavidade global produziu uma boa reconstrução do arcabouço de bacias que violam a condição de suavidade, tanto em dados sintéticos como em dados da Bacia do Recôncavo. Este método, apresenta a menor resolução quando comparado com os outros dois métodos. A suavidade ponderada produziu uma melhoria na resolução de relevos de embasamentos que apresentam falhamentos com grandes rejeitos e altos ângulos de mergulho, indicando uma grande potencialidade na interpretação do arcabouço de bacias extensionais, como mostramos em testes com dados sintéticos e dados do Steptoe Valley, Nevada, EUA, e da Bacia do Recôncavo. No método do mínimo momento de inércia, tomou-se como nível de referência o nível médio do terreno. As aplicações a dados sintéticos e às anomalias Bouguer do Graben de San Jacinto, California, EUA, e da Bacia do Recôncavo mostraram que, em comparação com os métodos da suavidade global e ponderada, este método estima com excelente resolução falhamentos com pequenos rejeitos sem impor a restrição da interface apresentar poucas descontinuidades locais, como no método da suavidade ponderada. / We present three new stable gravity inversion methods to estimate the relief of an interface separating two media. Solution stability is attained by introducing a priori information about the interface, through the minimization of one (or more) stabilizing functional. These methods are, therefore, characterized by the physical and geological information incorporated to the problem. The first method, named global smoothness, estimates the depths to the interface at discrete points by assuming that the density contrast between the media is known. To stabilize the inverse problem, we introduce two different constraints: (a) proximity between the true and estimated interface depths at a few isolated points, and (b) proximity between the estimated depths at adjacent points. The combination of these two constraints impose a uniform degree of smoothness all over the estimated interface, minimizing, simultaneously, the misfit between the known and estimated depths at a few boreholes, for example. The second method, named weighted smoothness, estimates the interface depths at discrete points, assuming that the density contrast is known a priori. In this method, it is incorporated the information that the interface is smooth almost everywhere, but at a few fault discontinuities. To incorporate this attribute to the estimated relief, we developed an iterative process where three kinds of constraints are imposed on parameters: (a) weighted smoothness between values of adjacent parameters, (b) lower and upper bounds on the estimated depths, and (c) proximity between the values of the parameters and a known numerical value. Starting with an initial solution produced by the global smoothness method, this method enhances initially estimated geometric features of the interface; that is, flat areas will tend to become flatter and steep areas will tend to become steeper. This is accomplished by weighting the constraints which require proximity between adjacent parameters. The weights are updated at each iteration so as to enhance the discontinuities detected in a subtle way by the global smoothness method. Constraints (b) and (c) are used both to compensate for the decrease in solution stability due to the introduction of small weights, and to reinforce flatness at the basin bottom. Constraint (b) imposes that any depth be nonnegative and smaller than an a priori known maximum depth value whereas constraint (c) imposes that all depths be closest to a value deliberately violating the maximum depth. The trade-off between these conflicting constraints is attained with a final relief presenting fiat bottom and steep borders. The third method, named minimum moment of inertia, estimates the density contrasts of a subsurface region discretized into elementary prismatic cells. It incorporates the geological information that the interface to be mapped encompasses an anomalous source which besides presenting horizontal extents much larger than its largest vertical extent, exhibits bordes dipping either vertically or toward the center of mass, and that most of the anomalous mass (or mass deficiency) is concentrated, in a compact way, about a reference level. Conceptually, these information are introduced through the minimization of the moment of inertia of the anomalous sources with respect to a reference level coinciding with the mean topographic surface. This minimization is performed in a subspace of parameters consisting of compact sources and presenting bordes which dip either vertically or toward the ce4ter of mass. Effectivelly, these informations are introduced by means of an iterative process starting with a tentative solution dose to the null solution, and adds, at each iteration, a contribution which has minimum moment of inertia with respect to the reference level, in such a way that the estimate of the next iteration does not violate the bounds on the density contrast and minimizes, at the same time, the misfit between the observed and the fitted data. Additionally, the iterative process "freezes" a density estimate if it becomes very dose to either bound. The final solution at the end of the iterative process is an estimated solution exhibiting a compact mass distribution concentrated about the reference level, whose density contrast distribution is dose to the upper (in absolute value) bound established a priori. All three methods were applied to synthetic and field gravity data, produced, respectively, by simulated and real sedimentary basins. The global smoothness method produced a good reconstruction of the basin structural framework even when the true basements were not globally smooth, as was the case of the Recôncavo Basin, Brazil. This method presents, however, the lowest resolution as compared with the other two methods. The weighted smoothness method improved the resolution of basements presenting disontinuities produced by gravity faults with large vertical offsets. It is, therefore, potentially useful in interpreting the structural framework of extensional basins as illustrated both with synthetic data and data from the Steptoe Valley, Nevada, USA and from Recôncavo Basin, Brazil. The minimum moment of inertia method was also applied to synthetic data and data from Recôncavo Basin and from San Jacinto Graben, California, USA. The results showed that, as compared with the other two methods, this method produces excellent estimates of a basement relief consisting of several adjacent discontinuities with small vertical offsets. This is a remarkable advantage over the weighted smoothness method which requires that the interface present few, local discontinuities with large vertical offsets.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-06-05T11:44:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AdaptacaoMetodoBott.pdf: 2164475 bytes, checksum: baccb80d9f2f333abfebec4284c9394c (MD5) / Rejected by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br), reason: Indexar os assuntos on 2014-08-07T16:04:06Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-04T16:52:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AdaptacaoMetodoBott.pdf: 2164475 bytes, checksum: baccb80d9f2f333abfebec4284c9394c (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2014-09-22T11:21:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AdaptacaoMetodoBott.pdf: 2164475 bytes, checksum: baccb80d9f2f333abfebec4284c9394c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-22T11:21:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AdaptacaoMetodoBott.pdf: 2164475 bytes, checksum: baccb80d9f2f333abfebec4284c9394c (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Apresentamos um novo método para estimar o relevo do embasamento de bacias sedimentares através da extensão analítica da expressão da placa Bouguer para contraste de densidade entre o pacote sedimentar e o embasamento decrescendo monotonicamente com a profundidade de acordo com uma lei hiperbólica. O método requer ruído contido nos dados gravimétricos tenha desvio padrão inferior a 0,01 mGal. As estimativas do relevo do embasamento são obtidas nas posições espaciais localizadas diretamente abaixo de cada observação. A metodologia foi aplicada a dados sintéticos de bacias sedimentares simuladas apresentando relevo do embasamento suave. O método produziu relevo do embasamento estimado próximo do relevo simulado. O método foi também aplicado a três conjuntos de dados reais: Bacia do Recôncavo (Brasil), Graben do Büyük Menderes (Turquia) e Graben de San Jacinto (Estados Unidos). As soluções produzidas pelo método proposto apresentaram estimativas de profundidades máximas em acordo com as informações geológicas disponíveis: 6 km para Bacia do Recôncavo, 1,6 km para Vale do Büyük Menderes e 2,2 km para Graben de San Jacinto. / We present a new method to estimate the basement relief of a sedimentary basin through the analytic extension of the expression of the slab Bouguer for the case of a density contrast between the basement and the sediments decreasing monotonically with depth according to a hyperbolic law. The method requires that the noise in data have a standard deviation smaller than 0.01 mGal. The basement relief estimates are obtained at positions located directly below each observation. The methodology was applied on synthetic data from a simulated sedimentary basin presenting smooth basement relief. The method produced estimated basement topographies close to simulated basement topographies. The method was also applied to three sets of real Bouguer anomalies: Recôncavo Basin (Brazil), Büyük Menderes Graben (Turkey) and San Jacinto Graben (United States). The solutions produced by the proposed method attained maximum basement depth estimates in accordance with the available geological information: 6 km to Reconcavo Basin, 1.6 km to Büyük Menderes Valley, and 2.2 km to San Jacinto Graben.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-06-09T12:05:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AplicacaoGravimetroPoco.pdf: 9662344 bytes, checksum: fa38b7f45df88e1e53f180b0c1508600 (MD5) / Rejected by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br), reason: Definir palavras-chave on 2014-08-06T16:16:26Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-08-11T14:36:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AplicacaoGravimetroPoco.pdf: 9662344 bytes, checksum: fa38b7f45df88e1e53f180b0c1508600 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-22T17:31:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AplicacaoGravimetroPoco.pdf: 9662344 bytes, checksum: fa38b7f45df88e1e53f180b0c1508600 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-22T17:31:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AplicacaoGravimetroPoco.pdf: 9662344 bytes, checksum: fa38b7f45df88e1e53f180b0c1508600 (MD5) Previous issue date: 1992 / No período de outubro a novembro de 1990, foi realizado na Bacia Sergipe-Alagoas o primeiro levantamento gravimétrico de poço no Brasil, através de um programa com a participação da Universidade Federal do Pará, a PETROBRÁS e o U.S.G.S. (United States Geological Survey). Este levantamento teve como objetivos o teste do equipamento, a resposta dos perfis gravimétricos em relação aos problemas encontrados nas bacias sedimentares brasileiras e a comparação com os dados de densidade obtidos com o perfil de densidade compensada (CDL). Os levantamentos foram realizados em três poços e os dados obtidos passaram por um processo de redução, onde os valores foram transformados para miligals e corrigidos dos efeitos de maré, deriva e terreno, para obter as densidades preliminares. Porém, a região onde foram realizados os levantamentos apresenta além do embasamento muito raso, uma seqüência evaporítica com contraste de densidade grande em relação ao resto do pacote sedimentar, gerando gradientes verticais anômalos. Estes efeitos foram então corrigidos e obtidos os valores finais de densidade. Com base em uma caracterização litológica prévia, os valores de densidade foram então comparados com o perfil CDL. Verificou-se a boa qualidade dos dados, o que permitiu o cálculo de valores de porosidade, mostrando assim possíveis intervalos de interesse à exploração de hidrocarbonetos, tanto no embasamento, reservatório mais importante, quanto no intervalo sedimentar. / The first borehole gravity survey in Brazil was carried out during October and November of 1990 in Sergipe-Alagoas basin through a joint program between the Federal University of Pará, PETROBRAS and United States Geological Survey. The principal purpose of the survey was to test the applicability of this tool in Brazilian sedimentary basins. Another purpose was to compare the borehole gravimeter (BHGM) data with existing open-hole density log (CDL). The survey was conducted in three wells in Carmópolis field and the data were transformed to miligals, corrected for tide, drift and terrain effects and preliminary density values calculated. The region in which the surveys were carried out consists of an evaporite sequence overlying basement rock ocurring relatively near the surface. The large contrast between these units and the rest of sedimentary section results in vertical gravity anomalies. It is necessary to correct the BHGM density data for these anomalies. The resulting BHGM density data were then compared to that obtained from the CDL. Furthermore, lithology parameters defined from well log data were used to calculate porosities from both the BHGM and CDL density data, showing possible new oil intervals that can be tested.

Na costa do leste do Brasil, destacam-se importantes acumulações de carbonatos lacustres do Cretáceo (Aptiano) relacionadas à fase de rift que precede a abertura do Oceano Atlântico, estes carbonatos consistem principalmente em espessos pacotes de bivalves associados a sedimentos siliciclásticos finos. Na bacia de Campos este intervalo equivale a Formação Coqueiros e é portador de hidrocarbonetos sendo reservatório nos campos de Badejo, Linguado, Pampo e Trilha. Estes reservatórios são o foco deste estudo, que teve como objetivo aprofundar o conhecimento desses depósitos através da análise das fácies e associações de fácies para definição de sequências seguindo a compreensão atual dos conceitos de estratigrafia de sequência. Foram descritos testemunhos de poços associados a análise de dados de perfil e sísmica através das quais foram definidas dezesseis fácies. A classificação das fácies utilizou critérios sedimentológicos associados a conceitos tafonômicos o que permitiu a intepretação dos processos sedimentares envolvidos em sua deposição Estas fácies foram agrupadas em associações de acordo com gradiente hidrodinâmico de uma plataforma dominada por ondas o que permitiu a interpretação dos padrões de empilhamento e definição de tratos de sistema transgressivos e regressivos. Foi proposto um ciclo ideal de alta frequência com a sucessão esperada de fácies para cada trato que serviu de base para interpretação de sequências de alta e média frequência. Esta análise permitiu a definição de três sequências internas no intervalo conhecido como Coquina Inferior, correlacionadas entre os poços que possuíam a melhor amostragem do intervalo permitindo assim analisar a variação vertical e lateral de fácies. A metodologia proposta permite a intepretação da estratigrafia em uma escala de maior detalhe auxiliando a interpretação da ocorrência de fácies e sua distribuição espacial na escala de dezenas a centenas de metros. Este tipo de análise é importante para desenvolvimento da produção de campos de hidrocarbonetos sendo útil na construção de modelos geológicos. Pode ser aplicável a ambientes análogos com similaridades quanto à composição das rochas e os processos envolvidos em sua deposição, como a Formação Itapema análoga na Bacia de Santos. / On the eastern Brazilian coast there is an important accumulation of Cretaceous lacustrine carbonates linked to the rift phase, which precedes the opening of the Atlantic Ocean. These carbonates consist mainly of bivalve packages associated with fine siliciclastic sediments. In the Campos Basin this interval is denominated Coqueiros Formation and constitutes a hydrocarbon reservoir in the fields of Badejo, Linguado, Pampo and Trilha. These reservoirs are the focus of this study, which aimed to detail the knowledge of these deposits through the analysis of facies and their associations in order to define sequences according to the present understanding of sequence stratigraphy concepts. Core samples description, well logs and seismic data analyses have been carried out, allowing the definition of sixteen facies. The facies classification was based on sedimentary characteristics associated with taphonomic concepts that allowed the interpretation of sedimentary processes involved in the deposition. These facies were grouped in associations according to a hydrodynamic gradient of a wave-dominated platform, which allowed the interpretation of stacking patterns and the definition of both transgressive and regressive system tracts It was proposed an ideal high frequency cycle with the facies succession from each tract which was used for the interpretation of high and medium frequency sequences. This analysis allowed the definition of three internal sequences in the so-called Lower Coquina Interval correlated among the best sampled wells, and the analysis of vertical and lateral variation of facies. The proposed methodology allows the interpretation of the stratigraphy in a small scale contributing to the interpretation of the occurrence of facies and their spatial distribution in a scale of tens to hundreds of meters. This type of analysis is important for the development of production in a hydrocarbon field and is useful for the construction of geological models and is applicable to similar environments with same composition of the rocks and similarities in the processes involved in their deposition, such as the Itapema Formation in the Santos Basin.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-06-16T14:11:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PadraoDistribuicaoElementos.pdf: 5537499 bytes, checksum: c86b81826cfc57c43287e1a9a49d2508 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-06-16T15:21:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PadraoDistribuicaoElementos.pdf: 5537499 bytes, checksum: c86b81826cfc57c43287e1a9a49d2508 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T15:21:35Z (GMT). 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Como minerais principais ocorrem ilita e dolomita e subordinamente smectita, calcita, quartzo e feldspato potássico. Dos 17 elementos estudados, B, Ga, K, Rb e V estão fixados preferencialmente na ilita, Co, Cr, Cu, Ni e Pb estão, pelo menos em parte, fixados na ilita, mas é possível que a presença de óxidos de ferro também influencie suas distribuições; o Mn está fixado preferencialmente nos carbonatos, enquanto que os elementos Li, P, Sr e Zn não estão fixados preferencialmente em quaisquer dos minerais citados. As distribuições do Li e do Zn devem ser controladas, em parte, pelo conteúdo em smectita das amostras estudadas e as distribuições do P e do Sr parecem ser bastante influenciadas pelas variações de salinidade do meio ocorridas durante a de posição das rochas estudadas. A maioria dos elementos determinados apresenta teores abaixo das respectivas médias mundiais de seus teores em folhelhos. Este fato, que é em parte, conseqüência da presença de carbonatos nas rochas pelíticas estudadas, deve ter como causa principal a baixa salinidade do ambiente no qual essas rochas foram depositadas. Os dados obtidos com a utilização dos parâmetros B-V, Ga-B, B-K20, B-Ga-Rb e o teor de B indicam que a salinidade do ambiente deposicional variou dentro de amplos limites durante a sedimentação das rochas estudadas. De acordo com esses dados a sequência estudada constitui-se de intercalações de sedimentos depositados em ambientes marinho e de água doce, com acentuada predominância do segundo. As intercalações de sedimentos marinhos são mais freqüentes na base do pacote sedimentar estudado, tornando-se raras em direção ao topo, onde predominou um ambiente tipicamente de água doce. Os parâmetros utilizados mostraram uma boa concordância entre si. Os resultados obtidos na sua aplicação mostram também excelente concordância com o modelo geral para a deposição da Formação Pedra de Fogo deduzidos a partir de dados geológicos e paleontológicos por diversos autores. / The present investigation consisted of a geochemical study of the medium and upper layars of the Pedra do Fogo Formation aiming at correlating its elemental distribution pattern with the sedimentary environment where that formation was deposited. Pelitic material with carbonate content below 30% was sampled in the three different outcrops of the Pedra do Fogo Formation for mineralogical and chemical analyses. Illite and dolomite, with subordinate amounts of smectite, calcite, quartz and K-feldspar were determined by X-ray diffraction techniques as the constituents of the mineral assemblages. Trace element (B, Ba, Co, Cr, Cu, Ga, Li, Mn, Ni, P, V, Pb, Sr, Rb and Zn), CO2 and K concentrations were determined by emission spectrography, atomic absorption spectrometry and colorimetry. B, Ga, K, Rb and V were found to be preferentially fixed in illite. Co, Cr, Cu, Na and Pb show only a partial preference for this mineral, but it is likely that the presence of iron oxides also controls their distribution. Mn is dominantly fixed in the carbonate phases, while Li, O, Sr and Zn have no special tendency for fixation in either minerals. However, Li and Zn distribution might be partly controlled by the smectite content of the samples. Likewise P and Sr distributions seem to be heavily conditioned by the salinity variations that occurred during the deposition of those sedimentary layers. Most analyse'd elements have concentrations below the respecti.ve world average found for shales. Botb the presence of carbonate and specially the low salinity of the environment probably account for that difference. The interpretation of the chemical data based on B-V, Ga-B, B-K2O and B-Ga-Rb diagrams and on B content indicates a wite range of variation for the medium salinity during the deposition of the Pedra do Fogo rocles. Accordingly, the observed sequence is composed of intercalations of marine and fresh water sediments, the latter being dominant. The marine intercalations are more frequent in the bottom of the sampled stratigraphic section and become progressivily rarer towards the top layers which were deposited in a typically fresh water environment. The different parpmeters used in the chemical interpretation of the depositional environment of the Pedra do Fogo Formation are internally consistent and agree very well with the geological and paleontological information that has been gathered by other authors.