Este trabalho apresenta um método de inversão de perfis de dados magnetométricos em enxames de diques, utilizando os módulos de um programa desenvolvido no contexto do Mestrado. Os enxames de diques produzem padrões complexos de anomalia, dependendo da densidade de diques ao longo do perfil avaliado, das propriedades magnéticas de cada unidade e da existência de fontes mais rasas e profundas. Poucas técnicas se mostram eficazes em inverter dados em tal cenário, seja para recuperar parâmetros confiáveis para cada dique ou valores médios em casos mais complexos. O método inclui uma abordagem de inversão por etapas para modelos compostos por múltiplos prismas finos, identificados interativamente de acordo com a qualidade do ajuste aos dados. Na abordagem proposta, a intensidade do campo vetorial anômalo é inicialmente invertida para fornecer parâmetros geométricos (posição ao longo do perfil e profundidade do topo) e o produto da intensidade de magnetização pela espessura para as unidades do modelo. O modelo obtido é usado para inverter os dados de anomalia de campo total para se obter a inclinação de magnetização para cada prisma do modelo. Para perfis com poucos prismas (diques), essa abordagem revela-se eficaz na recuperação dos parâmetros verdadeiros para cada unidades do modelo. Para perfis com maior densidade de prismas, apenas valores médios de diferentes populações de diques podem ser recuperados. Isso é obtido aplicando uma abordagem por análise de grupo usando o algoritmo k-means, para soluções alternativas obtidas na inversão de dados. O método é testado com dados sintéticos gerados por configurações simples e complexas de prismas e interferências. Uma vez testado com simulações numéricas, o método é aplicado a um perfil do Enxame de Diques do Arco de Ponta Grossa. A análise de cluster de soluções alternativas identificou pelo menos três gerações para os diques neste perfil, de acordo com os parâmetros médios dos grupos. Os valores obtidos com a análise de grupos também foram utilizados para calcular a expansão crustal ao longo do perfil, chegando a valores entre 12 e 23%. Além disso, resultados de inversão foram analisados com poços da base de dados do Sistema de Informação de Águas Subterrâneas (SIAGAS) para avaliar a produtividade de poços com respeito à sua proximidade a unidades específicas de diques. Este estudo mostra que poços mais produtivos estão situados próximos de uma classe de diques mais rasos, conforme identificado pela análise k-means. Para poços perfurados em zona de influência dessa classe de diques em rochas cristalinas de alto grau metamórfico (tufos, meta-tufos), a produtividade é cerca de 14,5 vezes maior do que aqueles perfurados nas encaixantes. Para poços em zona de influência dessa classe de diques em rochas cristalinas de baixo grau metamórfico, a produtividade é cerca de 4,3 maior do que nas encaixantes. Um modelo conceitual para exploração de águas subterrâneas é apresentado levando-se em consideração a distribuição de diques mais rasos na região estudada. / This work presents a method of inversion of magnetometric data profiles in dyke swarms, using the modules of a program developed in the context of the Master. Dyke swarms produce complex patterns of anomalies, depending on the density of dikes along the evaluated profile, the magnetic properties of each unit and the existence of shallower and deeper sources. Few techniques prove effective in inverting data in such a scenario, either to retrieve reliable parameters for each dyke or average values in more complex cases. The method includes a stepwise inversion approach for multi-prism models that are interactively identified according to the quality of fit to the data. In the proposed approach, the intensity of the anomalous vector field is initially inverted to provide geometric parameters (position along the profile and depth of the top) and the product of the magnetization intensity by the thickness for the model units. The obtained model is used to invert the total field anomaly data to obtain the magnetization inclination for each prism of the model. For profiles with few prisms (dykes), this approach proves to be effective in recovering the true parameters for each model unit. For profiles with a higher density of prisms, only mean values of different dyke populations can be recovered. This is achieved by applying a group analysis approach using the k-means algorithm, for alternative solutions obtained in the inversion of data. The method is tested with synthetic data generated by simple and complex configurations of prisms and interferences. Once tested with numerical simulations, the method is applied to a profile of the Dike Swarm of the Ponta Grossa Arch. The cluster analysis of alternative solutions identified at least three generations for the dikes in this profile, according to the average parameters of the groups. The mean values obtained with the cluster analysis were also used to calculate the crustal expansion along the profile, reaching values between 12 and 23%. In addition, inversion results were analyzed with wells from the Groundwater Information System (SIAGAS) database to evaluate the productivity of wells with respect to their proximity to specific dyke units. This study shows that more productive wells are located near a class of shallower dikes, as identified by the k-means analysis. For wells drilled in a zone of influence of this class of dykes in crystalline rocks of high metamorphic degree (tufts, meta-tufts), the productivity is about 14.5 times greater than those drilled in the hosting rocks. For wells in the zone of influence of this class of dykes in crystalline rocks of low metamorphic degree, the productivity is about 4.3 higher than the ones in the hosting rocks. A conceptual model for groundwater exploration is presented considering the distribution of shallow dikes in the studied region.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-22032019-162658 |
| Date | 22 February 2019 |
| Creators | Cavalcante, Felipe Lisbona |
| Contributors | Mendonça, Carlos Alberto |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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