Estudo geofísico regional sobre águas subterrâneas na Ilha do Marajó-Pará-Brasil

Nos últimos dez anos foram realizadas na parte leste da Ilha de Marajó (região dos campos naturais) pelo IDESP e NCGG, mais de 800 SEVs para fins hidrogeológicos. Na época, grande parte dessas SEVs não foram totalmente interpretadas em forma quantitativa, devido à falta de recursos técnicos para fazê-lo de forma eficiente. Agora, usando meios mais modernos para interpretação automática de SEVs, voltou-se a interpretá-las com a finalidade de apresentar uma visão regional dos principais aquíferos da área, agrupar as SEVs em famílias características, testar até que ponto essa interpretação é confiável e propor o modelamento bidimensional como técnica alternativa para interpretar as SEVs realizadas em certos locais da área em questão. Como resultado dessa interpretação, com base na teoria convencional dos meios estratificados, foram definidos três tipos de sistemas de aquíferos. 1. O primeiro, denominado de aquífero profundo, situado a profundidades maiores que 50m, estende-se por toda a região prospectada, estando provavelmente associada às camadas superiores da Formação Marajó ou às litologias altamente resistivas das camadas mais profundas do Grupo Pará. 2. O segundo, denominado de aquífero raso e de média profundidade, localiza-se na parte sul e sudeste da região a profundidades compreendidas entre 10 a 50m, e está associado às lentes arenosas do Grupo Pará. 3. O terceiro, é constituído pelos paleocanais e estruturas similares, distribuídos aleatoriamente na região a pouca profundidade. A partir do estudo detalhado das SEVs, decidiu-se classificá-las em 3 famílias características com seus respectivos tipos e apresentar mapas de localização e da espessura dos aquíferos, bem como mapas de condutância longitudinal total e resistividade média da área. Estes últimos, permitem que se divida a região dos campos da Ilha de Marajó em três zonas principais: 1. Uma, altamente resistiva, situada ao sul e sudeste, a qual coincide com os terrenos aflorantes do Grupo Pará. 2. Outra, altamente condutiva, está localizada no centro e norte, onde se encontram aleatoriamente distribuídos os paleocanais e coincide com os terrenos topograficamente mais baixos, geralmente argilosos e embebidos de água salgada, que são procedentes da erosão dos terrenos circundantes topograficamente mais altos. 3. A última é medianamente resistiva e está relacionada com os terrenos vizinhos à cidade de Chaves (noroeste da região dos campos), os quais apresentam semelhanças com os do sul e sudeste da área. Usando-se a técnica de inversão na interpretação de uma SEV característica de cada família, testou-se, através do seu tratamento estatístico, até que ponto os modelos usados na interpretação dessas SEVs (teoria convencional dos meios estratificados) seriam confiáveis. Conclui-se, então, que a alta correlação existente entre os parâmetros dos modelos assumidos (camadas horizontais, isotrópicas e homogêneas) pode-se dever à utilização de modelos geofísicos muito simples para interpretar a complexa geologia de Marajó. Tendo-se verificado que nem sempre é possível aplicar a teoria das SEVs em meios horizontalmente estratificados para interpretar SEVs obtidas em certos locais de Marajó, os quais muitas vezes apresentam bruscas variações laterais de resistividade, passou-se a demonstrar que estas variações laterais afetam profundamente os dados das SEVs, utilizando-se para isto a técnica dos elementos finitos, a qual leva em conta essa variação bidimensional das propriedades físicas do meio. Foi também possível com esta técnica, modelar uma estrutura rasa, semelhante a um paleocanal, concluindo-se que estes resultados sugerem o emprego, duma forma mais profunda, deste tipo de tratamento para os dados obtidos na região dos campos da Ilha de Marajó.

ABSTRACT: IDESP and NCGG have conducted field work on the East half of the Marajó Island performins over 800 VES (Vertical Electrical Sounding), in the last ten years. The work was done for hidrogeological purposes. A large number of these VES, however, were not adequately interpreted at the time due to lack of application of good quantitative techniques. We have then reinterpreted all the date using recently developed interpretation techniques with the following goals: to present the regional distribution of the main aquifers in the area; to group the VES in characteristics families; to test the goodness of the interpretation; and to propose bidimensional modelling as an alternative technique for interpretation of some of the VES performed in specific locations in the area. Initially, we did interpretation on assumption of a stratified earth and could identify three types of aquifers: 1. The first, named "deep aquifer", is located at depths deeper than 50m and can be found all over the prospected area. It seems to be associated to the upper layers of the Marajo Formation or it could be related to the highly resistive material of the deep layers of Pará Group. 2. The second, named "shallow aquifer", occur in the Southern and Southeastern portions of the area at depths between 10 and 50m. It is associated to the sandy lenses of the Para Group. 3. The least is represented by paleochannels and similar structures. It occurs scattered in a aleatory way in the area, at shallow depths. We have classified the VES after a detailled study in three characteristic families with its respectives types. This study also provided the preparation of maps of location and thickness of the aquifers, and maps of longitudinal conductance and average resistivity. The last ones helped to divided the region of campos of the Marajó Island in three main zones: 1. The first one is highly resistive and located in the Southern and Southeastern portions of the area. It correlates to the outcropping ground of Para Group. 2. The second, highly conductive, is located in the Central and Northern portions of the area, where occur the scattered paleochannels. The ground in this zone presents the lowest topographic values in the area and in general in contains clays and salty water. 3. The third is fairly resistive and it is related to the ground occurring in the neighborhood of the city of Chaves (Northwest of the region of camps), which are similar to that occurring in the Sourthern and Southeastern portions of the area. At last we have tested the interpretation confidence for the horizontally stratified earth conventional model used by applying the inversion technique on one characteristic VES of each family. We found a very high statistical correlation among the model parameters, probably due to the application of a too simple irrealistic geophysical model to the complex real earth of Marajo Island. The results from digital modelling by the finite element method demonstrated the influence of the abrupt lateral variation in resistivity on VES data. The finite element method was also used for modelling a shallow structure similar to a paleochannel. This result suggests that bi-dimensional models can be very helpfull in interpreting resistivity data collected in the region of camps of Marajo.