Interpretação de dados de GPR com base na hierarquização de superfícies limitantes e na adaptação de critérios sismoestratigráficos

Due to its high resolution, Ground Penetrating Radar (GPR) has been used to image subsurface sedimentary deposits. Because GPR and Seismic methods share some principles of image construction, the classic seismostratigraphic interpretation method has been also applied as an attempt to interpret GPR data. Nonetheless some advances in few particular contexts, the adaptations from seismic to GPR of seismostratigraphic tools and concepts unsuitable because the meaning given to the termination criteria in seismic stratigraphy do not represent the adequate geologic record in the GPR scale. Essentially, the open question relies in proposing a interpretation method for GPR data which allow not only relating product and sedimentary process in the GPR scale but also identifying or proposing depositional environments and correlating these results with the well known Sequence Stratigraphy cornerstones. The goal of this dissertation is to propose an interpretation methodology of GPR data able to perform this task at least for siliciclastic deposits. In order to do so, the proposed GPR interpretation method is based both on seismostratigraphic concepts and on the bounding surface hierarchy tool from Miall (1988). As consequence of this joint use, the results of GPR interpretation can be associated to the sedimentary facies in a genetic context, so that it is possible to: (i) individualize radar facies and correlate them to the sedimentary facies by using depositional models; (ii) characterize a given depositional system, and (iii) determine its stratigraphic framework highligthing how it evolved through geologic time. To illustrate its use the proposed methodology was applied in a GPR data set from Galos area which is part of the Galinhos spit, located in Rio Grande do Norte state, Northeastern Brazil. This spit presents high lateral sedimentary facies variation, containing in its sedimentary record from 4th to 6th cicles caused by high frequency sea level oscillation. The interpretation process was done throughout the following phases: (i) identification of a vertical facies succession, (ii) characterization of radar facies and its associated sedimentary products, (iii) recognition of the associated sedimentary process in a genetic context, and finally (iv) proposal of an evolutionay model for the Galinhos spit. This model proposes that the Galinhos spit is a barrier island constituted, from base to top, of the following sedimentary facies: tidal channel facies, tidal flat facies, shore facies, and aeolic facies (dunes). The tidal channel facies, in the base, is constituted of lateral accretion bars and filling deposits of the channels. The base facies is laterally truncated by the tidal flat facies. In the foreshore zone, the tidal flat facies is covered by the shore facies which is the register of a sea transgression. Finally, on the top of the stratigraphic column, aeolic dunes are deposited due to areal exposition caused by a sea regression

O Radar Penetrante no Solo (Ground Penetrating Radar GPR) tem sido utilizado para mapear em detalhe depósitos sedimentares, devido à sua alta resolução. Pelo fato de que os métodos GPR e Sísmico têm princípios de formação de imagens muito semelhantes, o modelo clássico de interpretação sísmica, baseado na sismoestratigrafia, tem sido tentativamente utilizado para interpretar dados de GPR. Não obstante os grandes avanços já realizados em contextos particulares, as adaptações propostas das ferramentas e conceitos da sismoestratigrafia, para o GPR, ainda são inadequadas; isto acontece basicamente porque as interpretações atribuídas aos padrões de terminação, extraídos da sismoestratigrafia convencional, não representam o registro geológico na escala de operação do GPR. O problema conceitual reside, pois, em propor um método de interpretação que permita não só relacionar produto e processo sedimentar, na escala do GPR, mas também identificar ou propor ambientes deposicionais e correlacionar estes resultados com os blocos construtores da Estratigrafia de Seqüências. O objetivo desse trabalho é propor uma metodologia de interpretação de dados de GPR capaz de realizar esta tarefa, pelo menos no contexto de depósitos siliciclásticos. Para este fim, propõe-se uma interpretação de dados de GPR, baseada na adaptação de termos e conceitos herdados da sismoestratigrafia, em conjunto com uma metodologia de hierarquização de superfícies limitantes (bounding surfaces), a exemplo da metodologia proposta por Miall (1988). Como conseqüência direta desta combinação, a interpretação dos dados de GPR pode ser associada às fácies sedimentares, dentro de um contexto genético, possibilitando assim: (i) individualizar as radarfácies e correlacioná-las às fácies sedimentares, com base em modelos de fácies sedimentares; (ii) caracterizar um determinado sistema deposicional e, principalmente, (iii) determinar seu arcabouço estratigráfico, mostrando como ele evoluiu no tempo geológico. Para exemplificar a utilização desta metodologia de interpretação foram utilizados os dados de GPR adquiridos na área de Galos, que faz parte do spit de Galinhos, localizado no Estado do Rio Grande do Norte. Este spit apresenta grande variedade lateral de fácies sedimentares e contém registros sedimentares que são sensíveis às variações de freqüência mais alta do nível relativo do mar (ciclos de 4ª a 6ª ordens). O processo de interpretação constou das seguintes fases: (i) estabelecimento de uma sucessão vertical de fácies, (ii) caracterização dos produtos sedimentares (radarfácies), (ii) atribuição de processos sedimentares dentro de um cunho genético, e finalmente (iv) estabelecimento de um modelo evolutivo para o spit de Galinhos. O modelo propõe que este spit constitui um sistema do tipo Ilhas Barreiras que é materializado, da base para o topo, por fácies de estreito de maré (tidal inlet), fácies de planície de maré, fácies de praia e fácies eólica (dunas). A fácies de estreito de maré, na base, é representada por barras de acresção lateral que preencheram os estreitos de maré. Estes depósitos são truncados lateralmente pela fácies de planície de maré. Na zona de intermaré antiga, a fácies de intermaré encontra-se sobreposta pela fácies de praia, marcando assim um avanço relativo da linha de costa. Por fim, no topo da coluna estratigráfica, estão depositadas dunas eólicas, denotando o recuo da linha de costa e conseqüente exposição aérea