3D raytracing through homogeneous anisotropic media with smooth interfaces

O raio conectando dois pontos em um meio anisotrópico, homogêneo por partes e com variação lateral, é calculado utilizando-se técnicas de continuação em 3D. Se combinado com algoritmos para solução do problema de valor inicial, o método pode ser estendido para o cálculo de eventos qS₁ e qS₂. O algoritmo apresenta a mesma eficiência e robustez que implementações de técnicas de continuação em meios isotrópicos. Rotinas baseadas neste algoritmo têm várias aplicações de interesse. Primeiramente, na modelagem e inversão de parâmetros elásticos na presença de anisotropia. Em segundo lugar, as iterações de Newton-Raphson produzem atributos da frente de onda como vetor vagarosidade e a matrix hessiana do tempo de trânsito, quantidades que permitem determinar o espalhamento geométrico e aproximações de segunda ordem para o tempo de trânsito. Estes atributos permitem calcular as amplitudes ao longo do raio e investigar os efeitos da anisotropia no empilhamento CRS em modelos de velocidade simples.

Respostas eletromagnéticas dos arranjos coplanar e coaxial em poço

Foi estudado a viabilidade de aplicação do arranjo coplanar de bobinas nas sondas de perfilagem em poço por indução eletromagnética. Paralelamente foram geradas as respostas do convencional arranjo coaxial, que é o amplamente utilizado nas sondas comerciais, com o propósito de elaborar uma análise comparativa. Através da solução analítica (meios homogêneos) e semi-analítica (meios heterogêneos) foram geradas inicialmente as respostas para modelos mais simples, tais como os do (1) meio homogêneo, isotrópico e ilimitado; (2) uma casca cilíndrica simulando a frente de invasão; (3) duas cascas cilíndricas para simular o efeito annulus; (4) uma interface plana e dois semi-espaços simulando o contato entre duas camadas espessas e (5) uma camada plano-horizontal e dois semi-espaços iguais. Apesar da simplicidade destes modelos, eles permitem uma análise detalhada dos efeitos que alguns parâmetros geoelétricos têm sobre as respostas. Aí então, aplicando ainda as condições de contorno nas fronteiras (Sommerfeld Boundary Value Problem), obtivemos as soluções semi-analíticas que nos permitiram simular as respostas em modelos relativamente mais complexos, tais como (1) zonas de transição gradacional nas frentes de invasão; (2) seqüências de camadas plano-paralelas horizontais e inclinadas; (3) seqüências laminadas que permitem simular meios anisotrópicos e (4) passagem gradacional entre duas camadas espessas. Concluimos que o arranjo coplanar de bobinas pode ser uma ferramenta auxiliar na (1) demarcação das interfaces de camadas espessas; (2) posicionamento dos reservatórios de pequenas espessuras; (3) avaliação de perfis de invasão e (4) localizar variações de condutividade azimutalmente.

Detecção de fraturas no poço usando ferramenta de indução coplanar: modelamento analógico

A aplicabilidade de uma ferramenta de indução coplanar de duas bobinas na detecção de zonas fraturadas é estudado através de modelamento reduzido em laboratório. O fator de escala escolhido foi 10 e as condutividades de campo foram representadas por soluções de Cloreto de Amônia. O modelo geológico é composto por uma rocha homogênea resistiva com porções fraturadas e não-fraturada. As resistividades de campo são 4 Ω-m e 200 Ω-m para a zona fraturada e zona não-fraturada, respectivamente. As zonas fraturadas estudadas eram verticais, a várias distâncias da parede do poço, e cruzando a perfuração com mergulhos de 0°, 45° e 60°. A maioria dos perfis foram corridos em uma freqüência de laboratório de 100 kHz. Os resultados apresentados sob a forma de perfis mostraram que a ferramenta coplanar fornece informações sobre o mergulho, espessura e distância da parede do poço, dependendo da posição relativa das bobinas e da zona fraturada. Como a ferramenta coplanar não fornece informação de toda a formação ao redor da mesma, foi sugerido a construção de um sistema de duplo acoplamento semi-nulo (DASN) e alguns perfis são apresentados. Além do maior recobrimento, essa ferramenta fornece uma "técnica de olhada rápida" (quick-look technique) para estimar o mergulho da zona fraturada qualitativamente.

Eletroresistividade na prospecção hidrogeológica no município de Ourilândia do Norte-PA

A prospecção geofísica para a exploração de água subterrânea em regiões cristalinas torna-se uma tarefa extremamente difícil pela presença de estruturas como falhas, fraturas e ocorrência de variação lateral de resistividade no manto intempérico. Para analisar a influência da variação bidimensional da propriedade física no comportamento das curvas de sondagem elétrica vertical Schlumberger, simulou-se modelos contendo tais estruturas encaixadas no manto de alteração com ângulo de mergulho de 30° e 90° e com a posição do centro de sondagem variando em relação a heterogeneidade. A modelagem numérica foi feita através do método dos elementos finitos com o programa EGSLIB/SEV2D. O resultado da simulação mostra que o emprego da técnica da sondagem elétrica vertical Schlumberger sobre meios bidimensionais não funciona eficientemente, como quando aplicada em regiões sedimentares e de aluvião, devido o fenômeno da ambigüidade que dificulta a interpretação das curvas. Dentre os métodos geofísicos para a investigação hidrogeológica, a aplicação dos métodos eletrorresistivos mostra-se mais simples, eficaz e econômica. Assim, o levantamento geofísico para orientar os trabalhos de perfurações de poços na cidade de Ourilândia do Norte contou de trinta e duas sondagens elétricas verticais tipo Schlumberger e um caminhamento elétrico dipolo-dipolo realizados em diversas ruas da cidade. As curvas de resistividade aparente, obtidas com as sondagens foram tratadas e processadas considerando um modelo de camadas planas, horizontais, homogêneas e isotropicas, inicialmente com o algoritmo EGSLIB/SEV1D e posteriormente com uso do programa EGSLIB/SEV1DINV, permitindo estabelecer modelos geoelétricos aproximados para a configuração da subsuperfície da cidade. Depois da interpretação quantitativa, foi possível separar duas zonas geoelétricas distintas. Esta diferenciação foi realizada com base nos valores de resistividade aparente e as informações geológicas de superfície. A primeira, com pouca representatividade na área da cidade, apresenta-se constituída por solo/aterro sobre saprolito de natureza argilo-arenosa recobrindo os granitóides tipo Rio Maria. A segunda composta pelo solo/aterro seguido de um horizonte preenchido por sedimentos arenosos superposto a camada argilo-arenosa e finalmente a rocha sã. Esta seqüência geoelétrica predomina na cidade. Os estratos arenoso e argilo-arenoso apresentam condições potenciais para armazenamento de água.

Mapeamento de uma interface separando dois meios homogêneos através da reconstituição gravimétrica compacta: aplicação a dados do LEPLAC-IV

O problema do mapeamento de uma interface separando dois meios homogêneos tem sido tradicionalmente resolvido através da continuação para baixo da anomalia gravimétrica observada. Este procedimento requer a utilização de um filtro passa-baixa ou de um parâmetro de amortecimento, que tendem a diminuir a resolução do relevo estimado da interface. Além disso, o uso da continuação para baixo implica supor (desnecessariamente) que a interface é uma superfície harmônica. Desta forma, a utilização da continuação para baixo é restrita a interfaces que apresentam um relevo suave relativamente à sua profundidade média. As restrições impostas pela continuação para baixo do campo gravimétrico são reduzidas na técnica de inversão proposta para este estudo, cujo objetivo é mapear a interface crosta-manto baseada na incorporação de informações a priori sobre o mínimo momento de inércia da fonte causadora, em relação a um eixo de concentração de massa pré-estabelecido e coincidente com o topo da fonte anômala. Além da introdução de informações sobre o mínimo momento, foi incluída também a possibilidade de haver variação lateral e em profundidade de densidade em setores previamente estabelecidos, o que permite estender a aplicação desta técnica a situações geológicas mais complexas que envolvam a reconstituição de corpos justapostos, que sejam de diferentes naturezas, tais como aqueles presentes em zonas de transição crustal. O método de inversão apresentado foi avaliado em testes usando dados sintéticos e os resultados obtidos mostraram a eficiência desta técnica em recuperar corpos alongados horizontalmente, que apresentem como topo ou base, interfaces arbitrárias a serem mapeadas. Foi também constatada a eficácia do método em reconstituir corpos que comportem variação lateral de densidade que pudessem retratar situações em que se deseja investigar a natureza do embasamento em regiões de transição crustal. Com base nos resultados destes testes, a técnica foi então empregada na inversão gravimétrica de cinco perfis do LEPLAC IV que cruzam a região oceânica adjacente à margem continental sudeste brasileira. Os resultados desta aplicação permitiram inferir a natureza dos corpos que constituem o arcabouço estrutural da região onde encontram-se inseridas a Dorsal de São Paulo e a Zona de Fratura de Porto Alegre, assim como mapear a Moho subjacente.

Geologia, petrografia e geoquímica dos granitóides arqueanos de Sapucaia - Província Carajás-PA

Os estudos geológicos desenvolvidos na porção leste do Subdomínio de Transição, Província Carajás, a sul da cidade de Canaã dos Carajás e a norte de Sapucaia, permitiram a identificação, individualização e caracterização de uma diversidade de unidades arqueanas, anteriormente englobadas no Complexo Xingu. A unidade mais antiga da área compreende anfibólio tonalitos correlacionados ao Tonalito São Carlos (~2,92 Ga), com foliação orientada segundo NW-SE a E-W, ou, por vezes, aspecto homogêneo. Geoquimicamente, diferem das típicas associações tonalito-trondhjemito-granodiorito (TTG) arqueanas por apresentarem enriquecimento em TiO₂, MgO e CaO, baixos teores de Sr e similares de Rb para amostras com menores teores de sílica, que se refletem em razões Rb/Sr mais elevadas e Sr/Ba mais baixas. Os padrões dos ETR mostram baixo a moderado fracionamento de ETR pesados em relação aos leves, e anomalias negativas de Eu discretas ou moderadas. Seguindo na estratigrafia, e também como a unidade de maior expressão na área, ocorrem rochas de afinidade TTG correspondentes ao Trodhjemito Colorado (~2,87 Ga), intensamente deformadas, com foliações NW-SE a E-W. Intrusivos nesta unidade, ao sul da área, aflora um corpo de aproximadamente 40 km², de rochas de composição leucogranodiorítica porfirítica denominados de Leucogranodiorito Pantanal, e seccionado em sua porção oeste por leucogranitos deformados de composição monzogranítica. O Leucogranodiorito Pantanal têm afinidade cálcio-alcalina peraluminosa, enriquecimento em Ba e Sr, e padrões de ETR sem anomalias expressivas de Eu e com acentuado fracionamento de ETRP, que refletem em altas razões La/Yb semelhante com a Suíte Guarantã (~2,87 Ga) do Domínio Rio Maria. Os leucogranitos revelam assinatura geoquímica de granitos tipo-A reduzidos, possivelmente, originados a partir da fusão desidratada de rochas cálcico-alcalinas peraluminosas durante o Neoarqueano. Além dessas unidades, na porção leste do Leucogranodiorito Pantanal, hornblenda-biotita granito neoarquenos tipo-A oxidados da Suíte Vila Jussara. Ainda correlacionáveis ao magmatismo subalcalino neoarqueano, na porção norte, ocorrem dois stocks graniticos. São tonalitos a granodioritos com assinatura geoquímica de granitos tipo-A oxidados similares a Suíte Vila Jussara, e monzogranitos com assinatura de granitos tipo-A reduzidos que se assemelham a Suíte Planalto. Ao norte da área ocorre uma associação máfico-enderbitica composta de hornblendanoritos, piroxênio-hornblenda-gabros, piroxênio-hornblenda-monzonito, hornblenda-gabros, anfibolitos e enderbitos. Essas rochas estão intensamente deformadas e recristalizadas, provavelmente por retrometamorfismo na presença de água de rochas de série noríticavii charnockítica de origem ígnea associada com outras variedades de rochas não necessariamente cogenéticas. Seu comportamento geoquímico sugere que os hornblendanorito, hornblenda-gabros e anfibolitos são toleíticos subalcalinos, enquanto que os enderbitos, piroxênio-hornblenda-gabro e piroxênio-hornblenda-monzonito têm assinatura cálcico-alcalina. As baixas razões La/Yb das rochas máficas indicam baixo grau de fracionamento, enquanto que as altas razões La/Yb dos enderbitos é indicativo de fracionamento expressivo dos ETR pesados durante a formação ou diferenciação dos seus magmas, e a concavidade no padrão de ETR pesados, indica provável influência de fracionamento de anfibólio durante sua evolução. Na porção central e centro-norte da área ocorrem biotita-monzogranitos peraluminosos, de assinatura cálcio-alcalina, que podem ser desdobrados em dois grupos geoquímicos distindo. Um tem altas razões Sr/Y e (La/Yb)n, mostram possível afinidade com o Granito Bom Jesus da área de Canaã dos Carajás. O outro tem mais baixa razão (La/Yb)n se aproxima mais do Granito Serra Dourada e do Granito Cruzadão também da área de Canaã dos Carajás. Essa comparação deverá ser aprofundada com dados geocronológicos e maior número de amostras.

Geologia, petrografia e geoquímica da associação tonalitotrondhjemito-granodiorito (TTG) do extremo leste do subdomínio de transição, Província Carajás

ABSTRACT: The eastern border of the Transition Subdomain of the Carajás Province is constituteddominantly of Archean tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG). Deformed monzogranites, similar to the Planalto granite suite, and metagabbros inserted in association mafic-enderbitic also occur. Paleoproterozoic isotropic granites and mafic dykes devoid of significant deformation crosscut the Archean lithologies. The TTGs are exposed as blocks or as flat outcrops in areas of low relief and commonly include quartz-diorite enclaves. The TTG rocks display gray colour and are generally medium-grained, showing compositional banding or, sometimes, homogeneous aspect. They show commonly a NW-SW to E-W trending foliation with vertical to subvertical dips and were submitted to NE-SW stress. Locally, it was identified a NE-SW foliation transposed to E-W along shear zones. In some instances, they exhibit mylonitic to protomilonitics features, registered in the oval form of plagioclase porphyroclasts or boudinated leucogranitics veins. Two petrographic varieties are recognized for this association: biotite-trondjhemite and subordinate biotite-granodiorites, both have similar mineralogical and textural aspects and are characterized by a poorly preserved igneous texture, partially overwritten by an intense recrystallization. EDS analyses revealed that the plagioclase is a calcic oligoclase (An27-19), with Or ranging from 0.6 - 2.3%. The biotites are ferromagnesian, with dominance of Fe over Mg (Fe / [Fe + Mg] ranging from 0.54 to 0.59) and the analyzed epidote presents pistacite contents ranging from 23 to 27.6 % and plot mostly in the range of magmatic epidotes. The trondhjemite shows all typical characteristics of Archean TTG suites. They have high La/Yb and Sr/Y ratios, suggesting they were derived from the partial melting of garnet amphibolite sources at high pressures (ca. 1.5 GPa) or, at least, that their magmatic evolution was controlled by the fractionation of garnet and possibly amphibole, without significant influence of plagioclase. The studied TTGs show similarities with Mariazinha tonalite and Mogno trondjemite, of the Rio Maria Domain, Colorado trondhjemite and, in at a lesser degree, to the Rio Verde trondhjemite, of the Carajás Domain. The granodiorites display a calc-alkaline signature and shows LILE enrichment, specifically K²O, Rb and Ba, when compared to the trondhjemites, but still preserving some geochemical features of the TTG. The geochemical data indicate that the trondhjemite and granodiorite are not related by fractional crystallization. An origin of the granodiorite by partial melting of the TTG rocks is also discarded. The granodiorite could, however, result of contamination of TTG magmas by lithosphere metasomatism or assimilation of sediments from subducted oceanic crust along trondhjemite liquid genesis. In the eastern portion of the mapped area, it was identified a small, E-W trending granite stock clearly controlled by shear zones. The rocks have mylonitic textures, characterized by ovoid-shaped feldspar porphyroclasts, wrapped by recrystallized quartz and mica. These granitic rocks have geochemical signatures of reduced A-type granites and are similar to the Planalto granite suite. Boulders of mafic rocks crop out locally in the northern portion of the area. These rocks show a dominant granoblastic texture, and are mainly composed of amphibole and plagioclase, with subordinate biotite and quartz. In the northern part of the mapped area, it was identified a body of isotropic granite without significant deformation and showing locally rapakivi textures. This granitic pluton was correlated to the Paleoproterozoic A-type granites, represented in the Carajás Domain by the Serra dos Carajás suite and Rio Branco Granite. These granites were not studied in detail. The geological and geochemical aspects shown by the Archean granitoids identified in the eastern part of the Transition Subdomain implies in the existence of significant TTG rocks in the Transition Subdomain. This reinforces the hypothesis that the Transition Subdomain could represent an extension of the Rio Maria Domain, but affected by crustal reworking events in the Neoarchean.

Aspectos texturais do magmatismo e tramas da tectônica impostas ao Granito Chaval na Zona de Cisalhamento Santa Rosa, extremo Noroeste da Província Borborema

A região Noroeste da Província Borborema apresenta uma diversidade de corpos graníticos de natureza e evolução tectônica diversificadas, do Paleoproterozoico ao Paleozoico, com maior incidência relacionada ao Neoproterozoico e alojamento em diferentes fases da orogenia Brasiliana. Um desses exemplos é o Granito Chaval, que representa um batólito aflorante próximo à costa Atlântica do Ceará e Piauí, intrusivo em ortognaisses do Complexo Granja e supracrustais do Grupo Martinópole. Ele é, em parte, coberto por depósitos cenozoicos costeiros e rochas sedimentares paleozoicas da Bacia do Parnaíba. O Granito Chaval tem como característica marcante a textura porfirítica, destacando-se megacristais de microclina, em sienogranitos e monzogranitos, e outras feições texturais/estruturais de origem magmática, Essas permitiram interpretar sua evolução como de alojamento relativamente raso do plúton, conduzido por processos de cristalização fracionada, mistura de magmas com fluxo magmático e ação gravitacional em função da diferença de densidade do magma, levando à flutuação e ascensão de megacristais de microclina no magma residual, com alojamento de leucogranitos e pegmatitos nos estágios finais da evolução deste plutonismo. Por outro lado, em toda a metade Leste do plúton, encontra-se um rico acervo de estruturas tectógenas de cisalhamento, relacionada à implantação da Zona de Cisalhamento Transcorrente Santa Rosa, que levou a transformações tectonometamórficas superpostas às feições magmáticas, as quais atingiram condições metamórficas máximas na fácies anfibolito baixo. Cartograficamente, foram individualizados três domínios estruturais em que estão presentes uma gama de variações petroestruturais do Granito Chaval, sejam feições texturais/estruturais ígneas e tectônicas. As rochas plutônicas foram deformadas e modificadas progressivamente à medida que se dirige para Leste, no qual as rochas mudam-se para tonalidades mais escuras do cinza e os processos de cominuição e recristalização dinâmica reduzem, progressivamente, a granulação grossa desses granitos bem como o tamanho dos fenocristais para dimensões mais finas, mantendo-se suas características porfiroides. Desse modo, a trama milonítica se torna evidente, acentuando-se ao atingir a porção principal da Zona de Cisalhamento Transcorrente Santa Rosa. Como principais feições estruturais, destacam-se extinção ondulante forte; encurvamento e segmentação de cristais; geminação de deformação; rotação de cristais; microbudinagem; foliação anastomosada, inclusive S-C; lineação de estiramento; formas amendoadas de porfiroclastos, fitas e folhas de quartzo e recristalização. Os produtos desses processos de cisalhamento resultam na formação de protomilonitos, milonitos e ultramilonitos. Essas faixas miloníticas representam os locais de maior concentração da deformação, por isso é possível acompanhar progressivamente suas modificações texturais e mineralógicas, configurando uma sequência clássica de deformação progressiva heterogênea, por cisalhamento simples, em condições frágil-dúctil e dúctil. O alojamento do Granito Chaval aconteceu no final do Criogeniano (aproximadamente 630 Ma) e pode ser interpretado como magmatismo sin a tardi-tectônico em relação ao evento Brasiliano. O processo de cisalhamento que gerou a Zona de Cisalhamento Transcorrente Santa Rosa se formou nos incrementos finais da deformação de uma colisão continental em um sistema de cavalgamento oblíquo, em que se edificou o Cinturão de Cisalhamento Noroeste do Ceará, devido ao extravasamento lateral de massas crustais em fluxo dúctil acontecido no final da orogenia Brasiliana no Noroeste da Província Borborema.

Dinâmica sazonal de nutrientes em estuário amazônico

Este artigo mostra a distribuição dos nutrientes no estuário do rio Paracauari, durante um ciclo hidrológico amazônico (2008), e no final do período de La Niña (abril de 2008). Esse estuário é influenciado por clima tropical úmido e meso-marés (3 a 4m), semi-diurna. A amostragem foi realizada em 10 estações em três períodos sazonais distintos: chuvoso (março), intermediário (junho) e menos chuvoso (setembro). Medimos “in situ” os parâmetros físico-químicos utilizando uma sonda multiparâmetro; analisamos os nutrientes dissolvidos (nitrato, nitrito, n-amoniacal, fosfato e silicato) por espectofotometria e o material particulado em suspensão por gravimetria. Observamos amplas variações sazonais nas concentrações dos parâmetros estudados. A temperatura da água (média de 28,58 ºC) é bastante homogênea, típica das águas tropicais. O pH variou de ácido (5,80) à alcalino (7,86) e a salinidade entre 0,06 a 7,56 ambos com valores máximos na foz, devido à maior influência marinha. As águas são mal oxigenadas no período chuvoso (2,35 mg.L-1) e bem no menos chuvoso (6,55 mg.L-1). As concentrações de material particulado em suspensão e de nutrientes foram máximas no período chuvoso devido ao aporte natural proveniente das áreas adjacentes.