Investigação geofísica das estruturas internas dos depósitos sedimentares do Quaternário na restinga de Marambaia – Rio de Janeiro.

Abstract

O método geofísico Ground Penetration Radar (GPR) é uma técnica de imageamento de subsuperfície muito efetiva em estudos estratigráficos de depósitos sedimentares do Quaternário. A vantagem em aplicar GPR em sedimentologia está na capacidade de imagear pequenas estruturas sedimentares e limites litológicos através das variações das propriedades elétricas. O trabalho descrito aqui foi realizado na Restinga de Marambaia, que encerra a Baía de Sepetiba, localizada ao sul do estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. A referida área de estudo é um registro geológico importante da evolução do Quaternário no Brasil, visto que é um marco do processo deposicional sedimentar transgressivo que ocorreu durante a última glaciação, quando o nível do mar estava 80m abaixo do nível atual. Esta foi a principal motivação para realizar um levantamento GPR sobre os depósitos da Restinga de Marambaia. O levantamento mais comum de GPR 3D é baseado na aquisição de perfis 2D, utilizando a disposição commom-offset. A grande maioria dos levantamentos GPR é feitos com antenas paralelas entre si e perpendiculares à direção dos perfis. A configuração bi-estática dipolar mais comum em levantamentos de campo é a broadside perpendicular. Esta estratégia leva em consideração o campo eletromagnético funcionando bem em relação aos efeitos de polarização. Isto é importante devido à significante variabilidade lateral das estruturas internas; este desempenho é desejável em levantamentos 3D, os quais envolvem uma coleta de dados preferencialmente em duas direções. De qualquer maneira, levantamentos 3D necessitam de muito tempo durante a aquisição, devido à precisão do registro da posição, bem como elevações de cada traço. A estratégia de aquisição experimental GPR 3D proposta neste trabalho assegura cuidados especiais que o diferencia dos levantamentos convencionais, tais como: amostragens espaciais in-line e cross-lines iguais, o que evita deste modo à interpolação de perfis, algo inaceitável em um trabalho de aquisição francamente 3-D; espaçamento entre perfis da mesma ordem que entre os traços, o que permite reproduzir fielmente a subsuperfície e evita alias espacial na direção cross-line e utilização de uma única polarização entre as antenas, visto que polarizações diferentes resultam imageamentos distintos do mesmo perfil de aquisição. O processamento dos dados foi realizado com o intuito de melhorar a visualização das estruturas e a confecção de um modelo tridimensional orientado, o qual possibilitou a correlação das reflexões nas mais variáveis orientações e que facilitou sobremaneira o reconhecimento das estruturas sedimentares primárias. Os resultados obtidos demonstram que através da aquisição experimental da técnica GPR 3D foi possível imagear estruturas internas de sedimentos inconsolidados do Quaternário devido à alta resolução dos dados de GPR em função da boa penetração do sinal nos depósitos arenosos. A interpretação desses dados pode ser associada às fácies sedimentares e estabelecimento de uma sucessão vertical de fácies. As principais estruturas sedimentares encontradas nos depósitos arenosos eólicos estão agrupadas em estruturas primárias e secundárias. Dentre as primárias, identificaram-se duas superfícies limitantes de primeira ordem plano-paralelas; três de segunda ordem, que individualizam os foresets; e uma de terceira ordem, em menor escala. Na direção in-line, caracterizaram-se cinco radar-fácies e na direção cross-line sete radar-fácies. Com base na interpretação e modelagem das variações das amplitudes foi possível delimitar os depósitos sedimentares eólicos holocênicos daqueles de origem flúvio-marinha. As sondagens realizadas evidenciaram lama arenosa, fragmentos de conchas, cascalhos e matéria orgânica; esta composição variada diminui os valores de amplitudes, quando comparada com depósitos de dunas. Assim há um suposto limite entre os depósitos do Pleistoceno e os do Holoceno a aproximadamente150ns, equivalentes a 9,0 metros de profundidade.