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Title: Investigação geofísica das estruturas internas dos depósitos sedimentares do Quaternário na restinga de Marambaia – Rio de Janeiro.
Authors: Pessoa, Maria da Conceição
metadata.dc.contributor.advisor: Barbosa, Maria Sílvia Carvalho
Keywords: Restinga de Marambaia - RJ
Geofísica
Pesquisa geofísica
Issue Date: 2009
Citation: PESSOA, M. da C. Investigação geofísica das estruturas internas dos depósitos sedimentares do Quaternário na restinga de Marambaia – Rio de Janeiro. 2009. 124 f. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2009.
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.
metadata.dc.description.abstracten: The geophysical method, GPR is an effective technique for electromagnetic imaging studies in stratigraphic of the Quaternary deposits. The work described here used a 2-D GPR survey done in the sandy of Marambaia Isthmus, Rio de Janeiro. The Restinga de Marambaia is an important record of the evolution of the Quaternary in Brazil, whose training and development are still the subject of controversy. The beginning of the process depositional sediment transgressive occurred during the last glaciation, when sea level was 80m below the current level. This was the main motivation for conducting a survey GPR weakly 3D on the deposits of Restinga of Marambaia. The allure of GPR for sedimentology application lies in the ability to image sedimentary structures and lithological boundaries based on changes in their electrical conductivity. Basically the EM reflection coefficient is sensitive to changes that affect the air freshwater ratio, i.e., the fractional volume of fluid occupying pore space in sedimentary rocky. Freshwater content exerts a primary control over dielectric properties of common geologic materials. Sedimentology GPR studies have shown the relationship between radar reflection and bedding, as a result of changes in sediment composition and in grain size, shape, orientation and packing, which in turn give rise to changes in porosity. As well, the resolution potential of GPR relative to seismic methods has made it a viable tool in sedimentology as an aid in reconstructing past depositional environments and the nature of sedimentary processes in a variety of settings. The strategy of acquiring experimental GPR 3D proposed in this work ensures that the sampling space in line and cross-line are equal, thus preventing the interpolation of profiles, something unacceptable in a work of acquiring 3D and with spacing between profiles of the same order as between the lines, that it can faithfully reproduce the subsurface. The non-uniform sampling in both directions perpendicular defined by the survey inevitably produces alias space toward cross-line, i.e, particulary aggravated by the interpolation of profiles. In addition to careful to avoid the alias perform spatial profiles in two directions perpendicular defined by the survey, thus avoiding the mixture of polarization. In our survey the offset is fixed, there are two directions (perpendicular) and azimuth of two modes of polarization, resulting in a total of more than degrees of freedom 3: (x, y, z, φ1,2; p1,2). The vast majority of GPR surveys are done with antennas kept mutually paralled and perpendicular to the profile direction, in a configuration known as bistatic co-polar, or perpendicular-broadside. This strategy takes into account the vector nature of GPR electromagnetic field and works well when there are no depolarization effects. In the presence of significant lateral variability in internal structure it is desirable to perform 3D surveys, which involve collecting data, preferentially in two directions. Three-dimensional surveys are time consuming, because of the necessity to accurately record the position and elevation of each individual trace. The results demonstrate that GPR can image structures within unconsolidated sediments in the study are sufficiently to allow data interpretation using the principles of radar stratigraphy. Used a single profile to describe and interpret radar facies. Supplementary geological information. Judicious data processing provided and accurate record of the subsuperface location and orientation of reflections caused by primary sedimentary structure. The additional work of this survey has generated a geophysicist three-dimensional model of the values of amplitudes and radar facies in the surveyed area. A 3D analysis may prove to be useful in eliminating artifacts arising from lateral variability in internal structure of the sediments.
Description: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3541
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor(a), 14/07/2014, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 3.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta
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