Análise de dados gravimétricos e magnéticos

Entre os métodos geofísicos mais aplicados na exploração de óleo/gás e exploração mineral, os métodos potenciais (gravimetria e magnetometria) ocupam papel de destaque, sendo extensivamente aplicados a estudos regionais de bacias sedimentares (Figuras 1 e 2) e de zonas de rochas intrusivas (Munis, 2009). Dessa forma, a cada dia a análise de dados gravimétricos e magnéticos é mais importante.

Nos últimos anos, foram publicados alguns estudos de caso na aplicação de métodos potenciais na redução de ambiguidades na interpretação sísmica, especialmente para a determinação da geometria de domos salinos (Silva et al., 2011) e/ou corpos mineralizados, através da modelagem direta ou inversa 3D de dados potenciais.

Nesse contexto, no conteúdo que segue iremos explicar resumidamente como é realizada a análise de dados gravimétricos e magnéticos em termos de mapeamento geológico e identificação de anomalias aplicados igualmente para estes dados.


anomalias magnéticas e gravimétricas
Figura 1. Mapas de anomalias magnéticas da Bacia do Recôncavo. A: Campo Magnético Total. B: 1° Derivada Vertical do Campo Magnético Total Reduzido ao Pólo. As cores quentes representam anomalias positivas (Ramos & Ferreira, 2016).
Figura 2. Mapas gravimétricos da Bacia do Recôncavo. A: Anomalia Bouguer. B: 1° Derivada Vertical da Anomalia Bouguer. As cores quentes representam anomalias positivas, correlacionáveis aos altos estruturais, rollovers e leques de conglomerados (Ramos & Ferreira, 2016).


Análise de dados gravimétricos e magnéticos, como proceder?

Os levantamentos geofísicos com os métodos potenciais, envolvendo a análise de dados gravimétricos e magnéticos, são relativamente baratos e amplamente utilizados para a detecção indireta de diversos tipos de depósitos minerais ou ambientes mineralizados, e, para mapeamento pseudo-geológico. 

Segundo Dentith & Mudge (2014), a interpretação desses dados envolve delinear estruturas lineares, que ocorrem devido a contatos entre duas unidades geológicas ou estruturas como falhas/fraturas, e, também, a interpretação de unidades litológicas mapeáveis com verificações realizadas na interpretação (em constante evolução) para a credibilidade da interpretação geológica. 

É essencial estar ciente do fato de que os dados de campo potencial são inerentemente suaves e que as respostas devido a variações na densidade ou magnetismo se estendem além das bordas de suas fontes. Na figura 3 e 4, observa-se a resposta magnética e gravimétrica de uma área específica.

 

imagem aerogeofisica
Figura 3. Aeromagnetic data from the central Lachlan Foldbelt. (a) Pseudocolour TMI, (Dentith & Mudge, 2014).

 

Quando trabalhamos com dados magnéticos, é preciso conhecer a inclinação e declinação do campo indutor da área de pesquisa, a fim de compreender os formatos esperados de anomalias magnéticas. Isso também auxilia no reconhecimento de respostas que estão “fora do normal” para a área e possivelmente atribuíveis à presença de magnetismo remanescente. Muitos intérpretes preferem trabalhar com dados que foram reduzidos ao polo (RTP), mas isso pode não ser possível se a inclinação magnética local for muito baixa. Além disso, o RTP pode, em algumas circunstâncias, introduzir artefatos nos dados.

 

dados magnéticos
Figura 4. (a) Dado do campo magnético total da Subárea Parkes Goonumbla – Fig. 3a. (b) Anomalias gravimétricas Bouguer. Dados fornecidos como cortesia do Geological Survey of NSW, NSW Trade & Investment. (c) Mapa geológico da subárea, redesenhado de Heithersay e Walshe (1995) (Dentith & Mudge, 2014).

Seleção de dados e integração, como acontece?

As bases da interpretação dos dados de campo potencial são os conjuntos de dados fundamentais de TMI (Campo Magnético Total) e Bouguer ou anomalia gravimétrica ar-livre. No entanto, a interpretação é invariavelmente baseada em mais de uma representação de dados. 

Derivadas verticais destacam contatos, bordas e limites, e enfatizam características próximas a superfície; mas o fato de que alguns deles podem estar no material de cobertura e não na rocha que deve ser levado em consideração.

Um grande número de filtros de aprimoramento foi proposto para dados de campo potencial, além das opções disponíveis em relação à exibição (Figura 5). Estes devem ser selecionados para fornecer informações complementares úteis em termos da informação geológica que está sendo buscada. 

Por exemplo, quando o objetivo é mapear a geologia, um produto que enfatiza os contatos e outro que enfatiza as características lineares se complementam. Onde a geologia muda significativamente, por exemplo basalto fortemente magnetizado na superfície em alguns lugares, pode ser necessário criar diferentes produtos de aprimoramento aplicáveis a áreas específicas. 

Alguns filtros são mais suscetíveis a ruído do que outros, reduzindo sua eficácia em conjuntos de dados de qualidade inferior. Em dados aeromagnéticos, o ruído comumente se manifesta como ondulações devido ao desnivelamento e nos dados de gravidade como uma aparência pontilhada relacionada à amostragem incompleta das variações devido ao espaçamento não ideal das estações.

 

perfil de dados geofísicos
Figura 5. Perfil de dados geofísicos Depósito maciço de sulfureto de Zn-Pb-Cu-Ag de Thalanga, Torres Charters, Queensland, Australia. Dado magnético e gravimétrico. (Dentith & Mudge, 2014).


Exemplo: Modelando a resposta magnética associada ao depósito de ouro do Wallaby

Este estudo de caso demonstra modelagem direta e inversa de uma anomalia magnética e mostra a ambiguidade inerente na modelagem de dados de campo potenciais.

O depósito Wallaby Au (Salier et al., 2004) está localizado em um terreno granitoide-greenstone próximo a Laverton, na Austrália Ocidental. O depósito Wallaby está associado a uma anomalia aeromagnética proeminente causada por uma zona em forma de um corpo intrusivo de alteração actinolita-magnetita-epidoto-calcita no interior de um grosso conglomerado máfico. A mineralização do ouro ocorre dentro de uma série de filões sub-horizontais amplamente confinados dentro da intrusão alterada.

A Figura 6a mostra a anomalia aeromagnética (TMI) do Wallaby após aplicado o filtro de redução ao polo. Sua amplitude é de 900 nT na altura de levantamento de 50 m. A anomalia é ligeiramente alongada de norte a sul e o pico principal contém um par de picos subsidiários (A).

A Figura 6b mostra os resultados da deconvolução de 3D Euler aplicada ao magnetismo do Wallaby. A fonte da anomalia é mostrada como sendo aproximadamente circular na visualização do mapa, com seu topo a uma profundidade de cerca de 100 m abaixo da superfície do solo, o que é consistente com a provável espessura da cobertura sedimentar.

A modelagem direta do flanco sul da anomalia (Figura 6c), assumindo apenas o magnetismo induzido, mostra que a fonte mergulha para o sul. Dependendo da extensão da profundidade da fonte, o mergulho pode ser variado, o modelo de melhor ajuste tendo a margem mergulhando em cerca de 45 ° com a base da fonte a uma profundidade de 700 m.

 

Figura 6. Dados aeromagnéticos do depósito de ouro de Wallaby, oeste da Austrália, e os resultados da modelagem direta e inversa. (a) Dado do campo magnético total reduzido ao polo. (b) Resultados da Deconvolução de Euler 3D aplicada ao dado em (a) usando um índice estrutural (SI) = 1.5. O retângulo cinza é a projeção em superfície do modelo 2.5D mostrado em (c). (c) Modelo de prisma de mergulho 2.5D da fonte da anomalia magnética desenhada na distribuição de susceptibilidade de subsuperfície conhecida. O contorno tracejado corresponde a um modelo alternativo compatível com os dados. Os valores marcados com estrela na escala de suscetibilidade correspondem às suscetibilidades dos dois modelos (Dentith & Mudge, 2014).

 

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Referências

Dentith, M.; Mudge, S. T., 2014. Geophysics for the mineral exploration geoscientist. Cambridge University Press, 438p.

Munis, M.B. 2009. Caracterização Geomagnética do Gráben Purus e suas implicações na evolução das bacias do Solimões e Amazonas. Tese de Doutoramento, UFRJ/COPPE, 2009. XII, 102p.

Ramos, J.M.F.; Ferreira, T.S., 2016. Integração de Métodos Potenciais na interpretação exploratória: o exemplo da Bacia do Recôncavo. Rio Oil & Gás Expo and Conference, IBP1881_16.

Silva Dias, F.J.S., Barbosa, V.C.F., Silva, J.B.C., Vasconcelos, S.S., Oliveira, F.S., 2011. Adaptive learning 3D gravity inversion for salt-body imaging. GEOPHYSICS, VOL. 76, NO. 3, P. I49/I57

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