Análise de métodos geológicos e geofísicos aplicados à identificação de potenciais depósitos de cascalho diamantífero no Rio Araguaia

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2014.O Brasil representa o primeiro país das Américas a explorar diamantes secundários e iniciou sua produção a partir de meados do século XVIII, em Minas Gerais. A exploração desse tipo de depósito é realizada em sua maioria por meio de Permissões de Lavras Garimpeiras (PLGs). De acordo com Hentschel et al., (2002), as atividades de mineração por meio de garimpos provocam uma série de impactos ambientais que pode muitas vezes serem mais nocivos que os provocados por outros tipos de minas, que possuem logística operacional otimizada e seguem rígidos padrões de controles de impactos ambientais. A exploração de depósitos placers fluviais pode ocasionar a aceleração do assoreamento de rios e erosão de margens, devido ao aumento da carga sedimentar em suspensão e a retirada da flora de drenagens. A pesquisa mineral relacionada à extração de depósitos secundários (placers) em rios se baseia principalmente em observações diretas de trincheiras, dragagens aleatórias ou levantamentos geofísicos conduzidos em regiões secas e rasas com exposição de afloramentos. A concepção da exploração convencional de depósitos placers foi modernizada e métodos geofísicos integrados têm sido largamente aplicados para que haja melhor caracterização dos depósitos e entendimento do mecanismo de transporte e deposição dos minerais de interesse. Esse trabalho visa proporcionar o direcionamento da atividade de dragagem garimpeira e promover a mitigação de impactos ambientais associados à extração mineral em rios, a partir da integração de métodos geofísicos aplicados à localização e caracterização de sítios concentrados em cascalho com potencial diamantífero. Os dados geofísicos foram coletados no rio Araguaia entre a cidade de Barra do Garças e o município de Jerusalém com aplicação dos métodos sísmico, sonográfico, elétrico e de gradiometria magnética. As aquisições no rio mostraram o desempenho geofísico de cada método nos variados depósitos sedimentares. Os métodos acústicos (sísmico e sonográfico) foram eficazes na caracterização superficial e geomorfológica do rio, com dados de alta resolução. O levantamento por eletrorresistividade mostrou-se mais eficiente que o método sísmico na discriminação de tipos de sedimentos e descrição estratigráfica superficial. O método de gradiometria magnética identificou anomalias no gradiente longitudinal que podem estar associadas a zonas de falhas regionais. A combinação desses métodos geofísicos possibilitou melhor entendimento e caracterização da geometria dos depósitos sedimentares rasos que podem estar associados à concentração de cascalhos com potencial diamantífero. ___________________________________________________________________________ ABSTRACTBrazil represents the first country of America to explore secondary diamonds and started its production from the mid eighteenth century, in Minas Gerais. The exploration of this kind of deposit is accomplished mostly by mining companies on a small scale through government permission. According to Hentschel et al (2002), mining activities made by manual prospecting causes many environmental impacts that may often be more harmful than those other types of mines that have operational logistics optimized and follow strict standards of environmental impact controls. The exploration of fluvial placer deposits may accelerate the siltation of rivers and riverside erosion, due to increased sediment suspended load and the removal of drainage flora. The mineral research related to the extraction of fluvial secondary deposits (placers) is based mostly in trench direct observations, random dredging or shallow geophysical surveys ran in dry regions with rocky outcrops. The conception of conventional placer exploitation was modernized and integrated geophysical methods have been widely applied for a better characterization of deposits and understanding of transport mechanism of minerals of interest. This work aims to afford the targeting of prospecting dredge activities and provide environmental impacts mitigation related to mineral extraction in rivers, from the development of geophysical methods applied to identification and characterization of gravel concentrated sites with diamondiferous potential. Geophysical data were acquired in Araguaia River between cities of Barra do Garças and Jerusalém with application of seismic, sonographic, electric and magnetic methods. The acquisitions showed the geophysical performance of each method in the varied sediment deposits. Acoustic methods (seismic and sonographic) were effective in shallow and geomorphologic characterization of the river, providing high resolution data. Electrical survey showed better efficiency than seismic method in sediment sort discrimination and superficial stratigraphic description. Magnetic method identified anomalies in longitudinal gradient which may be related to regional fault zones. The combination of these geophysical methods allowed a better understanding and characterization of shallow sedimentary geometry deposits that may be related to concentration of gravel with diamondiferous potential

Imageamento sísmico da litosfera sob a Bacia do Parnaíba : estudo de refração profunda e função do receptor com estações de período curto

Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2019.A Bacia do Parnaíba é uma depressão intracratônica localizada nas regiões norte e nordeste do Brasil, abrange parte dos estados do Pará, Maranhão, Piauí, Tocantins, Ceará, Bahia e recobre uma área de aproximadamente 660.000 km². Seus limites apresentam contato tectônico com os crátons Amazônico (oeste) e São Luis (norte) e erosivo com as unidades da Província Borborema (leste), o Cráton São Francisco e a Província Tocantins (sul). Com objetivo de detalhar a estrutura da litosfera sob a Bacia do Parnaíba e melhor entender sua gênese e evolução tectônica, o presente trabalho apresenta resultados obtidos com os métodos geofísicos de sísmica de refração profunda e função do receptor. O levantamento sísmico foi realizado ao longo de uma transecta de 1.150 km de extensão. A linha se inicia no Cráton Amazônico, atravessa a Província Tocantins (Faixa Araguaia), cruza os limites oeste e leste da bacia (Blocos Grajaú e Teresina) e finaliza na Província Borborema. O experimento de refração foi realizado com 600 sensores espaçados de dois em dois quilômetros, com cargas explosivas de 3.000 kg nos extremos (distribuídos em dois poços) e 1.500 kg nos tiros intermediários. A técnica função do receptor foi aplicada em registros telessísmicos de 40 estações de 3 componentes de período curto, espaçadas a cada 30 km, coincidentes com a transecta sísmica. Os resultados da sísmica de refração mostram a geometria das principais descontinuidades crustais e a distribuição de velocidades (Vp, Vs e Vp/Vs). O modelo traz importantes informações como a caracterização do front de sutura Amazônico, a geometria assimétrica da bacia, espessura máxima de 3.2 km no depocentro e alta velocidade de ondas sísmicas na crosta inferior, provavelmente atribuída à presença de intrusões magmáticas máficas. Os dados de Função do Receptor mostram diferentes padrões de Vp/Vs para a crosta, marcados por degraus na interface de Mohorovicic, os quais corroboram a presença de diferentes blocos crustais no embasamento da bacia, amalgamados durante a consolidação do Gondwana Oeste. Os valores de espessura crustal são positivamente correlacionáveis aos de sísmica de refração, com tendência ao afinamento crustal na medida que se aproxima da Província Borborema. Os dados mostram ainda que o domínio central da transecta (domínio do Bloco Grajaú) foi, de fato, afetado por intenso magmatismo, o qual teria desempenhado importante papel na evolução da Bacia do Parnaíba. A presença de intrusões máficas na base da crosta nessa região a tornariam mais competentes e menos suscetíveis a deformações Cretáceas significativas na abertura do Oceano Atlântico, haja vista a presença de uma placa fóssil subductada e a presença de estrutura crustal espessa e preservada, destoante de modelos conceituais de rifte, que sugerem afinamento crustal e uplift litosférico.The Parnaíba Basin is an intracratonic depression located in northern and northeastern regions of Brazil, encompassing parts of the states of Pará, Maranhão, Piauí, Tocantins, Ceará , Bahia and an area of approximately 660.000 km². Its limits present tectonic contact with Amazonian (westwards) and São Luis (southwards) Cratons and erosive with São Francisco Craton (eastwards) and Tocantins Province (southwards). With the proposal to detail the lithosphere structure beneath the Parnaíba Basin and better understand its genesis and tectonic evolution, the present work shows the first results of the research project that uses deep seismic refraction and receiver function. The seismic survey was performed along an 1150 km long profile. The line starts in Amazonian Craton, crosses Tocantins Province (Araguaia Belt), traverse west and east limits of Parnaíba Basin (Grajaú and Teresina blocks) and ends in Borborema Province. The deep refraction experiment was carried out with 600 sensors spaced 2 km each, with bursting charges of 3.000 kg (distributed in two wells) in the extremes and 1.500 kg in intermediary shots. The receiver function technique was applied on Teleseismic registers of 40 three component short period stations, spaced every 30 km. The deep refraction seismic results show the geometry of the main crustal discontinuities and the distribution of velocities (Vp, Vs and Vp/Vs). The model brings important information like the asymmetric shape of the basin, maximum depth of 3.2 km in its depocenter and high seismic wave velocities in lower crust, probably attributed to the presence of mafic magmatic intrusion on the base of lower crust. Receiver function data present different crust Vp/Vs patterns, marked by steps on Mohorovicic interface, which corroborate the presence of different crustal blocks beneath the Parnaíba´s Basin domain, amalgam during the consolidation of West Gondwana. The crustal thickness values are positively correlated to deep seismic data, with a tendency for crustal thinning as it approaches the Borborema Province. The data even show that the central domain of the transect (Grajaú Block) was, indeed, affected by intense magmatism, which would have played an important role during the evolution of the Parnaíba Basin. The presence of mafic intrusion within the base of the crust would make it more reliable in that region and less susceptive to Cretaceous deformations related to the opening of Atlantic Ocean, due to the preservation of a fossil subducted plate and the presence of a thick and preserved crustal structure, dissonant from rift concepts, which suggest crustal thinning and lithospheric uplift.Instituto de Geociências (IG)Programa de Pós-Graduação em Geologi