UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 075

LEILA MÁRCIA MENDES CARVALHO

DATA DA DEFESA: 17/02/2006
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: PROCESSAMENTO DE DADOS EM GEOLOGIA E ANÁLISE AMBIENTAL
ORIENTADOR:  Prof. Augusto César Bittencourt Pires (UnB)
EXAMINADORES: Profa. Adalene Moreira Silva (UnB); Prof. Elton Luiz Dantas (UnB); Prof. Marcelo De Lawrence Bassay Blum (DPF); Prof. Marco Antônio Fonseca (MME); Prof. Raul Minas Kuyumjian (UnB)

Palavras-chave: Geofísica Aérea, Magnetometria Aérea, Gamaespectrometria Aérea, Mapeamento Geológico, Prospecção Mineral, Berilos, Esmeraldas, Água-Marinha .
Área de Trabalho: Região entre Itabira e Ferros, centro-sudeste do Estado de Minas Gerais.

RESUMO

A área de Itabira-Ferros está situada na região do Quadrilátero Ferrífero, Estado de Minas Gerais e é conhecida pelas abundantes ocorrências de esmeralda. A área é caracterizada por seqüências vulcanossedimentares tipo greenstone belts (Supergrupo Rio das Velhas) e formações ferríferas bandadas paleoproterozóicas do Supergrupo Minas inseridas dentro de corpos graníticos (Suíte Borrachudos). A formação da esmeralda é atribuída à interação de fluidos pegmatíticos com rochas máficas-ultramáficas do Supergrupo Rio das Velhas.
    O presente trabalho apresenta o processamento de dados, o qual teve como propósito o estudo e a análise de informações geofísicas aéreas e a integração dos mesmos com dados geológicos, para determinar prováveis zonas de mineralização de esmeralda. Os resultados obtidos com as interpretações deste aerolevantamento foram analisados individualmente e integrados entre si. O resultado deste estudo tem dois objetivos específicos: O primeiro ilustra a aplicação dos dados geofísicos no mapeamento geológico-estrutural, e o segundo à prospecção mineral. No primeiro caso procurou-se evidenciar a utilização das informações derivadas da aerogeofísica como suporte e detalhamento das atividades de mapeamento geológico e caracterização estrutural. No segundo caso, em como a aerogeofísica poderia ajudar na caracterização de alvos para a prospecção. Deste estudo destacaram-se algumas áreas com potencial neste tocante.
    Na gamaespectrometria, a imagem do canal de contagem total permitiu definir um arcabouço contemplando a compartimentação em grandes unidades para a área. A análise do comportamento dos elementos K, Th, U foi realizada em conjunto com as imagens ternárias RGB e CMY, sendo possível à separação de unidades e estruturas. O processamento dos dados aeromagnetométricos permitiu a criação de imagens do campo magnético anômalo, a amplitude do sinal analítico, o campo magnético reduzido ao pólo e a inclinação do sinal analítico. Essas imagens foram utilizadas para traçar o arcabouço com ênfase no embasamento cristalino dessa região, sendo definidas unidades magnéticas profundas e rasas. A integração das unidades magnéticas com as gamaespectrométricas permitiu delimitar 27 unidades geofísicas distintas. Muitas dessas unidades são correlacionáveis à geologia conhecida, porém outras unidades não têm aparente representação geológica em mapa. As estruturas gamaespectrométricas e magnéticas principais interpretadas mostram muitas similaridades entre si. Este padrão parece indicar que os principais lineamentos gamaespectrométricos estão associados às estruturas magnéticas. Essas por sua vez, estão diretamente associadas às estruturas tectônicas impressas na área de pesquisa. A estrutura magnética principal corta num ângulo de 70^o as estruturas gamaespectrométricas, aquelas associadas às litologias expostas na superfície. Notam-se também estruturas rúpteis de alívio nas direções E-W e N-S associadas aos lineamentos gamaespectrométricos. As análises e interpretações estruturais dessas imagens sugerem a presença de três eventos deformacionais. O lineamento D1 representa a direção de alinhamento preferencial, NE-SW. Na região central da área, tem-se uma feição em sigmóide que, provavelmente, pode representar a zona de cisalhamento Pedra Branca, de movimento dextral. O lineamento D2 trunca os lineamentos de direção E-W, configurando, provavelmente um sistema de falhas transcorrentes de movimento sinistral, visto que alguns lineamentos D1 são deslocados por D2, isto pode ser observado no grande lineamento que cruza a área na porção central, bem como do extremo norte. Outras feições rúpteis são marcadas por direção aproximada de N40^oW.
    Os mapas das interpretações dos domínios e estruturas geofísicas mostram que as mineralizações da região ocorrem em áreas falhadas, principalmente ligadas às bordas da zona de cisalhamento Pedra Branca, reflexo de deslocamento dúctil da área. A principal unidade que contém a mineralização de esmeralda é a unidade SGRv2, Supergrupo Rio das Velhas. As mineralizações conhecidas formam uma faixa entre duas falhas de mesma direção, NW-SE, entre as cidades de João Monlevade e Dores de Guanhães. As mineralizações de esmeralda ocorrem na porção leste da zona de cisalhamento Pedra Branca, ligadas diretamente às estruturas NE-SW, enquanto as águas-marinhas e outros berilos na parte central da mesma ou a outras feições NW e E-W que recortam a área. Imagem resultante da integração dos dados aeromagnéticos e aerogamaespectrométricos indica a região de ocorrência potencial de mineralização de esmeralda. Áreas potenciais sem associação espacial com ocorrências conhecidas sugerem a perspectiva de ampliação do potencial de exploração de gemas para a região.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 075

DATE OF ORAL PRESENTATION: 17/02/2006
TOPIC OF THE THESIS: Data processing in geology and in environmental analysis
ADVISOR:  Prof. Augusto César Bittencourt Pires (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: Prof. Adalene Moreira Silva (UnB); Prof. Elton Luiz Dantas (UnB); Prof. Marcelo De Lawrence Bassay Blum (DPF); Prof. Marco Antônio Fonseca (MME); Prof. Raul Minas Kuyumjian (UnB)

KeyWords:  Airborne Geophysical, Airborne Magnetic, Gamma-ray Spectrometric, Geological Mapping, Mineral Prospecting, Beryls, Emeralds, Aqua Marines

ABSTRACT

   The Itabira-Ferros area is located in the Quadrilátero Ferrifero region, State of Minas Gerais, and it is known for abundant emerald occurrences. The area is characterized by volcanic metasedimetary sequences of the greenstone belt type (Rio das Velhas Super group) and paleoproterozoic iron formations of Minas Super Group, inserted in granitic bobies (Borrachudos Unit). Emerald genesis is associated to the interaction of pegmatitic fluids with mafic-ultramafic rocks of Rio das Velhas Super group.
    The present work present data processing, with the purpose of studying and analyzing airborne geophysical information and the in integration with geological data, in order to determine zones prone to carry emerald mineralization. The results obtained with the interpretations of this airborne survey were individually analyzed and integrated among them. The final result of this study has two main specific objectives: the first illustrates the application of geophysical data to the geological and structural mapping and the second, to the mineral prospecting. In the first case evidence is shown of the use of geophysics derived information in the support of geological mapping and structural characterization. In the second, is shown how airborne geophysics can help in the characterization of exploration targets. From this study potential areas for mineralization are identified.
    In gamma-ray spectrometry, the total count image lead to the definition of a framework of major units covering the area. The analysis of the distribution of the K, U, and Th elements, used together with ternary RGB and CMY images, lead to the characterization of units and structures. The processing of airborne magnetic data lead to images of the anomalous magnetic field, amplitude of analytical signal, magnetic field reduced to the pole, and analytical signal inclination. These images conducted to the design of a framework with emphasis on the crystalline basement of the region, with the definition of shallow and deep units. The integration of magnetic and gamma-ray spectrometric units lead to the definition of 27 distinct geophysical units. Most of these units are correlates to known geological units, however some of them have no correlation with mapped units in the area. Main magnetic and gamma-ray spectrometric interpretes structures are correlated. This pattern seems to indicate that the main gamma-ray spectrometric lineaments are related to magnetic structures. These, on the other hand, are related to tectonic structures present on the study area. The main magnetic structure cuts the study area at a 70º angle to the gamma-ray structures, associated with the outcroping lithologies. Brittle structures, related to pressure relief in the directions E-W and N-S, are noticed in association with gamma-ray lineaments. Analysis and interpretation of the mentioned images suggests the presence of three deformation events. The lineament D1 represents the preferential direction of alignment, NE-SW. In the central region of the area, there is a sigmoidal feature that, probably, may reflect the Pedra Branca shear zone, with dextral movement. Lineament D2 cuts lineaments in the E-W direction, indicating, probably, a transcurrent system of faults with a sinistral movement, indicated by D1 lineament being displaced by D2 faults, as observed in central and northern portions of the area. Other brittle structures are present in the N40ºW direction.
    The maps with interpretation of geophysical units and structures show that mineralization in the region occurs in deeply faulted areas, specially associated to the border of the Pedra Branca shear zone, reflex of ductile displacement in the area. The main unit containing emerald mineralization is unit SGRv2, Rio das Velhas Supergroup. Known mineralizations form a belt, with a general NW-SE trend, between two faults, in the same direction, and the cities of João Monlevade and Dores de Guanhães. Emerald mineralizations remain to the east of the Pedra Branda shear zone, directly associated to NE-SW structures. Other beryl mineralizations (acqua marine and other beryls) are associated to the central portion of the shear zone or to other N-W and E-W features cutting the area. Image resulting from the integration of airborne magnetic and gamma-ray data indicates region with potential mineralization for emerald. Potential areas without spatial association with known occurrences suggest the enlargement of the exploration potential for gems for the region.