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Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 771-775
IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014
ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X
Caracterização geológico-estrutural de uma pedreira de
dolerito com aplicação de prospecção geofísica e análise
estrutural
Geological and structural characterization of a dolerite quarry
with geophysical prospecting and structural analysis
J. A. M. Duarte1,2*, F. P. O. Figueiredo2, M. J. M. F. Mira3
Artigo Curto
Short Article
© 2014 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP
Resumo: Com este estudo construiu-se um modelo geológicoestrutural para o dolerito da pedreira, tendo como objectivo principal
a avaliação de reservas possíveis e planificação do futuro desmonte
da pedreira.
Foi feita a prospecção geológica do dolerito aflorante de modo a
poder avaliar a disposição e relação espacial das litologias e
fracturação, as principais orientações e frequência da fracturação, e a
relação destes parâmetros com o plano de lavra das explorações
existentes. Depois da conclusão desta fase fez-se o planeamento dos
trabalhos de prospecção geofísica, de modo a obter informação em
profundidade do corpo do dolerito. Os levantamentos geofísicos
efetuados, com recurso ao método electromagnético no domínio
tempo, permitiram definir localmente, zonas com maior potencial
para exploração, tendo em conta as características geológicas e
estruturais do maciço rochoso.
Foram efectuadas 8 sondagens mecânicas e 15 sondagens de
prospecção electromagnética, na área abrangida pela pedreira, de
modo a localizar o enraizamento do corpo doleritico. Com a
interpretação das 15 sondagens geofísicas foram construídos perfis
que permitiram verificar que o corpo doleritico tem uma geometria
tipo soleira com uma espessura máxima de aproximadamente 16 m,
sendo as reservas de matéria-prima associadas à soleira relativamente
pequenas, havendo no entanto algumas reservas consideráveis
associadas ao corpo principal, que foi identificado em profundidade.
Palavras-chave: Pedreira, Dolerito, Prospecção geofísica, Método
electromagnético, Modelação geológica-estrutural.
Abstract: With this study a geological - structural model for the
studied quarry was built, having the assessment of possible reserves
and planning for the future dismantling of the quarry as its main
objective.
Geological exploration of the outcropping dolerite was made in order
to assess the layout and spatial relationship of lithology and
fracturing, the fracture main orientation and frequency and the
relationship of these parameters with the mining plan of the existing
explorations. After completing this phase, the planning work of
geophysical prospecting was carried out, in order to obtain in-depth
information from the dolerite. The geophysical survey performed,
using the time-domain electromagnetic method, allowed the
definition of areas with the highest potential for exploitation, taking
into account the geological and structural characteristics of the rock
mass.
Fifteen electromagnetic soundings, regularly spaced in the area
covered by the quarry, were made in order to find the dolerite roots.
The geophysical profiles interpretation pointed out that the dolerite
body has sill geometry with a maximum thickness of approximately
16 m, with relatively small reserves of raw materials associated with
the sill. Even so there are some important reserves associated to the
main body, which was identified in depth. To confirm the data
obtained with the geophysical surveys, eight drills were performed.
Keywords:
Quarry,
Dolerite,
Geophysical
prospecting,
Electromagnetic method, Geological and structural modeling.
1
IQGeo – Serviços, Lda.
Centro de Geociências, UC e Departamento de Ciências da Terra, F.C.T.U.C.
3
Maria Mira Consultores, Lda.
*
Autor correspondente / Corresponding author: [email protected]
2
1. Caracterização física da área de estudo
1.1. Localização geográfica
A área de estudo, corresponde à pedreira da Jobasaltos,
Extracção e Britagem, S.A., situa-se em Casais Gaiola,
freguesia de Landal, concelho das Caldas da Rainha,
distrito de Leiria (Fig. 1). A área que serve de objeto de
estudo, encontra-se referenciada na Carta Geológica de
Portugal, folha 30-B, na escala 1:50 000 (Fig. 1).
1.2. Caracterização geológica
A actividade ígnea de natureza transicional que ocorre na
Bacia Lusitanica, bacia sedimentar que se desenvolveu na
Margem Ocidental Ibérica (MOI) durante parte do
Mesozóico, é representada por afloramentos intrusivos na
forma de domas e filões que se distribuem ao longo dos
alinhamentos oriental e ocidental que a limitam e ainda
pelos associados às estruturas diapíricas (Kullberg et al.,
2006).
O local onde foi efetuado o estudo, situa-se no
complexo vulcânico da Serra de Todo-o-Mundo que é
constituída por um sill ou por um derrame lávico (?) em
relação possível com uma chaminé.
O dolerito aflorante, mostra nitidamente estrutura
ofítica, por vezes grosseira estando implantado nos
arenitos jurássicos. Na área, desenvolve-se um complexo
de conglomerados, de grés e de argilas de cores diversas
(Zbyszewski et al., 1966) (Fig. 1).
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J. A. M. Duarte et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 771-775
Verifica-se, em alguns locais da pedreira, que existem
rochas doleríticas intercaladas em arenitos argilosos e
argilas, que evidenciam algum metamorfismo de contacto.
Embora a rocha aflorante e explorada na pedreira seja
um dolerito, esta é vulgarmente designada por basalto
(nome comercial).
1.3. Caracterização das estruturas
A evolução tectónica da Bacia Lusitanica foi condicionada
por falhas que se formaram durante o episódio de
gracturação tardi-varisca aproximadamente entre os 300 e
os 280 M.a. Este episódio tardi-orogénico resulta de
imposição de regime de cisalhamento direito à micro-placa
ibérica nos seus paleolimites E-W setentrional e
meridional, dos quais resultariam as falhas de
desligamento esquerdo de direcção aproximada NNE-SSW
a NE-SW. Outras falhas orogénicas variscas de orientação
N-S (falha de Porto-Tomar) e NW-SE foram também
importantes na estruturação da Bacia Lusitânica (Kullberg
et al., 2006).
Do conhecimento actual da cartografia geológica,
verifica-se que o complexo vulcânico é atravessado por
vários acidentes tectónicos com orientação NW-SE e NESW. No terreno, para além das disjunções prismáticas,
características destas estruturas, são identificáveis falhas
com orientação E-W e atitude subvertical, bem como as
falhas cartografadas e referidas.
Não foram identificados critérios de movimento
(espelho de falha, estrias de atrito, mudança brusca de
litotipos) que permitissem caracterizar como estes
acidentes controlam a massa mineral em análise.
Fig. 1. Localização geográfica geral da área de estudo. Carta Administrativa Oficial de Portugal no mapas.igeo.pt. (consultado em 08/03/2014) e
enquadramento da área de estudo no excerto da Carta Geológica de Portugal, folha 30-B Bombarral. Carta geológica simplificada na escala 1:25 000.
Fig. 1. General geographic location of the study area. Official Administrative Map of Portugal on mapas.igeo.pt. (accessed on the 08/03/2014) and
framework of the study area in excerpt of the Carta Geológica de Portugal, folha 30-B Bombarral. Simplified geological map, at the scale 1:25 000.
2. Levantamento geofísico e sondagens mecânicas
Para a realização deste levantamento foi utilizado o
método eletromagnético, no domínio tempo, com a
realização de 15 sondagens estrategicamente posicionadas
(Fig. 2), de modo a abranger toda a área estudada, com
aproximadamente 5,5ha, e contribuir para esclarecer as
dúvidas existentes quanto à geometria e desenvolvimento
da estrutura doleritica em profundidade (IQGeo, 2012).
A utilização de métodos eletromagnéticos no domínio
do tempo está, de uma forma geral, direcionada para o
estudo da prospecção mineira de depósitos minerais
profundos, fornecendo bons resultados na determinação da
sua geometria e desenvolvimento vertical e horizontal.
Neste método, o campo primário é gerado em pulsos da
ordem dos milissegundos, é posteriormente desligado e o
campo secundário induzido no subsolo é então medido. No
entanto, é possível a utilização de apenas uma antena
Caracterização geológico-estrutural de dolerito
(“loop”) quer para a indução quer para a deteção do campo
induzido, tornando os trabalhos de campo relativamente
expeditos (Correia et al., 2010). A intensidade do campo
magnético transmitido é função do número de espiras, da
intensidade de corrente que circula na bobine, bem como
da área da antena ou “loop” transmissor.
Verifica-se que a propagação do campo transiente é
função destas variáveis, em particular da condutividade
elétrica uma vez que a variabilidade da permeabilidade
magnética é baixa para a generalidade dos materiais
geológicos podendo, no entanto, ser fator determinante na
obtenção de modelos fidedignos particularmente em meios
cuja mineralogia esteja associada a elementos metálicos.
Esta técnica, permite a detecção e localização de
formações que exibam valores de resistividade
contrastantes com os do restante meio geológico (AEMR,
2007), condições essas que se encontram no local em
estudo e que já foram aplicadas no estudo de outros
doleritos (Cruz et al., 2010).
Os levantamentos geofísicos foram realizados com um
equipamento TEM FAST - 48 HPC (AEMR, 2007) e para
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a georreferenciação dos dados dos levantamentos e
topografia do terreno utilizou-se um GPS Ashtech
MobileMapper 100. Foram utilizadas antenas com
geometria quadrada, com dimensões a variar entre os 10 e
25m. Essa diferença de dimensões foi devida às
condicionantes físicas existentes no terreno. No entanto,
sempre que possível foram utilizadas antenas com a maior
dimensão, de modo a aumentar a profundidade de
investigação
A campanha de prospecção geofísica permitiu
selecionar os melhores locais para a realização de uma
campanha de oito sondagens mecânicas (MMC, 2012).
Essas sondagens mecânicas permitiram confirmar alguns
pormenores estruturais levantados pela campanha de
prospecção geofísica e esclarecer algumas dúvidas, bem
como utilizar essa informação para o ajuste do modelo
geofísico.
As oito sondagens mecânicas destrutivas foram
efetuadas com uma perfuradora existente na pedreira, para
identificação das litologias, estado de alteração e nível
freático.
Fig. 2. Localização das sondagens electromagnéticas, sondagens mecânicas, e falhas interpretadas (linha tracejada branco), adaptada de MMC.
Fig. 2. Location of electromagnetic surveys, mechanical surveys, and interpreted faults (white dashed line), adapted from MMC.
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J. A. M. Duarte et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 771-775
3. Resultados obtidos
Para o processamento de dados, representação das
superfícies topográficas, construção das secções de
resistividade e modelação 3D utilizaram-se os suportes
informáticos ArcGIS 10 da ESRI, RockWorks 15 e
TEM-RES-WIN (IQGeo, 2012).
Para o efeito, o algoritmo utilizado na modelação
3D, no RockWorks 15, foi a ponderação direcional
(“Directional Weighting”), algoritmo esse que
proporciona uma aproximação mais fidedigna do
modelo à realidade.
Dos 15 locais onde foram realizados levantamentos
geofísicos, TEM 1 a TEM 15, foram elaborados perfis
2D e um modelo 3D interpretativo da disposição
geológico-estrutural do maciço, elaborados a partir dos
valores obtidos através da inversão no TEM-RES-WIN
(AEMR, 2009), utilizando o RockWorks 15.
O ajuste da modelação, foi possível através da
combinação de dados da informação recolhida pelas
sondagens mecânicas e dos dados das sondagens
eletromagnéticas.
Da análise das sondagens mecânicas efetuadas, com
uma profundidade média de 25 metros, foi possível
definir as litologias, nível freático e correlação espacial
entre elas (MMC, 2012).
Com a informação das sondagens mecânicas e das
sondagens eletromagnéticas construíram-se as secções
de resistividade, que mostram a disposição dos diversos
tipos litológicos presentes, assim como a sua relação
espacial. Os modelos 2D, permitiram numa primeira
análise, definir a disposição espacial do dolerito, e a
fracturação associada.
A litologia correspondente ao dolerito, com valores
de resistividade acima dos 800 ohm.m, foi assinalada
com uma elipse, apresenta uma configuração
descontínua, resultante das estruturas tectónicas
existente, estando assinaladas com uma linha tracejada,
nas figuras refentes às secções de resistividade.
Os valores de resistividade que variam entre
10ohm.m e 800 ohm.m, corresponderam as litologias
circundantes à intrusão doleritica e à escombreira da
pedreira.
Verifica-se que associado às descontinuidades do
dolerito, em profundidade existe uma zona bem definida
de resistividades inferior a 10ohm.m, correspondente a
uma estrutura geológica bastante alterada, com direção
aproximada N70ºE, e que foi confirmada pelas
observações de campo. Esta estrutura está assinalada,
nos perfis, com uma elipse a tracejado.
Os dados obtidos na inversão, foram posteriormente
tratados no RockWorks 15, obtendo-se uma modelação
geológico-estrutural 3D (Figs. 3 a), b), c,)).
Na verdade, a interpretação dos perfis de TEM, são
interpretações 1D interpoladas em 2D e 3D.
Para melhor efeito de visualização das estruturas
descritas, foram construídos vários modelos com
intervalos de resistividade e perspetivas diferentes.
O modelo 3a) foi construído para valores superiores
a 800 ohm.m e com perspetiva N-S.
O modelo 3b) foi construído para valores superiores
a 400 ohm.m e com perspetiva N-S.
Por último, o modelo 3c) foi construído para valores
superiores a 100 ohm.m e com perspetiva N-S.
Da integração dos dados de 2D, 3D, sondagens
mecânicas e dados de campo, obteve-se um modelo 3D
onde se pode observar a disposição do dolerito em
relação às litologias circundantes, assim como as falhas
que estão na origem desta configuração (Fig. 4).
Fig. 3. a) Modelo 3D, com valores de resistividade acima de 800 ohm.m, Direção N-S, b) Modelo 3D com valores de resistividade acima de 400 ohm.m,
Direção N-S, c) Modelo 3D com valores de resistividade acima de 100 ohm.m, Direção N-S.
Fig. 3. a) 3D model with resistivities above 800 ohm.m, N-S direction, b) 3D model with resistivities above 400 ohm.m, N-S direction, c) 3D model with
resistivity values above 100 ohm.m Directing N-S.
Caracterização geológico-estrutural de dolerito
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Fig. 4. Modelo 3D, com projecção da fracturação e relação espacial com o afloramento. Direção N-S.
Fig. 4. 3D Model with projection of fracturing and spatial relationship to the outcrop. N-S direction.
4. Considerações finais
A integração dos dados da prospecção electromagnética,
sondagens mecânicas e observações de campo, permitiram
construir um modelo geológico-estrutural que reflete o
modelo das estruturas geológicas e que foi confirmado por
informações sobre o desenvolvimento da exploração da
pedreira.
A disposição do dolerito, na área estudada, apresenta
uma configuração tipo soleira (Fig. 4), com uma espessura
máxima de aproximadamente 16m, que se prolonga entre
as sondagens TEM1 à TEM 14.
Na parte mais a Este da pedreira (TEM 10 a TEM 1) o
dolerito é aflorante ao contrário do que se verifica a Oeste
(TEM 11 a TEM 15), e que se encontra a uma
profundidade superior a 10m, como se pode observar na
sondagem TEM 12, e à profundidade de 30m, na TEM 13
e TEM14.
Esta soleira está bastante fraturada (Fig. 4 (linha
tracejada a negro)), apresentando mesmo um elevado grau
de alteração, podendo essa estrutura ser encontrada a
diferentes profundidades, em várias sondagens, sendo esse
facto explicado pela tectónica regional.
O afloramento do corpo principal encontra-se a Oeste,
TEM 13 e TEM14, a partir do qual se desenvolve a soleira
da estrutura doleritica.
Para trabalhos futuros no desenvolvimento da
exploração da pedreira, as reservas de matéria-prima
associadas à soleira, são relativamente pequenas, dada a
sua disposição e espessura, havendo no entanto algumas
reservas consideráveis associadas ao corpo principal.
A profundidade a que se encontra este corpo pode é
uma das condicionantes à viabilidade técnica e económica
da sua exploração.
Agradecimentos
Agradecemos à Sra. Fernanda Batista e ao Sr. João Carlos
Batista, sócios da Jobasaltos, Extracção e Britagem, S.A,
pela empenho e disponibilidade demostrada, durante a
execução dos trabalhos de campo, assim como a
autorização para a publicação dos dados.
Os trabalhos de campo e de gabinete, que permitiram a
elaboração deste estudo, foram realizados no âmbito da
Bolsa de Investigação com a referência SFRH / BDE /
51635 / 2011, financiada pelo POPH - QREN - Tipologia
4.1 - Formação Avançada, comparticipado pelo Fundo
Social Europeu e por fundos nacionais do MEC e pela
IQGeo-Serviços,Lda.
Referências
Cruz, R.J.L., Machadinho, A., Correia, C.G., Figueiredo, F.P.O.,
2010. Estudo preliminar da geometria do dolerito de Outeiro
(Soure), pelo método electromagnético no domínio do tempo.
Geosciences On-line Journal, 10(7), 3p.
Correia, C.G., Cruz, R.J.L., Figueiredo, F.P.O., Azevedo, J.M.M.,
Rodrigues,
N.V.,
2010.
Resultados
de
prospecção
electromagnética nos domínios frequência e tempo. Caso de
estudo: Montouro (Cantanhede). Anais do 10º Congresso da
Água, APRH, Alvor, Portugal. Comunicação 116, CD-ROM, 16
p.
Kullberg, J.C., Rochas, R.B., Soares, A.F., Rey, J., Terrinha, P.,
Callapez, P., Martins, L., 2006. A Bacia Lusitaniana:
Estratigrafia, Paleogeografia e Tectónica. In: R. Dias, A. Araújo,
P. Terrinha, J. C. Kullberg, (Eds). Geologia de Portugal no
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Zbyszewski, G., Veiga Ferreira, O., Manuppella, G., Assunção,
C.F.T., 1966. Carta Geológica de Portugal, folha 30-B,
Bombarra na escala 1:50 000. Notícia explicativa da Folha 30B, Bombarral. Serviços Geológicos de Portugal, Lisboa, 22 p.
AEMR, 2007. Manual TEM-FAST48HPC. Version 7.3. Applied
Electromagnetic Research (AEMR), The Netherlands.
AEMR, 2009. Manual TEM-RESEARCHER. Version 7. Applied
Electromagnetic Research (AEMR), The Netherlands.
IQGeo, 2012. Relatório de prospecção geofísica. Maria Mira
Consultores, Lda.
MMC, 2012. Relatório de sondagens mecânicas destrutivas.
Jobasaltos, SA.