UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS
Mapeamento Gravimétrico e Cintilométrico das
estruturas da Bacia Paraíba (Parte Oriental) entre
os paralelos Ponta do Funil (PE) e Pitimbú (PB).
Edlene Pereira da Silva
Recife, 2006
Laboratório
de Geofísica
Aplicada
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS
Mapeamento Gravimétrico e Cintilométrico das
estruturas da Bacia Paraíba (Parte Oriental) entre
os paralelos Ponta do Funil (PE) e Pitimbú (PB).
Monografia
Aluna: Edlene Pereira da Silva
Orientadores: Joaquim Alves da Motta
Lúcia Mafra Valença
Laboratório
de Geofísica
Aplicada
2
SUMÁRIO
Dedicatória
Agradecimentos
Resumo
Abstract
Lista de Figuras
Lista de Fotos
Lista de Tabelas
1- Introdução......................................................................................................................................
1.1- Objetivo.................................................................................................................................
1.2- Localização, Vias de Acesso e Aspectos Fisiográficos.........................................................
1.3- Materiais e Métodos ...........................................................................................................
01
02
03
05
2- Geologia........................................................................................................................................
2.1- Introdução............................................................................................................................
2.2 - Evolução dos conhecimentos Geológicos...........................................................................
2.3 - Evolução dos conhecimentos Geofísicos............................................................................
2.4 – Evolução Tectônica das Bacias de Pernambuco e da Paraíba............................................
2.4 - Unidades Litoestratigráficas...............................................................................................
10
10
11
16
21
22
3- Gravimetria....................................................................................................................................
3.1- Fundamentos do Método......................................................................................................
3.2 - Instrumentação Utilizada....................................................................................................
3.2.1 - Descrição e princípio de funcionamento dos principais instrumentos para efetuar
as medidas de gravidade.......................................................................................................
3.3 - Procedimento de campo na área ........................................................................................
3.4 - Interpretação dos dados.......................................................................................................
3.4.1 - Descrição Qualitativa do Mapa Bouguer.................................................................
3.4.2 - Análise do Mapa Residual.........................................................................................
3.4.3 - Análise do Mapa Regional........................................................................................
3.4.4 - Comparação dos mapas Topográfico e Geológico (CPRM, 2002)...........................
3.5 - Resultados do Levantamento Gravimétrico........................................................................
27
27
32
34
35
38
39
42
44
45
47
4 - Radiometria..................................................................................................................................
4.1 - Características do Método...................................................................................................
4.2 - Instrumentação Utilizada ...................................................................................................
4.2.1 - Descrição e princípio de funcionamento dos cintilômetros:..................................
4.3 - Procedimento em campo.....................................................................................................
4.4 - Confecção do mapa.............................................................................................................
4.5 - Interpretação.......................................................................................................................
4.6 – Resultados do Levantamento Radiométrico.......................................................................
48
48
49
49
50
51
52
55
5 - Conclusões do Trabalho............................................................................................................... 56
6 - Referências Bibliográficas............................................................................................................ 57
7- Anexos........................................................................................................................................... 63
7.1 - Anexo 1: Background e Anomalia Radioativa.................................................................... 63
7.2 - Anexo 2: Mapa de Contorno Estrutural sugerido para o Embasamento da área................ 65
3
LISTA DE FIGURAS
FIG. 1 - Área de estudo (destacada em vermelho) juntamente à área de estudo a oeste, ambas sobrepostas ao mapa
geológico da CPRM (2002)....................................................................................02
FIG. 2 - Mapa do Brasil, mostrando a região Nordeste destacada ao lado..............................................03
FIG. 3 - Mapa da região nordeste mostrando o estado de Pernambuco e da Paraíba, destacando onde está inserida a
área de estudo....................................................................................................................03
FIG. 4 - Mapa de localização das cidades de Recife e Olinda - estado de Pernambuco, Nordeste do
Brasil.........................................................................................................................................................03
FIG. 5 - Localização do afloramento da Ponta do Funil na praia de Barra de Catuama, PE....................06
FIG. 6 - Mapa Topográfico, com os pontos plotados partes integrantes das Folhas Itamaracá (MI-1293) e João
Pessoa (MI-1214). Escala 1:100.000.............................................................................................08
FIG. 7 - Localização da Bacia da Paraíba e sua compartimentarão em sub-bacias, mostrando a influência dos
lineamentos pré-cambrianos na sua estruturação e divisão (Barbosa, 2004)....................10
FIG.8 - Província Borborema (Fonte: http://www.isteem.univ-montp2.fr/TECTONOPHY/rheology/bre
sil/borborema_field.html).........................................................................................................................13
FIG. 9 - Comportamento estrutural da Bacia da Paraíba: rampa inclinada para o Atlântico, segundo Barbosa &
Lima Filho (2004, 2005).........................................................................................................14
FIG. 10 - Perfil geológico ao longo da linha de costa entre o Alto de Mamanguape e o Alto de Barreiros, mostrando
os domínios da Bacia da Paraíba e de Pernambuco...............................................15
FIG. 11 - Evolução tectônica das bacias de Pernambuco e da Paraíba segundo Lima Filho (2005).......22
FIG. 12 - Coluna Litoestratigráfica da Bacia da Paraíba (Sub-bacias de Alhandra e Miriri). Barbosa
2004..........................................................................................................................................................23
FIG. 13 - Mapa Gravimétrico Bouguer da área de estudo (destacada) juntamente com a área vizinha a
oeste..........................................................................................................................................................39
FIG. 14 - Mapa Gravimétrico Bouguer mostrando os alinhamentos sugeridos.......................................42
FIG. 15 - Mapa Gravimétrico Residual da área de estudo (destacada) juntamente com a área vizinha a
oeste..........................................................................................................................................................43
FIG. 16 - Mapa Gravimétrico Regional da área de estudo (destacada) juntamente com a área vizinha a
oeste..........................................................................................................................................................44
FIG. 17- Mapa Gravimétrico Bouguer com o posicionamento dos Perfis A-B e C-D.............................45
FIG. 18 - Perfil A-B..................................................................................................................................46
FIG. 19 - Perfil C-D..................................................................................................................................46
4
FIG. 20 - Mapa Radiométrico destacando as área de mapeamento..........................................................51
FIG. 21 - Mapa Radiométrico da área de estudo, gerado no Surfer.........................................................52
LISTA DE FOTOS
Fotos 1 - Afloramentos das Formações Gramame e Maria Farinha. na Ponta do Funil, praia de Barra de
Catuama....................................................................................................................................................06
Fotos 2 - Afloramentos das Formações Gramame e Maria Farinha, na Ponta do Funil, praia de Barra de
Catuama....................................................................................................................................................06
Foto 3 - Observações de Campo: Afloramentos da Formação Barreiras.................................................07
Foto 4 - Observações de Campo: Afloramentos da Formação Barreiras.................................................07
Foto 5 - Observações de Campo: Rodovias da área em estudo................................................................07
Foto 6 - Gravímetro La Coste & Romberg, usado no levantamento........................................................33
Foto 7 - E-map Garmin – usado para posicionamento de estações..........................................................33
Foto 8 - Obtenção de posicionamento no Rio Goiana, com E-map Garmin............................................33
Foto 9 - Altímetro utilizados nos levantamento altimétrico: 2 digitais da marca Barigo e 6 analógicos da marca
Thomen...........................................................................................................................................34
Foto 10 - Psicrômetro Lambrecht utilizado em campo.............................................................................34
Foto 11 - Base Gravimétrica: Igreja Matriz N. Sra. do Rosário, no Centro de Goiana............................36
Foto 12 - Afloramentos à margem do Rio Goiana....................................................................................37
Foto 13 - Afloramentos à margem do Rio Goiana....................................................................................37
Foto 14 - Afloramentos à margem do Rio Goiana....................................................................................37
Foto 15 - Afloramentos à margem do Rio Goiana....................................................................................37
Foto 16 - Afloramentos à margem do Rio Goiana....................................................................................37
Foto 17 - Manejo do cintilômetro em campo...........................................................................................49
5
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Correspondência entre radiação e unidade litológica, segundo os autores Manso, Motta e
Correia..................................................................................................................................................... 54
6
A LAURA, minha mãe
À memória do meu pai, EVARISTO
7
AGRADECIMENTOS
À minha família, em especial meus pais, pessoas que mais amo e me orgulho na vida, a
quem devo tudo que sou e o que conquistei; a meus irmãos, Edleuza, Eduardo, Ediluze e Emanoel e a
meus tios Luiz e Rosa pelo apoio e incentivo, principalmente nos momentos difíceis. A todos expresso
minha enorme gratidão.
Ao grande amigo e orientador Prof. Dr. Joaquim Alves da Motta, pelas valiosas
orientações e pelo constante e paciente auxílio no esclarecimento de dúvidas.
A Watson, meu companheiro, pelo apoio, incentivo e auxílio na confecção deste relatório.
Aos colegas do LGA, Everton, pelas proveitosas discussões e parceria nos trabalhos de
campo e laboratório e a Luciana e João, pelo companheirismo e auxílio ao longo do desenvolvimento de
todo trabalho realizado.
Aos professores Lúcia Maria Valença Mafra, Paulo de Barros Correia, Valdir do Amaral
Vaz Manso, pelas críticas e sugestões apresentadas.
Aos colegas Elida, Lucas e Cleyton, pelo apoio nos trabalhos de campo e Antônio,
Francisco, Débora e Emília pelo fornecimento de dados e informações.
A todos os professores do Departamento de Geologia e aos professores Lucivânio Jatobá,
do Departamento de Geografia, Ana Lúcia Bezerra Candeias, do Departamento de Engenharia
Cartográfica e André Padilha, do Departamento de Letras pela dedicação e transmissão dos
conhecimentos, auxiliando em minha formação.
Ao Programa de Desenvolvimento de Recursos Humanos PRH-26 / ANP / UFPE que
tornaram possível a realização deste trabalho.
A todos os colegas e funcionários da UFPE que contribuíram de alguma forma para mais
essa conquista.
Nossos sinceros agradecimentos...
8
RESUMO
O presente trabalho, realizado na região entre Goiana - PE e Pitimbú - PB consiste de estudo geológico e
mapeamento geofísico com método potencial (Gravimetria) e radiométrico em escala regional, resultando na geração dos
mapas radiométricos e de controle estrutural do embasamento da área estudada, a fim de relacionar estruturas a ocorrências de
petróleo e gás.
Do ponto de vista radiométrico, a área não apresenta concentrações significativas de minerais radioativos, sendo
medidos em toda a sua extensão valores em torno do background. Assim sendo, a radiometria apresentou-se como uma
ferramenta útil na diferenciação de tipos litológicos.
Com relação à gravimetria, foram constatadas anomalias caracterizadas por alinhamentos
paralelos à costa, os quais mostram valores invertidos devido à descontinuidade de Mohorovicič e,
associados a estes, lineações perpendiculares à costa (norte-sul), reflexos prováveis do desnivelamento de
blocos, representados pelos grabens de Goiana e Itapessoca e o Alto estrutural ou Horst Santa Tereza,
descritos neste trabalho.
Palavras-chave: Geofísica, Gravimetria, Radiometria, Arcabouço Estrutural.
9
Abstract
The present work, carried out in the region from Goiana - PE and Pitimbú – PB, Brazil, consists of a geological
study and geophysical survey involving potential method (gravimetry) and radiometry in regional scale, resulting in the
generation of the radiometric maps and the basin’s structural control maps in the studied area, with the intention of relating
structures to oil and gas ocurrence.
From the radiometric view-point, the framed area does not show significant concentrations of radioactive minerals,
having been measured in all of its extent values around the background. This way, radiometry has proven to be a very useful
tool to differentiate among various lithological types.
Relatively to gravimetry, anomalies were found characterized by lineations parallel to the shoreline, which present
inverted values due to Mohorovicič discontinuity and, associated to them, lineations perpendicular to shoreline (north-south),
probable signs of block uneveness, represented by Goiana and Itapessoca grabens and the structural heights or Horst Santa
Tereza, described in this work.
Keywords: Geophysical, Gravimetry, Radiometry and Framework.
10
1 - INTRODUÇÃO
A análise do arcabouço estrutural de uma bacia, de sua composição litológica e dos processos
envolvidos em sua gênese possibilita avaliar o potencial produtor de óleo e gás que a mesma apresenta. O
desenvolvimento de estudos geológicos torna-se imprescindível e quando associado à Geofísica
consolida-se como uma fonte preciosa e segura de informações, por esta possibilitar a identificação, o
posicionamento e a caracterização de estruturas presentes na bacia.
O presente trabalho apresenta o resultado do mapeamento gravimétrico - estrutural de parte das
sub-bacias Olinda e Alhandra, ambas pertencentes à Bacia da Paraíba (visualizar a Fig. 7), a qual ocupa a
faixa costeira entre o Lineamento Pernambuco e a Falha de Mamanguape ao norte da cidade de João
Pessoa, na Paraíba (Feitosa & Feitosa, 1986 e Barbosa, 2004).
O trabalho geológico foi desenvolvido principalmente através da elaboração do Mapa
Radiométrico da área de estudo, comparando-o posteriormente com informações do Mapa geológico de
Pernambuco (CPRM, 2002 e 2004) e com valores de Mapeamentos Radiométrico de áreas vizinhas,
realizados por Manso (1982), Correia (1986) e Motta (1986); Também foram elaborados os Mapas
Gravimétricos Bouguer, Regional e Residual com o intuito de fornecer informações para compor um
mapa de contorno estrutural do embasamento, por estes possibilitarem a elucidação das estruturas
presentes na região estudada, no esforço de, dentro das condições possíveis, contribuir para aumentar o
grau de conhecimento da Bacia da Paraíba.
11
1.1 - Objetivo
O presente relatório tem como objetivo primordial contribuir com novas informações,
interpretativas e conclusivas favoráveis ao estudo relacionados com hidrocarbonetos e/ou sua possível
ocorrência em parte da Bacia da Paraíba, através de estudo geológico e mapeamento geofísico com
método potencial (Gravimetria) e radiométrico como parte necessária à conclusão da graduação em
geologia pela Universidade Federal de Pernambuco, tendo o apoio do Programa de Recursos Humanos
(PRH-26), da Agência Nacional do Petróleo (ANP).
Neste trabalho procurou-se melhor estudar o posicionamento Tectono-gravimétrico da Bacia
Paraíba para o conhecimento de novas estruturas relacionadas à ocorrência de petróleo e gás. No âmbito
da Geofísica foram realizados levantamentos gravimétricos com análises qualitativas na área de interesse.
Utilizou-se também método radiométrico (cintilometria), com o objetivo de auxiliar o modelamento
geológico, compilando os dados referentes à área de estudo (destacada em vermelho na Fig. 1) e também
à área de estudo a oeste, referente ao mapeamento de Menor (inédito), a fim de posicionar as rochas
sedimentares em relação ao embasamento, estando ambas sobre o mapa geológico da CPRM (2002).
LEGENDA
Q
NQb
Kg
Kb
APgm
Depósitos quaternários indivisosos: areias, silte, argilas, vasas
diatomáceas, sedimentos turfáceos
de ambiente flúvio-lacustre, areias
de cordões litorâneos sub-atuais e
atuais; sedimentos de mangue,
lagunares, aluvionares, planície de
maré, cobertura eluvial arenosa e
paleodunas.
Formação Barreiras: Arenitos finos
a médios ou conglomeráticos, com
intercalações de siltitos e argilitos,
dominantemente
associados
a
sistemas fluviais.
Formação Gramame: Calcarenitos,
calcários arenosos e calcários
Formação
Beberibe:
Arenitos
friáveis médios a finos, cinzentos a
creme, mal selecionados, com
intercalações de camadas sílticoargilosas e presença de leitos
conglomeráticos.
Complexos gnaissicos-migmatíticos,
ortognaisses e augen gnaisses
FIG. 1 - Área de estudo (destacada em vermelho) juntamente à área de estudo a oeste, ambas sobrepostas ao mapa
geológico da CPRM (2002).
12
1.2 - Localização, Vias de Acesso e Aspectos Fisiográficos.
A área de estudo está situada na Região Nordeste do Brasil, abrangendo os limites entre os
extremos do litoral norte do Estado de Pernambuco e sul do Estado da Paraíba (Vide mapas de
localização da área, Fig. 2, 3 e 4), incluindo as praias de Ponta de Pedras, Carne de Vaca, Catuama (na
Cidade de Goiana-PE), e Acaú (Município de Pitimbú - PB).
PITIMBÚ
PB
ACAÚ
PE
FIG. 2 - Mapa do Brasil,
mostrando a região Nordeste
destacada ao lado.
PONTAS DE
PEDRA
PONTA DO FUNIL(B. CATUAMA)
FIG. 3 - Mapa da região nordeste mostrando o estado
de Pernambuco e da Paraíba, destacando onde está
inserida a área de estudo.
FIG. 4 - Mapa de localização das
cidades de Recife e Olinda estado de Pernambuco, Nordeste
do Brasil.
Geograficamente, a área está localizada em parte das Folhas Itamaracá (MI-1293) e João Pessoa
(MI-1214), ambas publicadas pela SUDENE na escala de 1:100.000, cujas coordenadas geográficas
limites são longitude 286.000 e 304.000 e latitude 9.150.000 e 9.174.000, compreendendo uma área de
327,726Km2.
A principal via de acesso à área, partindo de Recife é a rodovia BR-101 norte (asfaltada),
distando 60 km do Recife, com a área de estudo encontrando-se bastante recortada por estradas, em sua
maioria, não pavimentadas e de difícil acesso, por se tratar de uma área de canavial.
13
Fisiograficamente, a área é caracterizada por um relevo composto por Planície Costeira e
Tabuleiros Costeiros nos quais ocorre solo arenoso e síltico arenoso.
A área encontra-se nas Mesorregiões da Mata Setentrional Pernambucana e da Mata Paraibana
litoral sul, sendo enquadrada, segundo W. Köppen num Clima tipo As’ (clima quente e úmido, com
regime de chuvas de outono – inverno). A temperatura média anual oscila em torno de 24º C e a
precipitação anual varia entre 2.200 e 1.000 mm (Andrade, 2003).
A rede hidrográfica da área é relativamente densa e caracterizada por rios de caráter dendrítico.
O principal coletor de águas é o Rio Goiana, que corre no sentido oeste-leste, tendo sua importância
devida a, entre outros, servir para atividades de pesca e como rio turístico. Também podemos citar o Rio
Mega Ó, paralelo ao principal, e o Rio Capibaribe Mirim como os rios de menor expressão, mas com
importância atribuída, respectivamente, a pesca e como captador de água para irrigação no plantio de
cana-de-açúcar.
As formações vegetais predominantes, segundo Andrade (2003) são do tipo Floresta
subperenifólia (árvores de grande porte, que refletem o clima As’) e Formações Litorâneas (manguezais,
matas de restinga, e formações de praia), apresentando na área solos podzólicos - Solos Profundos e bem
desenvolvidos (SUDENE, 1985).
14
1.3 - Materiais e Métodos
Os procedimentos adotados para a confecção deste trabalho envolveram efetivamente três fases
principais, as quais constaram primeiramente de uma definição da área de estudo e pesquisa bibliográfica,
posteriormente iniciou-se etapas de campo, para aquisição de dados e finalmente uma fase em laboratório
que envolveu processamento dos dados e interpretação dos resultados.
Numa fase preliminar, foi definida a área a ser mapeada, a escala de trabalho e as principais
metas a se atingir, tendo início extensas atividades de levantamento bibliográfico, referente aos dados
geológicos, estratigráficos, geofísicos e paleontológicos disponíveis sobre as unidades estudadas e sobre a
Bacia Paraíba em geral. Foram adquiridos mapas geológicos e topográficos, assim como fotografias
aéreas, que permitiram um prévio conhecimento das estruturas locais existentes na região.
A fase referente ao campo, foi dividida em 11 etapas, irregularmente distribuídas, onde se
desenvolveram estudos geológicos e geofísicos concomitantemente na área de estudo e na área de estudo
a oeste, correspondente à área de mapeamento de Everton Menor (Inédito). Nela foi realizado
reconhecimento geológico preliminar, buscando-se a observação da geomorfologia da região, juntamente
com levantamentos gravimétrico e radiométrico em escala de 1:100.000. Em alguns dos poucos
afloramentos existentes, observaram-se afloramentos naturais, como, na praia da Barra de Catuama (Fig.
5- Localização com as fotos 1 e 2 da área de estudo), onde se pôde diferenciar as Formações Maria
Farinha e Gramame, notando-se o posicionamento estratigráfico, com medição de estruturas, visando a
uma melhor interpretação das unidades e uma correlação espacial dos afloramentos. Nessa etapa ocorreu
coleta sistemática de amostra de sedimentos em alguns trechos.
15
FONTE: Moraes, 2005.
FONTE: Moraes, 2005.
FONTE: Moraes, 2005.
Fotos 1: Afloramentos das Formações Gramame e Maria
Farinha. na Ponta do Funil, praia de Barra de Catuama.
Fotos 2: Afloramentos das Formações Gramame e Maria
Farinha, na Ponta do Funil, praia de Barra de Catuama.
FIG. 5 – Localização do afloramento da Ponta do Funil na praia de Barra de Catuama, Pernambuco e as fotos da área de estudo
(Fotos 1 e 2).
Pôde-se também visitar alguns poucos afloramentos da Formação Barreiras (Fotos 3 e 4), mas
existe grande escassez de afloramentos na área escolhida para realização dos estudos devido a esta ser,
em boa parte, dominada por plantio de cana-de-açúcar, apresentando solo removido, o que representou
dificuldades para o mapeamento geológico, recorrendo por esse motivo ao método radiométrico na
tentativa de determinação da litologia da região.
16
FONTE: João Rodrigues. Tavares Júnior.
FONTE: João Rodrigues Tavares Júnior.
Fotos 3 e 4 - Observações de Campo: Afloramentos da Formação Barreiras
Os levantamentos gravimétricos e radiométricos foram realizados estabelecendo-se estações ao
longo de toda a rede viária acessível na área (Foto 5). As estações foram estabelecidas num espaçamento
que variavam de ½ até 2 ½ km uma da outra e os dados obtidos nas estações foram plotados em mapa
topográfico (Fig. 6), integração das Folhas Itamaracá (MI-1293) e João Pessoa (MI-1214), ambas
FONTE: A autora.
publicadas pela SUDENE e de escala 1:100.000.
Foto 5- Observações de Campo: Rodovias da área em estudo.
17
Fonte: SUDENE, 1986.
FIG. 6 – Mapa Topográfico, com os pontos plotados partes integrantes das Folhas.
Itamaracá (MI-1293) e João Pessoa (MI-1214). Escala 1:100.000.
A coleta de sistemática de amostras foi realizada em alguns dos afloramentos situados na área a
oeste, obedecendo aos critérios das técnicas usualmente utilizadas para esse tipo de trabalho, a fim de se
obter amostras representativas da litologia da região e sem contaminação por elementos orgânicos. Não
chegaram a ser colhidas amostras na área de estudo, uma vez que essa só apresenta sedimentos da bacia e
as formações de interesse estavam nas áreas de contato entre o embasamento e a bacia, a oeste.
18
Os trabalhos desenvolvidos em laboratório constaram basicamente das seguintes fases:
1- Correções gravimétricas dos dados;
2- Confecção e interpretação dos mapas gravimétricos;
3- Tratamento dos dados radiométricos, plotando as estações no mapa topográfico;
4- Confecção do mapa radiométrico com as curvas de anomalias radiométricas,
sendo oportunadamente interpretadas;
5- Análise da amostra coletada (da área vizinha a oeste);
6- Confecção do Mapa Estrutural.
As correções gravimétricas efetuadas para cada estação da área pesquisada, com a finalidade de
se determinar o mapa Bouguer final, foram tratadas utilizando-se programas como Bloco de notas,
CORBAR (correções barométricas), CORGRAV (correções gravimétricas); depois de realizadas as
correções, confeccionaram-se no OASIS-MONTAJ os Mapas Gravimétricos Bouguer, Residual e
Regional, partindo-se em seguida para as interpretações qualitativas dos mesmos.
Em trabalho paralelo utilizaram-se programas como o Excel e o Surfer, para gerar o mapa
radiométrico, que foi posteriormente interpretado.
19
2 - GEOLOGIA
2.1 - Introdução
A Bacia da Paraíba é uma bacia costeira, considerada de idade Mesozóica, formada por “pilhas”
sedimentares relacionadas unicamente à evolução Atlantiana, incluindo também os estágios de golfo e do
mar (Cretáceo Superior e Cenozóico) (CPRM, 2001). Ela apresenta-se como uma faixa estreita da costa
nordeste do Brasil, ocupando o litoral norte do Estado de Pernambuco e parte do litoral sul do Estado da
Paraíba. Nesta pesquisa considera-se que ela está geologicamente situada na faixa costeira entre o
Lineamento Pernambuco e o alto estrutural de Mamanguape ao norte da cidade de João Pessoa, na
Paraíba (Feitosa & Feitosa, 1986 e Barbosa et al., 2004; Fig. 7).
FIG. 7 - Localização da Bacia da Paraíba e sua compartimentarão em sub-bacias, mostrando
a influência dos lineamentos pré-cambrianos na sua estruturação e divisão (Barbosa, 2004).
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2.2 - Evolução dos conhecimentos Geológicos
A formação das bacias marginais brasileiras é atribuída à separação dos continentes SulAmericano e Africano e diversas teorias tentam explicar como se deu a fase final de abertura e formação
do Oceano Atlântico, estabelecendo a ligação entre o Atlântico Equatorial e Central e o Atlântico Sul. Os
trabalhos iniciais sobre a Bacia da Paraíba foram realizados por autores, onde encontramos alguns deles
citados a seguir, salientando que a grande maioria considerava as bacias de Pernambuco e da Paraíba
formando um único bloco, denominado Bacia Pernambuco-Paraíba.
Os atuais conhecimentos geológicos evoluíram a partir de trabalhos tais como os de Beurlen
(1962), um dos primeiros pesquisadores a sugerir que o processo de separação dos continentes ocorreu a
partir do desenvolvimento de riftes do Triássico Superior ao Cretáceo Superior, ao longo do atlântico Sul,
tendo suas idéias baseadas nas correlações estratigráficas e no conteúdo fossilífero ali existentes. Para ele,
a ligação final entre os continentes esteve localizada na área entre Recife e João Pessoa no Nordeste do
Brasil, correspondente à faixa Nigéria - Gabão no Continente Africano e a ruptura teria se iniciado pelo
Atlântico Sul.
Baseados em dados paleogeográficos, paleontológicos e estratigráficos, autores como, Premoli
Silva & Boersma (1977), Scheibnerová (1981), Dias Brito (1985a, 1985b, 1995, 1987, 2000) e Viana
(1998), contestaram a proposta de uma ligação final entre o Brasil e a África feita por Beurlen (1962),
discordando principalmente em relação ao fator tempo que o mesmo teria determinado para a ocorrência
da última barreira entre o Atlântico Sul (Setentrional-Equatorial) com o Atlântico norte e o Tétis, o qual
varia, segundo aponta nas análises sedimentares e paleontológicas realizadas por cada autor.
Em 1982, Rand & Mabesoone considerando aspectos paleogeográficos e estratigráficos,
defenderam a hipótese da abertura total da região entre Recife e João Pessoa datar de apenas a partir do
final do Maastrichtiano. Acreditavam ainda que esta região sofresse estiramento e afinamento litosférico,
21
que evoluiu para um homoclinal sendo a que permaneceu por mais tempo conectada à placa africana,
durante a formação do Oceano Atlântico Sul.
Como mecanismo de rifteamento, Françolin & Szatmari (1987) sugerem que a abertura do
sistema rift Atlântico se dá por uma rotação horária da América do Sul em relação à África, estando um
pólo de rotação localizado aproximadamente a 7°S e 39°W. Como resposta a esse esforço rotacional, a
Bacia Potiguar seria uma das áreas mais afetadas, registrando em seu arcabouço tectônico a ação das
forças atuantes e a área entre Touros e João Pessoa é apontada como a última área a estar ligada ao
continente africano representando uma barreira de interrupção ao avanço do rifteamento Atlântico,
durante o Albiano.
Asmus & Carvalho, 1978, observaram que ao longo de sua história geológica, os fenômenos
tectônicos ocorridos na Bacia da Paraíba, eram diferentes dos que ocorreram nas áreas adjacentes, ao
norte, na Bacia Potiguar e ao sul nas bacias Pernambuco e Alagoas.
Em trabalho publicado em 1991, Mabesoone & Alheiros afirmam que a Bacia PernambucoParaíba, possui como característica estrutural um padrão homoclinal, apresentando diferenciação de
preenchimento lítico-sedimentar, motivo pelo qual propuseram ela ser subdividida em três sub-bacias
denominadas de Olinda, Alhandra e Miriri, separadas respectivamente pelas falhas de Goiana e ItabaianaPilar. Já da porção do sul do Lineamento Pernambuco até o Alto de Maragogi estaria a sub-Bacia Cabo,
denominada posteriormente Bacia de Pernambuco.
Conforme Lima Filho (1996, 1998a, 1998b) em sua concepção estratigráfica, a evolução da
faixa sedimentar presente ao sul e a norte do Lineamento Pernambuco não compartilham a mesma
seqüência sedimentar, possuindo características diferenciadas e histórias deposicionais distintas, fato que
o conduziram a separá-las, denominando-as respectivamente de Bacia de Pernambuco e Bacia da Paraíba.
Para ele, a Bacia da Paraíba possui uma suave inclinação estrutural para leste, com sub-bacias encaixadas
em grandes falhamentos de sentido leste e apresenta profundidades entre 300 e 400m na região litorânea.
22
Já a Bacia de Pernambuco foi definida como uma faixa sedimentar situada ao sul do lineamento
Pernambuco até o Alto de Maragogi-Barreiros.
Segundo Santos (1996), o embasamento é formado por rochas pré-cambrianas, pertencentes à
Província Borborema, que estão inseridas no chamado Domínio Transversal, correspondente à região
limitada pelas zonas de cisalhamento de Patos e de Pernambuco (Fig. 8).
FIG.8 - Província Borborema (Fonte: http://www.isteem.univ-montp2.fr/TECTONOPHY/rheology/bresil/borborema_field.html).
Barbosa et al., 2003 baseados em trabalhos paleontológicos e pesquisas estratigráficas
desenvolvidos na porção emersa da bacia concluíram existir um registro diferenciado entre as sub-bacias
da Bacia da Paraíba e propuseram um modelo de carta estratigráfica da Bacia da Paraíba, onde foi
sintetizada a sedimentação Meso-Cenozóica, encontrando-se nela as formações Beberibe, Gramame,
Maria Farinha, Itamaracá e Barreiras, descritas posteriormente.
23
Barbosa & Lima Filho (2004, 2005), concluem que a mesma se comporta estruturalmente como
uma rampa inclinada para o atlântico (Fig. 9), mostrando grande diferenciação no padrão de evolução em
relação às vizinhas, como as Bacias de Pernambuco e Potiguar, com rifte sofrendo uma evolução tardia
(Turoniano? - Campaniano), provavelmente devido à espessura crustal entre o Lineamento Pernambuco e
o Lineamento Patos (PB) e utilizando dados de poços e de seções sísmicas reconstruíram o
comportamento regional da Bacia da Paraíba, determinando seus domínios, como mostrado no Perfil da
Fig. 10.
FIG. 9 – Comportamento estrutural da Bacia da Paraíba: rampa inclinada para o Atlântico, segundo
Barbosa & Lima Filho (2004, 2005).
Os dados de poços do Projeto Fosfato (CPRM) e de poços de água, possibilitaram a Barbosa
(2004) descrever melhor as unidades estratigráficas existentes na área de estudo, embora, nenhum deles
tenham chegado a atingir o embasamento da bacia, não permitindo, segundo o autor descreve, conclusões
mais detalhadas sobre o comportamento estrutural da faixa sedimentar. Um desses poços é o Poço 1 GN03-PE, perfurado na cidade de Goiana, dentro da área de estudo (Fig. 10), o qual atravessou as camadas
da Formação Barreiras e da Formação Gramame chegando até os sedimentos da Formação Itamaracá
(descritas adiante).
24
FIG. 10 - Perfil geológico ao longo da linha de costa entre o Alto de Mamanguape e o Alto de Barreiros,
mostrando os domínios da Bacia da Paraíba e de Pernambuco (Barbosa & Lima Filho, 2005).
25
2.3 - Evolução dos conhecimentos Geofísicos
Os primeiros estudos geofísicos desenvolvidos no Nordeste foram realizados desde 1961.
Mais de dez anos depois, estes trabalhos executados isoladamente, foram reunidos em apenas um e
intitulado “Estudos Geofísicos da Faixa Sedimentar Costeira Recife - João Pessoa“, executado pelo Prof.
LD Helmo Rand, professor e pesquisador da Universidade Federal de Pernambuco (Rand, M. H., 1967).
Neste trabalho foi realizado um levantamento magnetométrico e radiométrico na praia de Jaguaribe na
ilha de Itamaracá, assim como perfis magnetométricos e sondagens sísmicas de reconhecimento na faixa
sedimentar ao norte do Recife. A conclusão mais importante é a não existência, nos arredores do Recife,
de uma estrutura simples do tipo plataforma, com embasamento mergulhando suavemente para Leste,
como muitas vezes foi admitido. A evidência de uma estrutura de blocos falhados é muito forte. Além
disto, a faixa sedimentar pode ser um graben alongado, pelo menos de Gaibú ao sul, até Itamaracá ao
norte, ou ainda mais para norte; neste caso, o bloco de Itamaracá seria a continuação do bloco do mar que
subiu a leste. Todos os resultados obtidos até a publicação deste trabalho indicaram uma semelhança
surpreendente com a Bacia Sergipe-Alagoas, o que levou a se pensar que o graben hipotético de
Pernambuco poderia ser estruturalmente uma continuação do graben Sergipe-Alagoas.
Nos “Estudos Geofísicos na Faixa Litorânea Sul de Recife” (Rand, 1976) foram definidas as
grandes estruturas presentes sendo separada, a Bacia do Recife, em duas sub-bacias. A Sub-Bacia Sul,
limitada ao Norte pelo Lineamento Pernambuco e Sub-Bacia Norte indo desde este Lineamento até João
Pessoa (PB). Rand (op.cit.) identificou blocos altos e baixos caracterizando um movimento de blocos
positivos e negativos (blocos Piedade, Gaibú, Suape, Serinhaém, Rio Formoso e Coroa Grande)
condicionados por um sistema de falhas subparalelas a costa . Nesta ocasião já foram propostos estudos
particularizados para os blocos negativos por, possivelmente, apresentarem grandes espessuras de
sedimentos (Sub-bacia de Piedade).
26
Neste trabalho também foi identificado a presença de duas intrusões de rochas básicas, em subsuperfície, que possivelmente correspondem a antigos “hot spot”. Localizados a NW de João Pessoa (PB)
e SE de Ipojuca (PE). Concluiu-se ainda, que a sub-bacia Sul é controlada a oeste por um escalonamento
de falhas, formando um meio graben o qual é cortado por um sistema de falhas. O deslocamento
magnético (20 a 30 km) do Lineamento Pernambuco sugere um papel importante do mesmo na separação
final dos continentes Americano e Africano. Nesta ocasião, foram identificados os grandes lineamentos
estruturais (Lineamento Pernambuco e Lineamento Paraíba) associados ao movimento de deriva entre os
Continentes da América do Sul e África. Outros menores alinhamentos foram também identificados,
como estruturas associadas ou não aos lineamentos maiores, dentre estas o Lineamento Goianinha (ao
norte). O entendimento da existência da estrutura em rift subparalela a costa, desenvolvida a partir do
movimento de separação entre os dois continentes, já estava consolidado e os resultados gravimétricos
mostraram uma outra grande estrutura positiva que seria a subida do manto no sentido oeste – leste
subparalela a costa. Esta estrutura se sobrepõe e mascara o efeito dos sedimentos depositados nestas
bacias dificultando seu estudo em escala regional (Rand, 1977). No mapa Bouguer as curvas de
isoanomalia são dispostas paralelamente à costa, aumentando em valores para leste. Isso caracteriza uma
subida da descontinuidade de Mohorovicic de oeste para leste, antes de chegar à bacia litorânea.
Lineações perpendiculares à costa são observadas, o que divide a Bacia Paraíba em vários blocos. O
limite norte da bacia é marcado por um degrau que coincide com o vale do Rio Goianinha (RN) e o limite
sul, por outro degrau que se localiza no vale do Rio Goiana (PE). Com trabalhos gravimétricos e
magnetométricos, o autor diferencia a bacia que ele denomina de Bacia João Pessoa em duas sub-bacias:
uma limitada ao sul pelo Lineamento Paraíba e Lineação Goiana e a segunda ao norte, situada entre o
Lineamento Paraíba e a Lineação Goianinha. A essas ele denominou, respectivamente, de sub-bacia sul e
sub-bacia norte. O mapa Bouguer também evidencia grandes anomalias de caráter profundo como a que
ocorre a NW de João Pessoa, que ao ser relacionada com uma esfera teria 13 km de diâmetro e uma
27
profundidade máxima calculada de 20 km. Essa anomalia seria conseqüência da subida de um antigo “hot
spot” que se localizou na crosta inferior e agora produz uma anomalia gravimétrica.
Analisando o comportamento estrutural da região compreendida pelas bacias de Pernambuco e
da Paraíba, Rand (1976, 1978) utilizando dados geofísicos, confirmou que a ruptura final entre os dois
continentes Sul-Americano e Africano ocorreu nesta região. Ele propôs o modelo landbridge, ou ponte
terrestre no qual, os proto-oceanos Atlântico Sul e Atlântico Equatorial marcariam o nordeste em forma
de rifts estreitos, começando a crescer através da expansão do assoalho oceânico nas regiões do Rio
Grande do Norte e de Alagoas. Isso foi atribuído à atuação do sistema de falhas transversais, Lineamentos
Pernambuco e Paraíba, possibilitando uma ligação entre Pernambuco-Paraíba e a Nigéria, com as mesmas
atuando em regime de transcorrência em ambos os continentes e posteriormente como falhas
transformantes entre as faixas do assoalho marinho, nos dois lados da cordilheira Meso-Atlântica.
Em 1977, Rand confirmou a subida do manto para leste e grande anomalia positiva a NW de
João Pessoa resultante da presença do Hot Spot Paraíba e detectou anomalias negativas causadas por
corpos graníticos de menor densidade. Ainda em 1986, Rand, no trabalho "Anomalias Gravimétricas em
redor do Recife", através da integração entre dados gravimétricos obtidos em volta do Recife (Rand,
1986) e no mar até o platô do Recife identificou várias anomalias alinhadas tanto na direção N-S, como
E-W. Neste contexto o Lineamento Pernambuco aparece como uma linha contínua separando dois
padrões distintos de anomalias cujas formas evidenciam o seu caráter dextral, com rejeito entre 20 e 25
km. Além das anomalias positivas que traduzem a presença de rochas básicas, principalmente do platô
submarino, as anomalias negativas foram caracterizadas como resultado da resposta de rochas graníticas
ou sedimentares. Neste sentido, um alinhamento de anomalias negativas de direção NNE-SSW foi
chamado de alinhamento das bacias de Barra de Serinhaém, Suape e Piedade com mais uma pequena
bacia a norte do Lineamento Pernambuco. Foram feitas estimativas de cálculos para as profundidades
dessas bacias, sendo que para a Bacia de Barra de Serinhaém foi estimada uma profundidade maior do
28
que 1000 m, para a Bacia de Piedade, mais de 2300 m e para a Bacia de Suape a Petrobras furou um poço
de 3000 m e não chegou ao embasamento. Nessa época foi feita uma comparação entre a profundidade
estimada para Piedade e Suape e a anomalia Bouguer da Bacia de Suape é 10 mgal menor do que a de
Piedade. O que significava dizer que a Bacia de Piedade podia ser mais profunda do que a de Suape, isto
é, maior do que 3000 m.
Ainda em 1982, Manso, procedeu ao estudo sedimentológico das coberturas TerciárioQuaternárias e ao levantamento geofísico (Radiometria, Magnetometria e Gravimetria) da região de
Itabaiana (PB). Os estudos sedimentológicos mostraram que as coberturas são de origem fluvial de clima
seco. A Radiometria não apresentou valores anômalos que justificassem concentrações de minerais
radioativos, mas serviu como uma boa ferramenta para separar litologias. Quanto à magnetometria três
faixas anômalas foram detectadas e relacionadas a corpos básicos intrusivos. Com relação à gravimetria
foi constatado na porção norte da área um gradiente regional alto, reflexo provavelmente do “Hot Spot”
Paraíba, a NW de João Pessoa. No extremo leste, a anomalia negativa da Bacia Pernambuco - Paraíba é
mascarada e anulada pelo forte gradiente regional que aumente no mesmo sentido. No sudeste a anomalia
negativa de direção NE-SW está relacionada a um corpo granítico de densidade menor do que sua
encaixante.
Motta, também em 1986, procedeu à modelagem 2D do suposto Hot Spot Paraíba obtendo
valores da ordem de 18,5km para a base da estrutura e 13km para o seu centro de massa. Como a
descontinuidade de Mohorovicic encontra-se nesta ordem de profundidade, o autor aponta para a
possibilidade da subida anômala do manto superior ter causado um intumescimento local o que geraria
anomalia semelhante.
Em 1986, Correia, no seu trabalho nas proximidades da cidade de Pedra de Fogo (PE),
identificou cinco feições cuja representação mais proeminente está na região centro-leste da área. Esta
anomalia que é observada a partir de um patamar de 26 mgals a leste da área e cujos valores vão
29
diminuindo até -4 mgals, sugere um corpo granítico intrusivo menos denso encaixado no complexo
gnáissico-migmatítico. Por outro lado esse corpo granítico provoca uma anomalia magnética positiva,
cuja variação chega a 150 nano tesla, explicada como conseqüência da menor susceptibilidade magnética
do corpo granítico em relação à sua encaixante.
Em 1994, um levantamento gravimétrico em semi-detalhe foi procedido na região do granito do
Cabo de Santo Agostinho por Motta et al. O mapa Bouguer mostrou feições circulares, positivas de
rochas não aflorantes com profundidades de 70 a 100m atribuídas a ocorrência de basaltos. Estruturas
planares com leve mergulho para SE, foram relacionadas aos derrames de traquito que ocorre em toda a
região. Também se notou leve tendência de subida no gradiente, no sentido W-E e o modelamento
gravimétrico em 2D identificou dois sistemas de falhas com blocos deslocando-se para leste em forma de
semi-rift. O primeiro sistema com rejeitos superiores a 100m de forte inclinação, possivelmente
corresponde aos primeiros estágios de deriva dos continentes e o segundo com rejeitos menores, com
igual vergência, possivelmente corresponde a um segundo evento tectônico, posterior ao início do ciclo
de sedimentação da bacia.
Em 2004, Silva et al. procedeu a uma reavaliação do estudo pretérito de integração e
gravimetria entre os paralelos de Goiana (PE) e Sapé (PB). O novo mapa residual gerado e modelos
atualizados ofereceram uma visão mais apurada das feições presentes com especial atenção às espessuras
do sedimento no extremo Leste da área onde foram modelados coberturas com espessuras superiores a
500m (valores muito maiores aos obtidos anteriormente).
Em 2005, Menor, et al. procedeu a novo modelamento da estrutura negativa anteriormente
identificada como uma intrusão granítica a leste de Itabaiana, propôs a ocorrência do Arenito Beberibe
nesta área modelando uma estrutura em graben com profundidade de 400m preenchida pelo arenito.
30
2.4 - Evolução Tectônica das Bacias de Pernambuco e da Paraíba
Lima Filho et al. (2005) propuseram uma seqüência evolutiva para as bacias de Pernambuco e
da Paraíba (Fig.11), que foi descrita por Morais (2005) na seguinte sequência: Durante o Aptiano,
possivelmente o lineamento de Pernambuco se movimentou na área afetada pelo rifteamento (Bacia de
Pernambuco), deslocando a depressão em dois setores: o graben de Olinda (abortado devido à espessura
crustal existente ao norte deste lineamento) e o graben de Piedade. Neste período, os esforços foram de
direção NW (Matos, 1999). Durante o Albiano, os esforços extensionais continuaram, com presença de
um magmatismo que não ultrapassou o lineamento de Pernambuco, não afetando, portanto, a Bacia da
Paraíba. Do final do Turoniano ao Santoniano, ocorreu uma subsidência ao norte, devido à flexão da
plataforma entre este lineamento e o alto de Touros, provocada por um deslocamento distencional entre as
placas sul-americana e africana. Na Bacia da Paraíba, as depressões provocadas pela subsidência de
alguns blocos foram preenchidas pelos clásticos da Formação Beberibe, inclusive recobrindo o graben de
Olinda. A região ao norte do alto de Mamanguape, até Natal, começou a receber sedimentação (Formação
Itamaracá) devido ao início da transgressão marinha provocada pela continuidade de flexão da rampa.
Durante o Campaniano, a transgressão se instala em todas as sub-bacias da Bacia da Paraíba, devido à
rápida subsidência da rampa. E durante o Maastrichtiano, ocorre uma calma tectônica, sendo depositada
na Bacia da Paraíba os carbonatos plataformais da Formação Gramame.
31
FIG. 11 - Evolução tectônica das
bacias de Pernambuco e da Paraíba
segundo Lima Filho et al. (2005):
1 - Rift do Cupe;
2 - Zona de cisalhamento de PT;
3 - Lineamento Pernambuco;
4 - Alto de Tamandaré;
5 - Graben de Olinda;
6 - Graben de Piedade;
7 - Cabo de Santo Agostinho;
8 - Graben do Cupe;
9 - Sub-bacia de Canguaretama;
10 - Sub-bacias de Alhandra e Miriri;
11 - Sub-bacia de Olinda;
12 - Talude da Bacia da Paraíba;
13 - Alto de Mamanguape;
14 - Alto de Goiana.
2.5 - Unidades Litoestratigráficas
A área estudada compõe-se de várias unidades litoestratigráficas, as quais foram reunidas por
Barbosa et al. (2003), que elaboraram um modelo de carta estratigráfica para a Bacia da Paraíba
considerando todas as unidades encontradas nas três sub-bacias que a compõe (Ver Fig. 12). Nela
encontram-se: a sequência siliciclástica de mar baixo/transgressiva do Coniaciano – Campaniano
englobando as formações Beberibe e Itamaracá, a seqüência carbonática de mar alto/Regressiva
englobando as formações Gramame e Maria Farinha e por fim as Formações Superficiais Cenozóicas,
representados pela Formação Barreiras e por depósitos quaternários de diversas origens.
32
FIG. 12 – Coluna Litoestratigráfica da Bacia da Paraíba (Sub-bacias de Alhandra e Miriri). Barbosa 2004.
•
Formação Beberibe (Kb): designa os clásticos grossos neocretácios, conforme definido por Kegel
(1955). Trata-se, segundo Mabesoone & Alheiros (1991), de uma seqüência essencialmente
33
arenosa, com uma espessura média de 200 m, em geral sem fósseis, constituída de arenitos friáveis,
cinzentos a cremes, mal selecionados, com componente argiloso. A Formação Beberibe ocorre na
sua maioria em sub-superfície principalmente ao longo da faixa costeira entre o rio Goiana e a falha
de Canguaretama. Em estudos realizados em fósseis das camadas sedimentares localizadas no vale
do rio Beberibe, Beurlen (1967a) afirma que essa unidade possui idade Santoniana-Campaniana,
podendo estender-se até o Maastrichtiano.
•
Formação Itamaracá: Denomina os clásticos grossos e finos neocretácios interdigitados e
sobrepostos aos arenitos da Formação Beberibe (Kegel 1955), correspondendo à deposição de
sedimentos de ambientes transicionais de idade campaniana. Esta formação foi incluída por
Beurlen (1967a, 1967b), na base da Formação Gramame. Lima Filho & Souza (2001) propuseram a
retomada da Formação Itamaracá como unidade independente, pois a camada de fosfato pode ser
considerada como um marco estratigráfico que ocorre em toda a bacia. Este marco representaria
uma seção condensada marcando o topo de uma seqüência transgressiva, uma superfície de
inundação máxima.
•
Formação Gramame (Kg): Reúne os calcários fossilíferos maastrichtianos aflorante em Recife e
João Pessoa (Oliveira, 1940). Segundo Mabesoone & Alheiros (1991), essa formação, dada a sua
ampla presença, apresenta-se dividida em três fácies, definidas, por calcarenitos e calcários
arenosos, muito fossilíferos, na base, interdigitando-se com fosforitos e, no topo, calcários
biomicríticos argilosos, com uma fácies supra-mesolitoral, uma fosfática e uma marinha plena.
Segundo Beurlen (1967b), a fauna é abundante e caracterizada pela presença de gastrópodes,
34
cefalópodes, crustáceos, equinodermas, dentes e escamas de peixe, típicos de ambiente marinho
relativamente calmo, de águas quentes e não muito profundas. Essa formação tem idade
determinada como Maastrichtiano, mostra um caráter transgressivo sobre os arenitos Beberibe e, no
topo, passa sem interrupção para os calcários da Formação Maria Farinha.
•
Formação Maria Farinha (Pamf): Designa os calcarenitos puros e argilosos paleocênicos
sobrepostos aos carbonatos da Formação Gramame (Oliveira, 1940). Os dados sísmicos indicam
que esta formação ocorre também na plataforma continental, provavelmente com idades mais novas
(Brow et al 1983). Seu conteúdo fossilífero indica idade terciária inferior. É uma unidade que
apresenta intercalações de níveis de argila, que parecem representar fases de exposição com
desaparecimento da fração carbonática. No topo ainda pode aparecer areia de praia. Sua fauna
também é abundante, sendo possível identificar gastrópodes, biválvios, equinodermas, nautilóides,
etc, originários de um ambiente marinho de pouca profundidade e próximo à costa. Unidade
tipicamente regressiva, a Formação Maria Farinha apresenta idade paleocênica, podendo chegar até
o início do Eoceno. Barbosa (2004), afirmou que a Formação Maria Farinha (inferior) parece está
restrita aos baixos da Sub-bacia Olinda, provavelmente devido à remoção de seus sedimentos por
erosão diferenciada da plataforma em relação às outras sub-bacias (Miriri-Alhandra), ao norte, ou
possivelmente por sua deposição nesta região ter sido impedida pela ação do evento de regressão.
•
Formação Barreiras (NQb): definida por Moraes (1930), designa os sedimentos neocenozóicos
dispostos em falésias junto ao mar, ao longo de extensos trechos da costa brasileira. Ela foi
também formalizada por Kegel (1955), como aflorando na atual Bacia da Paraíba. Mabesoone et al.
35
(1972) promoveram este conjunto a grupo, mas Alheiros et al (1988) reconduziram–no ao status de
formação, afirmando ser essa unidade caracterizada pela presença de fácies típicas de um sistema
fluvial entrelaçado e de fácies transicionais para leques aluviais. A primeira delas é composta por
depósitos de granulometria variada, apresentando cascalhos e areias grossas a finas, de composição
feldspática e coloração creme amarelada, com intercalações de microclastos de argila/silte. A
ausência de fósseis no Grupo Barreiras leva à incerteza quanto a sua idade, com isso, alguns autores
a consideram como do Terciário Médio ao Pleistoceno, Oligoceno a Pleistoceno (Mabesoone et al.,
1972) ou Plioceno Inferior a Superior (Suguio et al., 1986).
•
Depósitos Quaternários Indivisosos (Q): são constituídos por sedimentos terrígenos (areias, silte,
argilas, conglomerados, vasas diatomáceas e paleodunas), sedimentos turfáceos de ambiente flúvio
lacustre e sedimentos de mangue, correspondendo às seqüências aluvionares ou elúvio/
coluvionares.
36
3 - GRAVIMETRIA
3.1 - Fundamentos do Método
a) Gravidade
Sabemos da existência de uma força que atua nos corpos próximos a superfície e também em todo o
espaço intergalático, a qual se denomina “Força Gravitacional”, devido à contribuição dada por Isaac Newton,
aos 23 anos.
b) Gravitação
Corresponde a tendência dos corpos de se moverem cada um em direção ao outro. O corpo próximo
à superfície também exerce atração em relação à terra, embora não seja percebido devido à tamanha força que
a Terra exerce em tais corpos. Ex: Assim como a Terra exerce atração sobre uma maçã, a maçã exerce uma
atração sobre a Terra, só que essa força é infinitamente menor, sendo imperceptível e isso ocorre porque a
massa da Terra é muito superior à massa da maçã (Fr = m.a).
Lei da Gravitação de Newton
F = G.m1.m2
R2
G= constante gravitacional (6,67. 10-11 N.m2/kg2).
A força gravitacional depende da separação entre as duas partículas, mas não da localização. Além
disso, a força não se altera pela presença de outros corpos. A força depende ainda de G, mas só se o valor de G
variar, ou seja, multiplicando o valor de G por 10, o valor de G passaria a ser 6,67. 10-12 com esse valor nós
seriamos esmagados pela força de gravidade, contudo se ao invés de multiplicar nós dividirmos, o valor de G
37
passará a ser 6,67. 10-10 com esse valor nós poderíamos saltar por prédios, pois a força de gravidade iria
diminuir.
Quando soltamos uma partícula próxima à superfície da Terra, ela experimenta uma força
gravitacional, a qual provoca uma aceleração chamada de aceleração gravitacional ag.
Pela 2º Lei de Newton esta força e aceleração de gravidade estão relacionadas por:
Fr = m.ag ;
F = G.M.m
r2
Î
m.ag = GM.m
r2
Î
Ag = G.m
r2
É importante salientar que g (aceleração de queda livre) não é exatamente igual à ag (aceleração
gravitacional); da mesma forma que o peso não é exatamente igual à Força gravitacional, pelos seguintes
motivos:
™ A Terra não é uniforme: sua massa específica varia radialmente;
™ A Terra não é uma esfera;
™ A Terra está girando.
Portanto, se desprezássemos o movimento de rotação da Terra, tornando-a um referencial inercial,
então teríamos g = ag.
c) A Gravidade Terrestre e o Princípio de Isostásia
Fatores que influenciam o valor da gravidade:
•
Altitude
•
Latitude
•
Marés
38
•
Altitude
G = g.M
R2
Assim, quanto maior a altitude menor será a Força de gravidade.
•
Latitude
A Terra é uma elipsóide de rotação, cujos pólos são achatados e o equador abaulado, sob a ação do
movimento de rotação no sentido Oeste-Leste, está sujeita a uma Força centrífuga que tende a afastar os
corpos do eixo, tendo no equador seu valor máximo e nula nos pólos.
Assim, quanto maior a latitude maior será à força de gravidade (força resultante, pois o valor da
gravidade é constante), conseqüentemente menor será a força centrífuga, pois são forças contrárias, só que a
força de gravidade é sempre maior.
•
Marés
Sob a influência da atração da Lua, secundariamente do Sol, a superfície dos oceanos sofre
oscilações, ora se elevando, ora baixando, duas vezes por dia. Quando as forças do Sol e da Lua agem no
mesmo sentido formam-se as grandes marés, e quando se acham em oposição, as marés são menores, sendo o
nível mais alto denominado de preamar e o mais baixo de baixa mar. A própria Terra sofre a ação destas
forças de maré, e como não é infinitamente rígida, sua superfície sólida se deforma da mesma maneira que a
superfície livre da água, contudo não com a mesma magnitude.
d) Redução da gravidade ao geóide
Há três correções a serem feitas:
39
•
Ar livre (altitude)
•
Bouguer
•
Topográfica (correspondem às massas situadas em cima da estação, depressões situadas por baixo do
nível da estação: montanha + vale.).
Anomalias - A anomalia gravitacional corresponde à diferença entre o valor da gravidade corrigido e o valor
teórico da gravidade no esferóide para latitude e longitude da estação.
Anomalia de ar livre:
Gravidade observada + cor. de Ar livre – grav. teórica
Anomalia de Bouguer:
Gravidade observada + cor. de Ar livre – cor. de Bouguer + cor.top. - grav. teórica
Correção da deriva instrumental
A deriva é a diferença entre duas leituras realizadas em uma mesma estação em um certo
intervalo de tempo. Estas leituras teoricamente deveriam ser iguais, contudo não são devido à infidelidade
do gravímetro como ocorre com todos os instrumentos de precisão. Portanto, as leituras do instrumento
devem ser corrigidas com os valores que obtemos da deriva, de tal maneira que os valores corrigidos se
aproximem o mais possível aos que tivemos obtido de todas que havíamos realizado simultaneamente e
com o mesmo instrumento.
40
e) Interpretação
1) Obtenção do Mapa de Anomalias Bouguer
Ao realizar observações no campo medimos as variações relativas da componente vertical do
campo gravimétrico terrestre. Os valores obtidos devem ser corrigidos para si ter em conta os seguintes
fatores:
•
Variações da gravidade ao longo do dia, produzido pela posição do sol e da lua (efeito lunisolar ou
das marés) e por deriva instrumental.
•
Diferenças de altitude das estações gravimétricas entre si e em relação ao plano de referencia
(correção de ar livre, correção de Bouguer e correção topográfica).
•
Forma da Terra: Esferóide normal que dá lugar à correção de latitude.
Uma vez corrigidos, os valores observados da gravidade se apresentam em um mapa de
Anomalias de Bouguer, em que estão situadas todas as estações gravimétricas, trazendo curvas de
isoanomalias.
Porém, pela teoria potencial sabemos que a interpretação dos campos de potencial nunca é
única, já que sempre será possível dispor de uma série de distribuições de massa que produzam o mesmo
efeito gravimétrico. Por exemplo, um corpo de grande dimensão, com um pequeno contraste de densidade
e próximo a superfície produziria uma anomalia gravimétrica semelhante à originada por um corpo de
menor volume, com um grande contraste de densidade e estando a uma maior profundidade.
A interpretação gravimétrica pode ser qualitativa e quantitativa. A qualitativa, objetivada
neste trabalho, determina as anomalias existentes na zona, e sua provável relação com estruturas do tipo
41
anticlinal, sinclinal, etc. A quantitativa trata de determinar o volume, massa e profundidade das massas
que produzem as anomalias gravimétricas.
2) Interpretação Geológica
O mapa de Bouguer mostra a soma de todos os efeitos devido a todas as massas presentes tanto
em profundidade como em superfície, ou seja, é dizer, que o mapa de Bouguer mostraria a soma dos
efeitos das rochas sedimentares próximas, do embasamento ígneo, e incluso do magma no interior da
Terra.
Constata-se assim, que no mapa de anomalias de Bouguer as variações amplas serão devido a
pequenos contrastes de densidade profundas ou distantes, geralmente no embasamento, e as variações
curtas serão produzidas por contrastes de densidade mais próximos.
Assim, podemos concluir que o principal objetivo da interpretação gravimétrica seria:
a) A separação dos efeitos das massas profundas e superficiais:
b) O cálculo do mapa residual,
c) O cálculo do mapa de segundas derivas.
3.2 - Instrumentação Utilizada
O levantamento gravimétrico foi executado utilizando-se dois gravímetros da marca La Coste
& Romberg: Um, modelo G939, utilizado na primeira etapa e o outro modelo G-994 (Foto 6), utilizado
nas demais etapas; ambos tem precisão de 0,01 mgal e aparência externa idêntica. O posicionamento
42
das estações foi obtido com o uso do E-map Garmin (Foto 7) com precisão que varia de 7 à 20 m para
Foto 6 - Gravímetro La Coste & Romberg,
usado no levantamento.
Foto 7 - E-map Garmin – usado para
posicionamento de estações.
FONTE: A autora.
FONTE: Joaquim A. da Motta.
FONTE: A autora.
posicionamento da base e dos pontos de observação (estações) (Foto 8).
Foto 8 - Obtenção de posicionamento no
Rio Goiana, com E-map Garmin.
Os valores de campo foram reduzidos com o software Oasis Montaj versão 6.0. Os valores de
anomalia Bouguer estão correlacionados a Rede Gravimétrica Fundamental Brasileira com valores de
exatidão da ordem de +/- 0,02 mgal. A Fórmula Internacional de Gravidade de 1967, segundo Turcotte
(1982), foi adotada como referência para correções de latitude, considerando ainda o valor de 2,67 gr/cm3
para a densidade Bouguer.
Foram utilizados no levantamento altimétrico 8 altímetros sendo 2 digitais da marca Barigo e 6
analógicos da marca Thomen (Foto 9). Os dados altimétricos de campo foram corrigidos com uso do
programa Corbar com precisão de um metro. Os dados adquiridos foram utilizados para a obtenção das
altitudes relativas às estações, associado ao levantamento barométrico.
43
FONTE: A autora.
Foto 9 - Altímetro utilizado nos levantamento altimétrico: 2 digitais da marca Barigo e 6 analógicos da marca Thomen.
Para o controle de temperatura, úmida e seca, foram utilizados dois psicômetros elétricos da
FONTE: Joaquim Alves da
marca Lambrecht, ficando um na base e o outro na intinerância (Foto 10).
Foto 10 – Psicrômetro Lambrecht utilizado em campo
3.2.1 - Descrição e princípio de funcionamento dos principais instrumentos para efetuar as medidas
de gravidade:
O pêndulo serve para fazer medidas absolutas e relativas da gravidade; a balança de torsão e o
gravímetro servem unicamente para medir a gravidade relativa. Atualmente na prospecção somente se
empregam os gravímetros.
44
O Gravímetro
O gravímetro é um instrumento que mede as pequenas variações da componente vertical da
gravidade, sendo classificados em gravímetros estáveis e instáveis.
O fundamento do gravímetro é muito simples. Na essência consiste em uma massa (m)
suspendida por uma mola ou sistemas de molas ou fibras de torsão. As pequenas variações da gravidade se
traduziram em variações do peso (mg).
•
Gravímetros Estáveis
São aqueles em que o cambio da longitude da mola é medido diretamente por meio de uma
adequada amplificação óptica, mecânica ou elétrica.
•
Gravímetros instáveis
Os gravímetros instáveis contam de uma massa M suspensa instavelmente por uma mola ou
sistemas de molas.
3.3 - Procedimento de Campo na Área
O levantamento gravimétrico foi realizado em escala regional, na área de estudo e na área a oeste,
com espaçamento variando entre ½ até 2 ½ km, a depender do comportamento geofísico da área, e da
porção de interesse da bacia (borda, vale, etc).
45
Para a escolha da base Gravimétrica, obedeceram-se os seguintes critérios:
•
A base encontra-se georeferenciada a um ponto de 1ª Ordem que possui coordenadas, altimetria e
valor de gravidade absoluta conhecida;
•
Apresentou uma distância razoavelmente pequena em relação às estações (pontos de medições)
tornando o trabalho desenvolvido viável, sem necessidade de se realizar transferência de base, por
localizar-se numa área central, entre as áreas mapeadas;
•
O local escolhido apresentou relativa estabilidade gravimétrica, não ocorrendo variações muito
grandes nas leituras durante o dia de trabalho.
Inicialmente houve o estabelecimento da base gravimétrica na entrada principal da Igreja Matriz
no Centro da cidade de Goiana - N. Sra. do Rosário (Foto 11), um ponto de segunda ordem com altitude de
13 metros e coordenadas conhecidas, localizado no centro das áreas conjuntas do Projeto (correspondente
FONTE: Everton Neves Menor.
aos mapeamentos de Edlene e Menor, inicialmente citado) sendo posicionado na área de estudo a oeste.
Foto 11 – Base Gravimétrica: Igreja Matriz N. Sra. do Rosário, no Centro de Goiana.
46
As estações foram determinadas e suas leituras plotadas em um mapa topográfico na escala de
1:100.000. Estas estações gravimétricas foram determinadas ao longo de estradas principais e carroçáveis
da área (Fotos 12, 13 e 14), e excepcionalmente em caminhos próximo a margens de rios (Fotos 15 e 16),
caracterizando dessa maneira uma malha do tipo não regular, com a finalidade de posteriormente
Fotos 14 - FONTE: A autora.
Fotos 13 FONTE: A autora.
Fotos 12 - FONTE: João Rodrigues. T. Júnior
confeccionar um mapa gravimétrico para identificação e localização de estruturas presentes na área;
Fotos 16 - FONTE: A autora.
Foto 15 - FONTE: A autora.
Fotos 12, 13 e 14 - Afloramentos ao longo de estradas principais e carroçáveis da área.
Fotos 15 e 16 - Afloramentos à margem do Rio Goiana.
47
Ao longo do levantamento gravimétrico, procurava-se sempre observar feições ou eventos que
indicassem possíveis informações a respeito do comportamento estrutural e/ou movimentos recentes na
bacia, relacionando-o ao posicionamento do mesmo. Em dois dos dias de campo foram registradas
atividades sísmicas (microsismo) nas regiões de borda do graben de Goiana, um deles na praia de Acaú (na
área de estudo) e outro próximo ao Rio Goiana, na BR-101 (na área de estudo a oeste). Estes sismos foram
detectados pela instabilidade de leitura do gravímetro inviabilizando a leitura do equipamento, durante a
ocorrência do mesmo e são atribuídos à acomodação que ocorre no graben onde se encontra encaixado o
Rio Goiana.
3.4 - Interpretação dos dados
O levantamento gravimétrico cobriu uma área de 327,726Km2, com um total de 213 estações,
cujo espaçamento das estações variava entre ½ e 2 ½ km uma da outra, a depender do comportamento
geofísico da área.
Ele foi realizado acompanhado de levantamento altimétrico, o qual possibilitou a redução dos
dados (correção de ar-livre, Bouguer, e topográfica), utilizados para a geração posterior dos Mapas
Gravimétricos Bouguer, Residual e Regional.
Para interpretação dos dados de gravimetria foram feitos três tipos de mapas diferentes. O Mapa
Gravimétrico Bouguer feito após as correções descritas, em cada estação e os Mapas Gravimétricos
Regional e Residual, obtidos por técnicas de separação de anomalias, sendo ambos de grande utilidade
para se definir o que é anomalia regional ou profunda e o que é anomalia residual, local ou superficial.
48
3.4.1 - Descrição Qualitativa do Mapa Gravimétrico Bouguer
Analisando o Mapa Gravimétrico Bouguer na área de estudo juntamente com a área vizinha a
oeste (ver Fig. 13), observa-se que as curvas de contorno são caracterizadas pelas seguintes feições:
PITIMBÚ
ACAÚ
GOIANA
PONTAS
DE PEDRA
PONTA DO
FUNIL
FIG. 13 - Mapa Gravimétrico Bouguer da área de estudo (destacada) juntamente com a área vizinha a oeste.
49
1. Alinhamentos Sub-Paralelos à costa:
Sub-paralelismo das curvas de isoanomalias em relação à costa que, grosso modo, pode ser
subdividido em três patamares os quais apresentam diferentes densidades com valores crescentes no
sentido de oeste para leste, sendo estes deduzidos no sentido de aprofundamento da bacia. Por se tratar de
uma bacia sedimentar, esse comportamento torna-se contraditório, pois, a densidade do embasamento
apresenta valores mais elevados em relação ao pacote sedimentar. Logo, esperava-se uma diminuição da
anomalia no sentido da bacia, o que não observamos na área. Essa feição regional é citada por Rand (1977)
em seus trabalhos sobre a gravimetria da Bacia João Pessoa, onde é ressaltada a existência de um forte
gradiente mascarando o contraste de densidade entre os sedimentos e o cristalino e afirma que a causa
desse gradiente deve originar-se nas profundidades maiores dentro da crosta. Para justificar isso ele propõe
que a própria descontinuidade de Mohorovicic deve subir progressivamente já na faixa cristalina antes de
chegar à bacia litoral. Essa feição provavelmente reflete a primeira fase do rifteamento que culminou na
separação dos continentes Africano e Sul-Americano, onde cada curva de contorno paralela à costa
possivelmente representa os semi-riftes ocorridos durante a deriva. Essa é a principal feição evidenciada na
área de estudo.
2. Alinhamentos Sub-Perpendiculares à costa:
Uma segunda feição gravimétrica destacada no sentido norte – sul do mapa é caracterizada por
lineações transversais sub-perpendiculares à costa, as quais limitam áreas onde se observa uma alternância
de intervalos de valores de gravidade mais positivo e menos positivo. Isso se torna bastante evidenciado
principalmente na faixa central do mapa, onde a alternância dos valores gravimétricos é facilmente
50
percebida devido o forte contraste de cores. À medida que se aproxima da bacia, nota-se que as inflexões
das curvas de isoanomalias vão suavizando, assim também como ocorre na direção do embasamento (no
extremo oeste do mapa).
Estruturalmente temos feições alongadas que caracterizam blocos positivos e negativos os quais se
intercalam e são limitados por esses alinhamentos, mostrando basculamento em degrau ou tipo grabens e
horst. Nesta área encontramos rios que costumam se encaixarem em lineações ou falhas, apresentando
aspecto retilíneo característico, como, o Rio Goiana posicionado encaixado na lineação Goiana, descrita e
localizada por Rand & Manso (1990). Relembramos que os valores que aparecem caracterizando os blocos
positivos e negativos acima descritos encontram-se invertidos, devido a influência da descontinuidade de
Mohorovicic, já citada. Dois blocos gravimétricos nos chamam a atenção (Fig.14): um localizado na
porção central do mapa (A) e logo abaixo deste outro grande bloco (B) que se apresentam como positivo,
mas na realidade são blocos negativos correspondentes respectivamente à Lineação Goiana e a Lineação
Itapessoca, ambas apontadas por Rand & Manso (1990) em seus trabalhos geofísicos na faixa costeira do
nordeste do Brasil. Observa-se para norte a continuidade da compartimentação em blocos da Bacia João
Pessoa Sul, não sendo esta melhor detalhada, devido atingir o limite norte da área de estudo. Essa segunda
feição observada pode ser atribuída a uma segunda fase do rifteamento ocorrido, durante a formação do
atlântico.
Segundo o mapa Bouguer gerado salienta-se que gravimetricamente não há indícios do cristalino
na área de estudo, entretanto na área vizinha a oeste o mesmo pôde ser detectado, concordantemente em
alguns pontos com o Mapa Geológico. Na figura 14 podemos ver como se sugere que estejam
posicionados os alinhamentos acima descritos.
51
A
B
FIG. 14 - Mapa Gravimétrico Bouguer mostrando os alinhamentos sugeridos.
3.4.2
- Análise do Mapa Residual
Comparando-se o mapa de campo residual gravitacional (Fig. 15), com o mapa de campo
regional gravitacional (Fig. 16) observamos que o mesmo mantém, em parte, a mesma configuração, no
sentido de norte para sul, de blocos basculados com direção leste - oeste e anomalias alternando entre
positivas e negativas.
52
PITIMBÚ
ACAÚ
GOIANA
PONTAS
DE PEDRA
PONTA
DO FUNIL
FIG. 15 - Mapa Gravimétrico Residual da área de estudo (destacada) juntamente com a área vizinha a oeste.
Já, os patamares antes caracterizados no mapa Bouguer, no campo residual não se apresentam tão
nítidos, pois, devido a estruturas superficialmente localizadas, os blocos não se apresentam tão uniformes.
Diversas anomalias sobressaem-se, entretanto, tais pontos de destaque tratam-se de elevações pontuais,
atribuídas à pequena profundidade das estruturas. Devemos lembrar que todos os mapas gravimétricos
apresentam-se com valores de gravidade invertido, devido à tendência da Regional onde se constata a
subida da descontinuidade de Mohorovicic, já citada anteriormente.
53
3.4.3
- Análise do Mapa Gravimétrico Regional
Observando-se os Mapas Gravimétricos Bouguer e Regional (Fig. 16) percebe-se uma
aproximação nos padrões de curvas, com o Mapa Regional Gravimétrico obedecendo, de forma geral, o
posicionamento das estruturas apontadas no Mapa Gravimétrico Bouguer.
PITIMBÚ
ACAÚ
GOIANA
PONTAS
DE PEDRA
PONTA
DO FUNIL
FIG. 16 - Mapa Gravimétrico Regional da área de estudo (destacada) juntamente com a área vizinha a oeste.
Essa semelhança sugere que as principais anomalias apresentam caráter profundo. Verifica-se
que existem variações discretas no gradiente, comparando-se algumas partes do mapa, como, por exemplo,
54
na porção norte e também na porção sudeste da área de estudo. Contudo, o que predomina, no aspecto
geral observado nas curvas, é o fato de os contornos apresentarem-se relativamente melhor suavizados no
mapa regional, em relação ao Mapa Gravimétrico Bouguer, mas ambos obedecem ao mesmo padrão
estrutural.
3.4.4
– Perfis
Com a finalidade de propor uma idéia no que concerne ao posicionamento das estruturas
sugeridas para a Bacia da Paraíba, na área estudada, sem, no entanto ter ocorrido uma análise quantitativa
do Mapa Gravimétrico Bouguer, foram elaborados dois perfis A-B e C-D, apontados no mesmo (Fig.17).
FIG. 17- Mapa Gravimétrico Bouguer com o posicionamento dos Perfis A-B e C-D.
55
- Descrição dos Perfis:
1. Perfil A-B: Como podemos observar, posiciona-se com direção W-E, estendendo-se ao longo do
Vale do Rio Goiana, com aproximadamente 32 km de extensão e encontra-se apresentado na Fig.
18. Neste perfil podemos notar uma estrutura em rampa sugerida para o embasamento cristalino,
no sentido de oeste-leste.
FIG. 18 – Perfil A-B
2. Perfil C-D: Posiciona-se no Mapa Gravimétrico Bouguer (Fig. 17) com direção levemente
rotacionada Norte-Sul e extensão de aproximadamente 29 km, cortando os grabens de Goiana e
Itapessoca (blocos negativos) sugeridos por Manso e Rand (1990) e o horst, denominado neste
trabalho como Horst Santa Tereza (bloco positivo entre os grabens). Neste perfil (Fig. 19)
podemos notar a estrutura de blocos basculados proposta para o embasamento cristalino.
Horst Santa
Teresinha
FIG. 19 – Perfil C-D
56
3.5 - Resultados do Levantamento Gravimétrico
Como produto do mapeamento gravimétrico da área de estudo foi gerado o que sugerimos como
Mapa de contorno estrutural do embasamento da área de estudo juntamente com a área de estudo a oeste,
apresentado no Anexo 2. Este apresenta os grabens de Goiana, ao Centro e Itapessoca mais ao sul, já
identificado por Rand e Manso (1990) nos seus trabalhos gravimétricos e aqui sugeridos como áreas
interessantes para furos estratigráficos ou hidrogeológicos e entre estes o Alto estrutural ou Horst Santa
Tereza. Ao norte, verifica-se a possível ocorrência de outro graben, não sendo, entretanto possível uma
segura confirmação do mesmo, devido este se encontrar no limite da área de estudo, sugerindo-se, portanto
estudos geofísicos futuros para melhor detalhar estruturas circunvizinhas.
Durante as etapas de campo registrou-se a ocorrência de “sismicidade”, nas regiões de borda do
Graben Goiana, indicativo forte de que a área se encontra em estágio de “acomodação de blocos”, no caso,
o Graben de Goiana.
57
4 - RADIOMETRIA
A Radiometria é a parte da geofísica que pode ser entendida como o conjunto de técnicas de
inferir medidas de acordo com a radioatividade dos materiais.
4.1 - Características do Método
A radioatividade é definida, de acordo os princípios físicos, como a desintegração espontânea do
núcleo atômico, resultando na emissão de energia radiante e partículas de massa de sua constituição
interna. Do ponto de vista da prospecção geofísica, os componentes do átomo de interesse das radiações
são os prótons e os nêutrons.
O próton é a unidade positiva fundamental de eletricidade. O número de prótons no núcleo
identifica o elemento por caracterizar o número atômico do elemento.
O nêutron é a partícula eletricamente neutra que durante a desintegração radioativa pode dividirse em um próton, o qual permanece no núcleo e um elétron, o qual é emitido.
Se uma substância é radioativa, ela pode emitir naturalmente três tipos de radiações:
•
Raios α → Radiações corpusculares de carga positiva, composta por dois prótons e dois
nêutrons, possuindo alto poder de ionização e pequeno poder de penetração.
•
Raios β → Radiações corpusculares que possuem carga –1, constituídas por elétrons originados
da quebra dos nêutrons. São menos ionizantes e mais penetrantes que as partículas α.
•
Raios γ → São ondas eletromagnéticas, como os raios x ou a luz, mas com menor comprimento
de onda (λ). Das três radiações, ela é a menos ionizante, por não apresentar cargas, mas tem um
alto poder de penetração, motivo pelo qual são usados contadores de raios γ ao invés de
58
contadores de raios α ou β na prospecção radiométrica. Os principais elementos radioativos são
urânio (U), tório (Th) e potássio (K), sendo o urânio o mais usado atualmente.
4.2 - Instrumentação Utilizada
O Equipamento utilizado para efetivação do trabalho de campo foi o cintilômetro de contagem
total, de fabricação nacional, marca MICROLAB, equipado com um cristal de Iodeto de sódio e calibrado
para medir radiações em contas por segundo (cps). É um tipo de instrumento de prospecção radiométrica
podendo medir radiações de até 15.000 cps. É de fácil manejo, sendo bastante prático em trabalhos dessa
FONTE: A autora.
natureza, e apropriado para prospecção radiométrica autoportada, conforme podemos ver na figura 17.
Foto 17 – Manejo do cintilômetro em campo.
4.2.1 - Descrição e princípio de funcionamento dos cintilômetros
O elemento sensível destes instrumentos é um cristal (scheelita, naftaleno, sulfeto de zinco,
iodeto de Sódio ativado por Tálio) ou massas de plásticos ativadas. Esses materiais têm a propriedade de
emitirem lampejos de luz (cintilações) para cada raio-gama que o atinge e é absorvido. Como todos os
raios que incidem são praticamente absorvidos, a sensibilidades destes instrumentos é muito maior (cerca
de 100 vezes) que a dos tubos Geiger. As cintilações libertadas pelos cristais são detectadas por um cátodo
59
em um tubo fotomutiplicador que emite uma nuvem de elétrons para cada cintilação. Esses elétrons são
acelerados no campo elétrico de um certo n0 de elétrons; Quando esses elétrons atuam sobre os eletrodos
causam a emissão de elétrons secundários do eletrodo (multiplicação do número original de elétrons) com
o resultado de que é emitido através do tubo um grande feixe de elétrons para cada raio-gama que tenha
atingido o cristal. Esses pulsos de corrente são posteriormente amplificados e indicados em um medidor
como contagens/seg, ou como a razão de intensidade em miliröntgens/hora (mr/h).
A sensibilidade do cintilômetro é relacionada, de certo modo, com o tamanho do cristal. Enquanto
os cristais de equipamentos portáteis têm uma área de 1”x1”, os equipamentos aerotransportados têm
cristais de até 16”x10”. Eles podem ser usados em conexão com espectrômetos, o que torna possível
separar a radiação devida ao Potássio, da devida ao Urânio e Tório.
4.3 - Procedimento em campo
O levantamento radiométrico realizado na área constou basicamente da obtenção de leituras de
radiação total, utilizando o cintilômetro nas diversas estações estabelecidas na área de estudo e na área
vizinha a oeste. As estações, num total de 226, localizavam-se, 13 delas, em pontos estratégicos do
levantamento geológico e as demais nos mesmos pontos do levantamento gravimétrico, tendo um
espaçamento que variava entre ½ até 2 ½ km uma da outra. Situavam-se ao longo de rodovias principais e
carroçáveis da área e em alguns casos em caminhos, veredas ou próximo às margens de rios, determinando
desse modo uma malha não regular, com a finalidade de posteriormente confeccionar um mapa
radiométrico para compreensão da litologia da área de estudo juntamente à área vizinha a oeste.
60
4.4 - Confecção do mapa
Tomaram-se 226 estações distribuindo-os numa malha irregular, conforme podemos ver plotado
no mapa abaixo (Fig. 20), destacando a área corresponde mapeamento (da autora), juntamente com a área
a oeste correspondente ao mapeamento realizado por Menor (inédito).
Área de Menor (inédito)
Área de estudo
PITIMBÚ
ACAÚ
GOIANA
PONTAS
DE PEDRA
PONTA DO
FUNIL
FIG. 20 – Mapa Radiométrico destacando as área de mapeamento.
61
4.5 – Interpretação
No mapa plotado na Fig. 21, correspondente à área de estudo isolada, podemos observar que não
registramos valores de cintilometria anômalos, encontrando apenas diferenciações sutis nos valores de
radiação, que auxiliam na identificação da litologia da área.
PITIMBÚ
ACAÚ
PONTAS
DE PEDRA
PONTA DO
FUNIL
FIG. 21 – Mapa Radiométrico da área de estudo, gerado no Surfer.
62
Notamos que na área, os maiores valores parecem estar relacionados com afloramentos da
Formação Barreiras. Observamos, no entanto, valores mais altos nas extremidades sudeste e noroeste do
mapa, mas, estes representam apenas erros de borda de mapa gerados pelo programa e não anomalias
radiométricas. Na figura 20, temos a área de estudo acrescida da área a oeste correspondente ao
mapeamento realizado por Menor (comunicação verbal, ainda não publicado). Se analisarmos em conjunto
os mapeamentos, notamos um pequeno acréscimo nos valores de radiação na porção central a oeste da
malha em pontos que provavelmente correspondem à exposição do cristalino, o qual não se encontra
exposto na área de estudo.
Nos trabalhos desenvolvidos em regiões vizinhas por Manso (1992), Motta (1986) e Correia
(1986), observamos que esses autores consideraram nas suas áreas de estudo variações de radioatividade
existentes numa mesma unidade litoestratigráfica, mas procuraram estabelecer, com um bom nível de
precisão, uma classificação para as mesmas no que se refere à correspondência entre radiação e unidade
(Ver tabela 1). Os valores mínimos atingidos foram atribuídos a uma faixa de radiação equivalente à faixa
cósmica do ar, indicando valores de Areia quartzosa (areia branca), onde é registrado que não há presença
de nenhum conteúdo contendo urânio ou potássio. Com a passagem das areia branca para a Cobertura
sedimentar o nível de radiação aumenta, caracterizando a presença de certa quantidade de argila. No
Barreiras, o nível de radiação aumenta um pouco mais, devido além da presença do potássio nas argila a
um possível conteúdo de minerais radioativos em seus estratos. Ao cristalino é atribuído os mais elevados
valores de radiação pela provável presença do potássio em suas rochas, sendo mais radioativas aquelas
mais ricas em feldspato potássico.
63
UNIDADE
Background da área em estudo
Areia quartzosa (areia branca)
Cobertura sedimentar
Sedimentos do Barreiras
Rochas cristalinas
Valor Radiação em cps/s
MANSO (1992)
MOTT A (1986)
CORREIA (1986)
10 - 100
20 - 90
10 - 100
10 - 15
20 – 30
10 - 15
30 - 40
30 - 40
30 - 45
50 - 70
50 - 70
50 - 70
75 - 100
75 - 90
75 - 100
Tabela 1 - correspondência entre radiação e unidade litológica, segundo os autores Manso, Motta e Correia.
Em relação ao mapeamento desenvolvido nas área reunidas (Áreas de Everton e Edlene) foi
calculado o background e o valor estatístico das áreas de estudo, conforme exposto no anexo 1. Baseado
nesses dados podemos afirmar que os dados concordam com o que foi encontrado pelos trabalhos dos
autores acima citados, no que se referem aos valores mais altos de emissões radiométricas estarem situados
em porções do embasamento, enquanto os mais baixos são atribuídos à área de sedimentos aluvionares. Na
tentativa de fazer uma correspondência com o Mapa Geológico (CPRM, 2002), podemos afirmar que,
especificamente na área de estudo, os valores mais altos correspondem aos afloramentos do Barreiras e os
mais baixos aos sedimentos do Quaternário, sem haver diferenciações significantes para as Formações
Gramame e Beberibe.
64
4.6 - Resultados do Levantamento Radiométrico
O levantamento radiométrico abrangeu aproximadamente 327,726Km2 de área mapeada, onde
foram percorridas rodovias com cintilômetro (Autoportada) a fim de detectar possíveis anomalias.
Entretanto nada foi detectado acima dos padrões normais de radiação (Background). Assim sendo, o
método geofísico (radioatividade), teve mais utilidade com relação a sua utilização no mapeamento
geológico, auxiliando a diferenciar unidades litoestratigráficas pelo seu nível de radiação, do que na
prospecção de materiais radioativos, que sem dúvida é sua maior finalidade.
A tentativa de se estabelecer uma relação entre as unidades litoestratigráficas e o background
característico correspondente (nível de radiação) teve resultado satisfatório em toda área de pesquisa.
Entretanto, em uma mesma unidade litoestratigráfica nota-se uma variação do nível de radiação, em
função da diversidade mineralógica da unidade considerada.
Comparando o mapa radiométrico da área em estudo, juntamente com a da área a oeste, notamos
que o mesmo apresenta pontos com pequeno aumento dos valores de radiação em relação à área de
pesquisa provavelmente atribuídos a esta conter trechos com porções do embasamento da bacia exposto,
embora o mesmo encontre-se alterado.
65
5 - CONCLUSÕES
- Em relação à litologia, foram encontrados poucos afloramentos naturais na área estudada,
durante os trabalhos de campo. Estes continham apenas sedimentos da Bacia da Paraíba, não se registrando
a presença de afloramentos expondo seu embasamento, indicando que o mesmo provavelmente encontrase encoberto pelas camadas sedimentares.
- A ocorrência de “sismicidade”, nas regiões de borda do Graben Goiana é indicativo forte de
instabilidade tectônica da área sendo sugerido estudo sismológico na área atingida.
- O mapeamento gravimétrico realizado apresenta resultados concordantes com os trabalhos
realizados por Rand no que concerne aos alinhamentos paralelos à costa, apresentando valores invertidos
devido à descontinuidade de Mohorovicic.
-Associado a estes, lineações perpendiculares à costa (norte-sul), mostram basculamento de
blocos, representados pelos grabens de Goiana e Itapessoca (Rand e Manso, 1990) e o Alto estrutural ou
Horst Santa Tereza descrito neste trabalho. Os grabens de Goiana e Itapessoca são sugeridos como áreas
interessantes para furos estratigráficos ou hidrogeológicos.
-Algumas estruturas limítrofes não puderam ser melhor estudadas. Estas podem responder a
questões não resolvidas no presente trabalho, sendo proposto complemento de estudo para estas áreas.
- Em relação ao Mapa Radiométrico gerado, nada foi detectado acima dos padrões normais de
radiação (background). Assim sendo, o método geofísico radioatividade apresentou mais utilidade no
mapeamento geológico, diferenciando algumas unidades litoestratigráficas pelo nível de radiação, como a
Formação Barreiras, com valores mais altos e os sedimentos do quaternário, que apresentaram os mais
baixos
valores,
devido
aos
mesmos
se
mostrarem
desprovido
de
minerais
radioativos.
66
6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALHEIROS, M. M., FERREIRA, M. G. V. X. 1993. Definição da Formação Beberibe na Faixa Recife João Pessoa. In: XV Congresso de Geologia do Nordeste – Natal, RN. Sociedade Brasileira de
Geologia, Núcleo Nordeste. Boletim 13. p. 51.
ALHEIROS, M. M.; LIMA FILHO, M. F.; Monteiro, F. A. J., & OLIVEIRA, J. S. 1988. Sistemas
deposicionais na Formação Barreiras no Nordeste Oriental. In: Congresso Brasileiro de Geologia,
35, Goiana, SBG. V.2, p.753-760.
ANDRADE, M. C. O. 2003. Atlas Escolar de Pernambuco. João Pessoa – GRAFSET - 2ª Edição. 160 p.
ARAÚJO, R. D. 1994. Levantamento Geofísico nos arredores do Cabo de Santo Agostinho. Centro de
Tecnologia e Geociências. Universidade Federal de Pernambuco. Relatório de graduação. Recife-PE.
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7 - ANEXOS
7.1 - Anexo 1: Background e Anomalia Radioativa
– Determinação do Background e Valor Limiar pelo Processo analítico:
A prospecção geofísica baseia-se na comparação dos valores encontrados sem mineralização,
com os dados observados nas proximidades dos corpos mineralizados que são geralmente anômalos em
relação ao conjunto. Conseqüentemente o passo inicial de qualquer interpretação geofísica consiste na
definição do valor que limita os dados anômalos e regionais, limite este denominado de valor limiar,
enquanto que a média dos valores observados é denominada de background.
– Determinação do Background e Anomalia Radioativa estatísticos:
Partindo dos dados obtidos nas medições de campo (malha do anexo 3), e utilizando as
ferramentas da estatística, obtivemos a determinação do background e do valor limiar, na tentativa de
detectar possíveis anomalia na área, seguindo os seguintes passos:
10 Passo – Determinação do caráter da população
Cálculo do intervalo de classe pela formula de Stuges:
IC = A/ 1+3,32 log N, onde,
A = Amplitude da população e N = Número de dados
IC = 45 / 1 = 3.32 log 226 = 45/8,82 = 5,10 (aproximadamente 5)
73
2o Passo – Confecção da tabela de freqüência observada
Limite da classe
( fi )
00 – 05
04
06 – 10
23
11 – 15
60
16 – 20
52
21 – 25
52
26 – 30
21
31 – 35
04
36 – 40
05
41 – 45
02
46 – 50
03
Lim.Classe
00 – 05
06 – 10
11 – 15
16 – 20
21 – 25
26 – 30
31 – 35
36 – 40
41 – 45
46 – 50
3 Passo – Cálculo do background e do valor limiar pelo processo analítico
Ponto Central (li)
Log li
Freqüência (fi)
fi log li
Fi (log li)2
2,5
0,39794
04
1,591760
0,633425
7,5
0,87506
23
20,12640
17,61184
12,5
1,09691
60
65,81460
72,19269
17,5
1,24304
52
64,63790
80,34747
22,5
1,35218
52
70,31349
95,07667
27,5
1,43933
21
30,22599
43,50525
32,5
1,51189
04
6,047530
9,143165
37,5
1,57403
05
7,870156
12,38787
42,5
1,62839
02
3,256780
5,30330
47,5
1,67669
03
5,030080
8,433904
SOMATÓRIO
226
274,9147
344,6356
Obs: O ponto central de cada classe (li) representa a média aritmética dos extremos reais da classe.
Mg = Antilog (∑ fi logli/N)
Mg = Antilog 274.9147/226 = Antilog 1.2164367 = 16,43 (= aproximadamente 16)
Background = Média geométrica = 16
Sg = Antilog de
∑ fi(logli)2/N – ( ∑ fi log li / N)2
Sg = Antilog de
344,6356 / 226 – ( 274.9147/2)2
Sg = antilog de
1.5249 – 1.4797 Î Sg = antilog 0,212602916 Î Sg = 1.63
Valor limiar = Mg.Sg2 = 16 x (1.63)2 = 42,51 cps (= aproximadamente 42)
74
7.2 – Anexo 2: Mapa de Contorno Estrutural do Embasamento sugerido para a área em estudo:
Graben ???
Graben de Goiana
(Segundo Rand e Manso, 1990)
Horst Santa Tereza
Graben de Itapessoca
(Segundo Rand e Manso, 1990)
75
76