Resumo em Português:
Esse estudo interpreta os perfis acústicos de subfundo e modelos 3D submarinos de alguns fiordes adjacentes ao Campo de Gelo Patagônico Sul, Chile. As bacias aprofundadas mostram a morfologia irregular e distintas formas associadas ao sistema sedimentar de zonas de grounding line, de línguas de gelos flutuantes. Refletores acústicos exibem duas fácies principais: caóticas e estratificadas, segundo sua configuração interna e geometria externa. Os sedimentos provavelmente foram depositados durante a deglaciação durante o Holoceno. A geometria dos depocentros e as características dos refletores acústicos mostram evidências da influência da batimetria e da topografia pré-existentes. Devido às grandes profundidades das bacias, as margens terminais podem ter sido um misto de condições flutuantes e aterradas no fundo marinho, embora possa predominar o regime glacial temperado.Resumo em Inglês:
This study interprets acoustic sub-bottom profiles and submarine 3D models of some of fjords adjacent to Campo de Hielo Patagónico Sur (Southern Patagonian Icefield), Chile. The overdeepened fjord basins show irregular morphology and distinctive landforms associated with a grounding-line, ice tongues and icebergs sedimentary system. Acoustic reflectors display two main facies: chaotic and laminated, according the internal reflection configuration and the external geometry. The sediments probably were deposited during the Holocene deglaciation, as shown by the visible reflectors of sub-bottom profiler. The geometry of the depocenters and the acoustic reflectors characteristic show evidence of pre-existing topography and bathymetry influence. Due to the great water depths of the fjord basins, terminal margins may have a mix of floating and grounded cliff behaviour, albeit the predominant temperate glacial regime.Resumo em Português:
Foi desenvolvida neste trabalho uma nova técnica de modelagem analógica para IP-resistividade em laboratório. Para tanto, foram utilizados modelos geométricos cilíndricos e tabulares. Para a construção destes modelos usou-se cimento, areia quartzítica e grafita. Como a grafita apresenta um intenso fenômeno IP, variou-se o teor de grafita contido nos modelos. Assim, para diferentes formas e medidas dos modelos, experimentaram-se diferentes conteúdos de partículas polarizáveis. As medidas foram feitas no sentido de verificar o comportamento da resposta IP e resistividade dos modelos quanto à forma, conteúdo de grafita, profundidade e orientação do modelo estudado.Resumo em Inglês:
The aim of this study is to develop an analogical modeling methodology for IP and resistivity. Simple geometrical cylindrical and tabular shapes were built using standard cement, quartzitic sand and graphite. The experiment was carried out with various amounts of graphite in order to measure the IP response for different model geometries. The results are discussed in terms of IP response as a function of geometry, graphite content, depth and strike of the models.Resumo em Português:
Este trabalho avaliou a atividade dos radionuclídeos em rochas sedimentares e ígneas da bacia do Rio Corumbataí, estado de São Paulo, e, conseqüentemente, a taxa de exposição. Esta bacia possui uma grande área com cultura de cana-de-açúcar, onde há intensa aplicação de fertilizantes fosfatados e também abriga o mais importante pólo cerâmico da América do Sul (Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes). A caracterização química das amostras mostrou uma concentração de Ca > Mg > K > Na, sendo essa relação devido à composição mineralógica de cada formação. A média ponderada da taxa de exposição (35 nGyh-1) para as formações estudadas representa apenas 64% da média mundial devido à radiação gama terrestre, sendo que a porção sudeste da área exibe a mais alta taxa de exposição. Os resultados obtidos podem ser utilizados em estudos ambientais envolvendo a bacia do Rio Corumbataí, inclusive aqueles sobre o uso do solo.Resumo em Inglês:
This work evaluated the activity concentration of radionuclides on sedimentary and igneous rocks at Corumbataí river basin, São Paulo State, and, consequently, the exposure rate. This basin possess a large sugar cane crops area, where occurs the application of phosphate fertilizers, and where is located the most important ceramic center of South America (Santa Gertrudes Ceramic Center). The chemical characterization of the samples indicated that Ca > Mg > K > Na, which is related to the mineralogy of each formation. The weighted mean exposure rate (35 nGyh-1) to the studied formations represent just 64% of the world average due to terrestrial gamma radiation, occurring the highest exposure rate at the south-east portion of the area. The data obtained can be utilized in environmental studies involving the basin, including those related to the land use.Resumo em Português:
A interpretação de dados de investigações geofísicas rasas pode ser complexa devido às incertezas a respeito dos alvos em subsuperfície. Para reduzir as ambigüidades e auxiliar a interpretação dos dados geofísicos de superfície foi instalado no campus da USP o Sítio Controlado de Geofísica Rasa do IAG-USP. Diferentes alvos foram instalados em várias profundidades ao longo de 7 linhas. Os alvos instalados no Sítio Controlado simulam alvos encontrados em estudos geotécnicos, ambientais e arqueológicos. Neste artigo são apresentadas as principais etapas envolvidas na construção do Sítio Controlado de Geofísica Rasa do IAG/USP e alguns resultados GPR ao longo de uma linha caracterizada por tambores metálicos vazios. A caracterização geofísica, sob condições controladas de campo, permitiu uma calibração das respostas geofísicas para os tambores metálicos instalados no SCGR-IAG. O perfil GPR de 250 MHz apresentou uma excelente concordância com a modelagem GPR 2D através do método das diferenças finitas no domínio do tempo. A migração-fk melhorou a resolução e o posicionamento espacial dos tambores metálicos. Os resultados GPR 3D na forma de cubo 3D, diagrama de cercas e depth slices, mostraram-se muito importantes para melhorar a caracterização dos alvos em subsuperfície. O SCGR-IAG constitui-se numa ferramenta importante para o Ensino, Pesquisa e Extensão Universitária em Geofísica, e será de grande importância para a nossa comunidade. Com a instalação deste Sítio Controlado, foi dado um importante passo em busca do "Estado da Arte em Geofísica Rasa" no Brasil, onde o desenvolvimento de novos equipamentos, software de modelagem e de inversão poderão ser testados e suas respostas calibradas.Resumo em Inglês:
The data interpretation from shallow geophysical survey can be complex because the uncertainty about subsurface targets. To reduce the ambiguity and help in the interpretation of geophysical data, the Shallow Geophysical Test Site of IAG-USP (Sítio Controlado de Geofísica Rasa-SCGR do IAG-USP) was installed inside the campus at USP. Different targets at various depths were installed along seven lines. The targets buried in the Test Site simulate targets found in geotechnical, archaeological, and environmental studies. In this article, the construction methodology of the Test Site and some GPR results along a line characterized by empty metallic tanks are presented. The geophysical characterization in controlled field condition allowed the calibration of geophysical responses due to known targets, such as, metallic tanks. 250 MHz GPR profile showed an excellent agreement with a GPR 2D model determined by finite difference in time domain method. Fk-migration improved the resolution and the spatial position of the metallic tanks. GPR 3D results, such as 3D cube, fence diagrams, and depth slices, were very important to improve the characterization of the targets in subsurface. SCGR-IAG revealed itself as important tool for teaching, research and extension activities in university related to Geophysics, and it will be very important to our community. With the installation of this Test Site, an important step was done in searching the State of Art in Shallow Geophysics in Brazil, were the development of news equipment, modeling and inversion software could be tested and its response calibrated.Resumo em Português:
A partir da análise do posicionamento por GPS de 38 Referências de Nível, num perfil localizado no Estado de São Paulo, são sugeridos procedimentos de uso do GPS em levantamentos geofísicos terrestres. Como referência, foi realizado o posicionamento relativo estático, com receptores de dupla freqüência, coletando dados durante sessões de 60 minutos. As coordenadas geodésicas foram determinadas por meio de diversas estratégias de processamento, variando o tipo de receptores utilizados (simples e dupla freqüência), o número de bases (1 e 3), o comprimento das bases (2 a 250 km) e a duração da sessão (10 a 60 minutos). As altitudes ortométricas foram determinadas no modo relativo, usando as 5 estações da Rede GPS do Estado de São Paulo (RGSP) mais próximas. A análise estatística dos resíduos das coordenadas e altitudes obtidas, em relação aos valores de referência, gerou informações sobre a acurácia dos posicionamentos geográfico e altimétrico por GPS em função dos parâmetros analisados. Com base nos resultados obtidos, foram definidos os métodos de posicionamento GPS para levantamentos geofísicos locais e regionais, conforme suas características. Assim, para se obter acurácia de 10 cm, com bases maiores de que 30 km, deve-se usar receptores de dupla freqüência e sessões de no mínimo 30 minutos. Com bases menores do que 30 km podem ser usados receptores de dupla ou simples freqüência e sessões de 30 minutos.Resumo em Inglês:
From analysis of the GPS positioning of 38 bench marks, in a profile located at São Paulo State, some procedures for GPS use in terrestrial geophysical surveys are suggested. The static relative positioning by dual frequencies receivers, from sessions of 60 minutes, was used as reference. The geodetic coordinates were obtained by using several processing strategies, varying the receiver type (single and dual frequencies), the number of baselines (1 and 3), the length of baseline (2 to 250 km) and the session time (10 to 60 minutes). The orthometric heights were obtained in a relative way, using the 5 nearest stations of RGSP. The statistical analysis of residuals of the obtained coordinates and heights with respect to the reference values, generated information about the accuracy of the geodetic positioning by GPS, as a function of analyzed parameters. From the obtained results, the GPS positioning methods were specified to local and regional geophysical surveys, according to its characteristics. Therefore, to obtain an accuracy of 10 cm from baselines greater than 30 km, dual frequency receivers and sessions greater than 30 minutes must be used. For baselines lower than 30 km, may be used dual or single frequency receivers with 30 minutes sessions.Resumo em Português:
Visando avaliar a potencialidade do emprego da sísmica de reflexão na investigação geológico-geotécnica rasa em ambientes urbanos, nos quais normalmente há a presença de ruídos de diferentes tipos e intensidades, assim como de superfícies pavimentadas, foram realizados diversos ensaios de análise de ruídos (pseudo walkaway noise test) em uma área teste na cidade de São Paulo, Brasil. Na aquisição dos dados foram empregados um sismógrafo de 24 canais com conversor A/D de 24 bit, geofones de 28 Hz e 100 Hz e fontes sísmicas do tipo marreta e rifle sísmico. Os melhores resultados foram obtidos com: (i) geofones de 100 Hz com ponteira de 0,18 m e fonte marreta com placa de metal; (ii) geofones de 100 Hz acoplados através de argila na cobertura asfáltica com fonte marreta aplicada sobre asfalto. Também foram realizados ensaios de laboratório em mesa vibratória para avaliar as respostas dos geofones quando acoplados com diferentes tipos de argila. Os testes indicaram que o emprego de argilas é uma boa alternativa para acoplar os geofones, sendo as argilas cauliníticas as menos indicadas.Resumo em Inglês:
Pseudo walkaway noise tests were accomplished in study area in São Paulo city, Brazil, in order to evaluate the potentiality of seismic reflection technique in shallow geological/geotechnical investigation in urban environment, where there is usually the presence of different types as well as intensities of noises and the paved surface. Data acquisition was conducted with a 24 channel seismograph with 24 bit A/D converter, 28 Hz and 100 Hz geophones, as well as sledge hammer and seismic rifle as sources. The best results were obtained with: (i) 100 Hz geophones with 0.18 m spike and hammer source with steel plate; (ii) 100 Hz geophones coupled through clay on asphaltic coverage with hammer source applied on asphalt. Laboratory tests were also accomplished in shake table in order to evaluate geophone responses when they were coupled with different types of clay. Tests indicated clay employment is a good alternative to couple geophones, notwithstanding kaolinitic clays are less indicated.Resumo em Português:
Neste trabalho apresentamos a aplicação do operador de extrapolação em profundidade em duas etapas com interpolação (PSPI-SS), operador que faz uso da correção Split-Step em cada passo de extrapolação, conjuntamente com a condição de imagem de tempo de excitação, para realizar a migração pré-empilhamento em profundidade de dados sísmicos ordenados em famílias de tiro comum. Os métodos de migração pré-empilhamento que realizam a extrapolação dos dados ao longo dos receptores e a continuação para baixo das fontes sísmicas com operadores diferentes, são chamados de métodos híbridos de migração. Nesses métodos o campo de onda de cada fonte sísmica é determinado através do cálculo dos tempos de chegada da fonte a partir da aproximação de alta freqüência. Aqui utilizamos apenas os tempos das primeiras chegadas, que são calculados a partir da solução da equação iconal por diferença finitas (TGRID), por um método puramente geométrico (FAST) e também pelo método de traçamento de raios paraxiais (PARAX). Na implementação proposta, o campo de velocidades usado para o cálculo dos tempos de chegada precisa ser suavizado e o seu grau de suavização é determinado a partir dos resultados apresentados pela migração convencional Kirchhoff. A extrapolação dos dados dos receptores é feita usando-se o campo de velocidades original sem nenhuma suavização, através do operador PSPI-SS. Para testar os novos métodos de migração usamos os dados sintéticos Marmousi e também um conjunto de dados reais do Golfo do México. Os resultados das migrações com os métodos híbridos apresentaram imagens de boa qualidade, mostrando-se superiores a obtida pela migração Kirchhoff e comparáveis à fornecida pelo método PSPI-SS completo (operador PSPI-SS tanto para os tiros como para os receptores), com um desempenho computacional superior ao obtido com o método PSPI-SS completo.Resumo em Inglês:
This paper shows the application of Phase Shift Plus Interpolation Split-Step (PSPI-SS) wavefield extrapolation operator coupled with the excitation-time imaging condition to perform prestack seismic depth migration of common shot profiles. The migration methods which are characterized by the use of different propagators for the source and receiver wavefields are called hybrid migration methods. Normally, the source wavefield is determined by the computation of the traveltimes from the solution of the eikonal equation. Here the traveltimes were calculated based on a finite difference solution of the eikonal equation (TGRID), a simple geometrical approach (FAST) and also by the paraxial ray tracing method (PARAX). For the extrapolation of the receiver data we applied the PSPI Split-Step operator, that is derived from the conventional Split-Step wave equation method using multiple references velocity. As the source traveltime computation is based on the ray assintotic theory the velocity field needs to be smoothed and the migration results obtained with the Kirchhof migration method, that is a very fast migration procedure, was used to choose the best level of smoothing of the velocity field. In this work the synthetic Marmousi data and a real dataset from Gulf of Mexico were used to test the migration methods proposed here. The migration results with the hybrid methods shown better images in quality then the kirchhoff's results and comparable to those obtained with the full PSPI-SS migration method, but a low computation cost.Resumo em Português:
O algoritmo desenvolvido neste trabalho é baseado no método das diferenças finitas aplicado à equação acústica da onda, assumindo que a Terra se comporta como um meio acústico, que permite implementar numericamente uma modelagem sísmica empregando malhas regulares em modelos que representam meios geológicos bidimensionais. As derivadas segundas presentes na equação da onda foram obtidas por expansões da série de Taylor de quarta ordem, para o caso espacial, e de segunda, para o temporal. Os modelos foram representados por dois tipos distintos de parametrizações: por blocos e polinomial trigonométrica. São apresentadas simulações do fenômeno de propagação de ondas em vários modelos, representados pelas duas parametrizações mencionadas, possibilitando, assim, a geração de sismogramas sintéticos para comparação. Os sismogramas obtidos, com a parametrização polinomial, mostram alguns comportamentos não desejados como: produção de reflexões artificiais, atenuação de reflexões, supressão de difrações, e pequenas alterações nos tempos de trânsito e amplitudes calculados. Por outro lado, como vantagens desta parametrização proposta, temos: economia de espaço de memória (pois um modelo complicado de velocidade pode ser representado por uma pequena quantidade de coeficientes, isto é: o modelo não é armazenado em um arquivo, mas é comprimido, ou contido, numa fórmula matemática ou numa representação analítica); produção de modelos de velocidades suavizadas (úteis na migração sísmica); sintetização do modelo num pequeno conjunto de coeficientes que se tornam parâmetros do modelo a serem estimados em possíveis procedimentos de inversão (independentemente do grau de complicação da geometria do modelo e da variação da velocidade sísmica); melhor representação de modelos realísticos por polinômios trigonométricos em comparação com a parametrização por blocos; e redução das ambigüidades normalmente presente nas técnicas de inversão, se uma quantidade suficiente de dados for disponível. Cabe acrescentar que: o efeito de Gibbs, presente em representações polinomiais, é contornado, no método das diferenças finitas, através da escolha conveniente dos nós da malha ou pelo aumento do número de coeficientes do polinômio.Resumo em Inglês:
The algorithm developed, in this work, is based on the finite difference method applied to the acoustic wave equation, assuming that the Earth has an acoustic behavior, that allow us to implement, in a numerical way, a seismic modeling employing regular grids in models representing two-dimensional geological media. Second derivatives with respect to space and time of wave equation are obtained by Taylor series expansion of fourth and second orders, respectively. The models are represented by two different kinds of parameterizations: blocks and trigonometric polynomials. Simulations of the wave propagation phenomenon are accomplished in several models represented by the two mentioned parameterizations, making possible to generate synthetic seismograms to be compared. Seismograms, obtained when the polynomial parameterization is used, show some undesired behaviors such as: production of artificial reflections, weakening of reflection events, suppression of diffractions, and a little alteration in calculated traveltimes and amplitudes. By the other hand, some advantages of the proposed polynomial parameterization are: economy of computer memory space (because a complicated velocity model can be represented by a few quantity of coefficients, it means: the model is not more stored in a file, but it is compressed, or contained, in a mathematical formula or an analytical representation); production of a smooth velocity model (useful to generate a time field to be used in seismic migration, for example, in reverse time migration); the polynomial coefficients are just the parameters of the model to be estimated by an inversion procedure (independently of the degree of geometrical complication of the model and how is varying the seismic velocity on it); realistic models are better represented by trigonometric polynomial than block parameterization; and the ambiguity commonly present in inversion techniques results, is reduced if sufficient data is available. Gibbs effects, present in polynomial representations, is avoided by the finite differences method by choosing conveniently the knots of the mesh or increasing the number of polynomial coefficients.Resumo em Português:
A integração de dados geológicos e geofísicos permitiu um melhor entendimento da inter-relação entre estruturas oceânicas e continentais. Fenômenos tectônicos e magmáticos do Meso-Cenozóico do Sudeste Brasileiro podem ter sido condicionados pelo prolongamento das zonas de fratura oceânicas em direção à margem continental. O foco deste trabalho é a evolução da Zona de Fratura de Vitória-Trindade (ZFVT). A Zona de Fratura de Vitória-Trindade (ZFVT), localizada na latitude de 18º40' na Cordilheira Mesoatlântica (CMA), foi mapeada utilizando-se sísmica de reflexão, gravimetria e isócronas magnéticas. A ZFVT na CMA corresponde a um deslocamento axial em torno de 6 km, configurando uma descontinuidade de segunda ordem. O segmento assísmico da ZFVT é definido por uma depressão gravimétrica de direção E-W. Sua extensão para oeste corresponde à Cadeia Vitória-Trindade, representada por altos topográficos individualizados, que limitam desníveis crustais de mais de 400 m e províncias sedimentares de características e espessuras distintas. Esta região cortada pela intrusão de diques (alguns aflorando na superfície) e sills, indica instabilidade tectônica com a movimentação de falhas e ocorrência de estruturas transpressivas (estruturas em flor), elevando toda a coluna sedimentar incluindo o assoalho oceânico. Estas observações sugerem reativações recentes da crosta oceânica com esforços alternantes, ora compressivos ora distensivos, associados a vulcanismos e falhamentos normais. Evidências geológicas e geofísicas, além do mapeamento do alinhamento de epicentros de terremotos, sugerem que o prolongamento da ZFVT está relacionado ao Alto de Vitória e ao tectonismo e magmatismo na porção emersa, representado pelo Lineamento Sismo-Magmático Alcalino Trindade-Paxoréu / Alto do Paranaíba. Propõe-se que a ZFVT atuou e continua atuando como conduto para o magmatismo da Pluma Mantélica de Trindade.Resumo em Inglês:
The integration of geological and geophysical data allowed a better understanding of the inter-relation between the oceanic and continental structure. Tectonic and magmatic phenomena of the Meso-Cenozoic were probably related to the prolongation of oceanic fracture zones into the Brazilian Southeast continental margin. This work will focus on the behaviour of the Vitória-Trindade Fracture Zone (VTFZ). The Vitória-Trindade Fracture Zone (VTFZ), located at 18º40S in the Mid-Atlantic Ridge (MAR), was defined by seismic, gravity and magnetic isochrones. At the MAR axis the VTFZ corresponds to a second-order discontinuity, with a 6 km axial offset. Away from the ridge axis, potential field data shows a gravimetric depression in E-W direction, which represents the asseismic portion of the VTFZ. Towards the Brazilian Continental Margin there is a series of topographic highs defining the Vitória-Trindade Chain, which is divided into distinct sedimentary thickness and tectonic domains. This area is cut by sills and dikes, indicating tectonic instability, remobilization of faults and strike-slip tectonics which has uplifted the entire sedimentary column, including the oceanic bottom. All of these observations suggest recent oceanic crust reactivation with alternations of compressive and extensional stress associated with volcanism and normal faulting. Geological and geophysical studies, in addition to mapping the earthquakes epicenters, suggest that the continuation of the VTFZ that occurs onland is related to the Vitória High and to tectonic and volcanic activities, which are expressed by the Trindade-Paxoréu /Alto do Paranaíba Alkalic Magmatic and Seismic Lineaments. We propose that the VTFZ acts as a pathway for the magma generated by the Trindade Mantle Plume.Resumo em Português:
Um dos problemas existentes em investigações ambientais é a determinação da extensão do contaminante no solo. Este trabalho mostra alguns resultados obtidos com os métodos eletromagnético indutivo, eletrorresistividade e georadar (GPR - Ground Penetrating Radar) aplicados para determinar e localizar áreas potencialmente contaminadas com resíduos industriais de um curtume. A área está localizada na cidade de Várzea Grande - MT, e atualmente está interditada e desativada para a deposição de resíduos. A aquisição de dados consistiu em perfis de caminhamento elétrico, caminhamento eletromagnético indutivo e perfis common offset de GPR. No caminhamento elétrico foi utilizado o arranjo dipolo-dipolo, com espaçamento entre os dipolos de 4 metros e 5 níveis de investigação. Os dados de condutividade elétrica aparente foram adquiridos com o equipamento EM-34, nos modos dipolo magnético horizontal e vertical a cada 2 metros, com espaçamento entre as bobinas de 10 metros. Nas aquisições de GPR foram utilizadas antenas não-blindadas de 200 MHz, empilhamento de 128 sinais e traços coletados a cada 0,25 metros. Após as coletas dos dados, foram realizadas as classificações e delimitações das áreas de acordo com o padrão das anomalias de cada método. As áreas foram classificadas em Áreas Contaminadas - AC (sigmaa > 40 mS/m, ro < 30 ohm.m e alta atenuação do sinal do georadar), Áreas Suspeitas de Contaminação - AS (sigmaa de 20 a 40 mS/m, ro de 30 a 50 ohm.m) e Áreas Não-Contaminadas - AN (sigmaa < 20 mS/m, ro > 50 ohm.m e baixa atenuação do sinal do GPR). Os resultados integrados possibilitaram a elaboração de mapas de contaminação, indicando uma área potencialmente contaminada com um sentido preferencial NW-SE. As informações geofísicas aliadas à informação geológica de superfície e de poço mostraram uma análise preliminar eficiente na identificação de áreas potencialmente contaminadas.Resumo em Inglês:
The main problem on environmental investigations is the determination of contaminated extension area. This work exhibit some results obtained with the geophysical methods applied to locate potentially contaminated areas with tanning residues. The area is located near to the city of Várzea Grande, Mato Grosso State. It was now interdicted and disabled for the residues deposition. The data were acquired from electrical profiles, with inline dipole-dipole array and 4 m spacing electrodes, allowing 5 investigation depths. The data of apparent electric conductivity were acquired in 2 dipole modes (horizontal and vertical coplanar) with intercoil spacing of 10 meters. The 200 MHz unshielded antennas were used to collect GPR data. The station interval to each 0.25 meters and 128 stacks. The areas were classified in Contaminated Area - AC - (sigmaa > 40 mS/m, rho < 30 ohm.m and high attenuation of GPR), Suspect Area - AS - (sigmaa of 20 to 40 mS/m, rho of 30 to 50 ohm.m) and Without Contaminated - AN - (sigmaa < 20 mS/m, rho > 50 ohm.m and low attenuation of GPR). The integrated results allow the contamination maps elaboration, indicating a potentially contaminated area with a preferential NW-SE flux. The geophysics and geological information showed an efficient preliminary analysis in the identification of contaminated areas.