Processamento, nivelamento e integração de levantamentos aerogeofísicos magnetométricos no Estado de Minas Gerais e sua contribuição à geologia da porção sul do Cráton São Francisco

Abstract

O escopo principal desta dissertação de mestrado é o processamento, nivelamento, integração e interpretação de diversos levantamentos aerogeofísicos magnetométricos realizados no Estado de Minas Gerais. Estes levantamentos integrados foram correlacionados com dados geológicos disponíveis para definir o arcabouço magnético-estrutural da porção sul do Cráton São Francisco. O processamento consistiu no controle de qualidade, na avaliação da distribuição dos dados e na análise da consistência dos dados com o uso de testes como a diferença de quarta ordem. Testes de eficácia foram utilizados para definir o método bidirecional com ângulo de tendência como o melhor interpolador. A técnica da decorrugação foi usada - com o uso de técnicas de micronivelamento - para remover erros residuais do nivelamento da malha de vôo. No nivelamento e integração dos dados do Convênio Geofísico Brasil - Alemanha (CGBA), que cobre quase todo Estado de Minas Gerais e parte do Espírito Santo, foram realizadas diversas técnicas de junção para se chegar a um resultado eficaz. A tarefa mostrou-se bastante trabalhosa pela falta de continuidade entre os 59 blocos de dados obtidos em diferentes altitudes e alturas sobre o terreno, pelo espaçamento de 2 km entre as linhas de vôo e pela perfilagem ao longo da direção leste-oeste. O CGBA foi utilizado como plano de fundo para a visualização da continuidade das grandes feições magnéticas obtidas de quatro aerolevantamentos de alta densidade de amostragem realizados recentemente no centro-sudeste de Minas Gerais. Os aerolevantamentos Projeto Rio das Velhas (RV), Projeto Gemas de Minas Gerais - Faixa Itabira Ferros (IF) e Programa Levantamento Aerogeofísico de Minas Gerais (PLAMG) - Áreas 2 e 3; foram integrados com o método de sutura e remoção de tendências. A avaliação e análise dos parâmetros e relações de borda entre os aerolevantamentos definiram as melhores técnicas para cada par de junções. Transformações lineares do campo magnético (amplitude do sinal analítico, inclinação do sinal analítico, derivada vertical e gradiente horizontal total) foram eficientes na definição das descontinuidades geofísicas e fontes magnéticas que indicam as feições e unidades geológicas. No CGBA, os domínios magnéticos foram interpretados como grandes blocos regionais, e posteriormente correlacionados com dados geológicos disponíveis. A junção dos levantamentos mais modernos e com melhor densidade de amostragem (perfis separados de 250 m e 500 m) possibilitou uma correlação mais detalhada com a geologia regional. Os resultados obtidos demonstraram uma excelente correlação. A interpretação dos lineamentos magnéticos mostra uma grande quantidade de estruturas não existentes nos mapas geológicos. O mesmo pode ser dito quanto ao enxame de diques máficos de direção noroeste. O arcabouço magnético integrado com a geologia mostrou a compartimentação tectônica regional e as principais zonas de cisalhamento. Os principais resultados estão relacionados ao estado da arte do limite da porção sul do Cráton São Francisco, do Cinturão Mineiro e da Faixa Araçuaí. A correlação dos produtos geofísicos com a geologia da região do Quadrilátero Ferrífero mostrou a estruturação das dobras mais importantes, principalmente em relação aos corpos dos itabiritos da Formação Cauê (Grupo Itabira). Outro importante resultado foi à correlação com as minas e depósitos de ferro do Quadrilátero que estão localizados nas cristas do relevo magnético. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The main purposes of this master dissertation were directed to processing, leveling and integrate several magnetic airborne geophysical surveys, acquired in State of Minas Gerais. These surveys were correlated with the available geological data to define the magneticstructural framework of south portion of São Francisco craton. The data processing consisted in control quality, spatial data distribution evaluation and magnetic field intensity consistency analysis, through the use of the fourth order difference operator applied to flight lines records. A series of efficiency tests were used to define the bi-directional line gridding with trend angle the best interpolation procedure. The decorrugation - using the micro-leveling technique - was used to remove residual errors left by the usual leveling of the grid. To the leveling and integration of the several blocks of data from the Brazil-Germany Geophysical Agreement (CGBA) flown during the 70’s, covering most of the State of Minas Gerais and portions of State of Espirito Santo, a series of techniques were applied in order to achieve an efficient result. The task revealed laborious due to the lack of continuity among 59 data blocks, obtained with different flight heights, 2 km line spacing and east-west direction. The visualization of the continuity of major magnetic structures, obtained by the integration of 4 (four) higher density airborne surveys flown in the center-southwest portion of the State of Minas Gerais, considered CGBA as a background reference. Rio das Velhas Project (RV), Gems of Minas Gerais – Itabira/Ferros Project (IF), and areas 2 and 3 of Minas Gerais Airborne Geophysics Survey Program (PLAMG) were integrated using available procedures of grid knitting (suture, trend removal, and shared points). The evaluation and analysis of parameters and edge relationships among airborne surveys were used to define the best approach to join each pair of data block. Linear transformations of the magnetic total field (amplitude and inclination of the analytical signal, vertical derivative, and horizontal gradient) were efficient in helping with the definition of geophysical discontinuities and magnetic sources associated with geological units. Regarding CGBA, magnetic domains were interpreted as large regional blocks. These units were correlated with the mapped regional geology, allowing nomination of domains. The integration of the other surveys, more modern and with higher data density (line spacing of 250 m and 500 m), allowed a more detailed correlation with mapped regional geology. The obtained results showed an excellent correlation between geophysical units and known geology. The interpretation of magnetic linear features revealed a large amount of structures not recorded in the present geological cartography. This happened with a swarm of mafic dikes, as well. The magnetic framework when integrated with the mapped geology lead to the visualization of regional tectonic blocks and the main shear zones present in the area. The main results are associated with the tectonic compartimentation of the south portion of São Francisco Craton, with the limits of Mineiro Belt and Araçuaí Belt. The correlation of geophysical information with mapped geology in the Quadrilatero Ferrifero region showed the structure of the most important folds, especially those associated with itabirite bodies of the Caue formation (Itabira Group). Important to recognize the correlation observed between Quadrilatero mines and iron deposits with crest of the local magnetic relief.