Modelamento e prospecção de pegmatito com aplicação de Radar de Penetração no Solo A profundidade e a resolução de um caminhamento de GPR dependem da frequência central das antenas utilizadas. O alcance pode variar de ordem centimétrica (50cm) a decamétrica (50m). Frequências mais baixas têm maior comprimento de onda, assim, possuem maior alcance e são ideais para identificação de estruturas de grande porte, mas oferecem menor riqueza de detalhes. Alternativamente, frequências mais altas fornecem maior detalhamento do subsolo e identificam feições menores, mas limitam-se aos níveis mais rasos. Ainda, as antenas de baixa frequência são grandes, o que dificulta seu transporte e seu manejo no terreno. Muitas precisam ser desmontadas após o uso e podem necessitar de uma armação auxiliar para viabilizar sua aplicação em campo (Figura 11a). Já as de alta frequência são pequenas (Figura 11b), fáceis de transportar e manusear, a ponto de poderem ser facilmente carregadas nas mãos de um operador Portanto, para a preparação adequada do levantamento, é importante que seus objetivos sejam claros e que parâmetros prévios acerca das dimensões do alvo desejado sejam bem definidos (Conyers, 2002; Everett, 2013).
Figura 11. Levantamentos de GPR com antenas de a) 25MHz e b) 900MHz. Fonte: Conyers (2002).
O registro de dados é feito em um diagrama chamado radargrama, que relaciona a distância percorrida pelo aparelho e o tempo decorrido entre as emissões e captações de ondas em cada ponto de aquisição. O processamento do sinal envolve amplificação de sinal e remoção de ruído e ondas diretas de uma antena à outra. As reflexões mais evidentes são geradas por altos contrastes de constantes dielétricas entre os materiais atravessados. Conforme ilustrado na Figura 12, refletores planares são observados como linhas contínuas, enquanto anomalias
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Modelamento e prospecção de pegmatito com aplicação de Radar de Penetração no Solo puntuais se manifestam como hipérboles (Busby et al., 2004; Everett, 2013; Gruber e Ludwig, 1996). A partir do resultado final, inferências podem ser tecidas no que concerne à estruturação do subsolo e à presença de anomalias localizadas em um corpo contínuo. Ainda, a partir da velocidade de propagação da onda, é possível determinar possíveis constituições para os materiais investigados (Milson, 2003).
Figura 12. Em um perfil de GPR realizado em uma localidade (a), as anomalias puntuais formam hipérboles, enquanto os refletores planares apresentam curvas semelhantes a sua morfologia no radargrama (b). Fonte: Davis e
Annan (1989).
3.1. Aplicações do Método em Pegmatitos
Trabalhos acadêmicos sobre a aplicação do georadar em pegmatitos são poucos. Em geral, as pesquisas realizadas são privadas e seus resultados, restritos. De fato, apenas dois autores produziram publicações a respeito, no estado da Califórnia (EUA): Frederick A. Cook, PhD, e Jeffrey E. Patterson, PhD, inicialmente em trabalhos independentes e posteriormente em pesquisas conjuntas.
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3.1.1. Os trabalhos de Patterson e Cook
Patterson (1996) realizou o primeiro levantamento voltado à detecção de geodos em pegmatitos com uso de radar na Mina Little 3. Posteriormente, Cook (1997, 2002) incluiu o GPR em uma relação dos métodos geofísicos favoráveis à exploração de gemas.
Em conjunto, Patterson e Cook (1999, 2000, 2002, 2004) passaram a divulgar os resultados de suas investigações na Mina de Himalaia, que até hoje são os trabalhos mais importantes do ramo. No local, a procura era guiada por padrões observados na forma, na cor e na disposição de minerais (Figura 13a). As gemas eram encontradas normalmente em cavidades oblongas, achatadas, preenchidas com argila ou zeólita com bordas paralelas ao contato do pegmatito com a rocha encaixante (Figura 13b). O alvo das buscas eram as feições descritas a seguir:
Turmalinas pretas (schorlitas) que se projetavam perpendicularmente da borda do pegmatito para o seu interior, tornando-se mais largas, avermelhadas e ricas em Li (elbaítas) rumo ao centro;
Aglomerados (pods) de lepidolita e morganita finas; Presença de albita azulada;
Microclina de dimensões decimétricas (localmente chamada de blocky ou chocolate
feldspar).
Apesar de serem válidos para a localização de cavidades mineralizadas, nem sempre esses indicadores eram facilmente visíveis.
Em um setor desativado da mina, onde esses padrões minerais de referência não estavam presentes (Figura 13c), foi realizado um perfil de GPR com frequência central de 1GHz. Foram detectadas anomalias (Figura 13d) que se revelaram, após escavação, bolsões de ar com formato disitnto dos usualmente encontrados (Figura 13f), contendo cristais de elbaíta gemológica. Um escaneamento posterior no mesmo ponto indicou sinais anômalos mais discretos (Figura 13e), o que levou à conclusão de que a presença de turmalina no interior de uma cavidade contribui para respostas mais evidentes no radargrama.
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Modelamento e prospecção de pegmatito com aplicação de Radar de Penetração no Solo Figura 13. Registros dos trabalhos no pegmatito da Mina Himalaia (EUA). a) Padrão textural típico procurado e b)
Morfologia de cavidade associada; c) Seção investigada, sem feições usuais; Radargramas d) antes e e) após a escavação; f) Nova cavidade encontrada, com formato diferente do usual. Fonte: Patterson e Cook (2002).
O mesmo procedimento foi adotado em vários outros pontos, com sucesso. Assim, os autores concluíram que o método GPR é uma boa ferramenta para a localização de zonas mineralizadas em um corpo pegmatítico, mesmo onde os padrões indicadores pré-definidos não estão presentes.
Patterson (2003) realizou mais um levantamento de georadar, desta vez na Mina Cryo- Genie, após a descoberta de elbaíta gemológica no local por Kampf et al. (2003). Mais uma vez, o método foi bem-sucedido na identificação de geodos e anomalias estruturais no pegmatito.
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