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AMERICAS GOLDMINE CORPORATION. PROJETO CAMARINHA Processamento e Interpretação de Dados Aerogeofísicos

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AMERICAS GOLDMINE CORPORATION

PROJETO CAMARINHA

Processamento e Interpretação de Dados Aerogeofísicos

RELATÓRIO FINAL

Dr. Luís Gustavo de Castro

CURITIBA 2018

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Sumário 1. Introdução ... 3 2. Localização da Área ... 3 3. Materiais e métodos ... 4 4. Conceitos básicos ... 5 5. Processamento ... 6 5.1. Redução ao polo ... 7 5.2. Processamento Qualitativo ... 9 5.3. Processamento Semiquantitativo ... 15 6. Resultados ... 16 7. Discussão ... 20 8. Conclusões ... 24 9. Referências Bibliográficas ... 26

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1. Introdução

O presente relatório tem como objetivo apresentar os resultados do processamento da cobertura aerogeofísica (magnetometria) das localidades de Estância da Serra e Estrada da Faxina, município de Campo largo – PR. A área de estudo está relacionada aos processos DNPM n° 826.029/2004 e 826.880/2016.

Os produtos gerados têm como finalidade a localização de estruturas geológicas com base na interpretação do arcabouço magnético-estrutural da área. Os resultados foram obtidos por meio da interpretação de mapas gerados pela aplicação de métodos de análise qualitativa (métodos de realce de anomalias) e análise semi-quantitativa (Deconvolução de Euler).

Este estudo é parte integrante de um conjunto de atividades de prospecção e pesquisa mineral, desenvolvidas pela empresa na região, com vistas à descoberta de depósitos econômicos ouro.

2. Localização da Área

A área de estudo situa-se no município de Campo Largo, na região de Camarinhas, Estado do Paraná, entre as coordenadas 25°24’23.08”S, 49°41’12.69”W e 25°26’53.36”, 49°37’22.47”W. Sua localização em relação ao município de Campo Largo pode ser observada na Figura 2-1.

Figura 2-1 – Localização da área de estudo no município de Campo Largo. Polígonos azuis Processos DNPM, polígono em vermelho área de estudo.

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3. Materiais e métodos

Os dados utilizados são provenientes do Projeto Aerogeofísico Paraná-Santa Catarina (CPRM, 2011), cuja localização é indicada na Figura 3-1. As especificações técnicas do levantamento estão detalhadas na TABELA 3-1.

Figura 3-1 – Localização da área de estudo em relação ao Projeto Paraná – Santa Catarina (PR-SC). Polígono vermelho Projeto PR-SC, área de estudo indicada na figura.

No intuito de verificar a correspondência das feições interpretadas com a as estruturas já reconhecidas e citadas na bibliografia, foi utilizado como referência o mapa geológico da Mineropar (2006).

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Tabela 3-1 – Especificações técnicas do Levantamento Paraná-Santa Catarina (CPRM, 2011)

Projeto Paraná-Santa Catarina

Ano 2011

Método Magnetometria e Gamaespectrometria

Espaçamento 500 m

Altura de voo 100 m

Direção de linhas de voo N-S

Direção das linhas de controle E-W

Espaçamento das linhas de controle 10 km

Intervalo entre as medições 0,1 s Magnetômetro 0,1 s Espectômetro

4. Conceitos básicos

Análise dos dados magnetométricos possibilita uma abordagem para além do mapeamento de superfície, tanto evidenciando feições geológicas aflorantes como falhas e definindo sua continuidade em profundidade, como identificando feições não aflorantes.

A susceptibilidade magnética é a propriedade física diretamente relacionada a resposta destas feições e depende diretamente da quantidade e do modo de distribuição dos minerais magnéticos. A concentração de minerais magnéticos produz distorções locais (anomalias) no campo magnético terrestre.

O campo magnético terrestre é derivado de uma função potencial e evidencia anomalias causadas por contrastes de propriedades físicas das rochas em profundidade, e é usado como ferramenta de reconhecimento de áreas com potencial exploratório (Blakely, 1996).

Este campo dipolar se comporta como uma barra magnética localizada no núcleo terrestre, sendo que o polo norte se encontra no Ártico e o polo sul na Antártica.

O campo geomagnético terrestre é composto por três componentes essenciais (Telford et al. 1990):

Componente devido ao campo principal: responsável por 99% da intensidade do campo magnético medido na superfície da Terra. Está relacionado as correntes de convecção de material condutor que circula no

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núcleo externo líquido, entre 2.800 a 5.000 km, provavelmente composto por uma combinação de níquel e ferro, os quais são excelentes condutores de eletricidade;

Componente devido ao campo externo: pequena porção do campo geomagnético associada a correntes elétricas nas camadas ionizadas da atmosfera superior. É resultante de variações diurnas do campo magnético e de tempestades magnéticas e varia rapidamente, cuja natureza é parcialmente cíclica e parcialmente aleatória.

Componente devido às variações locais do campo principal: possui intensidade muito menor do que o campo magnético principal, sendo relativamente constante no tempo e no espaço. Resulta da variação do conteúdo de minerais magnéticos nas rochas próximas à superfície terrestre, com intensidade por vezes forte, mas com distribuição espacial restrita. Representam os alvos magnéticos principais.

Na interpretação magnético-estrutural, onde as principais feições investigadas são falhas, as anomalias registradas são relacionadas a contrastes de susceptibilidade magnética. Tal contraste pode estar relacionado a formação de minerais magnéticos nos planos de falha, ou ainda pelo contraste de susceptibilidade dos materiais geológicos separados pelas estruturas.

5. Processamento

Inicialmente foi selecionada uma área de corte com base na localização dos processos do DNPM, e então os dados magnetométricos foram extraídos do Projeto Aerogeofísico Paraná-Santa Catarina (CPRM 2011).

Este conjunto de dados foi interpolado na forma de malhas regulares com espaçamento de 125 m, resultando no mapa do campo magnético anômalo da área de estudo (Figura 5-1), que constituiu a base de dados para o presente estudo

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Figura 5-1 – Mapa do campo magnético anômalo da área de estudo.

Após a interpolação, o processamento seguiu por duas frentes principais: o processamento qualitativo e o processamento semiquantitativa.

Os produtos resultantes da aplicação do processamento qualitativo (métodos de realce), tem como objetivo facilitar a interpretação dos dados geofísicos conforme a característica de interesse, como a detecção de eixos ou bordas dos corpos causativos, neste caso relacionados as estruturas.

O processamento semiquantitativa calcula a posição das fontes das anomalias magnéticas, fornecendo tanto a localização, como uma estimativa da profundidade dos corpos causativos.

Pela integração dos produtos do processamento qualitativo e semiquantitativa é possível validar a interpretação das estruturas. Isto acontece quando há sobreposição das soluções de Euler com o traçado da interpretação

5.1. Redução ao polo

O processamento qualitativo foi iniciado com a aplicação do filtro de redução ao polo (RTP - Baranov 1957; Grant & Dodds 1972, MacLeod et al. 1993), seguido da aplicação dos métodos de realce das anomalias.

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A redução ao polo (RTP) é uma técnica de processamento que recalcula os dados do campo magnético total como se o campo magnético induzido (TMI) atuasse com uma inclinação de 90º e declinação igual a zero (Erro! Fonte de referência não encontrada.5-2).

A RTP transforma anomalias magnéticas dipolares em anomalias monopolares centralizadas sobre seus corpos causativos, as quais podem simplificar a interpretação dos dados. A RTP faz a simples associação de que as rochas na área de pesquisa são todas magnetizadas paralelas ao campo magnético da Terra, ou seja, no polo.

Figura 5-2: Efeito da RTP em uma anomalia TMI a partir de uma zona de falha magnetizada. Fonte: The University of Oklahoma

O filtro RTP tem a propriedade de situar às anomalias sobre as fontes magnéticas que as causam, independente da sua latitude, e consequentemente da inclinação e declinação magnética no local.

O objetivo do filtro é eliminar o caráter dipolar das anomalias (pares positivos e negativos) de forma que o resultado seja equivalente ao sinal registrado no polo magnético, pois a diferentes latitudes e declinações magnéticas a forma das anomalias muda (SPECTOR & GRANT 1970).

A Figura 5-3 mostra o mapa das anomalias magnéticas (1) e o mapa reduzido ao Polo (RTP) (2), resultante da aplicação deste filtro.

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Figura 5-3 – 1) Mapa do campo magnético anômalo (CMA) e 2) Mapa do Campo Magnético Anômalo Reduzido ao Polo (CMA-RTP).

5.2. Processamento Qualitativo

Sobre o mapa do campo magnético reduzido ao polo (CMA-RTP) foram aplicados os métodos de realce de anomalias. A Figura 5-4 mostra as equações correspondentes a cada método e a suas relações geométricas e a tabela 5-1 sumariza as particularidades de cada método e utilizado.

Figura 5-4: Principais métodos de realce de anomalias magnéticas. Fonte: Ferreira et al. (2010).

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Tabela 5-1 - Métodos de realce utilizados as características e aplicabilidades.

Métodos de realce

qualitativos Características

Gradiente vertical (Gz) – Evjen (1936)

Realça as altas frequências, eliminado os efeitos regionais, derivados de fontes profundas.Realça os

eixos de corpos causativos Amplitude do Sinal Analítico

(ASA) - Nabighian (1972), Roest et al. (1992)

Função relacionada às derivadas nas direções x, y e z do campo magnético. Os picos da ASA são simétricos e ocorrem diretamente sobre as bordas dos corpos

diretamente sobre o centro dos corpos estreitos. Inclinação do Sinal Analítico

(ISA) - Miller & Singh (1994)

Representa o ângulo formado entre os vetores real imaginário do sinal analítico representando o quociente

entre Gz e o GHT. Método detector centros de corpos ou estruturas magnéticas.

Gradiente Horizontal total (GHT) - Cordell & Grauch

(1985)

Vetor resultante das combinações das derivadas de primeira ordem nas direções x e y. Utilizado para realçar os limites (bordas) dos corpos e estruturas

causativas. Gradiente Horizontal total da

Inclinação do Sinal Analítico (GHT-ISA) - Verduzco et al.

(2004)

Combinação da ISA e suas derivadas horizontais Gx e Gy. Evidencia o centro e as bordas dos corpos, recomendado para mapear estruturas rasas do embasamento e alvos de exploração mineral. Inclinação do Sinal Analítico

do Gradiente Horizontal Total (ISA-GHT) - Ferreira et al.

(2010, 2013)

Aplicação do ISA nos dados derivados do GHT. Melhor resolução das bordas dos corpos, devido à

equalização do GHT pelo ISA. Inclinação do Gradiente

Horizontal Total (IGHT) - Cooper & Cowan (2006)

Normalização do GHT pelo Gz. Posiciona as anomalias diretamente sobre suas fontes. Utilizado para delimitar

as bordas dos corpos, equalizando pico de corpos rasos e profundos.

Theta map - Winjs et al. (2005)

Normalização do GHT pela ASA. Posiciona as anomalias diretamente sobre suas fontes.

Os métodos de realce são usualmente utilizados na interpretação de dados magnéticos, onde, dependendo das características de interesse, são empregados no traçado de eixos ou bordas de corpos causativas de anomalias magnéticas. As figuras de 5-5 a 5-12 exibem os mapas resultantes da aplicação destes métodos.

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Figura 5-5 – Mapa do Gradiente Vertical (Gz).

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Figura 5-7 – Mapa da Inclinação do Sinal Analítico (ISA).

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Figura 5-9 – Mapa do Gradiente Horizontal Total da Inclinação do Sina Analítico (GHT-ISA).

Figura 5-10 – Mapa da Inclinação do Sina Analítico do Gradiente Horizontal Total (ISA GHT).

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Figura 5-11 – Mapa da Inclinação do Gradiente Horizontal Total (IGHT).

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5.3. Processamento Semiquantitativo

Esta etapa consistiu na aplicação da Deconvolução de Euler, implementada com o objetivo de avaliar a interpretação realizada sobre os mapas gerados no processamento qualitativo

A deconvolução de Euler constitui um método aplicado para a determinação de profundidade de fontes de anomalias magnéticas, com o qual é realizada uma varredura dos dados residuais e, por meio de janelas móveis, são selecionadas anomalias para as quais é estimada a profundidade de suas fontes causativas.

O método calcula as soluções com base na inversão da equação da homogeneidade de Euler (GEOSOFT 2010), a qual relaciona as derivadas horizontais e verticais do campo com a localização das fontes, utilizando para tanto o grau de homogeneidade (η), interpretado como um índice estrutural (THOMPSON 1982).

O índice estrutural é definido pela medida da variação da intensidade do campo potencial em relação à distância entre a fonte e o detector, para uma determinada geometria do modelo.

A equação de Euler é resolvida pelo método dos mínimos quadrados, em cada ponto da malha, dentro de uma janela espacial pré-estabelecida que se move sobre as colunas da malha. As soluções são obtidas para um determinado índice estrutural (η) e é considerada válida quando a profundidade calculada for menor que a tolerância especificada e se a localização da fonte estiver a uma distância limite pré-determinada do centro da janela.

A equação de Euler para dados de campos potenciais, pode ser formulada da seguinte forma:

(x – x0) dT/dx + (y –y0) dT/dy + (z – z0) dT/dz = η (B – T),

onde x0, y0, e z0 marcam a posição da fonte magnética da qual T é o campo medido no ponto (x, y, z), B representa campo o regional e η o grau de homogeneidade (índice estrutural).

A escolha do índice estrutural é atrelada ao conhecimento geológico prévio, sendo as feições geológicas relacionadas a formas geométricas

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simples, para as quais são utilizados valores padrão para corpos magnéticos e gravimétricos, como os indicados, respectivamente, na Tabela 3-3.

O método padrão de Euler, determina a profundidade das fontes juntamente seu posicionamento (x0, y0, z0), indicando os erros nos ajustes das anomalias observada e calculada. A janela de busca é centrada em cada posição da solução, sendo todos os pontos da janela utilizados para resolução das soluções de Euler.

As soluções de profundidade, que excedam ao limite de tolerância (normalmente 15%) e de distância entre a fonte e a janela pré-definidos, são rejeitadas. Cabe ao intérprete a seleção das soluções restantes, de modo que estas sejam coerentes com a realidade geológica.

Tabela 3-3: Geometria das fontes e seus respectivos índices estruturais.

Índice Estrutural Fonte Magnética Fonte Gravimétrica 0 Contato/degrau Sill/Dique/Step 1 Soleira/dique Cilindro/pipe 2 Cilindro/pipe Esfera 3 Esfera -

A aplicabilidade de um mapa de soluções de Euler é avaliada pelo grau de concentração das soluções. Quando estas são alinhadas, no caso de modelos 2-D, ou se superpõem, quando em modelos 3D, os resultados são considerados aceitáveis, enquanto que as soluções dispersas indicam resultados insatisfatórios.

Desta forma foram calculadas as soluções de Euler para os índices estruturais compatíveis com o tipo de feição geológica investigada, no caso as falhas. Assim foram calculadas soluções para os índices “Contato” e “Dique”, que serão comentados no capítulo dos resultados.

6. Resultados

Como resultados da aplicação dos métodos citados anteriormente, foram gerados os seguintes mapas de realce: 1) Gradiente vertical (GZ), 2) Amplitude do sinal analítico (ASA), 3) Inclinação do sinal analítico (ISA), 4) Gradiente horizontal total (GHT), 5) Gradiente horizontal total do sinal (GHT-ISA), 6) Inclinação do sinal analítico do gradiente horizontal total (ISA-GHT), 7) Inclinação do gradiente horizontal total (IGHT) e 8) Theta map. (Figura 6-1).

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Figura 6-1 – Mapas realce: 1) Gz, 2) ASA, 3) ISA, 4) GHT, 5) GHT-ISA, 6) ISA-GHT, 7) IGHT e 8) Theta Map.

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Conforme observado na Figura 6-1, os mapas de realce podem ser divididos em dois grupos principais: os que realçam as bordas dos corpos causativos e os que realçam os eixos.

As bordas são marcadas nos mapas: 4) GHT, 5) GHT-ISA, 6) ISA-GHT, 7) IGHT e 8) Theta Map. O Theta Map realça as bordas dos corpos causativos com valores baixos, enquanto os outros métodos ressaltam as bordas com os valores mais altos. Os métodos que ressaltam os eixos dos corpos com valores altos são: 1) Gz, 2) ASA e 3) ISA.

Dentre os mapas gerados, foram selecionados dois mapas principais, sendo um de realce de bordas e outro de realce de eixos para se realizar a interpretação. Os mapas selecionados foram o ISA (3) representando os métodos de realce de eixos e o ISA-GHT (6) como método de realce de bordas.

O traçado do arcabouço estrutural magnético total da área de estudo, resultou da integração da interpretação destes dois mapas, que podem ser observados a seguir sobrepostos aos mapas ISA-GHT e ISA nas figuras 6-2 e 6-3 a seguir.

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Figura 6-3 – Interpretação dos eixos dos corpos causativos sobre o mapa ISA.

As interpretações foram harmonizadas gerando o arcabouço magnético estrutural final, o qual foi submetido a validação por meio ´da comparação com as soluções da Deconvolução de Euler. As soluções utilizadas foram calculadas tanto para o índice estrutural Contato (0), como para o índice estrutural Dique (1). Os mapas resultantes são exibidos nas Figuras 6-4 e 6-5.

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Figura 6-4 – Interpretação do arcabouço magnético estrutural sobre o mapa das soluções de Euler para o índice estrutural Contatos (0).

Figura 6-5 – Interpretação do arcabouço magnético estrutural sobre o mapa das soluções de Euler para o índice estrutural Diques (1).

7. Discussão

Segundo o mapa geológico da Folha Ponta Grossa, publicado na escala 1:250.000 (Mineropar, 2006), a área de estudo abrange unidades que vão desde o Proterozoico superior ao Cambriano, envolvendo predominantemente rochas da Formação Camarinha, e da Formação Votuverava em menor

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quantidade. São observados ainda diques de Diabásio mesozoicos, cortando a área na porção Nordeste.

O trend estrutural principal tem orientação NE sendo cortado pelas intrusões dos diques de diabásio, relacionadas ao Arco de Ponta Grossa.

Figura 7-1- Mapa geológico simplificado da área de estudo

Com exceção de eventuais ocorrências de rochas metabásicas e dos diques de diabásio, de forma geral as rochas encontradas na área de estudo não apresentam grandes contrastes magnéticos. As maiores anomalias acabam sendo relacionadas às intrusões dos diques de diabásio.

No mapa do campo magnético anômalo com o contorno do mapa geológico sobreposto (Figura 7-2) é possível verificar a correspondência entre algumas feições importantes.

A feição identificada pelo número 1 exibe um alto magnético com direção aproximada N60E o qual se encontra subparalelo com a feição identificada pelo número 2, com direção variando entre N57-70E. O número 1 corresponde a um dique já devidamente cartografado, sendo apresentado inclusive na carta geológica citada. A feição 2, por outro lado, não encontra intrusões básicas correspondentes aflorantes.

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Figura 7-2- Mapa do campo magnético anômalo com o contorno do mapa geológico simplificado sobreposto.

Segundo informações da equipe de prospecção, na área de estudo não se observa nenhum indício de que esta feição esteja relacionada a rochas básicas em superfície.

Como esta região integra a porção central do Arco de Ponta Grossa, onde anomalias desta natureza estão orientadas aproximadamente nesta direção, esta feição pode ser relacionada a um dique não aflorante, ou ainda uma falha relacionada ao evento de instalação do Arco.

Na Figura 7-2 ainda é possível observar um contraste entre anomalias localizadas a Noroeste, caracterizada por valores mais baixos e a Sudeste, marcada por valores mais altos. A separação destes domínios se faz pela Zona de Cisalhamento da Lancinha, tracejada em branco no mapa.

Esta estrutura vem sendo amplamente estudada ao longo dos anos, inclusive com estudos geofísicos recentes que trazem à luz hipóteses que explicam a baixa resposta magnética para uma estrutura do porte da Zona de Cisalhamento da Lancinha Castro.

Com relação à interpretação do arcabouço magnético-estrutural, foi possível observar uma correspondência parcial com as estruturas geológicas da bibliografia, principalmente em relação às estruturas de direção NW (Figura 7-3). As demais feições interpretadas obedecem às principais direções encontradas na área de estudo, porém a sobreposição não é precisa.

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Figura 7-3- Contorno do mapa geológico simplificado sobreposto a interpretação do arcabouço magnético-estrutural.

Esta correspondência parcial pode estar relacionada a diversos fatores, entre os quais podemos citar a variação da distribuição espacial das estruturas em subsuperfície, a concentração heterogênea de material magnético ao longo destas feições, entre outros.

A interpretação do arcabouço estrutural, quando avaliada em conjunto com as soluções de Euler, a mostra duas áreas de concentração de soluções particulares circuladas em vermelho na Figura 7-4.

A área mais ao Sul, na área do processo 826.029/2004, mostra correspondência com as estruturas geológicas de direção NW e NE, com concentração de soluções a profundidades variando de até 50 m a maiores de 200m.

Na área mais Central, que envolve os dois processos, mostra da mesma forma uma concentração de soluções a profundidades variadas, porém o mapa geológico não apresenta dados estruturais nesta área.

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Figura 7-4- Interpretação do arcabouço magnético-estrutural sobreposta às soluções de Euler para o índice estrutural Contato.

Esta sobreposição de valores altos nos mapas de realce, representados pela interpretação com as soluções de Euler, somada a correspondência com dados de superfície caracteriza a presença de estruturas nestes locais.

8. Conclusões

Com base na interpretação qualitativa e semi-quantitativa dos dados magnéticos da região da Estância da Serra e Estrada da Faxina, município de Campo largo – PR foi possível traças as seguintes conclusões:

 A aplicação de métodos de análise qualitativa (métodos de realce) associada a análise semiquantitativa (Deconvolução de Euler) possibilitou a delimitação do arcabouço magnético estrutural da área de estudo;

 As técnicas aplicadas possibilitaram um o traçado mais detalhado das estruturas correspondentes com a direções preferenciais regionais, encontradas na bibliografia;

 Com base nos métodos aplicados foi possível indicar áreas onde a probabilidade de ocorrência de estruturas aflorantes é maior.

Considerando que o tipo de depósito pesquisado tem relação direta com a distribuição das estruturas, as informações apresentadas podem contribuir

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consideravelmente para o direcionamento dos trabalhos de prospecção mineral.

Curitiba, 23 de janeiro de 2018

Dr. Luís Gustavo de Castro Geólogo- CREA-PR 63535/D

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9. Referências Bibliográficas

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