Estudos dos sistemas de descontinuidades em maciços rochosos, visando a extração de rochas ornamentais.

UNIDADE ACADEMICA DE MINERACAO E GEOLOGIA CURSO DE POS-GRADUAQAO EM ENGENHARIA DE MINAS

Estudos dos Sistemas de Descontinuidades em Macicos Rochosos, Visando a Extracao de Rochas Ornamentals.

Marconi Jose da Camara Pires

Campina Grande - PB 2007

Marconi Jose da Camara Pires

Estudos dos Sistemas de Descontinuidades em Macicos Rochosos, Visando a Extracao de Rochas Ornamentals.

Dissertacao submetida a Banca Examinadora do Curso de Pos-Graduacao em Engenharia de Minas da Universidade Federal de Campina Grande, como requisite parcial a obtencao do titulo de Mestre em Engenharia de Minas.

Area de Concentracao: Geologia de Minas

Orientador: Prof. Aarao de Andrade Lima, PhD

Campina Grande - PB 2007

2007 Pires, Marconi Jose da Camara.

Estudos dos sistemas de descontinuidades em

rochosos,

visando a extracao de rochas ornamentals / Marconi Jose da Camara

Pires— Campina Grande: 2007.

68f.: il.

Dissertacao (Mestrado em Engenharia de Minas) - Universidade

Federal de Campina Grande, Centra de Tecnologia e Recursos Naturais.

Orientador: Aarao de Andrade Lima, PhD.

1. Mecanica de rochas. 2. Geotecnica. 3. Rochas ornamentals. 4.

Granito de Pocinhos - PB. 5. Descontinuidade de rochas. I. Titulo.

Estudos dos Sistemas de Descontinutdades em Macros Rochosos, Visando a Extragao de Rochas Ornamentais.

Dissertacao defendida e aprovada no dia 11 de dezembro de 2007

Prof. Aarao de Andrade Lima, PhD Orientador

Prof. Vishwambhar Nath Agrawal, PhD Examinador

AGRADECIMENTOS

Agradeco a Deus, principalmente, que tanto Humfnou os meus caminhos nessa grande Jornada;

Agradeco a todos os professores do Departamento de Engenharia de Minas desta instituicao de ensino responsaveis peta minha formacao professional, especialmente ao professor, pela orientacao neste trabaiho, Aarao de Andrade Lima;

Agradeco a minha querida esposa Paula Larissa pelo encorajamento e compreensao;

Ao professores Joao Lucena Ramos Neto pela ajuda nos aspectos geologicos desta dissertacao e a Arlindo Jose Bazante pelo fornecimento de informacoes e material de grande valia para o enriquecimento da minha graduac§o e do meu mestrado;

Agradeco aos amigos Jose Waldy, Lanusse Tuma, Homero Sarmento pelos incentivos, convivio e apoios em diversos mornentos, e na pessoa de Antdnio Leite e Jo§o Bosco pela ajuda nos trabalhos de coleta de dados no campo;

Ao Curso de Pos-Graduacao da Universidade Federal de Campina Grande, dando-me a oportunidade de realizar este trabaiho;

Aos funcionarios do curso pelas amizades desde que ingressei no Curso de Engenharia de Minas;

SUMARIO

Lista de Figuras viii Lista de Tabelas e Quadros x

RESUMO xi ABSTRACT xiii CAPiTULO I - INTRODUQAO 1 1.1 ABRANGfiNCIA DO TEMA 1 1.2 OBJETIVOS 3 1.2.1 Objetivos Gerais 3 1.2.2 Objetivos Espectficos 3 1.3 JUSTIFICATIVAS 3

CAPiTULO li - REVISAO BIBLIOGRAFICA 6

2.1 CONCEITUAQAO 6 2.2 DESCONTINUIDADES EM MACIQOS ROCHOSOS 7

2.2.1 Orientacio 9 2.2.2 Persistencia 12 2.2.3 Espacamento 15 2.2.4 Numeros de Famflias 17 2.2.5 Tamanho do Bloco 18 2.2.6 Zonas de Cisalhamento 20 2.2.7 Fraturas 20 2.2.8 Falhas e Juntas 21

2.3 QUANTIFICAQAO DAS DESCONTINUIDADES 23

CAPiTULO 111 - AREA DE ESTUDO 26 3.1 LOCALIZAQAO / VIAS E ACESSO 26

3.2 ASPECTOS FiSIOGRAFICOS 27 3.3 GEOLOG1A REGIONAL 28 3.4 GEOLOGIA LOCAL 35

CAPiTULO IV - COLETA E TRATAMENTO DOS DADOS

DE DESCONTINUIDADES 40

4.1 METODOLOGIA 40 4.1.1 Metodologia Geral 40 4.1.2 Metodologia Especifica 41 4.2 APRESENTAQAO DOS DADOS 42

4.3 REPRESENTAQAO EM MAPAS 42 4.4 TRATAMENTOS ESTATlSTICOS E REPRESENTAQAO

EM STEREONET 46 4.5 REPRESENTAQAO EM PLANTA DAS

DESCONTINUIDADES 49 4.6 INDICAQAO DE METODOS PARA ESTIMATIVAS DOS

TAMANHOS DE BLOCOS E RECUPERAQAO 54

CAPiTULO V-CONCLUSCES E RECOMENDAQOES 55

Referencias Bibliograflcas 57

Bibliografia Consultada 59

Anexos 61

Anexo 1; Planilha para registro das informacoes 62

LISTA DE FiGURAS

Figura 1 Diagrama indicando a direcao, angulo de mergulho e sentido de mergulho de tres pianos orientados diferentemente.

Figura 2 Aspecto da forrnacao de blocos em funcao da intersecao de juntas.

Figura 3 Medic&o do espagamento das descontinuidades a partir de uma face exposta.

10

14

15 Figura 4 Histograma indicando a moda, o minimo e o maximo

espacarnenta obtido de urn sistema de juntas.

Figura 5: Exemplo que mostra os numeros de families (juntas) ®m

relac§o ao comportamento mecanico e aparencia do macico 18 rochoso

Figura 6 Mapa de Acesso RodoviaYio 27 Figura 7 Mapa geologic© simplificado do Estado da Paralba 30

Figura 8 PadrSes aeromagneticos do subsolo paraibano e ^ . compartimentacao tectono-estratigrafica da Paraiba

Figura 9 Fotografia geral da £rea em estudo - (ado oeste 36 Figura 10 Foto com apresentacSo de veios apliticos 37 Figura 11 Foto mostrando caneluras acompanhando os veios apliticos 38

Figura 12 Foto com caneluras sinuosas 38 Figura 13 Foto mostrando as fraturas de alfvio causadas pelo corte 39

Figura 14 Mapa do contorno do afloramento, as medidas sistematicas e complementares e porfim a malha de 50 metros

Ftgura 15 Mapa com a iocaiizacSo dos pontos, espacamento medio na area deiimitada.

Figura 16 Mapa com as curvas de iso-espacamento 45 Figura 17 Diagrama de Roseta dos veios levantados 46 Figura18 Mapa Geol6gico mostrando a angulacao de 75° 47

Figura 19 Histogram a de representacao das direcSes 48 Figura 20 Histograms de representacao dos espacamentos medio 49

Figura 21 Representacao do mapa compteto com os pontes, gQ

iinha base e maiha.

Figura 22 Mapa topografico da area do corpo. 52 Figura 23 Vista 3D da conformacao topografica do corpo. 53

Lista de Quadra e Tabelas

Quadro 1 Super-suites e seus constituintes 32

Tabela 1 Representacoes das orientacoes de ^ descontinuidades num mapa

Tabela2 Descricao do comprimento modal do traco 14

Tabela 3 Espacamento de descontinuidades 17 Tabela 4 Tamanho de Bloco em funcao do contador ^

volumetrico de Juntas

Tabela 5 A classificacao das rochas cataclasticas (Sibson, 1977 apud Hasui & Mioto.1992).

Tabela 6 Dados Estatisticos do Batolito de Pocinhos 47 Planilha para registro das informacoes Anexo 1

RESUMO

O estudo das fraturas e de grande import&ncia para a extracao de rocha ornamental, pois as descontinuidades podem se apresentar fechadas, abertas ou preenchidas e com persistencia, dificultando assim o desmonte a ser executado, causando a perda do material pelas fraturas ou danificar todo o bloco com a utilizacao errada do metodo de extracao. Os objetivos deste trabaiho sao: a) a analise das descontinuidades no macico rochoso, granito Pocinhos-PB; b) mapear as fraturas existentes no granitoide em estudo; c) desenvolver uma metodologia para o tratamento de descontinuidades no macico, visando a extracao de rochas ornamentais. A parte de campo da pesquisa foi realizada em uma pedreira de granito branco de Pocinhos, propriedade da empresa Fuji S/A. O granitoide escolhido apresenta boas condicoes para realizacao do estudo, pois esta em fase de pesquisa e ja houve a abertura de uma bancada piloto. A rocha apresenta uma reserva de cerca de 500.000 m3, com prognostico

favoravel para lavra futura. A metodologia compreende as etapas seguintes: a) selecao da pedreira como area de estudo; b) localizacao, atraves de GPS, das latitudes e das longitudes dos pontos estudado no afloramento; c) tevantamento de dados locais sobre as descontinuidades (juntas, falhas, fraturas); d) elaboracao de mapas de fraturas; e) confeccao de desenhos utilizando softwares; f) realizacao de tratamento estatistico nas familias de juntas; g) interpretagao dos dados e comparacao com a geologia regional. Com este trabaiho pode-se concluir que a analipode-se das descontinuidades e da estrutura do macico rochoso e urn fator de muita importancia para a extracao de rochas ornamentais. Foi concluido tambem que as descontinuidades no batolito estudado apresentam uma forte correlacao com a estrutura geologica denominada de Lineamento Patos, inferindo-se que essa

feicao regional causou as juntas estudadas. No corpo estudado nao observamos a existencia de matacoes, sendo isso, um forte indicative de que o macico apresenta baixo grau de compartimentacao.

Palavras chave: Mecanica de Rochas, Geotecnica, Rochas Ornamentais, Granito de Pocinhos»PB, Descontinuidades em Rochas.

ABSTRACT

The study of fractures in ornamental stones is important with respect to their exploitation. They commonly represent discontinuities which may be of three types: closed, open, or filled with minerals or rock material. They interrupt the homogeneity of the ornamental stone and can complicate their extraction and result in significant loss of material and waste accumulation, as well as in damage of the blocks by application of inadequate methods of extraction. Principal subjects of this study are a) the persistence and the spatial distribution of discontinuances in massive rock-bodies, Pocinhos granite (PB), b) to map the fractures in a given rock-body for detailed characterization, and c) elaboration of a treatment method for better and more homogeneous extraction. The field studies were executed in a quarry of white granite (Fuji S/A

possession) near Pocinhos city, Parafba State, Brazil. This granite presents excellent conditions for carrying out this study and offers best opportunity for further operation. It is already under investigation, which includes a small pilot activity. Estimated reserves are around 500.000 m3 and the plant seems to have a bright future. The applied

methodology includes the following stages: a) selection of an adequate quarry, b) detailed fixation of the study area using GPS (GARMIN MAP 76S), c) local collection of data about discontinuances (joints, faults, fractures), d) detailed mapping of fractures, e) graphical demonstration using computer software, f) statistical evaluation of joints, and g) interpretation of the obtained informations and comparison with regional geology trends. Detailed analyses of observed discontinuances and structural features of the massive rock-body are essential for successful exploitation of ornamental rocks. It was concluded that the observed discontinuances fit into the regional trend of the so-called Lineamento Patos, which probably is responsible for the recognized paten of joins

and factures. No boulders were observed in the studied area, indicating that the batholith underwent little fracturing.

Key Word:

1.1 ABRANGlNClA DO TEMA

O termo macico rochoso corresponde a porcoes extensas de rochas encontradas nas suas condicoes naturals, apresentando desde dezenas ate centenas de metros de extensao (Frazao, 2002 apud Gopinath et aL, 2005). Nestes, a heterogeneidade de estruturas geologicas provenientes das caracteristicas de estados de tensao, possuem algum tipo de descontinuidade: microfissuras el ou macrofissuras, que prepondera nas propriedades fisicas e mecanicas das rochas.

Algumas feicoes como foliacao, pianos de xistosidade, dobras, fraturas e zonas de cisalhamento, podem influenciar decisivamente no resultado das atividades extrativas. (GOPfNATH et aL, 2005)

Na analise do macico rochoso, as descontinuidades e a distribuicao das tensoes existentes sao fatores fundamentais na escolha do metodo de lavra, visando de rocha ornamental, pois trata-se de um material que exige um estudo minucioso das descontinuidades, o que pode eviar prejuizos e meihorar a qualidade dos biocos a serem extraidos.

Estas descontinuidades podem se apresentar fechadas, abertas ou preenchidas, e ate com uma certa persist§ncia, dificultando assim o desmonte e causando perda no materia! ou danificando blocos com a utilizacao de um metodo inadequado de extracao.

Com o crescimento da demanda de rocha ornamental, o estudo estrutura!, acompanhado de medidas de orientacao, que podem ser apresentadas em diagramas e mapas, unidos a programas de software torna-se fundamental no planejamento da lavra de blocos e esta mostrando resultados interessantes, visando um melhor aproveitamento das reservas e seguindo o padrao de mercado, que exige cada vez mais produtos de melhor qualidade.

Deve-se quantificar e ate mesmo qualificar o material existente atraves de mapeamento geologico pretiminar, detalhamento estrutura! e detalhamento geo!6gico do corpo, entre outras formas, com a finalidade de prever o comportamento do material em profundidade.

No Brasil, principalmente em regioes de dobramentos, existem exposicoes de faixas antigas do embasamento cristalino, faixas de reativacao ptataformal e bacias intracratonicas onde ocorrem os denominados granitos movimentados (gnaisse-migmatitos), granitos negros e marmores, respectivamente, que apresentam, a grosso modo, um intenso fraturamento, devido aos eventos tectonicos que se sucederam a sua formacao.

O setor de rocha ornamental esta contribuindo para o desenvolvimento de novas tecnicas que estao sendo aplicadas nao somente na mineracSo, mas como tambem na Engenharia Civil.

1.2.1 Objetivos Gerais

Os objetivos gerais do trabaiho sao a analise de espacamento/ persistencia e de orientacao espacial das descontinuidades no macico rochoso, visando a lavra de rochas ornamentais.

1.2.2 Objetivos Especificos

Quantos aos especificos sao: mapear essas fraturas da pedreira em estudo e desenvolver uma metodologia para o tratamento de descontinuidades no macico, visando a extracao de rochas ornamentais.

Posteriormente mostrar o tipo de fratura e o desmonte mais indicado para rocha ornamental e finalmente realizar uma estimativa de recuperacao na lavra com base em estudos previos e dados coletados.

1.3 JUSTIRCATIVAS

O conhecimento dos sistemas de fratura da rocha in situ e essencial para a sua extracao como rocha ornamental. Porque pode determinar em qual superficie de fraqueza da rocha se pode basear o piano de lavra que e proprio para cada situacao.

O comportamento mec§nico de um macico e muito influenciado pela presenca das descontinuidades. De acordo com sua densidade, tamanho e orientacao, as descontinuidades podem definir; o tipo de

ruptura do macico, o tamanho minimo dos blocos para os teares, tluxos de agua, etc. Essas informacdes sao importantes para o planejamento da extracao, visando um maior aproveitamento da reservas, de modo a maximizar o volume e a qualidade dos blocos, ou seja, a recuperacao da lavra, sempre respeitando os aspectos ambientais.

O setor de rochas ornamentais tern apresentado um dinamismo sem precedentes nos ultimos anos, tanto na evolucao da producao e do mercado, quanto na modernizacao de equipamentos para a lavra e para o beneficiamento. As inovacoes tecnoiogicas tern sido geralmente inseridas no setor produtivo atraves da importacao de equipamentos, ficando, em segundo piano, os aspectos ligados as caracteristicas intrinsecas de cada macico rochoso.

Desta forma, diversos problemas de ordem tecnologicos tern permanecido sem tratamento adequado, limitando a eficiencia do setor para competir no concorrido mercado intemacional de rochas ornamentais.

No caso especifico da Paraiba, podemos eleger como relevantes os cinco topicos descritos abaixo.

v Previsao e deteccao de zonas fraturadas no macico - a previsao e deteccao de fraturas representam o aspecto crucial determinante do sucesso de uma pedreira de rocha ornamental;

S Estimativa das tensoes naturats e induzidas - a

escavacdes efetuadas durante a lavra pode causar a propagacao de fraturas em bancadas ou pranchas, comprometendo a recuperacao da reserva;

J Modelagem das jazidas e planejamento informatizado da

lavra - isso pode ser feito atraves da obtencao de dados confiaveis, possibititando a modelagem das jazidas de forma realista, incorporando as feicoes importantes para a lavra;

s Selecao de tecnologias de corte eficazes para as

diferentes classes de rocha - as tecnologias de corte para rochas ornamentais tern evoluido de forma rapida e uma escolha adequada podera ser fundamental para um aproveitamento mais racional de um corpo rochoso;

s Controle ambiental e aproveitamento de rejeitos da lavra

e do beneficamento - um ponto fundamental no controle ambiental consiste em minimizar a geracao de rejeitos, planejando lavra com um razoavel grau de conhecimento do macico, e preservando a rocha de danos com a adocao de tecnica de corte adequada. A recuperacao ou reabilitacao das areas com fechamento de pedreiras merece destaque, tendo em vista o expressivo numero de pedreiras paraiisadas, alem daquelas que se encontram em producao.

CAPITULO fi

REVISAO BIBLIOGRAFICA

2.1 CONCEITUAQAO

Um macico rochoso integro e homogeneo raramente e encontrado e a principal preocupacao, quase sempre, recai sobre as feicoes geologicas que representam ou induzem zonas de fraquezas mecanicas e vias de percolacao preferencial no interior das massas rochosas, onde essas feicoes sao denominadas de descontinuidades (OLIVEIRA & BRITO, 1998).

Sob a designacao de descontinuidade engloba-se qualquer entidade geologica que interrompa a continuidade fistca de um dado meio rochoso, a exemplo de diaclases, falhas, superficies de estratificac^o, superficies de xistosidade, superficies de contacto entre formacdes, etc.. Em termos praticos pode-se designar por descontinuidade qualquer superffcie natural em que a resistencia a tracao e nula ou muito baixa (INTERNATIONAL SOCIETY FOR ROCK MECHANICS -ISRM, 1978; apud OLIVEIRA & BRITO, 1998).

A International Society for Rock Mechanics (1978) define descontinuidade como sendo um termo geral para qualquer

descontinuidade de um macico rochoso que tenha nenhuma ou baixa resistencia a tracao. f= o termo coletivo para juntas, pianos de acamamento mais fracos, pianos de xistosidade, zonas de cisalhamentos e falhas.

A qualidade dos blocos de rocha ornamental obtido no desenvolvimento das operacoes de lavra depende, entre outros aspectos, das superficies de fraqueza da rocha, representadas pelas descontinuidades, e da distribuicao de tensoes no macico rochoso. O conhecimento desses aspectos permitira uma melhor definicao do planejamento de lavra apropriado para cada situacao.

O modelo estrutura! de um determinado maciQO apresenta a distribuicao espacial das descontinuidades e suas caracteristicas geometricas, permitindo identificacao das mais importantes no condicionamento do comportamento do macico (OLIVEIRA & BRITO, 1998).

2.2 DESCONTINUIDADES EM MACIQOS ROCHOSOS

A maioria dos macicos rochosos comportam-se como descontinuos, cujas descontinuidades determinam seu comportamento mec&nico. £ por isso, essencial que as caracteristicas das descontinuidades do macico rochoso sejam cuidadosamente descritas, em adicao a descricao litoldgica do tipo de rocha (ISRM, 1978).

Os parametros, apresentados a seguir, podem ser utilizados em algumas analises de estabilidade e devem ser quantitlcados sempre que possivel. Como exemplo uma estabilidade de taiude em rocha,

onde certas descricoes quantitativas podem ser usadas diretamente em uma analise preliminar, tais descricoes sao: a orientacao, persistencia, espacamentos e resistencia ao cisalhamento de descontinuidades crfticas, sendo essenciais para analises.

A presenca das descontinuidades em um macico rochoso e na maioria das vezes prejudicial no que se refere a recuperacao de blocos que sao lavrados em uma pedreira de rocha ornamental. Dessa forma, faz-se necessario um conhecimento destas estruturas do macico, isto e, sua caracterizacao quanto a geometria, direcao, local de ocorrencia no macico e suas dimensoes, entre outros (DESTRO & SOUSA, 2005).

O conhecimento dos elementos estruturais de macico permite planejar de forma mais adequada a explotac^o dos blocos na pedreira, podendo-se desta forma promover uma lavra ordenada com maxima recuperacao e, por consequencia, menor geracao de esteril (DESTRO & SOUSA, op cit).

Portanto, uma descricao da estrutura de um macico rochoso e da natureza de suas descontinuidades pode ser muito importante para extrapolar diferentes macicos rochosos (ISRM, 1978).

Com o tempo, as descricoes dos macicos rochosos e descontinuidades se tornam mais completas e unificadas, podera ser possivel projetar estruturas em rocha "/n situ" (ISRM, 1978).

Conforme Oliveira & Brito (1998), u m conjunto de descontinuidades

com a mesma atitude e genese caracteriza uma familia. Um conjunto de familias que e caracteristico de uma dada zona do macico define um sistema. O estudo da distribuicao espacial das descontinuidades, atraves da investigacao estrutural, compreende a definicao dos

sistemas de familias e respectivas atitudes, espacamentos e persistdncias.

A sociedade Intemacional para Mecanica de Rochas descreve dez parametros para descrever as descontinuidades e os macicos rochosos, porem, para esse trabaiho serao estudados os seguintes:

2.2.1 Orientacao

E a atitude da descontinuidade no espaco sendo descrita pela direcao, angulo e sentido de mergulho (o azimute) onde a mesma e medida no sentido horario, partindo do norte verdadeiro e pelo o mergulho da lineacao de maior inclinacao, medida a partir da linha horizontal sobre o piano da descontinuidade, conforme figura 1 abaixo.

Direcao = a0

Angulo de mergulho - j5° Sentido de mergulho = a0 + 90°

Figura 1: Diagrama indicando a direcao, angulo e sentido de mergulho de tres pianos orientados diferentemente.

FONTE: ISRM-(1978)

Para termos uma medicao media de uma descontinuidade, devera se obter pelo metodo dos tr§s pontos e as coordenadas desses tres

pontos sobre o piano das descontinuidades serao de muita necessidade, por que o caso de termos superficies aflorantes, essas coordenadas poderao ser determinadas pela locagao precisa pela planta topografica ou atraves de furos de sonda que interceptem o piano, porem feigoes menos persistentes poderao nao ser interceptadas por todos os furos (ISRM, 1978).

A orientacao de descontinuidades, em relacao a uma estrutura de engenharia, controla as possibilidades de condigoes de instabilidade e desenvolvimento de deformagoes excessivas. No entanto, a importancia da orientacao cresce quando outras condigdes para deformagoes estao presentes, tais como, baixa resistencia ao cisalhamento e um numero suficiente de descontinuidades ou familia de juntas que possam ocasionar um escorregamento. Essa orientagao tambem determinara a forma dos blocos individuals (ISRM, 1978).

Segundo Oliveira & Brito (1998), as descontinuidades de um macigo rochoso, principalmente as juntas e falhas, distribuem-se espacialmente segundo orientagSes preferenciais e com isso agrupando-se em sistemas ou familias.

A orientacao espacial das descontinuidades acima citadas depende, portanto, de seu ambiente de geragao: rochas poucas deformadas tendem a alojar estruturas mais fortemente correlacionadas ao campo de tensoes regionais, enquanto para as rochas geradas em cinturoes de cisalhamentos, zonas de falhas transcorrentes ou grabens exibem feicoes decorrentes de rotagoes substanciais e eventos complexes de deformagao e magnificagao local das tensoes (HANCOCK, 1978 apud OLIVEIRA & BRITO, 1998).

Podemos representar as orientagoes de descontinuidades num mapa, usando os seguintes simbolos, conforme tabela 1.

Tabela 1: Representagao das orientagoes de descontinuidades num mapa

||450

Descontinuidade com mergulho de 45°e direcSo mostrada pela orientacao da linha e a sentido desse mergulho sera indicada pelo simbolo da direcao descendente do mergulho;

-+-

Descontinuidade vertical com direcao pela orientacao da linha FONTE: ISRM (1978)

2.2.2 Persistencia

Oliveira & Brito (1998) definem persistencia ou continuidade da fratura como sendo um parametro ligado ao tamanho e forma geometrica da estrutura e, por isso, profundamente afetado pela orientacao e dimensao da superficie rochosa na qual ela se expoe. Tanto a forma quanto as dimensoes de uma fratura podem ser controladas por aspectos geometricos do macigo rochoso. Por exemplo, a maioria das juntas contidas em rochas estratificadas se desenvolve

perpendicularmente a superficie de acamamento e tern distribuigao razoavelmente retangular, com sua dimensao, perpendicular aos estratos, sendo controlada pela espessura da camada.

A persistencia, para a International Society for Rock Mechanics (1978), e definida como uma extensao do traco de uma descontinuidade conforme observado em um afloramento. Pode ser uma medida aproximada de sua extensao em area ou comprimento de penetragao

da descontinuidade, isso e, e uma extens§o ou tamanho exposto pelo piano de descontinuidade.

Um dos parametros mais importante para caracterizacao dos mactcos rochosos, a persistencia e determinada pela observacao do comprimento do traco da descontinuidade ao tongo do piano de exposicao, onde a persistencia pode ser grosseiramente quantificada, porem e um dos mais dificeis de se quantificar, mesmo sendo de maneira grosseira (ISRM, 1978)

As descontinuidades de um sistema particular serao freqiientemente mais ou menos continuas do que aqueias de outro sistema. Um sistema de menor persistencia tern sempre a tendencia de terminar em feicdes primarias ou podem terminar quanto se encontra com uma rocha sa (ISRM, 1978).

Segundo Oliveira & Brito (1998), uma descontinuidade termina em outra descontinuidade, na prdpria rocha matriz ou permanece com a forma de terminacao indeterminada, quando seu comprimento excede os limites da exposicao. Um conjunto de fraturas com um numero mais elevados de terminacoes indeterminadas sera mais continuo do que um grupo que apresenta maior quantidade de interrupcoes em outra descontinuidades, no mesmo afloramento.

A figura 2 ilustra aspectos da formacao dos blocos em funcao da persistencia dos sistemas de descontinuidades, Na primeira, observa-se uma descontinuidade de baixa persistencia, nao existindo a geracao de blocos; para a segunda figura, podemos ter as mesmas familias do primeiro, relativamente persistentes, porem com formacao de blocos e por fim, a terceira figura com duas familias nao persistentes, com interrupcoes em rocha ou em outra descontinuidade.

I >1

/ 4 y

em oescsRtintiisacI'

rocha

Figura 2: Aspecto da formacao de blocos em funcao da intersecao de juntas. FONTE: Ofiveira & Brito (1998)

Caso tenha uma continuidade virtual de duas familias ortogonais de descontinuidades, isso torna insuficiente para uma individualizacao completa de um bloco de rocha, mas se existir duas familias com atitude obliqua entre se, apresentam uma maior probabilidade de formacao de bioco, ou seja, tem-se que existir tres familias de juntas razoavelmente continuas para se obter um bloco rochoso bem definido.

O comprimento modal do traco medido para cada familias a, pode ser descrito de acordo com a tabela 2.

Tabela2: Descricao do comprimento modal do traco

Descricao Comprimento (m) Persistencia muito pequena < 1

Persistencia pequena De 1 a 3 Persistencia media d e 3 a 10 Persistencia grande de 10 a 20 Persistencia muito grande >20

2.2.3 Espacamento

Conforme Ragan (1980) espacamento e uma distancia perpendicular entre dois pianos paralelos limitando o corpo de rocha tabular.

Pode-se definir espacamento como sendo uma distancia de duas descontinuidades adjacente, distancia essa perpendicular, ou seja, uma distancia perpendicular entre duas descontinuidades contiguas, conforme se observar na figura 3,

-^ Hj*" , •

--l j--l'

/

Figura 3: Medicao do espacamento das descontinuidades a partir de uma face exposta.

FONTE: ISRM-(1978).

Para a figura acima, o espacamento (S) comum e calculado atraves da equacao:

S = dm *

sen

a

onde: dm e a distancia medida entre as descontinuidades

a e o menor angulo formado entre a linha horizontal e a familia observada

Para Brown (1981) apud OLiVEIRA & BRITO (1998), o espacamento e considerado como a distancia perpendicular entre dois pianos consecutivos de descontinuidades pertencentes a. uma mesma familia.

Tal como outras caracteristicas dos macicos rochosos, cujos parametros assumem valores com alguma dispersao, quando se precede ao estudo do espacamento das descontinuidades, e correto proceder a uma analise da distributcao dos valores medidos por cada familia (ISRM, 1978).

Para tal, estes valores sao representados em histogramas (figura 4), onde sao possiveis as visualizacoes de curvas de frequencia para cada familia, do respective valor modal e dispersOes.

S mo

1

%

1

\

If

• —

4

wm

\

\<

'wm

Figura 4: Histograma indicando a rnoda, o minimo e o maximo espacamento obfido de um sistema de juntas.

FONTE: ISRM (1978).

Em funcao do valor modal (mais frequente) do espacamento e usual utilizar a terminologia seguinte para descrever esta caracteristica das descontinuidades, conforme a tabela 3.

Tabela 3: Espacamento de descontinuidade Denominacao Espacamento (mm) Muito afastadas 2000 a 6000 Afastadas 600 a 2000 Mediamente afastadas 200 a 800 Proximas 60 a 200 Muito proximas 20 a 60

FONTE: OLIVEIRA & BRITO (1983)

2.2.4 Numeros de Familias

Numa investigacao preliminar, devemos registrar todas as familias presentes. Os reconhecimentos dessas familias sao realizados a medida que observamos as orientacoes existentes no local em estudo.

Esses reconhecimentos visuais dos numeros de familias deverao ser acompanhadas por um sistema de numeragao com objetivo de uma identificacao, como exemplo, caso se tenha uma familia mais sistem&tica e persistente ser adotada como famflia numero 1 e assim se segue, conforme figura 5 abaixo.

Uma Famiiia Tres Familia

Figura 5: Exemplo que mostra os nOmeros de famfiias (juntas) em relacao ao comportamento mecanico e aparencia do maeico rochoso,

FONTE: ISRM (1978).

2.2.5 Tamanho do Bloco

As dimensSes dos blocos sao determinadas pelo espacamento existente entre as descontinuidades, o numero de famflias, persistencia das descontinuidades delineada pelos blocos. As orientacoes das descontinuidades, juntamente com o numero de familia, determinam as formas resultantes dos blocos, exibindo a forma aproximada dos cubos.

Para se descrever o tamanho do bloco, pode se utilizar dois meios, sendo eles: o meio das dimensdes dos blocos tipicos atraves do indice de tamanho de blocos (lb), enquanto pelo outro metodo e o numero total de juntas que intercepta um volume unitario de rochas (contador volumetrico de juntas - Jv).

O indice de tamanho de blocos (lb) pode ser descrito como sendo o fndice estimado pela selecao de varios tamanhos de blocos tipicos, ou seja, e a representacao media dos blocos de rochas. Caso se tenha mais que tr§s familias, a prdxima, largamente espacada, ter-se-a um aumento artificialmente no lb, mas poderi uma pequena influencia no tamanho real dos blocos observado no campo.

Enquanto que o contador volumetrico de juntas e a soma do numero de juntas por metro para cada familia de juntas presentes. Para se calcular o Jv deve-se usar o espacamento medio e nao o espacamento modal. Esse numero de juntas devera ser contado ao longo de uma linha perpendicular a familia de juntas principals

Em funcao do indice de tamanho de blocos e do contador volumetrico de juntas, favorecem a uma impressao correspondente ao tamanho do

bloco, conforme tabela a seguir.

Tabela 4: Tamanho de Bloco em funcao do contador volumetrico de Juntas

Descricao Jv (Juntas/m3)

Blocos muito grandes < 1

Blocos grandes 1 - 3

Blocos de tamanhos medios 3 - 1 0

Blocos pequenos 1 0 - 3 0

Blocos muito pequenos >30

FONTE: ISRM (1978),

Em vista do ampio uso de RQD em varios metodos de classificacao de maeico rochoso, podemos correlaciona-los aproximadamente como:

RQD

=

115

-3.3* Jv

2.2.6 Zonas de Cisalhamentos

As zonas de cisalhamentos podem apresentar espessuras submilimetricas a decaquilometricas, e uma extensao que aicanca ate centenas de quilometros. Mas se tivermos aqueies de portes reduzidos chamamos de bandas de cisalhamento (HASUI & COSTA, 1988).

Conforme ainda Hasui & Costa, (op tit), caso se tenha um feixe de zonas de cisalhamento, com ramificacoes convergdncias e anastomoses, isolando fatias lentes e afetando grandes faixas lineares, teremos o que se chama de cinturdes de cisalhamento (shear belt).

As zonas de cisalhamentos podem ser divididas em ruptil ou ductil, onde podem ser geradas atraves da deformacao coaxial ou a nao coaxial.

As zonas de cisalhamentos ruptil s§o marcadas por fragmentacao e moagem, essa fragmentacao se processa com o desenvolvimento das microfissuras esparsas e nao orientadas, adensando e apliando ate formarem as fraturas e comecarem os deslocamentos. Ja as zonas de cisalhamentos ductil sao concentradas e podem ser geradas por cisalhamento e por reducao de volume, onde nao sao muitos comuns decorrentes da reducao do volume (HASUI & COSTA, ibidem),

2.2.7 Fraturas

As fraturas sao representadas por pianos de ruptura no maeico rochoso, quando a rocha perde totalmente a coesao, conforme

Rostirolla (2001). Uma fratura e considerada uma falha quando ocorre deslocamento relative- dos blocos ao longo da fratura,

A analise espacial de fraturas para detectar correiacao entre elas com variogramas implica que fraturas especificas ou um conjunto de fraturas sao semelhantes ou similares as fraturas adjacentes proximas e menos semelhantes com as que situam mais distantes. As semelhancas entre as fraturas diminuem com aumento na distancia entre as fraturas ou familia de fraturas (GOPINATH et at., 2005),

As fraturas de um maeico rochoso distribuem-se espacialmente segundo orientacdes preferenciais, agrupando-se em sistemas ou familias. A orientacao preferencial decorre das estreitas relacdes da

natureza mecinica com o campo de tensoes geologicas atuante na epoca de formacao dessas estruturas (OLIVEIRA & BRITO, 1998).

Em geral, as fraturas nos macicos s i o de dimensoes fmitas quando comparadas a escala do problema, porem o fluxo em uma fratura nao e

independente das demais. Ou seja, para percolar atraves das fraturas em uma certa direcao, o fluido tera que percolar atraves de fraturas em outras direcdes que se interconectam as primeiras (CELESTINO, 1986).

2.2.8 Falhas e juntas

Segundo Hasui & Mioto (1992) as falhas sao descontinuidades ao longo das quais os blocos separados sofrem deslocamento, atritando-se uma contra o outro e impondo fragmentacao e cominuicao das rochas.

Ainda conforme Hasui & Mioto (op tit), a fragmentacao das rochas ao longo de falha processa-se com o desenvolvimento de microfissuras esparsas e nao orientadas, que se adensam e ampliam ate formarem as fraturas e iniciarem o deslocamento de blocos. As zonas de falha sao caracterizadas pela ocorrencia de rochas cataclasticas.

A classificacao das rochas que compoem a serie cataclasticas (Tabela 5) nao e ainda coeso, sendo mais utilizadas por Sibson (1977) apud Hasui & Mioto (1992).

Tabela 5: A classificacao das rochas cataclasticas (Sibson, 1977 apud Hasui & Mioto, 1992).

Tipo de Rocha

R. Cataclastica com > 30% Brecha de falha R. Cataclastica

com < 30% Farinha de faiha

R. Cataclastica coesa com > 90% de fragmentos Brecha fragmentar -fragmentos > 0,5 cm R. Cataclastica coesa com 90% - 50% de fragmentos protocataclasitos R. Cataclastica coesa com 5 0 % - 1 0 % d e fragmentos com < 10% de fragmentos cataciasitos R. Cataclastica coesa com 5 0 % - 1 0 % d e fragmentos com < 10% de fragmentos ultracataclasitos Rocha com aspecto

vitreo

devido refusao do calor de atrito

pseudotaquilitos

Para Ladeira (1980) as juntas sao pianos ou superficies de fraturas que dividem as rochas e ao longo dos quais n£o ocorreu deslocamento das paredes rochosas paraleiamente aos pianos de fraturas, contudo se ocorreu deslocamento, este deslocamento foi minimo e imperceptiveL

Juntas ou diaclases pode ser definida como uma descontinuidade que ocorreu de forma sistematicas compondo familias ou sistemas, segundo orientagoes preferenciais (OLIVEIRA & BRITO, 1998).

Existem tambem as juntas nao-sisternaticas ou assistem&ticas, que sao juntas, geralmente, mais jovens e apresentam atitude aleatoria, sendo condicionada pela orientacao e espacamento das juntas sistematicas (OLIVEIRA & BRITO, op cit).

A diferenca entre as juntas sistematicas e n§o-sistem&ticas ou assistematicas e que a sistematica ocorre forrnando conjuntos ou ordem de juntas definidos e cada conjuntos se dispoe como juntas paraleias ou subparalelas (Ladeira, 1980),

Por outro lado, as juntas nao-sistematicas sao geralmente curvilineas em planta, terminam contra os pianos de acamamento e nao interceptam outras juntas (Ladeira, op. cit.)

2.3 QUANTIRCAQAO DAS DESCONTINUIDADES

O emprego de GPR para detectar fraturas em corpos de rochas magmattcas ja tern registro na literatura desde o inicio desta decada (vide os trabalhos de Siggins, 1990; Friedel et a/., 1991 e, ainda, o de Tillard & Sylvier, 1994 apud Boteiho, 2001).

Ainda conforme Boteiho (2001), a aplicacao do GPR, entretanto, para estudar corpos rochosos com o objetivo de auxiliar no processo de lavra somente surgiu nos meados desta decada, como pode ser visto nos trabalhos de Dubois (1995) apiicados ao estudo de depdsitos

caicareos; no de Serzu et ai. (1998), que Integra levantamentos de superficie com levantamentos interpocos, e ainda, no trabalho de Grasmueck (1996) que emprega levantamentos 3-D para imaginar fraturas em gnaisses.

Outros trabalhos com o uso GPR para detectar fraturas em corpos graniticos e gnaissicos no Municipio de Baixa Grande (BA) foram o de Boteiho & Araujo (1996).

Taiies et ah (2005) utilizou o Programa FracGen3D (Three-dimensional Fracture Generator) que um programa grafico para a geracao de fraturas tridimensionais. Ele e capaz de gerar fraturas deterministicas (single frature SF) e familia de fraturas estatisticas (multifracture -MF), e a eias atribuir suas respectivas caracteristicas. £ capaz ainda, de importar dados de campo relacionados a familia de fraturas, bem como definir o dominio do modelo e nele aplicar as condicoes de contorno e iniciais que serao usadas na analise numerica de fluxo e transporte.

Porem, Talles informa que o programa citado anteriormente ainda esta em desenvolvimento, e encontra-se no momento em fase de implementagao e testes finals.

Conforme Caranassios (1993; 1999) citado por Kalvelage (2001), o software de mineragao e o termo usado para descrever os sistemas informatizados, utilizados em operacdes mineiras, responsaveis pelo manuseio e processamento de informacoes que passam pela topografia, geologia, aspectos geotecnicos e analises quimicas; e que podem gerar modelos muito proximos do real, em tempo reduzido e com natureza dinamica.

Como a extracao de rochas ornamentais precisa um significativo planejamento para sua extracao, a aplicacao desse software visa um grande aproveitamento da jazida e com isso maximizando o reserva utii e consequentemente a qualidade do produto final.

Lima et ai. (1998) apud Kalvelage (2001) utilizam um conceito de modelagem de blocos geoldgicos atraves do programa DATAMINE para o caso de rochas ornamentais, onde sao definidos blocos de lavra com base nos parametros de extracao, O trabalho de definicao de blocos, sem auxflio de um software, e bastante tedioso. As funcoes de geracao de blocos sao muito flexiveis e permitem definir blocos em tres dimensSes, com o ajuste preciso dos blocos, de acordo com os limites verticals e horizontais.

Outro grande programa utilizado para analisar e elaborar variogramas dos dados de fraturas e o GEOEAS (ENGLUND & SPARKS, 1988

apud GOPINATH et ai, 2005), onde o variograma consiste em um

grafico que esboca a variabilidade media entre as amostras e a distancia entre elas.

CAPITULO HI AREA DE ESTUDO

A parte de campo da pesquisa foi realizada em uma pedreira de granito branco de Pocinhos, propriedade da empresa Fuji S/A.

O granito escolhido apresenta boas condtcoes para realizacSo do estudo, pois esta em fase de pesquisa e ja houve a abertura de uma bancada piloto. A rocha apresenta uma reserva colossal, com potencial para uma lavra futura. Do ponto de vista comercial, o granito em chapa polida pode ser classificado como creme.

3.1 LOCALIZAQAO, VIAS E ACESSO

O municipio de Pocinhos esta localizado na Microregiio Pocinhos e na Mesoregiao Agreste Paraibano do Estado da Paraiba, onde o acesso e feito a partir de Campina Grande, percorrendo 18 km pela rodovia BR 230, e mais 10 km na PB 121 (figura 6). O municipio esta inserido nas Folhas SUDENE (2002) de Campina Grande, Solanea, Picui e Soledade na escala de 1:100.000.

Figura 6: Mapa de Acesso Rodoviario FONTE: Quia 4 Rodas (2004)

Sua area e de 630 km2 representando 1,1154% do Estado. A sede do

municipio tern uma altitude aproximada de 646 metros distando 132,2 km da capital.

3.2 ASPECTOS FISIOGRAFICOS

O municipio de Pocinhos esta inserido na unidade geoambiental do Planalto da Borborema, formada por macicos e outras sali§ncias, com altitude variando entre 650 a 1.000 metros.

O Planalto da Borborema ocupa uma area de arco que se estende do sul de Alagoas ate o Rio Grande do Norte. O relevo e geralmente movimentado, com vales profundos e estreitos dissecados. Com

respeito a fertilidade dos solos e bastante variada, com certa predominancia de media para alta.

A area da unidade e recortada por rios perenes, porem de pequena vazao e o potencial de agua subterranea e baixo. A vegetac§o desta unidade e formada por florestas subcaducifolica e caducif6lica, proprias das areas de agreste.

O clima e do tipo tropical chuvoso, com verao seco. A estacao chuvosa se inicia em janeiro/fevereiro com termino em setembro, podendo se adiantar ate outubro.

Nas superficies suavemente onduladas a onduladas, ocorrem os planossolos, medianamente profundos, fortemente drenados, acidos a moderadamente acidos e de fertilidade natural media e ainda os podzolicos, que s£o profundos, textura argilosa, e fertilidade natural media a alta. Nas elevacoes ocorrem os solos litolicos, rasos, textura argilosa e fertilidade natural media. Nos vales dos rios e riachos, ocorrem os planossolos, medianamente profundos, imperfeitamente drenados, textura media/argilosa, moderadamente acidos, fertilidade natural alta, com problemas de salinidades. Ocorrem ainda afloramentos de rocha.

3,3 GEO LOG! A REGIONAL

De acordo com SANTOS et ai, (2002), o substrata paraibano, em sua maior parte, e formado por rochas pre-cambrianas, que cobrem cerca de 80 %. De idade meso a neoproterozoica (vide mapa geologico simplificado do Estado da Paraiba na figura 7), a area pre-cambriana

engloba tratos da Provincia Borborema, conforme (Almeida et al., 1977

apud SANTOS et al., 2002), urn cinturao orogenico

meso/neoproterozoico que se estende por grande parte do Nordeste, desde Sergipe ate a parte orienta

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Figura 7: Mapa geolbgico simplificado do Estado da Paraiba. FONTE: SANTOS et al. (2002)

Esses dominios tectono-estratigraficos sao separados por zonas de cisalhamento, principalmente de idade neoproterozoica, as quais constituem as principals feicoes geotectonicas do Estado (SANTOS et

al., 2002).

A parte mais antiga da histona pre-cambriana localiza-se na subprovincia Rio Grande do Norte e na faixa Oros-Jaguaribe, que envolvem urn substrata de idade paleoproterozoica e uma faixa metassedimentar plataformal a turbiditica, de idade neoproterozoica. O principal evento tectono-metamorfico dessa porcao e o Brasiliano, que afeta tanto o embasamento quanta a cobertura metamorfica, originando uma intensa atividade granitica.

Para Santos et al. (2002), a subprovincia Transversal e dominada por terrenos e faixas dos ciclos Cariris Velhos e Brasiliano, os quais culminaram com dois eventos orogenicos sucessivos, gerando um complexo sistema de fold-thrust belts e redes de zonas de cisalhamento transcorrentes, associados a um extraordinario plutonismo granitico.

O Pre-cambriano da Paraiba foi alvo de um intenso e variado plutonismo brasiliano, cujo episodio principal ocorreu no intervalo de 640 a 570 milhoes de anos. Santos & Medeiros (1997; 1999) apud (Santos et al., 2002) sintetizaram esse plutonismo atraves de uma sucessao de pulsos, que deram origem as super-suites I (cedo a sin-Brasiliano), II (tardi-Brasiliano) e III (pos-Brasiliano). O QUADRO 1 representa, em sintese, as super-suites e os seus constituintes (SANTOS efa/.,2002).

QUADRO 1 - Super-suites e seus constituintes

Super-suite Constituintes

I

• Suite gabro-dioritica cedo a sintectonica (litotipos da suite dioritica-tonalitica);

Varias suites graniticas essencialmente sintectonicas, incluindo duas calcioalcalinas (de medio a alto K e normal, com epidoto magmatico), uma trondhjemitica e uma peraluminosa

II

• Uma suite granitica calcialcalina de alto K; • Uma suite granitica e sienitica shoshonitica e ultrapotassica;

Uma suite transicional shoshonitica-alcalina.

III

Representada por granitos pos-tectonicos, incluindo:

• A suite prata; Enxames de diques.

O Estado da Paraiba e dividido em terrenos tectono-estratigraficos, onde esses compartimentos tectonicos sao segmentos crustais limitados por falhas ou zonas de cisalhamento, com estratigrafia e evolucao tectonica definidas e distintas dos terrenos adjacentes (SANTOS, 1996; SANTOS et al., 1999, apud SANTOS et al., 2002). O estilo estrutural dentro de cada terreno e geralmente regular e homogeneo e seus limites sao sempre profundas descontinuidades, correspondendo a falhas importantes conhecidas ou interpretadas como empurroes sub-horizontais, falhas inversas de alto angulo ou de rejeito direcional (CONEY et al., 1980; CONEY, 1989; HOWELL, 1995,

Sao reconhecidos, no Estado da Paraiba, diversos segmentos dos dominios Cearense, Rio Grande do Norte e Transversal. Salienta-se a importancia do Lineamento de Patos, um limite crustal formado por um feixe de zonas de cisalhamento ductil de extensao superior a 900 km, que praticamente divide o Estado em dois super-terrenos (figura 8):

1 um ao norte, que envolve uma pequena porcao dos dominios Cearense e Rio Grande do Norte, de crosta densa e magnetica (tonalidades verde e azul na figura 9, sugerindo a existencia de um amplo assoalho crustal inferior ao embasamento;

2 outro ao sul, envolvendo os terrenos do dominio Transversal, onde predomina uma crosta menos densa e magnetica (tonalidades vermelha e amarela na figura 9, sugerindo uma predominancia de rochas supracrustais e granitos, com restritas exposicoes do embasamento.

Ao norte do Lineamento de Patos, a porcao preservada do dominio Cearense corresponde a faixa Oros-Jaguaribe (FOJ). O terreno Rio Grande do Norte compreende uma faixa plataformal e turbiditica neoproterozoica, Serido (FSE), e o seu embasamento e arqueano-paleoproterozoico, representado pelos terrenos Rio Piranhas (TRP) e Granjeiro (TGJ) e um terreno composto, Sao Jose do Campestre (TJC), arqueano/paleoproterozoico. O Dominio Transversal abrange, de oeste para teste, a Faixa Pianco-Alto Brigida (FPB) e os terrenos Alto Pajeu (TAP), Alto Moxoto (TAM) e Rio Capibaribe (TRC).

3.4 GEOLOGIA LOCAL

O municipio de Pocinhos esta inserido na Provincia Borborema, no dominio geotectonico da subprovincia Transversal, mais especificamente no terreno Alto Pajeu (TAP), que, segundo Santos (1995, 1999) apud Santos et al., (2002), engloba um fold-thrust belt,

esteniano (Cariris Velhos), de natureza vulcano-sedimentar, empilhado

tectonicamente com metagranitoides crustais colisionais.

Alvo de um intenso e variado plutonismo brasiliano, a area em estudo (figura 9) pertence a super-suite II, uma suite granitica calcialcalina de alto K, que varia, segundo Guimaraes et al. (1998) apud Santos et al. (2002), de monzonito a monzogranito, sem enclaves dioriticos cogeneticos.

Figura 9: Fotografia geral da area em estudo - lado oeste

O granito tipico e o batolito de Esperanca, que se localiza na parte leste do terreno Alto Pajeu e e o mesmo corpo que se prolonga para oeste, englobando a area de estudo e que esta limitado a sul e a norte por uma bifurcacao do marco tectonico mais expressivo da regiao, o Lineamento de Patos.

Esse granito apresenta uma granulacao media e uma cor creme Algumas feicoes encontradas no batolito sao importantes para o planejamento de uma lavra de rochas ornamentals. A existencia de veios de quartzo e veios apliticos preenchendo fraturas pre-existentes (figura 10), funciona como limite na manutencao da padronizacao basica da lavra. Um aproveitamento mais racional podera ser executado alinhando as maiores dimensoes dos blocos paralelamente aos veios, que no afloramento estudado apresentam azimutes variando entre 40° a 96°.

Algumas feigoes superficiais, como caneluras, podem ser encontradas e algumas vezes coincidem com os veios que cortam a rocha (figura 11). Essas caneluras sao mais retificadas e afetam a lavra, uma vez que continuam em profundidade. Podemos encontrar ainda caneluras mais sinuosas que nao coincidem com veios, tratando-se portanto de uma feicao puramente superficial (figura 12), nao tendo influencia sobre a lavra.

Para o granitoide em estudo, algumas fraturas de alivio (figura 13) sub-paralelas a topografia do terreno, confirmam o grande estado de tensao do corpo, inclusive com algumas delas bem abertas.

Figura 13: Foto mostrando as fraturas de alivio causadas pelo corte

E importante salientar que essas fraturas ocorrem com maior intensidade nas areas ja trabalhadas, porque as tensoes existentes nestas areas foram, em parte, aliviadas.

CAPiTULO IV

COLETA E TRATAMENTO DOS DADOS DE DESCONTINUIDADES

4.1 METODOLOGIA

4.1.1 Metodologia Geral

A metodologia utilizada para a pesquisa consta em revisao bibliografica seguida das seguintes etapas:

s selecao da pedreira como area de estudo;

S localizacao, atraves de GPS, das latitudes e das

longitudes dos pontos estudados no afloramento;

S levantamento de dados locais sobre as descontinuidades

(juntas, falhas, fraturas);

s elaboracao de mapas de fraturas;

S plotagem nos softwares (superficie, topografia e

descontinuidades);

</ realizacao de tratamento estatisticos das feicoes (veios); interpretagao do dados e comparagao com a geologia regional.

4.1.2 Metodologia Especifica

No afloramento foram feitos os seguintes levantamentos: determinacao da direcao e do mergulho das descontinuidades existentes; verificacao os seguintes parametros: persistencia e espacamento.

Para realizacao do trabalho de campo, foi criada uma planilha propria para coleta dos dados da area em estudo. Para essa coleta foram utilizados os seguintes instrumentos:

s GPS Garmin MAP 76S, para marcacao da latitude e

longitude dos pontos;

S trena de 30 metros;

s spray, cuja finalidade e de marcacao dos pontos; S planilha para registro das informacoes.

Para esse trabalho, serao realizadas duas campanhas de medicoes: uma sistematica com espacamento de 50 metros entre os pontos de amostragem, seguida por uma medida complementar entre os pontos, caso necessario.

Na medicao sistematica, realizou-se o contorno do batolito com intuito de delimitar a area a ser estudada e foi feita uma malha com distancia de 50 metros aproximadamente entre os pontos de amostragem.

4.2 APRESENTACAO DOS DADOS

Em cada ponto, foram coletados os seguintes dados: coordenadas em UTM, precisao do GPS, elevacao de todos os pontos; direcoes e mergulhos; persistencia dos tracos; espacamento medio das descontinuidades num raio de 10 metros em torno de cada ponto.

Com os dados inseridos na tabela de coleta de dados (anexo 1), pode-se utilizar os programas computacionais.

4.3 REPRESENTACAO EM MAPAS

Para uma confeccao dos mapas, foram utilizados os seguintes atributos, o numero de familias existente no batolito, a persistencia ou traco maior que 50 metros, a direcao das juntas e o espacamento medio.

Na figura 14 esta representado o contorno do afloramento da pedreira com a malha e as localizacao de cada pontos. No GPS, foram obtidas as coordenadas UTM de cada um.

Os dados coletados foram descarregados no programa MapSource com o formato "gdb", esses dados foram tratados e salvos no formato "dxf para posterior abertura no AutoCAD e confeccao dos respectivos mapas.

Os proximos mapas apresentados sao o mapa com o afloramento e os espacamentos medio nos setores de amostragem (figura 15) e por fim

o mapa com a curvas de iso-espacamento (figura 16), sendo esse ultimo feito no aplicativo Surfer8.

824000 824050 824100 824150 824200 824250

Contomo | A. |-Pontos Complementares PROJECAOUTM

DATUM HORIZONTAL SAD 69 - ZONA 24M 824ioo Coordenadas UTM Corpo Aquatico

Figura 14: Mapa do contorno do afloramento, as medidas sistematicas e complementares e por fim a malha de 50 metros.

824000 824050 824100 824150 824200 824250

°* 1 Contorno ^i^—Coordenadas UTM

| t |-Pontos de Campo |«w|—Corpo Aquatico

1 A. \—Pontos Complementares ||— hBancada PROJECAO UTM

Esp-s™ Espacamento Medio entre as Juntas

rj"1 10~ 2cT acT* £r so

DATUM HORIZONTAL SAD 69 - ZONA 24M

Figura 15: Mapa com a localizacao dos pontos, espacamento medio na area delimitada.

4.4 TRATAMENTOS ESTATJSTICOS E REPRESENTACAO EM

STEREONET

E muito importante que o pesquisador conhega o real papel do tratamento estatistico, que comega no planejamento do estudo, e que pode contribuir de maneira importante para a qualidade do seu estudo.

O estudo estatistico aplicado foi executado pelo programa computacional denominado Stereonet, com objetivo de determinar as principals diregoes de veios da regiao em estudo.

Com os dados foram colocados no formato "bet", para obter o diagrama de roseta (figura 17) com o auxilio do programa acima mencionado, apresentando uma variagao entre 40° e 100°, na diregao NE-SW, com valor medio de 70°.

N

Figura 17: Diagrama de Roseta dos veios levantados

Atraves da figura 17, pode-se observar que existe uma grande correlagao com a fratura existente no mapa geologico do Estado da

Paraiba, onde o mesmo apresenta uma direcao aproximadamente de 75 graus, como pode ser visto na figura 18.

Figura 18: Mapa Geologico mostrando a angulacao de 75° de cisalhamento regional FONTE: Mapa Geolbgico

Os dados obtidos foram convertidos para o formato "txt" para uso do

Stereonet fornecendo assim uma analise estatistica basica, como se

verifica na tabela 6.

Tabela 6: Dados Estatisticos dos veios no Batolito de Pocinhos

Estatistica Basica Valores

Numeros de dados 105 Valor minimo 45 Valor maximo 96 Media 70,3 Desvio Padrao 8,8 Mediana 70 Modo 70 Curtose 0,47 Grau de assimetria 0,05

Conforme a tabela 7, o desvio padrao e baixo o que indica uma pequena dispersao das direcoes em relacao a direcao medio que e de 70°.

Dos dados acima tambem podemos obter atraves do histograma das medidas sistematicas, ou seja, as medidas das direcoes, figura 19, e para o espacamento medio das descontinuidades, figura 20.

Direcao das Feicoes

18 J 16 14 --(0 12 --c <d> 10 --=3 D" 8 --<1> i_ LL 6 4 2 0

-Espacamento Medio

+

+

+

+

₊

+

Figura 20: Histograma de representacao dos espacamento medio

4.5 REPRESENTACAO EM PLANTA DAS DESCONTINUIDADES

Para a representacao das descontinuidades referente a esse trabalho, utilizou-se os aplicativos ja mencionados no item 4.3 e que juntamente com os dados sistematicos obtidos no campo foi possivel demonstrar as descontinuidades como pode ser visto na figura 21.

Outra representacao foi a utilizacao do aplicativo MapSurfer, onde podemos ter uma visao da area em estudo atraves da elevacao dos pontos coletados atraves do GPS, formando mapa topografico (figura 22) e com o mesmo aplicativo, obtivemos uma visao 3D da topografia da area do corpo (figura 23).

4.6 INDICACAO DE METODOS PARA ESTIMATIVAS DOS TAMANHOS DE BLOCOS E RECUPERACAO

O corpo da area estuda em Pocinhos apresenta grande reserva de granito, chegando cerca de 500.000 m3 obtendo, como metodo

indicado para sua exploracao e extracao com bancada nao muito alta utilizando fio diamantado no sentido de fora para dentro.

A finalidade desta exploracao e a menor perda do granito e devido as grandes concentracoes das tensoes, evitado as fraturas de alivio.

Outro ponto importante e obtencao de urn bloco com tamanho aceitavel e sua extracao limitada pelas descontinuidades. Porem, devido o excesso de descontinuidades.

Como muitas delas vem aproximadamente paralelas e mats adiante essas mesmas feicoes se encontram reduzindo o tamanho do bloco e muitas vezes essas mesmas juntas se encontram muito proximas com espacamento medio de 2.5 e 2.9 metros, portanto, isso faz com que diminua sua recuperacao consideravelmente.

CAPITULO V

CONCLUSOES E RECOMENDACOES

Com este trabalho pode-se concluir que a analise das descontinuidades e da estrutura do macico rochoso e um fator de muita importancia para a extracao de rochas ornamentais.

Para analisar o comportamento do macico visando a lavra, e necessario estudar principalmente orientagao, espagamento, persistencia, numero de familia das descontinuidades, estimando-se o tamanho de blocos, sendo estes mais importante para rochas ornamentais.

Foi concluido que as descontinuidades no batolito estudado apresentam uma forte correlagao com o Lineamento Patos, inferindo-se que essa feicao regional causou as juntas estudadas.

No corpo estudado nao observamos a existencia de matacoes, sendo isso, um forte indicativo de que o macico apresenta baixo grau de compartimentagao.

Para trabalhos futures, recomenda-se que sejam levantados tambem os mergulhos das descontinuidades, assumidos aqui como verticals, e que topografia plani-altimetrica seja feita com auxilio do teodolito,

permitindo o desenho de curvas de nivel a cada dois metros, e melhorando bastante a precisao em relacao ao metodo usado neste trabalho (GPS).

Referencias bibliograficas

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Responsavel peia coleta dos dados Marconi Jose da CSmara Pires

Ponto Coordeandas Numero Atitude Espacamento

Ponto

Norte Easthing Elevacao Precicao de DirecSo Mergulho Trago Linha Base Comprimento Num. Espa<pamen Observances

(m) (m) Famihas graus graus (m) graus (m) Juntas to _m6dio

A 9216451 824149 650 1 85 Subvertical > 50 325 20 4 5,0 60 Subvertical > 50 75 Subvertical > 50 65 Subvertical > 50 A' 9216424 82416 662 8 1 72 Subvertical > 50 340 20 7 2,9 67 Subvertical >50 78 Subvertical > 50 68 Subvertical >50 68 Subvertical > 50 50 Subvertical >50 62 Subvertical >50 62 Subvertical > 50 B 9216400 824194 653 1 82 Subvertical > 50 351 20 2 10,0 85 Subvertical > 50 1 45 Subvertical > 50 320 20 1 20,0 C 9216399 824151 664 1 66 Subvertical > 50 341 20 4 5,0 79 Subvertical >50 64 Subvertical >50 67 Subvertical > 50 D 9216399 824099 667 1 72 Subvertical >50 340 20 5 4,0 56 Subvertical > 50 62 Subvertical > 50 67 Subvertical > 50 60 Subvertical > 50

E 9216387 824056 669 1 71 Subvertical > 50 334 20 4 5,0 Ponto fora da

60 Subvertical > 50 malha

75 Subvertical > 50

em 12 metros

60 Subvertical > 50 em 12 metros