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Title in Portuguese: Caracterização geofísica do ambiente carstico da caverna Furna Feia (Baraúna/RN) e do complexo de cavernas Toca da Boa Vista (Lajes dos Negros/BA)
Title: Geophysical characterization of the karst environment of the Furna Feia cave (Barauna/ RN) and the cave complex Toca da Boa Vista (Lajes dos Negros/BA)
Author: Rodrigues, Rafael Saraiva
Advisor(s): Castelo Branco, Raimundo Mariano Gomes
Keywords: Ground Penetrating Radar
Lidar Super-K
Feeder
Issue Date: 2020
Citation: RODRIGUES, Rafael Saraiva. Caracterização geofísica do ambiente carstico da caverna Furna Feia (Baraúna/RN) e do complexo de cavernas Toca da Boa Vista (Lajes dos Negros/BA). 2020. 146 f. Tese (Doutorado em Geologia) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Programa de Pós-graduação em Geologia, Fortaleza (CE), 2020.
Abstract in Portuguese: Estudos relacionados à gênese e caracterização geométrica de feições cársticas podem contribuir para a melhor compreensão do comportamento de fluidos nestes importantes reservatório, visto que podem funcionar como barreiras de fluxo, dutos ou mesmo como reservatórios. Dentro do contexto as cavernas de Furna Feia, localizada no município de Baraúnas/RN nos carbonatos da Formação Jandaíra na Bacia Potiguar e Toca da Boa Vista, localizado na comunidade de Lajes dos Negros, no município de Campo Formoso, nos carbonatos da Formação Salitre da Bacia de Irecê, foram selecionadas para uma caracterização geofísica das feições cársticas. Desse modo, foram utilizados os métodos de Ground Penetrating Radar (GPR) e de Eletrorresistividade (ER), que apresentaram respostas com diferentes profundidades e resoluções. O método ER apresenta um caráter de reconhecimento, em que a resolução métrica permite identificar zonas e picos de diferentes resistividades. Enquanto que o GPR exibe uma qualidade de detalhamento, possibilitando a identificação de radarfácies em até a escala centimétrica. Embora o ER apresente menor resolução, este proporciona dados com maior profundidade, enquanto que a profundidade de investigação do GPR é limitada pela atenuação da onda eletromagnética (EM) no meio, a qual está diretamente relacionada com a antena utilizada e as características geológicas do meio investigado. Os contrastes de resistividade e das propriedades EM, entre os espaços vazios e as rochas encaixantes menos alteradas, são identificadas respetivamente, nas seções geoelétricos e nos radargramas, por áreas de altas resistividade e por zonas de atenuação do sinal EM e, as quais permitem sua caracterização qualitativa e quantitativa. As características geológicas da área investigada e do alvo (dimensão e profundidade) são fatores cruciais para o sucesso do levantamento, como também a escolha do arranjo de eletrodos, o comprimento da linha de pesquisa e a relação sinal-ruído. Para tanto, as cavernas selecionadas foram imageadas e parametrizadas, comparando-se o resultado com o imageamento interno das mesmas obtido com o LIDAR. Como resultado para a região da caverna Furna Feia foram delimitadas 4 zonas de resistividade aparente e duas radarfácies com o GPR. Nelas foi possível identificar uma camada com alta permeabilidade que pode ser um análogo, em escala de afloramento, das camadas Super-K encontradas no Pré-Sal. Uma análise integrada entre os métodos possibilitou a construção de um modelo geológico conceitual para a formação desta caverna. Pra a caverna da Toca da Boa Vista o método GPR apresentou maior correspondência entre a geometria interpretada da cúpula da caverna e a geometria obtida com o Laser Scanner. O método ERT mostrou um excelente resultado na identificação de feições de alimentação de fluxo hipogênico (feeder), além de permitir a separação entre cavidades preenchidas por sedimentos ou ar em diferentes níveis de profundidade. Ambos os métodos corroboram com modelos conceituais já existentes na literatura, além de propiciar uma gama nova de informações e detalhamento sobre o comportamento frágil das camadas mais superficiais afetadas pela colisão, fraturamento e carstificação.
Abstract: karst features can contribute to a better understanding of the behavior of fluids in these important reservoir, since they can function as flow barriers, ducts or even as reservoirs. Within this context, the caves of Furna Feia, located in the municipality of Baraúnas / RN in the carbonates of the Jandaíra Formation in the Potiguar Basin and Toca da Boa Vista, located in the community of Lajes dos Negros, in the municipality of Campo Formoso, carbonates from the Salitre Formation in the Irecê Basin, were selected for a geophysical characterization of karst features. In this way, the methods of Ground Penetrating Radar (GPR) and Electroresistance (ER), which presented responses with different depths and resolutions. The ER method has a character of recognition, in which the metric resolution allows to identify zones and peaks of different resistivities. While the GPR exhibits a quality of detail, enabling the identification of radarfacies up to the centimeter scale. Although the ER has a lower resolution, this provides data with greater depth, while the depth of GPR investigation is limited by the attenuation of the electromagnetic wave (EM) in the medium, which is directly related to the antenna used and the geological characteristics of the environment under study. The contrasts of resistivity and EM properties, between empty spaces and the less altered embedding rocks are identified, respectively, in the sections geoelectric and radargrams, by areas of high resistivity and by zones of attenuation of the signal EM and, which allow its qualitative and quantitative characterization. The CARACTERISTICS geological characteristics of the investigated area and the target (size and depth) are crucial factors for survey success, as well as the choice of electrode arrangement, the length of the line of research and the signal-to-noise ratio. Therefore, the selected caves were imaged and parameterized, comparing the result with the internal imaging of the obtained with LIDAR. As a result for the Furna Feia cave region, 4 zones of apparent resistivity and two radarfacies with GPR were delimited. It was It is possible to identify a layer with high permeability that can be an analog, in scale outcrop, of the Super-K layers found in the Pre-Salt. An integrated analysis between methods enabled the construction of a conceptual geological model for the formation of this cave. For the cave of Toca da Boa Vista, the GPR method presented a higher correspondence between the interpreted geometry of the cave dome and the geometry obtained with the Laser Scanner. The ERT method showed an excellent result in the identification of hypogenic flow feeding features, in addition to allowing the separation between cavities filled with sediment or air at different depth levels. Both methods corroborate with conceptual models already existing in the literature, in addition to providing a range new information and details on the fragile behavior of the lower layers surface areas affected by collision, fracturing and carstification.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/55400
metadata.dc.type: Tese
Appears in Collections:DGL - Teses defendidas na UFC

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