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Estudo geof?sico regional sobre ?guas subterr?neas na Ilha do Maraj?-Par?-Brasil

Thesis published in 2014 by Antonio Abel Gonz?Lez Carrasquilla
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Abstract

Nos ?ltimos dez anos foram realizadas na parte leste da Ilha de Maraj? (regi?o dos campos naturais) pelo IDESP e NCGG, mais de 800 SEVs para fins hidrogeol?gicos. Na ?poca, grande parte dessas SEVs n?o foram totalmente interpretadas em forma quantitativa, devido ? falta de recursos t?cnicos para faz?-lo de forma eficiente. Agora, usando meios mais modernos para interpreta??o autom?tica de SEVs, voltou-se a interpret?-las com a finalidade de apresentar uma vis?o regional dos principais aqu?feros da ?rea, agrupar as SEVs em fam?lias caracter?sticas, testar at? que ponto essa interpreta??o ? confi?vel e propor o modelamento bidimensional como t?cnica alternativa para interpretar as SEVs realizadas em certos locais da ?rea em quest?o. Como resultado dessa interpreta??o, com base na teoria convencional dos meios estratificados, foram definidos tr?s tipos de sistemas de aqu?feros. 1. O primeiro, denominado de aqu?fero profundo, situado a profundidades maiores que 50m, estende-se por toda a regi?o prospectada, estando provavelmente associada ?s camadas superiores da Forma??o Maraj? ou ?s litologias altamente resistivas das camadas mais profundas do Grupo Par?. 2. O segundo, denominado de aqu?fero raso e de m?dia profundidade, localiza-se na parte sul e sudeste da regi?o a profundidades compreendidas entre 10 a 50m, e est? associado ?s lentes arenosas do Grupo Par?. 3. O terceiro, ? constitu?do pelos paleocanais e estruturas similares, distribu?dos aleatoriamente na regi?o a pouca profundidade. A partir do estudo detalhado das SEVs, decidiu-se classific?-las em 3 fam?lias caracter?sticas com seus respectivos tipos e apresentar mapas de localiza??o e da espessura dos aqu?feros, bem como mapas de condut?ncia longitudinal total e resistividade m?dia da ?rea. Estes ?ltimos, permitem que se divida a regi?o dos campos da Ilha de Maraj? em tr?s zonas principais: 1. Uma, altamente resistiva, situada ao sul e sudeste, a qual coincide com os terrenos aflorantes do Grupo Par?. 2. Outra, altamente condutiva, est? localizada no centro e norte, onde se encontram aleatoriamente distribu?dos os paleocanais e coincide com os terrenos topograficamente mais baixos, geralmente argilosos e embebidos de ?gua salgada, que s?o procedentes da eros?o dos terrenos circundantes topograficamente mais altos. 3. A ?ltima ? medianamente resistiva e est? relacionada com os terrenos vizinhos ? cidade de Chaves (noroeste da regi?o dos campos), os quais apresentam semelhan?as com os do sul e sudeste da ?rea. Usando-se a t?cnica de invers?o na interpreta??o de uma SEV caracter?stica de cada fam?lia, testou-se, atrav?s do seu tratamento estat?stico, at? que ponto os modelos usados na interpreta??o dessas SEVs (teoria convencional dos meios estratificados) seriam confi?veis. Conclui-se, ent?o, que a alta correla??o existente entre os par?metros dos modelos assumidos (camadas horizontais, isotr?picas e homog?neas) pode-se dever ? utiliza??o de modelos geof?sicos muito simples para interpretar a complexa geologia de Maraj?. Tendo-se verificado que nem sempre ? poss?vel aplicar a teoria das SEVs em meios horizontalmente estratificados para interpretar SEVs obtidas em certos locais de Maraj?, os quais muitas vezes apresentam bruscas varia??es laterais de resistividade, passou-se a demonstrar que estas varia??es laterais afetam profundamente os dados das SEVs, utilizando-se para isto a t?cnica dos elementos finitos, a qual leva em conta essa varia??o bidimensional das propriedades f?sicas do meio. Foi tamb?m poss?vel com esta t?cnica, modelar uma estrutura rasa, semelhante a um paleocanal, concluindo-se que estes resultados sugerem o emprego, duma forma mais profunda, deste tipo de tratamento para os dados obtidos na regi?o dos campos da Ilha de Maraj?. ; ABSTRACT: IDESP and NCGG have conducted field work on the East half of the Maraj? Island performins over 800 VES (Vertical Electrical Sounding), in the last ten years. The work was done for hidrogeological purposes. A large number of these VES, however, were not adequately interpreted at the time due to lack of application of good quantitative techniques. We have then reinterpreted all the date using recently developed interpretation techniques with the following goals: to present the regional distribution of the main aquifers in the area; to group the VES in characteristics families; to test the goodness of the interpretation; and to propose bidimensional modelling as an alternative technique for interpretation of some of the VES performed in specific locations in the area. Initially, we did interpretation on assumption of a stratified earth and could identify three types of aquifers: 1. The first, named "deep aquifer", is located at depths deeper than 50m and can be found all over the prospected area. It seems to be associated to the upper layers of the Marajo Formation or it could be related to the highly resistive material of the deep layers of Par? Group. 2. The second, named "shallow aquifer", occur in the Southern and Southeastern portions of the area at depths between 10 and 50m. It is associated to the sandy lenses of the Para Group. 3. The least is represented by paleochannels and similar structures. It occurs scattered in a aleatory way in the area, at shallow depths. We have classified the VES after a detailled study in three characteristic families with its respectives types. This study also provided the preparation of maps of location and thickness of the aquifers, and maps of longitudinal conductance and average resistivity. The last ones helped to divided the region of campos of the Maraj? Island in three main zones: 1. The first one is highly resistive and located in the Southern and Southeastern portions of the area. It correlates to the outcropping ground of Para Group. 2. The second, highly conductive, is located in the Central and Northern portions of the area, where occur the scattered paleochannels. The ground in this zone presents the lowest topographic values in the area and in general in contains clays and salty water. 3. The third is fairly resistive and it is related to the ground occurring in the neighborhood of the city of Chaves (Northwest of the region of camps), which are similar to that occurring in the Sourthern and Southeastern portions of the area. At last we have tested the interpretation confidence for the horizontally stratified earth conventional model used by applying the inversion technique on one characteristic VES of each family. We found a very high statistical correlation among the model parameters, probably due to the application of a too simple irrealistic geophysical model to the complex real earth of Marajo Island. The results from digital modelling by the finite element method demonstrated the influence of the abrupt lateral variation in resistivity on VES data. The finite element method was also used for modelling a shallow structure similar to a paleochannel. This result suggests that bi-dimensional models can be very helpfull in interpreting resistivity data collected in the region of camps of Marajo.