UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS INVESTIGAÇÃO GEOFÍSICA DO ALTO ESTRUTURAL DE ANHEMBI - SP Francisco de Assis Cavallaro Orientador: Prof. Dr. Jorge Kazuo Yamamoto Co-Orientador:Prof. Dr. José Domingos Faraco Gallas TESE DE DOUTORAMENTO Programa de Pós-Graduação em Recursos Minerais e Hidrogeologia Versão Corrigida SÃO PAULO 2013 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS INVESTIGAÇÃO GEOFÍSICA DO ALTO ESTRUTURAL DE ANHEMBI - SP Francisco de Assis Cavallaro Orientador: Prof. Dr. Jorge Kazuo Yamamoto Co-Orientador: Prof. Dr. José Domingos Faraco Gallas TESE DE DOUTORAMENTO Programa de Pós-Graduação em Recursos Minerais e Hidrogeologia SÃO PAULO 2013 Ficha catalográfica preparada pelo Serviço de Biblioteca e Documentação do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo Cavallaro, Francisco de Assis Investigação geofísica do Alto Estrutural de Anhembi-SP / Francisco de Assis Cavallaro. – São Paulo, 2013. 148 p. : il. Tese (Doutorado) : IGc/USP Orient.: Yamamoto, Jorge Kazuo Co-orient: Gallas, José Domingos Faraco 1. Bacia do Paraná: Métodos potenciais 2. Gravimetria 3. Geiseritos 4. Formação Teresina 5. Arenito asfáltico I. Título À Edna Toshika, minha esposa e a meus filhos Heitor e Arthur "Impossível é apenas uma grande palavra usada por gente fraca que prefere viver no mundo como está em vez de usar o poder que tem para mudá-lo. Impossível não é um fato, é uma opinião. Impossível não é uma declaração, é um desafio. Impossível é hipotético. Impossível é temporário. Impossível é nada." Muhammad Ali AGRADECIMENTOS Meus sinceros agradecimentos a todos que de alguma forma contribuíram para a realização e conclusão deste trabalho. Em especial, gostaria de agradecer ao Prof. Dr. Jorge Kazuo Yamamoto, orientador, e ao Prof. Dr. José Domingos Faraco Gallas, co-orientador, pela oportunidade, confiança em meu trabalho e pela amizade durante todo o período da pesquisa. Agradeço também ao Samuel Pedro Egídio, Paulo Rodrigues de Lima e Reynaldo Pena Castelon pelos trabalhos de campo realizados ao longo de vários meses. À Prof. Maria Irene Bartholomeu Raposo pelos trabalhos de coleta de amostras e medições de susceptibidade e MRN em laboratório. Ao Prof. Dr. Antonio Roberto Saad pela revisão e orientação da estratigrafia e tectônica da Bacia do Paraná, pela paciência e momentos de convívio, poucos, porém intensos. Ao Prof. Paulo Roberto dos Santos pela colaboração durante o desenvolvimento dos trabalhos e empréstimo de referências bibliográficas. Ao Prof. Dr. Wladimir Shukowsky e ao Prof. Dr. Carlos Alberto Mendonça pela orientação e discussão com relação aos métodos potenciais. A Lucas Cavallaro Lin pela revisão do texto, Carlos Arbieto Carrasco e Enos Nobuo Sato por todas as discussões e testes e a amizade. A meus amigos que participaram ativamente do processo: ao Antônio Tadashi Kikuda, Roberto Zanon, Fabrício Bau Dalmas e Sidney Schaberle Goveia. À Elaine Aparecida Sinfronio pelos trabalhos de laboratório. Ao pessoal das bibliotecas do IGc e IAG – USP pela paciência e ajuda, exemplar, dada a minha pessoa. Da mesma forma, agradeço a secretaria de pós, Magali e Leonardo, e a equipe da gráfica. A meus amigos da Provida Andreas, Tânia, Vera, Ivan, Nilton, Ariovaldo, Renato, Rosa Maria, Nilva, Maria Helena pela amizade, força e incentivo ao meu trabalho. Ao Sr. Rios pela pela amizade, pela alegria de estar junto, conduzindo como um pai a mim e a minha família. Finalmente, agradeço à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP – que por meio do Auxílio à Pesquisa – Processo FAPESP 2009/50923-2 – permitiu a realização dos trabalhos de campo. ÍNDICE 1 - INTRODUÇÃO.............................................................................................................. 17 1.1 - Objetivos................................................................................................................ 19 1.2- Justificativas........................................................................................................... 19 2 - GEOLOGIA REGIONAL............................................................................................... 20 2.1 – Introdução............................................................................................................. 20 2.2 – Embasamento........................................................................................................ 21 2.3 – Sedimentação e estratigrafia da Bacia do Paraná.................................................. 25 2.4 – Caracterização Estrutural da Bacia do Paraná...................................................... 30 3- GEOLOGIA DA ÁREA DE ESTUDO........................................................................... 36 3.1 – Introdução............................................................................................................. 36 3.2 – Aspectos geomorfológicos da área de estudo....................................................... 38 3.3 – Principais litotipos presentes na área de estudo.................................................... 41 3.3.1 – Formação Teresina...................................................................................... 42 3.3.2 – Formação Pirambóia.................................................................................... 46 3.3.3 – Coberturas cenozóicas................................................................................. 48 3.3.4 – Aluviões....................................................................................................... 49 3.3.5 – Intrusivas Básicas........................................................................................ 49 3.3.6 – Litotipos em sub-superfície......................................................................... 49 3.4 – Caracterização do Alto Estrutural de Anhembi ................................................... 51 4 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA................................................................................. 57 4.1 – Método gravimétrico terrestres............................................................................. 57 4.1.1 – Tratamento dos Dados................................................................................. 58 4.1.1.1 – Correção de Marés.......................................................................... 59 4.1.1.2 – Gravidade Latitude......................................................................... 59 4.1.1.3 – Correção Ar-Livre.......................................................................... 59 4.1.1.4 – Correção de Bouguer...................................................................... 60 4.1.1.5 – Correção do terreno........................................................................ 60 4.2 – Método magnetométrico terrestre........................................................................ 62 4.2.1 – Tratamento dos Dados................................................................................. 62 4.2.1.1 – Variação diurna............................................................................... 63 4.3 – Medições das propriedades físicas das rochas...................................................... 64 4.3.1 – Densidade de massa..................................................................................... 64 4.3.2 – Medidas de Susceptibilidade Magnética e Magnetização Remanescente Natural (MRN) ....................................................................................................... 65 4.3.3 – Razão de Königsberger................................................................................ 66 4.4 – Transformações lineares dos dados geofísicos..................................................... 68 4.4.1 – Introdução.................................................................................................... 68 4.4.2 – Filtros utilizados.......................................................................................... 69 4.4.2.1 – Espectro de Potência ponderado Radialmente................................ 69 4.4.2.2 – Filtro-Passa Banda.......................................................................... 70 4.4.2.3 – Filtro Cosseno Direcional............................................................... 71 4.4.2.4 – Filtro Butterworth........................................................................... 71 4.4.2.5 – Filtro Derivada Vertical.................................................................. 72 4.4.3 – Continuação para cima................................................................................ 72 4.4.4 – Redução ao polo.......................................................................................... 72 4.4.5 - Sinal Analítico ............................................................................................. 73 4.4.5.1 – Inclinação do Sinal Analítico – ISA .............................................. 75 4.4.6 - Deconvolução e Euler.................................................................................. 76 4.4.7 – Modelagem Gravimétrica Direta 2½D................................................... 77 5 – MATERIAIS E MÉTODOS........................................................................................... 78 5.1 – Materiais............................................................................................................... 78 5.1.1 – Áreas de estudo – localização...................................................................... 78 5.1.2 – Equipamentos.............................................................................................. 79