Métodos de Mapeamento Geológico

O mapeamento geológico envolve a realização e o registro de observações geológicas para a produção de mapas geológicos. Entretanto, os dados disponíveis são limitados por falta de rochas expostas, tornando inevitável a interpretação por parte do geólogo de campo.

Um mapa de reconhecimento é baseado em menos observações do que um mapa regional, porém ambos devem ser feitos com o mesmo cuidado e objetividade. Às vezes, é necessário misturar métodos para adaptar-se às condições diferentes partes de uma área, ou até mesmo criar métodos próprios.

Estratégias para o programa de mapeamento

Nos primeiros dias de campo, geralmente se faz um trabalho de reconhecimento para obter uma primeira impressão:

•      dos tipos de rochas presentes;

•      da estrutura geral do terreno;

•      das questões de topografia, onde existem exposições de rochas, itinerários, acesso e assim por diante.

Planeje essas saídas com antecedência, para conseguir usar da melhor maneira as trilhas e as estradas mostradas no mapa, evitando a perda de tempo tentando localizar-se para atravessar a vegetação densa. Os rios podem ter boas exposições de rochas, porém solos mais elevados podem resultar em panoramas melhores da geologia da área.

Mapeamento por rastreamento de contatos

Uma formação pode ser composta por uma associação de rochas que, coletivamente, possuem alguma característica distinta, que faz com que ela seja reconhecida ao longo da região que está sendo mapeada.

Não há um único jeito subdividir as rochas de uma região em formações: depende da análise do geólogo e da escala do mapeamento. Raramente as formações são compostas de uma única litologia.

Nos mapas geológicos, são desenhadas linhas para mostrar os limites das formações individuais (contatos). O objetivo principal de mapear a geologia é traçar os contatos entre rochas de diferentes formações, grupos e tipos e mostrar em mapa onde eles ocorrem.

Uma maneira de fazer isto é seguir um contato ao longo do terreno, mas os contatos geralmente não são continuamente expostos e têm de ser inferidos. Algumas vezes, os contatos podem ser melhor seguidos em fotografias aéreas: as fotografias mostram pequenas mudanças na topografia e na vegetação que não podem ser detectadas no terreno.

Uma vez rastreado nas fotografias, confira a posição do contato no campo nos seus pontos mais acessíveis. Mesmo quando todas as evidências possíveis são levadas em conta, geralmente ainda permanecem interpretações da posição dos contatos.

Navalha de Occam[1]: desenhamos o contato com a forma mais simples para adequar-se aos nossos dados. Onde quer que as rochas sejam vistas em contato, mostre o limite com uma linha contínua no mapa e marque cada lado da linha com um lápis colorido adequado para aquelas rochas. Onde os contatos são inferidos, ou interpolados por métodos geométricos, mostre o limite como uma linha tracejada.

Mapeamento por caminhamento

É um bom método de controlar o seu progresso na região, para que não tenha que partir do zero toda vez que fizer uma observação em uma exposição. É um método de palmilhar o terreno em detalhe. Basta seguir uma rota mais ou menos predeterminada de um ponto a outro do mapa, plotando a geologia do percurso.

Deve ser planejado para atravessar as unidades geológicas básicas. Deste modo, é muito usado no trabalho de reconhecimento: procura-se fazer caminhamentos aproximadamente paralelos, em intervalos amplamente espaçados; os contatos e as outras feições são extrapolados entre os caminhamentos. O GPS é de grande ajuda.

Porém, torna-se complicado em regiões onde as rochas têm mergulho acentuado e a confiabilidade diminui quando as estruturas tornam-se mais complexas.

O método do caminhamento pode ser útil no início de um projeto de mapeamento, em que as observações obtidas em linhas com direções gerais podem revelar uma variedade de litologias presentes na área.

Pode ser usado em mapeamento de detalhe apenas quando as rochas são bem expostas.

Se quiser mudar a direção de um caminhamento, marque o seu ponto de retorno no terreno com algo que possa localizar mais tarde: marque feições no terreno. Em caminhamento curtos, plote a geologia por meio de medição de passos e ressecção.

Caminhamentos controlados

Se os caminhos não forem rigorosamente controlados, os erros de levantamento acumulam-se. Se um caminhamento é feito em trechos com orientações da bússola, é aconselhável começar e terminar em pontos conhecidos, ou fechar o caminhamento retornando ao ponto de partida.

Quando plotar essa poligonal “fechada”, verá que a última orientação não cairá exatamente onde deveria, devido ao acúmulo de pequenos erros de medição de direção e distância. Esse erro de fechamento deve ser corrigido, distribuindo-o por toda a poligonal, não adulterando o último trecho.

Como uma secção complexa com bússola sempre precisa de correção, não registre a geologia diretamente no mapa em campo. Plote levemente os trechos do caminhamento de um ponto de deflexão a outro em seu mapa, mas registre os detalhes na caderneta, bem como um esboço em uma escala exagerada.

Para levantamentos em linha, trace duas linhas paralelas no centro da página da caderneta e utilize a seguinte técnica:

•      use a coluna central como se ela fosse a linha do caminhamento,

•      registre a distância de cada observação a partir do ponto de deflexão ao longo dela e mostre a geologia de ambos os lados.

Mapeamento por seções transversais ao longo de caminhamentos em linhas

A maior vantagem de desenhar seções em campo é que os problemas vêm à tona imediatamente e podem ser logo investigados. Se possível, faça as seções em papel milimetrado. Para caminhamentos em linhas são muito úteis as encostas e as cristas dos morros, os rios e as estradas.

Os rios oferecem boas exposições, principalmente em áreas montanhosas; em florestas densas, talvez sejam os únicos locais onde é possível localizar-se.

As cristas são excelentes locais de caminhamentos e são facilmente identificadas. As direções são geralmente boas. Em áreas sedimentares, tendem a seguir a direção das camadas.

As encostas, entre as cristas e os rios, fornecem informações sobre a sucessão.

As rodovias são muito úteis em trabalho de reconhecimento e uma excelente maneira de iniciar um mapeamento de detalhe. Em regiões montanhosas, as rodovias normalmente apresentam excelentes exposições, às vezes contínuas. Rodovias sinuosas podem expor repetidamente uma ou mais unidades rochosas.

Mapeamento de exposições

É o método de mapeamento mais utilizado em trabalhos nas escalas 1:10.000 ou maiores.

A extensão de cada exposição é indicada no mapa colorindo-o com lápis de cor, ou também limitando a exposição com uma linha ao redor dela. Devem ser marcados os limites de exposições muito grandes: contorne a exposição e mapeie dentro dela. Se necessário, desenhe na caderneta um esboço de mapa de grande escala.

Se grupos de exposições são parte do mesmo afloramento levemente cobertos pelo solo, devem ser marcados como uma única exposição. Assinale exposições pequenas e isoladas com um ponto contendo uma observação ou um símbolo ao lado para indicar sua natureza. Cuidado com exageros de escala.

O mapeamento de exposições mostra a evidência dos fatos na qual é baseada a sua interpretação da geologia: mostra o você viu, e não o que inferiu.

À vezes você terá que usar vários métodos, em diferentes partes de uma grande área de mapeamento.

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[1] Do filósofo inglês William de Occam (1285-1347): É um princípio científico e filosófico que propõe que, entre hipóteses formuladas sobre as mesmas evidências, é mais racional acreditar na mais simples. Ou seja: diante de várias explicações para um problema, a mais simples tende a ser a mais correta.

Material extraído de: BRABHAM, LISLE e BARNES, J. Mapeamento geológico básico: guia geológico de campo. Porto Alegre : Bookman, 2014. 

Como elaborar um relatório de trabalho de campo

Um trabalho de campo só tem valor pedagógico e acadêmico quando sucedido pela elaboração de relatório. Um bom relatório deve ser objetivo, informativo e apresentável. O estudante deve ter sempre em mente que relatórios são parte fundamental do processo de conhecimento científico e refletem a capacidade de quem os redige.

Professor Márcio José dos Santos

O Relatório de Trabalho de Campo é descritivo, isto é, o relator deverá descrever as suas observações, registrando também informações importantes do trajeto, do acesso e do local investigado. Para facilitar a visualização e/ou identificação do terreno, é importante apresentar mapas, fotos e/ou croquis.

Relatórios sempre devem ser escritos de forma impessoal, no tempo verbal passado e indicar com clareza todo o desenvolvimento do trabalho. Especificamente para trabalhos de campo, os componentes mínimos de um relatório estão descritos abaixo.

Capa: apresenta o logotipo e nome da instituição, título do relatório, local em que foi elaborado e data da elaboração. 

Folha de rosto: apresenta as mesmas informações trazidas na capa, acrescidas do nome do responsável, além de outras informações, como nome da equipe e data da realização do trabalho.

Introdução: É uma referência à disposição que motivou ou determinou a elaboração e apresenta breve histórico do objetivo ou objetivos a serem alcançados no trabalho de campo.

Roteiro: breve descrição do roteiro, preferencialmente acompanhada de um mapa geográfico com indicação dos pontos visitados.

Desenvolvimento ou descrição dos pontos de observação: é a parte principal do relatório, por isto, ela deve ser bem detalhada. No caso de observações geológicas, as medições, croquis e fotos ilustrativos das observações podem enriquecer o relatório. O relator pode optar pela apresentação das ilustrações em item específico, mas isto dificulta a clareza e objetividade das descrições. A exposição do conteúdo deve ser lógica, partindo das observações abrangentes para as particularidades:

Tabelas, quadros, figuras e imagens constantes de um relatório devem ser numerados.

Conclusão: conclusão ou conclusões a que se chegou, tendo em conta o objetivo ou objetivos propostos para o trabalho. Podem ou não ser acompanhadas de sugestões e/ou críticas, sempre precisas, práticas e concretas, relacionadas com a análise feita. Ao final do relatório deve-se indicar o local e a data de conclusão, seguidos pela assinatura do responsável (ou responsáveis).

Atitude de camadas em mapas

            Para se determinar a atitude de uma feição estrutural planar em um mapa geológico parte-se, inicialmente, para a determinação de sua direção. Para tanto, utiliza-se a definição de que a direção de um plano representa uma linha horizontal contida no plano considerado. Em um mapa geológico, para de encontrar uma linha horizontal de uma superfície basta se encontrar dois pontos, pertencentes a essa superfície e que estejam sobre curvas de nível de mesmo valor (Fig. 33).

Figura 33 – Esquema de obtenção da direção de um plano em mapa.

            A linha obtida da forma mostrada acima é denominada de linha de contorno estrutural (strike line). Tem uma conotação semelhante à linha de nível para caracterização da  topografia. No caso da strike line, porém, ela se refere à um horizonte estratigráfico ou estrutural e não topográfico ( Figs. 34 a 36)

Fig. 34 - Determinação das linhas de contorno estrutural de uma camada

Fig. 35 - Esquema de obtenção da linha de contorno estrutural.

Fig. 36 - Esquema de construção de mapas de contorno estrutural

Pode-se construir mapas de contorno estrutural que possibilitará interpretações de estruturas geológicas em mapas (Fig. 37)

Fig. 37 - Mapa de contorno estrutural, mostrando um sinforme assimétrico, com eixo na  direção
NW – SE

Para se determinar o mergulho do plano no mapa, traça-se duas linhas de contorno estrutural para a mesma superfície e, geométrica ou graficamente, determina-se o mergulho (Fig. 38)

Fig. 38 - Determinação do mergulho de uma superfície

O ângulo de mergulho pode ser obtido graficamente, através do desenho da Figura 38, em escala, lendo-se diretamente o valor angular  a.

  

Texto extraído de: MATTA, Milton. Geologia estrutural prática. Belém : Universidade Federal do Pará. Departamento de Geologia, Apostila.

Relação entre a atitude de camadas e a topografia

A foma como uma camada aparece em um mapa geológico pode variar, dependendo do modelado da superfície e da forma e atitude da camada.

 No caso de uma camada tabular e de uma superfície plana, a camada aparecerá de forma também tabular, com limites retos, variando, apenas, sua espessura de afloramento em função, unicamente, da intensidade do seu mergulho (fig. 1.22 ).

No caso de uma superfície irregular, podem-se ter as situações mais variadas possíveis.

Ao se imaginar o modelado de um curso d’água atravessando uma planície, formar-se-á um vale com um gradiente de inclinação para jusante do riacho. Variando-se a atitude de uma camada tabular desde a verticalidade até a horizontalidade, a representação cartográfica desta camada em relação às curvas de nível é denominada, comumente, de regra dos V e pode ter os seguintes aspectos:

a)    para camadas verticais, os seus contatos (topo e base) serão, independente do relevo, linhas retas que cortam as curvas de nível. A espessura de afloramento será igual à espessura verdadeira da camada (fig. 1.23);

b)    se a camada é horizontal, seus contatos serão paralelos às curvas de nível. A espessura de afloramento vai depender da espessura da camada, do gradiente do curso d’água e das encostas do vale (fig. 1.24).

c)    se a camada mergulha no sentido da montante do curso d’água, seus contatos descreverão uma linha curva cuja convexidade apontará para o sentido do mergulho da camada (fig. 1.25).

d)    se a camada mergulha para jusante do riacho, pode-se ter duas situações:

a.    se a camada possui ângulo de mergulho mais forte que o gradiente do curso d’água, seus contatos descreverão uma linha curva cuja convexidade apontará no sentido do mergulho da camada (fig. 1.26);

b.    se a camada possui ângulo de mergulho mais suave que o gradiente do curso d’água, seus contatos descreverão uma linha curva cuja convexidade apontará em sentido contrário ao mergulho da camada (fig. 1.27).

  

  

Texto extraído de: MARANHÃO, Carlos Lôbo. Introdução à interpretação de mapas geológicos. Fortaleza, CE: UFC, 1995. 131 p. ISBN 857282010-8.

Construção do Perfil Topográfico

Um perfil topográfico é um diagrama que representa o modelado da superfície de um terreno em uma determinada secção ou corte, realizado por um plano vertical.

O perfil se compõe de:

a)    uma linha de base horizontal que representa o limite inferior e deve ter uma altitude menor que a da curva de nível de menor valor seccionada pelo corte;

b)    duas linhas verticais laterais que delimitam o perfil e que, pelo menos, uma delas deve conter uma escala gráfica;

c)    uma linha superior irregular que representa a intersecção do plano vertical com a superfície do terreno.

Em um perfil, a escala vertical não é, necessariamente, igual à escala horizontal. É muito comum a utilização de escalas verticais maiores que as horizontais, principalmente nas regiões mais ou menos planas, a fim de ressaltar o relevo. A relação entre as escalas horizontal e vertical denomina-se exagero. O exagero máximo recomendado é de 20 vezes, ou seja, a escala vertical deve ser, no máximo 20 vezes maior que a horizontal. 

Um perfil topográfico deve conter as seguintes informações:

a)    valor das escalas horizontal e vertical;

b)    orientação geográfica na parte superior dos limites do perfil;

c)    nomenclatura do perfil escrito na parte inferior dos seus limites (na fig. A.21, perfil denominado XY);

d)    posição e nome dos principais acidentes topográficos (rios, cidades, estradas, serras etc.

Para se elaborar um perfil topográfico (figs. 1.20 – 1.21) deve-se proceder da seguinte maneira:

a)    coloca-se um papel de bordo reto, preferencialmente milimetrado, sobre a linha que marca o perfil, de maneira que o Norte do mapa fique sempre visível, ou seja, acima do papel milimetrado. No caso de perfis de direção N-S, o Leste é que deve ficar na parte superior do papel.

b)    sobre o bordo do papel, marca-se a intersecção do papel com as diversas curvas de nível, assinalando-se suas altitudes, a posição e o nome dos principais acidentes topográficos seccionados;

c)    constrói-se uma escala gráfica vertical nos limites do perfil que deve conter todos os valores das curvas de nível interceptadas;

d)    projetam-se, ortogonalmente, os diversos pontos de intersecção das curvas de nível até a posição correspondente à sua altitude;

e)    após todos os pontos serem projetados, deve-se uni-los por uma linha sinuosa, de maneira suave e contínua até os limites do perfil;

f)     colocam-se as demais informações.

Material extraído de: MARANHÃO, Carlos Lôbo. Introdução à interpretação de mapas geológicos. Fortaleza : Editora da Universidade Federal do Ceará, 1995. 131 p. ISBN 857282010-8.

Símbolos utilizados em mapas geológicos

As secções geológicas

O texto abaixo foi publicado, em 2014, no blog Quebra-Pedras. Embora já tenhamos uma publicação sobre o mesmo tema, acredito que ele irá enriquecer a sua aprendizagem.

As seções geológicas são ferramentas fundamentais para se descrever as estruturas geológicas de uma determinada região. Podem também ser utilizadas como base de informações, quando se está estudando a história tectônica, os recursos potenciais de uma região ou até mesmo no estudo e na exploração de depósitos minerais e de petróleo.. As seções geológicas são úteis para geólogos, engenheiros de minas, engenheiros ambientais etc.,

As seções geológicas nos fornecem a visualização daquilo que existe abaixo da superfície da Terra, a partir de mapas geológicos. Se esses mapas vierem acompanhados da planialtimetria (curvas de nível)  e boa quantidade e qualidade de dados geológicos e topográficos, a seção geológica poderá representar de maneira precisa a realidade da área, desde que os mapas sejam corretamente interpretados.

Regras para a elaboração da seção geológica

A secção geológica em um mapa é a representação das informações através de um plano vertical. Ao elaborá-la, siga as seguintes regras:

1.     Localize-a o mais perpendicular possível à direção das camadas.

2.     Ela deve cortar o maior número de camadas ou estruturas geológicas  existentes.

3.     Na escala vertical são colocadas as diferentes elevações possíveis; sempre utilize cotas cheias e a intervalos regulares.

4.     Identifique as escalas vertical e horizontal adotadas.

5.     As litologias presentes em uma seção devem estar representadas pelas suas respectivas simbologias; utilize a mesma simbologia adotada no mapa geológico em que se insere a seção.

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Observe que na construção da secção a representação dos dados geológicos (contatos, litologias) não foi até a base da seção; isto deve ser feito para evidenciar que a precisão da seção geológica diminui em profundidade.)

6.     A simbologia deve acompanhar a estrutura geológica interpretada.

7.     As interpretações geológicas também devem ser feitas, sempre que possível, acima da linha do perfil topográfico.

8.     Os diversos tipos de contatos geológicos, falhamentos, entre outros, devem  ser representados na secção tal como estão definidos no mapa.

O mergulho de camada em uma seção geológica

O mergulho de uma camada é o ângulo de máxima declividade da mesma, medido em um plano vertical perpendicular à sua direção.

Direção e mergulho de camada

Quando inserimos essa informação em um mapa geológico, devemos lembrar que este ângulo de mergulho é denominado de verdadeiro (mergulho obtido com a bússola de geólogo).

Se a secção geológica apresentada for perpendicular à direção das camadas, os mergulhos podem ser utilizados nesta secção tal como aparecem no mapa. Quando a secção não for perpendicular à direção das camadas, o ângulo de mergulho a ser usado nessa secção será sempre menor que o verdadeiro e é denominado de mergulho aparente.

O valor do ângulo de mergulho aparente é sempre menor que o do mergulho verdadeiro, porque o mergulho verdadeiro representa o ângulo entre a reta de maior declive do plano de mergulho e o plano horizontal. Portanto, o ângulo de mergulho verdadeiro é observado numa seção perpendicular à direção de camada, isto é, onde o mergulho é máximo. Por outro lado, quanto mais a seção se aproximar da direção de camada, menor será o ângulo de mergulho observado, e ele atingirá o valor 0º (zero grau) se a seção estiver paralela à direção de camada. Isto significa que, mesmo que a camada seja inclinada, ela aparecerá horizontal se a seção geológica for paralela à direção de camada.

A aplicação mais importante de determinação do ângulo de mergulho aparente será na construção de seções verticais geológicas. Paredes de túneis (geologia de engenharia, engenharia de minas, engenharia civil), bancadas de mineração a céu aberto e pedreiras (geológica econômica, engenharia de minas, engenharia civil), paredes de escarpas, canyons e vales profundos (mapeamento geológico), são alguns exemplos de seções verticais onde se pode observar tipos litológicos e feições estruturais. Essas seções verticais, e mesmo aquelas de mapas geológicos, nem sempre se dispõem perpendicularmente às direções dos planos estruturais (contatos, camadas etc.) Assim, o ângulo de mergulho do traço destes planos vistos nessas seções é aparente.

Quanto menor for o ângulo entre a seção e a direção de um plano estrutural, menor será seu ângulo de mergulho aparente e maior será a diferença entre os valores de mergulho verdadeiro e aparente. Por outro lado, quanto maior for o ângulo entre a seção e a direção, maior será o valor do ângulo de mergulho aparente e menor será a diferença entre os mergulhos verdadeiro e aparente.

No mapa abaixo temos duas situações.

1.     Na parte superior do mapa geológico, a secção é perpendicular à direção das camadas, conseqüentemente, o mergulho a ser representado na secção será igual a 50°, ou seja, não necessita correção.

2.     Na parte inferior do mapa geológico, a secção não é perpendicular à direção das camadas, portanto, o mergulho a ser utilizado na secção será menor (mergulho aparente).

Cálculo do mergulho aparente

Um dos procedimentos mais fáceis para encontrar ângulos de mergulho aparente é através da tabela de alinhamento (figura abaixo).

A tabela de alinhamento é constituída por três colunas graduadas, representando valores de 0º a 90º para ângulos entre a direção do mergulho aparente e a direção do plano em consideração, ângulos de mergulho verdadeiro e ângulos de mergulho aparente.

Tabela de alinhamento (Loczy e Ladeira, 1976)

Para se saber o ângulo de mergulho aparente de uma camada, visto numa seção não perpendicular à sua direção, os dados necessários são os ângulos de mergulho verdadeiro e aquele entre a seção e a direção do plano.

Assim:

1.     Marque os valores dos ângulos obtidos nos locais apropriados.

2.     Una os pontos por uma linha reta.

3.     Leia o valor do ângulo na interseção da reta com a coluna de mergulho aparente (geralmente é a do meio).

Para facilitar a correção do valor do ângulo de mergulho verdadeiro em mergulho aparente (a ser usado na secção), podemos também utilizar o normograma para cálculo de mergulhos aparentes.

Normograma para obtenção de ângulo de mergulho aparente

Utilizando o normograma (Loczy e Ladeira, 1976) para obtenção de ângulo de mergulho aparente: uma por uma linha reta os pontos representando o ângulo entre a direção do mergulho aparente e a direção de camada e o ângulo de mergulho verdadeiro. O ângulo de mergulho aparente é lido no ponto em que a reta intercepta a coluna de ângulo de mergulho aparente.

Veja o seguinte exemplo:

Considere uma sucessão sedimentar constituída por intercalações de carvão e pelitos, cuja atitude é 0º/20ºE. Qual será o ângulo de mergulho aparente das camadas quando aflorarem numa escarpa vertical orientada N45ºW?

Pelo exposto, tem-se os seguintes dados: ângulo de mergulho verdadeiro = 20º; ângulo entre a direção do mergulho aparente (direção da escarpa vertical) e a direção da camada de carvão = 45º.

Utilizando a tabela de alinhamento, a reta que une os valores angulares citados intercepta a coluna de mergulho aparente em 14º, aproximadamente. Assim, a camada de carvão (bem como toda a sucessão sedimentar) apresentará um ângulo de mergulho aparente de 14º na escarpa vertical.

Diagrama para correção de ângulos de mergulho versus escala vertical

Embora o padrão corrente em seções geológicas estruturais seja a escala vertical ser igual à escala horizontal, ou seja, a mesma do mapa geológico, muitas vezes há de se querer ampliar a escala vertical (p.e., mostrar detalhes da topografia e/ou camadas muito delgadas). Exceto para camadas horizontais, o aumento da escala vertical faz com que ocorra um acréscimo no valor dos ângulos do declive topográfico e de mergulho. Para se determinar os ângulos a serem usados na seção geológica, utiliza-se o transferidor de mergulhos proporcionais.

O princípio de construção está disponível em Loczy e Ladeira, páginas 477-478.

O ábaco ou transferidor de mergulhos proporcionais é apresentado na figura abaixo.

Este texto foi extraído de:

LOCZY, Louis e LADEIRA, Eduardo A. Geologia estrutural e introdução à geotectônica. São Paulo : Editora Blucher, 1976.

MARANHÃO, Carlos Marcelo Lôbo. Introdução à interpretação de mapas geológicos. Fortaleza ; Universidade Federal do Ceará, 1995.

PACIULLO, Fábio Vito Pentagna. Atitudes de planos e linhas. Obtido em: http://www.passeidireto.com/arquivo/2710842/4---atitude-de-planos-e-linhas