Magnetic Signature of the Saco do Mamanguá and Paraty-Mirim Cove, Rio de Janeiro, Brazil

ABSTRACT. In this work, we investigate the N40°-50°E-oriented magnetic lineaments observed in the marine and aeromagnetic data from the Paraty-Mirim and Saco do Mamanguá (RJ) coves. The main characteristic of these lineaments is the presence of normal and reverse magnetic polarity, indicating that the bodies responsible for the anomalies may be of different ages or have suffered remagnetization effects by metamorphism or have distinct lithologies. The interpretative model of the anomalies was obtained by the 3D Magnetization Vector Inversion (MVI) and by the study of the geology and tectonics of the area. Our results suggest, as a more likely hypothesis, that the magnetic lineaments can be correlated with two tholeiitic dykes swarms, Resende-Ilha Grande and Serra do Mar, which have intruded the region at different times. The age formation of those swarms can be placed at time intervals where the Earth's magnetic field has normal and reverse polarities. The contrasts of magnetic susceptibility obtained from the models are consistent with contrasts of the lithology of basic dykes intruded in the gneissic-granitic basement of the region. Keywords: magnetization vector inversion, magnetic properties, magnetic lineaments, remanent magnetization, tholeiitic dykes swarms Assinatura Magnética do Saco do Mamanguá e da Enseada de Paraty-Mirim, Rio de Janeiro, BrasilRESUMO. Neste trabalho, investigamos os lineamentos magnéticos orientados a N40°-50°E observados nos dados marinhos e aeromagnéticos das enseadas de Paraty-Mirim e do Saco do Mamanguá (RJ). A principal característica destes lineamentos é a presença de polaridade magnética normal e reversa, indicando que os corpos responsáveis pelas anomalias podem ter idades diferentes ou terem sofrido efeitos de remagnetização por metamorfismo ou apresentarem litologias distintas. O modelo interpretativo das anomalias foi obtido pela Inversão do Vetor de Magnetização (IVM) 3D e pelo estudo da geologia e tectônica da área. Nossos resultados sugerem, como hipótese mais provável, que os lineamentos magnéticos podem ser correlacionados com dois enxames de diques toleíticos, Resende-Ilha Grande e Serra do Mar, que têm idades diferentes de intrusão. As idades de formação desses enxames podem ser colocadas em intervalos de tempo em que o campo magnético da Terra apresentou polaridades normal e reversa. Os contrastes de susceptibilidade magnética obtidos no modelo são coerentes com os contrastes de litologia de diques básicos intrudidos no embasamento granítico-gnáissico da região.Palavras-chave: inversão do vetor de magnetização, propriedades magnéticas, lineamentos magnéticos, magnetização remanente, enxames de diques toleíticos

Hydrogeophysical Characterization of the Marizal–São Sebastião Aquifer System in the Surroundings of the Limpec Sanitary Landfill, Camaçari, Bahia, Brazil

ABSTRACT. A detailed hydrogeophysical survey was conducted using the geoelectrical method in the surroundings of the LIMPEC sanitary landfill, municipality of Camaçari, Bahia, Brazil. Twenty-six vertical electrical soundings (VESs) were done, configured according to the Schlumberger electrode array and spaced up to 400 m between current electrodes. Hydrogeological quali-quantitative information was obtained by integrating geoelectrical results to data from wells and local geology information, namely: (i) an apparent resistivity map showed the occurrence of a conductivity anomaly, possibly attributed to the contamination plume, dispersed within the saturated zone, and presenting a SSE convection direction; (ii) one-dimensional inversions allowed to interpret the stratigraphic pattern, identify static level depth and the occurrence of possible contamination plumes, and indicate the direction of groundwater flow, which was also towards SSE; (iii) two-dimensional inversions produced inverted geoelectrical profiles, with a mean error below 2%, and confirmed the occurrence of possible contamination plumes disseminated within the unsaturated zone and dispersed within the saturated one. The geoelectrical facies with the highest resistivity values (> 600 ohm.m) were related to the São Sebastião Formation. Facies with intermediate values (100 to 800 ohm.m) regarded the Marizal Formation. In turn, those with the lowest values (< 100 ohm.m) were related to contamination plumes and/or eventual occurrences of silt/clay; (iv) the parameters of porosity, hydraulic conductivity, and transmissivity were estimated between 19.2 and 34.2%, 0.11 and 3.37 x10-3 cm/s, and 4.7 and 145.6 m²/d, respectively; and (v) local free aquifer vulnerability was classified as high, according to the evaluation using the GOD method.Keywords: geoelectrical method, urban solid waste, hydrodynamic parameters. Caracterização Hidrogeofísica do Sistema Aquífero Marizal – São Sebastião, no Entorno do Aterro Sanitário Limpec, Camaçari, Bahia, BrasilRESUMO. Um estudo hidrogeofísico de detalhe, utilizando o método geoelétrico, foi conduzido no entorno do aterro sanitário LIMPEC, município de Camaçari, Bahia, Brasil. Vinte e seis sondagens elétricas verticais (SEVs), sob configuração do arranjo Schlumberger de eletrodos, com espaçamento de até 400 m entre os eletrodos de corrente foram executadas. Informações quali-quantitativas de âmbito hidrogeológico foram alcançadas a partir da integração dos resultados geoelétricos a dados de poços e informações da geologia local, a saber: (i) o mapa de resistividade aparente revelou a ocorrência de uma anomalia condutiva, possivelmente atribuída à pluma de contaminação, dispersa na zona saturada, apresentando sentido de convecção na direção SSE; (ii) as inversões unidimensionais possibilitaram interpretar o padrão estratigráfico, identificar a profundidade do nível estático, a ocorrência de possíveis plumas de contaminação e apontar o sentido do fluxo hídrico subterrâneo também para SSE; (iii) as inversões bidimensionais geraram perfis geoelétricos invertidos, com erro médio inferior a 2%, e confirmaram a ocorrência de possíveis plumas de contaminação disseminadas na zona não saturada e dispersas na zona saturada. Os fácies geoelétricos de maiores valores de resitividade (>600 Ohm.m) estão atribuídos à Formação São Sebastião. Os fácies de valores intermediários (100 a 800 Ohm.m), referem-se à Formação Marizal. Já os de menores valores (<100 Ohm.m), a plumas de contaminação e/ou eventuais ocorrências de silte/argila; (iv) os parâmetros porosidade, condutividade hidráulica e transmissividade foram estimados serem entre 19,2 a 34,2%, 0,11 a 3,37 x10-3 cm/s e 4,7 a 145,6 m²/d, respectivamente; e (v) a vulnerabilidade do aquífero livre local foi classificada como alta, segundo avaliação realizada utilizando o método GOD. Palavras-chave: método geoelétrico, resíduos sólidos urbanos, parâmetros hidrodinâmicos.

Extending the usage of graphics processing units on the cloud for cost savings on seismic data regularization

ABSTRACT. The usage of graphics processing units is already known as an alternative to traditional multi-core CPU processing, offering faster performance in the order of dozens of times in parallel tasks. Another new computing paradigm is cloud computing usage as a replacement to traditional in-house clusters, enabling seemingly unlimited computation power, no maintenance costs, and cutting-edge technology, dynamically on user demand. Previously those two tools were used to accelerate the estimation of Common Reflection Surface (CRS) traveltime parameters, both in zero-offset and finite-offset domain, delivering very satisfactory results with large time savings from GPU devices alongside cost savings on the cloud. This work extends those results by using GPUs on the cloud to accelerate the Offset Continuation Trajectory (OCT) traveltime parameter estimation. The results have shown that the time and cost savings from GPU devices’ usage are even larger than those seen in the CRS results, being up to fifty times faster and sixty times cheaper. This analysis reaffirms that it is possible to save both time and money when using GPU devices on the cloud and concludes that the larger the data sets are and the more computationally intensive the traveltime operators are, we can see larger improvements.Keywords: cloud computing, GPU, seismic processing. Estendendo o uso de placas gráficas na nuvem para economias em regularização de dados sísmicosRESUMO. O uso de aceleradores gráficos para processamento já é uma alternativa conhecida ao uso de CPUs multi-cores, oferecendo um desempenho na ordem de dezenas de vezes mais rápido em tarefas paralelas. Outro novo paradigma de computação é o uso da nuvem computacional como substituta para os tradicionais clusters internos, possibilitando o uso de um poder computacional aparentemente infinito sem custo de manutenção e com tecnologia de ponta, dinamicamente sob demanda de usuário. Anteriormente essas duas ferramentas foram utilizadas para acelerar a estimação de parâmetros do tempo de trânsito de Common Reflection Surface (CRS), tanto em zero-offset quanto em offsets finitos, obtendo resultados satisfatórios com amplas economias tanto de tempo quanto de dinheiro na nuvem. Este trabalho estende os resultados obtidos anteriormente, desta vez utilizando GPUs na nuvem para acelerar a estimação de parâmetros do tempo de trânsito em Offset Continuation Trajectory (OCT). Os resultados obtidos mostraram que as economias de tempo e dinheiro foram ainda maiores do que aquelas obtidas no CRS, sendo até cinquenta vezes mais rápido e sessenta vezes mais barato. Esta análise reafirma que é possível economizar tanto tempo quanto dinheiro usando GPUs na nuvem, e conclui que quanto maior for o dado e quanto mais computacionalmente intenso for o operador, maiores serão os ganhos de desempenho observados e economias.Palavras-chave: computação em nuvem, GPU, processamento sísmico.

Integrating geological mapping and geophysical analyses in Southern Espinhaço Range, eastern edge of the São Francisco Craton, Brazil

ABSTRACT. The São Francisco Craton is one of the fundamental pieces on the evolutionary history of the Gondwana supercontinent. At its southeast edge, the Southern Espinhaço Range (SER) is built mainly by Paleo- and Mesoproterozoic units of the Espinhaço Supergroup. At its western domain, one of its major components, the Conselheiro Mata Group, occurs as a relatively narrow strip, being composed by a succession of formations related to coastal and shallow marine environments. Aiming to present and discuss an integrated research, detailed fieldwork was carried out, gamma-ray spectrometry data were reprocessed, and ground gravity data were acquired. This integration allows clarifying the regional crustal structure and the general geometry of the Espinhaço basin. The defined gamma-ray spectrometry domains fit well to the lithological types and structural framework of the stratigraphic units. Bouguer residual anomaly highlights an amplitude of 27 mGal, ranging from -12 to 15 mGal, outlining a gravity compartmentation defined by a central negative anomaly (CNA) surrounded by positive anomalies, which is approximately in conformity with the regional tectonic segments. The CNA conforms to the main axis of SER, indicating the residual metasedimentary coverage of the Espinhaço basin. Its center, positioned above the Lamarão anticline, houses the nucleus of the precursor basin of Conselheiro Mata Group.Keywords: gravimetry; Espinhaço Supergroup; Conselheiro Mata Group.Integrando mapeamento geológico e análises geofísicas na Serra do Espinhaço Meridional, borda leste do Cráton São Francisco, BrasilRESUMO. O Cráton São Francisco é uma das peças fundamentais da história evolutiva do Supercontinente Gondwana. Em sua borda sudeste, a Serra do Espinhaço Meridional é formada, principalmente, por unidades Paleo- a Mesoproterozoicas do Supergrupo Espinhaço. Um de seus principais componentes, o Grupo Conselheiro Mata, ocorre como uma faixa relativamente estreita no domínio ocidental da serra, sendo composto por uma sucessão de formações relacionadas a ambientes marinhos rasos e costeiros. Com o objetivo de apresentar e discutir uma pesquisa integrada, foram realizados trabalho de campo detalhado, processamento de dados gamaespectrométricos e aquisição de dados gravimétricos terrestres. Tal integração permite esclarecer a estrutura crustal regional e a geometria geral da bacia Espinhaço. Os domínios gamaespectrométricos definidos ajustam-se bem às litologias e ao arcabouço estrutural das unidades estratigráficas. Anomalias Bouguer residuais demonstram uma amplitude de 27 mGal, variando entre -12 a 15 mGal, concordando aproximadamente com os segmentos tectônicos regionais e esboçando uma compartimentação gravimétrica definida por uma anomalia negativa central (CNA), cercada por anomalias positivas. A CNA concorda com o eixo principal da Serra do Espinhaço Meridional, definindo a cobertura metassedimentar residual da bacia Espinhaço. Seu centro, posicionado sobre o anticlinal do Lamarão, abriga o núcleo da bacia precursora do Grupo Conselheiro Mata.Palavras-chave: gravimetria; Supergrupo Espinhaço; Grupo Conselheiro Mata.

New method of seismofacies identification using machine learning over seismic attributes applied to salt stratifications

ABSTRACT. Salt Evaporites may be grouped into three major seismic facies: Halite, High Velocity Salts (formed by anhydrite and gypsum) and Low Velocity Salts (formed mainly by carnallite, sylvite and tachyhydrite). However, the tachyhydrite mineral presents the biggest technical and financial concerns as it causes fluid loss during the salt drilling operation as observed in the Santos Basin, Brazilian Offshore, due to its high solubility. The correct facies identification allows adjusting the drilling parameters accordingly to the estimated salt type, minimizing operational problems and economic losses. In this article, we propose the use of selected seismic attributes from 2D sections combined with some of the most recent machine learning algorithms such as Uniform Manifold Approximation and Projection for Dimension Reduction (UMAP) and Hierarchical Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (HDBSCAN), to identify stratifications within the salt layer and their corresponding salt type.Keywords: machine learning, salt drilling, risk reduction, seismic attributes. Novo método para identificação de sismofácies utilizando aprendizado de máquina sobre atributos sísmicos aplicado a estratificações de salRESUMO. Evaporitos salinos podem ser agrupados em três fácies sísmicas principais: Halita, Sais de Alta Velocidade (formados por anidrita e gipsita) e Sais de Baixa Velocidade (formados principalmente por carnalita, silvita e taquidrita). No entanto, o mineral taquidrita apresenta as maiores preocupações técnicas e financeiras, pois causa perda de fluidos durante a operação de perfuração do sal, conforme observado na Bacia de Santos, offshore brasileiro, devido à sua alta solubilidade. A correta identificação de fácies permite ajustar os parâmetros de perfuração de acordo com o tipo de sal estimado, minimizando problemas operacionais e perdas econômicas. Neste artigo, propomos o uso de atributos sísmicos selecionados de seções 2D combinados com alguns dos mais recentes algoritmos de aprendizado de máquina, como Uniform Manifold Approximation and Projection for Dimension Reduction (UMAP) e Hierarchical Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (HDBSCAN), para identificar estratificações dentro da camada de sal e o tipo de sal correspondente.Palavras-chave: aprendizado de máquina, perfuração no sal, redução de risco, atributos sísmicos.

Analysis of magnetic field components anomalies due to homogeneous polyhedrons

ABSTRACT. A procedure for determining semi-analytical expressions for the magnetic fields caused by homogeneous polyhedral bodies based on Green's theorem has been developed. It constitutes a modification of previous developments for the gravity field of three-dimensional bodies and employs the discretization of the faces of the polyhedron by triangles and the definition of local coordinates for each triangle. A maximum misfit of less than 1.0\% between the values computed with these analytical expressions and those obtained with closed expressions for prismatic bodies, applied to a homogeneous cube, demonstrates the effectiveness of the procedure. Examples of magnetic maps due to octahedral bodies with different forms and orientations show that it is possible to obtain a qualitative distinction among their anomalies. Therefore, the present analysis constitutes a basis for future inverse modeling of convex polyhedrons and will be useful in geophysical exploration.Keywords: magnetic anomalies, polyhedral bodies, irregular shapes. Análise das componentes do campo magnético produzido por um poliedro homogêneoRESUMO. Foi desenvolvido um procedimento para determinar expressões analíticas para os campos magnéticos causados por corpos poliédricos homogêneos com base no teorema de Green. Constitui uma modificação dos desenvolvimentos anteriores para o campo gravitacional de corpos tridimensionais e emprega a discretização das faces do poliedro por triângulos e a definição das coordenadas locais para cada triângulo. Um erro máximo inferior a 1,0% entre os valores calculados com essas expressões analíticas e os obtidos com expressões fechadas para corpos prismáticos, aplicados a um cubo homogêneo, demonstra a eficácia do procedimento. Exemplos de mapas magnéticos devido a corpos octaédricos com diferentes formas e orientações mostram que é possível obter uma distinção qualitativa entre suas anomalias. Portanto, a presente análise constitui uma base para futura modelagem inversa de poliedros convexos e será útil na exploração geofísica.Palavras-chaves: anomalias magnéticas, corpos poliédricos, formas irregulares.