ALBERT

Description:  The Brazilian speleological heritage is protected by laws, and every region where caves are present requires scientific studies to assist in environmental licensing. In the context of mining in iron formations, the near-surface geophysical studies using electroresistivity survey were performed in the cave N4E-0022, located at the N4EN iron mine, Carajás Complex, northern Brazil. The near-surface geophysical surveys generated continuous images that enhanced the lithostructural mapping of the lateritic profile, especially in places to which access by conventional methods was difficult. The electrical resistivity profiles were acquired with the dipole-dipole arrangement in the upper portion of the cave. Three sections were performed in SW-NE direction and two in SE-NW direction, totaling 435 meters of acquisition. The geoelectrical signatures were correlated with the lithologic logs of drillholes, the geophysical well logging and with the typical lateritic profile in the cave N4E-0022 surroundings. The results showed a satisfactory interpretation for the near-surface geoelectrical profiles and evolved to a comparison with the lateritic profile (lateritic crust, transition horizon, and saprolite horizon), providing inherent resistivity signatures for each modeled material.Keywords: applied geophysics, iron cave, Carajás.RESUMO O patrimônio espeleológico brasileiro é protegido por leis, e qualquer região com a presença de cavidades precisa de estudos científicos para auxiliar o licenciamento de empreendimentos. No contexto da mineração em terrenos ferríferos, estudos geofísicos rasos utilizando eletrorresistividade foram executados na cavidade N4E-0022, localizada no extremo norte da Mina de N4EN, Complexo Carajás. A geofísica rasa gerou imagens contínuas que potencializaram o mapeamento lito-estrutural do substrato rochoso, principalmente em locais de difícil acesso aos métodos convencionais. Os perfis de eletrorresistividade foram adquiridos com arranjo dipolo-dipolo na porção superior da cavidade. de modo paralelo entre si na porção superior da cavidade. Três seções foram executadas na direção SW-NE e duas na direção SE-NW, totalizando 435 metros de aquisição. As assinaturas geoelétricas das seções foram correlacionadas com as descrições litológicas de furos de sondagem, perfilagens geofísicas de furos de sonda e o mapeamento de detalhe do perfil laterítico no entorno da cavidade N4E-0022, evidenciando um resultado satisfatório para as interpretações realizadas. Os resultados evoluíram para uma comparação com o perfil de alteração típico de rochas ferruginosas (crosta laterítica, horizonte de transição e saprolito), e forneceram assinaturas de resistividades inerentes à cada material modelado. Palavras-chave: geofísica aplicada, caverna ferrífera, Carajás.

Description:  ABSTRACT. The Brazilian environmental licensing for mining activities requires technical-scientific studies to demonstrate that natural caves will be protected from the impact of the mining operations. This study presents the results of near-surface geophysical methods applied to geostructural mapping of the rock mass in which the caves are hosted. The ferruginous karstic terrains are challenging to the geophysical interpretation due to the caves’ modest dimensions and the large variations in the host rock physical properties. Electrical Resistivity and GPR (Ground Penetrating Radar) geophysical surveys, were performed overlaying a natural cave located in the surroundings of the N4EN iron mine, in the Carajás Province, northern Brazil. The resistivity data were useful to discriminate different lithotypes as well as the presence of humidity in the rock mass, while the GPR data revealed a detailed degree of fracturing of the rock mass. The presence of humidity and the highly fractured zones may constitute zones of greater fragility of the cave walls and ceiling.Keywords: speleology, GPR, electrical resistivity, near-surface geophysics.RESUMO. O licenciamento ambiental brasileiro para atividades de mineração requer que estudos técnico-científicos demonstrem que as cavernas serão protegidas do impacto das operações de mineração. Este artigo apresenta os resultados de métodos geofísicos rasos aplicados ao mapeamento geoestrutural do maciço rochoso em que as cavernas estão hospedadas. Os terrenos cársticos ferruginosos são desafiadores para a interpretação geofísica, devido às modestas dimensões das cavernas e às grandes variações nas propriedades físicas da rocha hospedeira. Levantamentos geofísicos de Resistividade Elétrica e GPR (Radar de Penetração no Solo) foram realizados sobre a uma caverna localizada no entorno da mina de ferro N4EN, na Província de Carajás, região Norte do Brasil. Os dados de resistividade foram úteis para discriminar diferentes litotipos, bem como a presença de umidade na massa rochosa, enquanto os dados de GPR revelaram em grau detalhado o fraturamento da massa rochosa. A presença de umidade e as zonas altamente fraturadas podem constituir zonas de maior fragilidade das paredes e teto da caverna.Palavras-chave: espeleologia, GPR, resistividade elétrica, geofísica rasa.