Rev. IG, São Paulo, 2(1) :31-38,jan./jun. 1981

ESTUDOS SEDIMENTOLóGICOS DAS FORMAÇÕESBOTUCATU E PIRAMBÓIA NA REGIÃO DE

SANTA RITA DO PASSA QUATRO, SP

ANNA ARTEMISIA BARRACCO DE AZEVEDO *MÁRCIA MARIA NOGUEffiA PRESSINOTTI ':'MA~COS MASSOLI '.'

RESUMO

Os estudos sedimentológicos realizados em 28 amostras de arenito tive­ram por objetivo a caracterização, mediante parâmetros estatísticos de FOLK& WARD, das Formações Botucatu e Pirambóia, na folha de Santa RitJa do PassaQuatro. Os dados obtidos revelaram, para estas duas Formações, diferenças mar­cantes nos seus valores de grau de seleção e curtose, ao passo que a assimetriamostrou valores bastante próximos,

Através da distribuição granulométrica das amostras, pode-se fazer umacllassificação desses sedimentos, segundo SHEP.PARD, bem como construir osgráficos denominados Sedimentogramas, que contribuíram nas interpretações dosambientes deposicionais das referidas Formações.

ABSTRACT

This text presents sedimentologic studies through statistical ana­lysis, in 28 sandl?tones samples from the Botucatu and Pirambóia Formations.The area is located nearby Santa Rita do Passa Quatro, in the Northeast part afthe São Peulo State.

The data obtained showed difEerent statistical values for the geologic forma­tions, being the sort!ng coefficient and kurtosis different, but the skewness similar.

A sediment classification (SHEPPARD)i was carried out with the particlesize distribution. The Isize distribution gnaphic (Sedimentograma) allowed tostudy the sediments behaviours during transport and deposition.

INTRODUÇÃO

,Por ocasião do mapeamento geoló­gico da folha topográfica de Santa Ri­ta do Passa Quatro, escala 1:50.000,ficou constatada a presença de areni­tos cuja posição estratigráfica confun­de-se ora com os arenitos da Forma­ção Botucatu, ora com os arenitosda Formação Pirambóia, (MASSOLI1980). Isto motivou o desenvolvimen­to do presente estudo, que teve doisprincipais objetivos:

a) caracterização sedimentológi­ca das formações Botucatu ePirambóia, para efeito de ma­peamento destas unidades, ten­do em vista a uniformidadetextural e estrutural destessedimentos na região;

b) estudo das análises granulomé­tricas como um métodoade­quado para a caracterização ediferenciação de ambientes de­posicionais.

" Geólogos:"'- Seção de Estudos Geológicos - Instituto Geológico.

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LOCALIZAÇAO

A área onde foram estudados ossedimentos mencionados, situa-se a NEdo Estado de São Paulo. Está dentroda região abrangida pela folha topo­gráfica de Santa Rita do Passa Qua­tro, escala 1:50.000, IBGE, compreen­dida entre os parale'los 21°30' e 21°45'e entre os meridianos 47°15' e 47°30'.

ASPECTOSGEOLóGICOSE GEOMORFOLóGICOS

A área pesquisada, localizada naborda Leste da Bacia do Paraná, apre­senta de baixo para cima as seguin­tes unidades geológicas: Formação Ta­tuí, coniposta por' siltitosarenosos;Formação Estrada Nova constituída desiltitos e argilitos arroxeados e aver­melhados; Formação Botucatu e Pi­rambóia, apresentando arenitos rosa­dos e avermelhados e arenitos conglo­meráticos; Formação Serra Geral e in­trusivas básicas associadas" represen­tadas por basaltos e diabásios; sedi­mentos terciários, constituidos porareias inconsolidadas com linhas deseixos na base; e depósitos aluviais re­centes (Figura 1).

Geomorfológicamente predominaa província das "Cuestas Basálticas" .A "Depressão Periférica" aparece -empe'quena escala a SW, E-SE e NE daárea.

FORMAÇãO BOTUCATUE/OU PIRAMBÓIA

Sob os derrames basálticos e aci­ma da Formação Estrada Nova ocor­rem arenitos homogêneos de coresavermelhadas, às vezes apresentandocoloração acastanhada e muito rara­mente amarelada. Pelas suas ca­racterísticas macroscópicas, descritasadiante, não foi possível determinar aformação geológica à qual pertencem,isto é, se Fm. Botucatu de origem eóli-

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ca, ou se Fm. Pirambóia de origemfluvial, segundo WASHBURNE(1930).

MEZZALIRA(1965) no mapa geo­lógico da folha topográfica de CasaBranca, na escala 1 :100.000 situouesses arenitos na Fm. Botucatu. Nomapa geológico da PETROBRÁS(1971) na escala 1: 100.000, esses sedi­mentos foram separados em duasunidades geológicas (Fm Botucatu eFrn.Pirambóia), o mesmo ocorrendo nomapa executado pela CPRM (1977,Projeto Sapucaí), na escala 1 :250.000.

No mapa geológico da folha deSanta Rita do Passa Quatro MASSOLI(1980), esse pacote de arenitos per­maneceu indiviso por se apresentarmacroscopicamente homogêneo, o quemotivou o estudo sedimentológico de­talhado de tais sedimentos para veri­ficação da possível existência de duasunidades sedimentares distintas.

Segundo SOARES (1973), na ba­se do arenito Botucatu ocorre, ge-ral­mente, uma camada de arenito con­glomerático, que foi encontrada naárea pesquisada, porém em zona de fa­lha, não fornecendo, portanto, a po­sição estratigráfica real do referido se­dimento.

Esses sedimentos indivisos sãoconstituídos por arenitos de granula­ção variando entre média a fina, àsvezes grosseira, com matriz síltico-ar~gilosa em porcentagens variadas.

Sua composição é essencialmentequartzosa, apresentando grãos sub­arredondados a sub-angulosos. Foi ob­servada, também, pequena quantidadede minerais ferromagnesianos.

Esses arenitos apresentam acama­mento plano paralelo e estratificaçãocrüzada de pequeno a médio porte,tangencial na base, podendo tratar-sede uma sedime·ntação em ambientetanto fluvial como eólico.

O contato desses arenitos com ossiltitos da Formação Estrada Nova é

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marcado por uma discordância erosivaonde se encontra uma camada consti­tuída por fragmentos de silex e siltitosem matriz areno-argilosa.

SEDIMENTOLOGIA

Amostragem

Foram coletadas 28 amostras dearenito, do tipo pontual, devido à ho­mogeneidade apresentada nos aflora­mentos. Cada amostra, com cerca de1 kg de peso, foi guardada em sacosplásticos devidamente rotulados, paraposterior ensaio.

Análise granulométrica

As amostras foram processadasem laboratório através da combinaçãode métodos de peneiramento, para par­tículas maiores que 0,062'mm (areias),e pipetagem, para frações menoresque 0,062 mm (siltes e argilas).

Obtidas as porcentagens em pesodas diferentes frações granulométricasdas amostras analisadas, construiram­se em papel de probabilidade aritméti­ca, as curvas de frequência acumuladacorrespondentes, estando no eixo dasabcissas o diâmetro em mm e no dasordenadas uma escala de frequência,variando de O a 100%. Estas curvasde frequência é que forneceram osdados com os quais foram calculadosos parâmetros estatísticos de FOLK &WARD, SUGUIO (1973).

ANÁLISE ESTATÍSTICA

A tabela a seguir mostra Os parâ­metros estatísticos obtidos através dasanálises granulométricas, levando-seem conta a distribuição total de' cadaamostra.

a) CASSIFICAÇÃO DE SHEPPARD

Segundo SHEPPARD, SUGUIO(1973), um sedimento que contenhaacima de 75% da fração areia é clas­sificado como arenito; contendo entre50% e· 75% é classificado como are-

nito siltoso pu argiloso, dependendoda quantidade de silte ou argila, res­pectivamente. Assim sendo, dentre· as28 amostras estudadas, 25 são areni­tos, 2 arenitos siltosos e 3 arenitos ar­gilosos.

SOARES (1975) constatou que aFm. Pirambóia, na região NE do Esta­do, apresenta um teor em lama (silte+argila) de 20%, duas vezes maior queo da Fm. Botucatu. Baseado nisto, asamostras areno-siltosas e areno-argilo­sas foram classificadas como perten­centes à Fm. Pirambóia.

Observando-se os parâmetros es­tatísticos das 23 amostras restantes,arenitos segundo SHEPPARD, verifi­cou-se que ocorre uma grande variaçãoem seus valores, o que sugere ambien­tes deposicionais diferentes. Dessemodo, parte destes arenitos podempertencer à Fm. Botucatu e parte àFm. Pirambóia.

Tomando-se como base' os parâme­tros das 5 amostras já classificadascomo Pirambóia" (arenitos siltosos e ar­gilosos), fez-se uma comparação comos parâmetros dos outros sedimentosclassificados como arenito, no intuitode distinguir as duas unidades.

b) DIÂMETRO MÉDIO

Comgarando-se os diâmetros mé·dios das amostras classificadas comopertencentes à Fm. Pirambóia (amos­tras 04, 16, 24, 82, 94), cujos valoresvariam de areia muito fina a silte gros­so com os diâmetros médios das demaisamostras, cujos valores variam deareia média a areia muito fina, verifi·cou-se que este parâmetro não consti­tui um critério para determinar a uni·dade sedimentar da amostra, pois osvalores encontrados são muito próxi­mos.

c) GRAU DE SELEÇÃO

Como os sedimentos da Fm. Botu­catu são de origem eólica, enquant.oque' os da Fm. Pirambóia são fluviais,

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Amostra

% de areiaClass. deDiam.Grau deGrau deCurtosesilte

SheppardMédioseleçãoAssimetria

argila(mm)

02

79,9arenito0,0591,9000,8522,6857,2

sil. gr.pob. s.m. +m.lep.

12,8 0462,7arenito0,0432,7800,4350,653

16,5

si!. gr.m. pob. s. m. +m. pl.

20,7argiloso

1581,9 0,1171,9000,6070,830

9,0

arenitoar.m.f.pob. s.m.+ pl.

9,0 1671,0arenito0,0682,4660,6041,365

14,4argilosoar.m.f.m. pob. s.m. +lep.

14,5 2178,4arenito0,0671,8670,8282,889

8,8

ar.m.f.pob. s.m. +m.lep.

12,7 22-A86,7 0,1591,1990,580'3,548

8,0

arenitoar. f.pob. s.m. +ext. lep.

5,3 22-B80,7 0,0831,4780,6123,091

7,9arenitoar.m.r.pob. s.m. +ext. lep.

11,4 2388,0 "0,1561,2580,6784,545

1,9arenitoar. f.pob. s.m. +ext. lep.

10,1 2471,7arenito0,0492,5830,6501,198

1~,1argilososi!. gr.m. pob. s.m. +lep.

16,2 2585,1 0,1441,4740,5582,293

9,5arenitoar. f.pob. s.m. +m.lep.

5,4 2684,6 0,1281,2950.,6323,488

8,8arenitoar. f.pob. s.m. +ext. lep.

6,6 3094,7 0,2511,1750,2941,236

1,0arenitoar. medopob. s.+lep.

4,2 5192,5 0,1731,0760,5925,452

2,1arenitoar. f.pob. S.m. +ext. lep.

5,4----

-_.--~_.------52 77,1 0,1271,8200,7451,833

13,1arenitoar. f.pob. s.m. +m.lep.

9,8 5383,8 0,1461,8180,2051,871

4,6arenitoar. f.-pob. s.m. +m. lep.

11,5 5583,0

3,4arenito0,1121,536~0,6212,936

13,6ar. f.pob. S.m. +m.lep.

(Cont. na pág. seg.)34

&ev. IG, São Piaulo, 2(1) :31-38,jan'/jun. 1981

Amostra

% de areiaClass. deDiam.Grau deGrau deCurtosesilté

SheppardMédioargila

(mm)seleçãoAssimetria

60

92,1 0,1941,4240,2272,3533,2

arenitoar. f.pob. s. +m.lep.4,7 61

79,3 0,0432,3740,8202,8633,7

arenitosilo gr·m. pob. S.m. +m.lep.17,0 67

85,2 0,1511,3090,5802,82411,1

arenitoar. f.pob. S.m. +m.lep.

3,7 6985,2 0,1331,0190,3351,706

6,2

arenitoar. f.pob. s.m. +m.lep.8;6 80

85,2 0,1131,2470,6694,3126,2

arenitoar. f.pob. s.m. +ext. lep.8,6 82

71,5arenito0,1081,9700,1621,27422,5

silticoar.m.f.pob. s.+lep.6,0 84

80,1 0,0942,0400,8042,2958,7

arenitoar.m.f.m. pob. s·m. +m.lep.11,2 88

94,2 0,3760,8380,5592,1703,2

arenitoar. méd.modo S.m. +m.lep.2,3 94

74,7arenito0,1001,8500,3871,61917,7

sílticoar. m. f.pob. S.m. +m.lep.7,6 98-A

78,2 0,0941,4320,6372,17614,9

arenito·ar. m. f.pob. s.m. +m.lep.6,9 99

76,2 0,1121,7230,3261,79011,9

arenitoar. m. f.pob. S.m. +m.lep.11,9 100

76,2 0,1032,1480,3401,76211,9

areIÜtoar. m. f.m. pob. S.m. +m.lep.11,9

si!. gr.

silte grossoar.

m.f. areia muito finaar. f.

areia fina

ar. medo

areia média

modo ·S.

moderadamente selecionado

m· pob. ·S.

=:muito 'pobremente selecionadoabreviações pob.

S. pobremente 'selecionado

m.+

muito positiva

+positiva

lep.

leptocúitica

m.lep.

muito .leptocúrticaext.lep.

extremamente leptocúrtica

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aqueles são melhor selecionados doque estes, o que também foi compro­vado por SOARES (1975).

Comparando-se- as amostras doPirambóia, cujo grau de· seleção variade 1,8 a 2,8, com as restantes, cujos va­lores vão de 0,8 a 2,1, pode-se adotarcomo critério preliminar o limite degrau de seleção 1,5 (valor médio dointervalo correspondente a um sedi­mento pobremente selecionado segun­do FOLK & WARD). Baseado nisto,amostras com grau de seleção inferiorao limite podem pertencer à Fm. Bo­tucatu, e com grau superior podempertencer à Fm. Pirambóia. Este cri­tério não é decisivo, porém pode serconfirmado pela assimetria e curtose.

d) ASSIMETRIA

Nas amostras da Fm. Pirambóia,constatou-se que os valores de assime­tria variam de 0,11 a 0,61, indicandoassimetria positiva a muito positiva,isto é, a distribuição acha-se desviadapara o lado das partículas finas. Omesmo foi observado nas demais amos­tras, concluindo-se, portanto, que esteparâmetro não auxiliou na classifica­ção das mesmas.

e) CURTOSE

Todas as amostras estudadas pos­suem curvas granulométricas do tipounimodal, observadas através dos va­lores da curtose.

,Nas amostras do Pirambóia, foramencontrados valores de curtose entre1,0 a 1,5 (arenitos leptocúrticos, se­gundo FOLK & WARD), mostrandotratarem-se de sedimentos mal selecio­nados na parte central da distribuição,o que reforça a idéia de uma origemfluvial.

Os valores de curtos e superiores a3,0 (extremamente leptocúrtica, se­gundo FOLK & WARD) , indicam umsedimento bem selecionado na partecentral da distribuição, evidenciandoum ambiente de deposição eólico. Sen­do assim, pertencem à Fm. Botucatu

as amostras 22-A, 22-B, 23, 26, 51 e 80.Estas, por sua vez, também apresen­tam, um valor de' grau de seleção infe­rior a 1,5, confirmando o critério cita­tado anteriormente. Deste modo, asamostras 30, 60, 67, 69 e 88, por apre­sentarem grau de seleção inferior a 1,5€, curtose muito próxima a 3,0, foramincluídas na Fm. Botucatu.

As amostras 2, 15, 21, 52', 53, 55,61, 84, 99 e 100 foram classificadascomo da Fm. Pirambóia pois os dadosobtidos de grau de seleção são supe­riores a 1,5 e a curtose é bastante in­ferior a 3,0. As amostras 25 e 98A, em­bora apresentem características gra­nulométricas mais próximas às da Fm.Botucatu que do Pirambóia, foram en­globadas nesta última unidade basea­do em d~dos de campo (posição estra­tigráfica) .

SEDIMENTOGRAMA

Com a finalidade de uma melhorvisualização das diferenças texturaisdos sedimentos, correlacionando-oscom o seu ambiente de deposição, fo­ram construidos os SedimentogramasFREITAS (1973) de cada unidade pe'S­quisada (Figura 2 e 3).

O Sedimentograma é um gráficoconstruído com base em percentis ob­tidos das curvas de frequência acumu­lativa das amostras, representados pe­los seguintes símbolos:

PlO: valor do diâmetro correspondente·a 90% em peso

Poo: valor do diâmetro correspondentea 10'% em peso

Ql: valor do diâmetro correspondentea 75% em peso

Q3: valor do diâmetro correspondentea 25% em peso

MD (Mediana): valor do diâmetro. cor­respondente a 50% em peso

L .A. (Limite das admisturas finas e

Ql + Q3(grossas) = ---

2

A classificação das amostras, ba­seada nos parâmetros estatísticos, per-

Rev. IG, São Paulo, 2(1) :31-38,jan.jjun. 1981

mitiu a construção de um Sedimento­grama para a Frn. Botucatu e outropara a Fm. Pirambóia.

Tais Sedimentogramas vem de en­contro à classificação feita apenas combase em dados granulométricos, poismostram configurações distintas, suge­rindo que os sedimentos estudados ti­veram condições diferentes de trans­porte e deposição, o que influiu emsuas caracteristicas texturais.

Foi através do Sedimentogramaque se pode estudar comparativamentea competência do transporte dos are­nitos de cada unidade sedimentar, umavez que "competência" refere-se à ha­bilidade de transporte em função dotamanho das partículas.

A partir deste conceito, verificou­se que a parte mais representativa dossedimentos da Fm. Botucatu, 65% daamostra (intervalo compreendido en­tre P90 e Ql), encontra-se exclusiva­mente dentro da classe areia· en­quanto que esta mesma porcentagemrepresentativa da Fm. Pirambóiaabrange desde a classe areia muito fi­na até silte.

Tem-se, portanto, que as partí­culas da Fm. Botucatu são mais gros­sas (de maior diâmetro) que as da Fm.Pirambóia, sugerindo para a primeiraum transporte mais competente queo da segunda.

Com a finalidade de se relacionaros diferentes agentes de transporte pa­ra cada unidade, quanto à seleçãodas partículas, estudou-se' o comporta­mento do espaço compreendido entreQl e Q3, que representa 50% de cadaamostra.

Os arenitos da Fm. Botucatuapresentam uma largura entre Ql e Q3bem menor que os da Fm. Pirambóia,sugerindo um agente de transportemais seletivo para a primeira unidade.Quanto mais estreito for o espaço en­tre Ql e Q3,menor será a variação dosdiâmetros dos grãos que compõem osarenitos, o que implica um maior sele­cionamento das partículas.

É importante ressaltar que nosSedimentogramas estudados. há dife­renças no comportamento da linha damediana (MD) e da linha do limite'das admisturas (L. A.) . No Sedimen­tograma relativo aos arenitos da Fm.Botucatu, a mediana é quase coinçi­dente com o limite das admisturas,com a maioria dos pontos na admistü­ra fina, enquanto que na Fm. Piram­bóia a mediana tende a se afastarmais do limite das admisturas, para olado da admistura fina. Esta caracte­rística estatística indica mecanismosdistintos de sedimentação entre as uni­dades pesqui.sadas, sendo que a depo­sição da Fm; Pirambóia deu-se comum decréscimo lento de energia detransporte que contribuiu para a sedi­mentação de material mais fino, aopasso que a deposição dos arenitos daFm. Botucatu ocorreu num ambientecujo agente transportador comportou­se de'maneira uniforme em termos deenergia.

CONCLUSÕES

O estudo destes sedimentos per­mite, através dos estudos sedimentoló­gicos as seguintes conclusões;

1 - Pode-se constatar que os pa­râmetros estatísticos obtidos de aná­lises granulométricas', auxiliam na ca­racterização de unidades sedimentaresque apresentam diferentes mecanis­mos de sedimentação.

2 - Estas análises granulométri­cas contribuíram para a diferenciaçãoentre os arenitos da Fm. Botucatu e osda Fm. Pirambóia, auxiliando, assim,nos trabalhos de mapeamento geoló­gico.

3 - Os arenitos da Fm. Piram­bóia apresentam, em média, 22,8% empeso de finos. (silte + argila). ao passoque os arenitos da Fm. Botucatu con­tém 11,8%.

4 - Os valores médios dos parâ­metros estatísticos de FOLK & WARD,para cada unidade geológica são;

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UNiDADEGEQLóÓrcÁ

Fm Bbtucattl

Fm Pirambóia

DIÂMETROMEDIa

0,164mmar. f.

0,087mmar. m. f.

àRAU DESELEÇÂO

1,220pob. s.

1,980pob. S.

GRAU DEASSIMETRIA

0,519m. +0,564m. +

CURTOSE

3,201ext. lep.

1,966m. lep.

5 - Os Sedimentogramas contri­bufram para a caracterizaçao do trans­po'rlê e deposição sofridos pelôs sedi­méntos arenosos.

6 -'- G transporte sofrido pelosarenitos da Fm. Botúcatu, foi de·maiorCôni,petência e decarater bem maisseletivo e ó dos arenitos da Ftil. Piram::.bóia 'foi menos competehtee· menosseletiVo,sendo que adepãsiçãó destesúltimos deu-se com um lento decrés"cimo da energia de transporte'.

'7- Com basé nos parâmetros es­tatísticos de FOLK & WARD, nos Se­dimentogramase em dados de campo,constatou-se que os ambientes de se­dimentação da Fm. Botucatu e da Fm.Pirambóia foram distintos, sugerindoum ambiente eólico (deserto com cam­pos dê dul'la) para a primeira, e umambiente fluvial (fácies de canal) pa­ra a segunda, concordando com SOA­RES (1973).

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MAPA GEOLÓGICOFIGURA N21

Gr SãoBeolo

} Gr Passa Do;,

} Gr Tubarão

Fm Bolucalu

F m Pirambóia

Fm Estrada Nova

Fm Taluí

~ Fm Serro Geral

o~~

IVI. ,Il!......-J!l lotrus;vas Basicas

COLUNA ESTR AT IGRÁFICA

Triássico

O{ 8<> --

~õ Permiaoo -

j Permo-Car- b-'-dlf Dooífero .-.

:1 {Quo,ernáfIO O~ Terciário ~Cretáceo

aooo

J

ESCALA

1000.. o '000 2000~ ..•. !!

CIDADE

DRENAGEM

ESTRADA DE RODAGEM

el'4 AFLORAMENTOS AMOSTRADOS

CONVENÇÕES GEOLÓGICAS

+-l-+ ESTRADA DE FERRO

-.......J' CONTATO GEOLÓGICO

F F-a- FAL.HA

LOCALIZAÇÃO DA FOLHANO ESTADO

13t51045~oo

• I

I·.. ; 25°

21045'

470 30'

ARTICULAÇÃO DA FOLHA

" .. d";"••.~ ~<F I

FORMAÇÃO,

SEDIMENTOGRAMA DAPI RAMBOIA FIGURA N!2AREIA

ISILTE IARGilA

Areia IAreia

IAreia

I AreiaGrossaMe'diaFinaMuito Fina

Amostras

SR-99SR-53bSR-53aSR-53SR- 24

CI>/1I I//AIo \\SR-82 ""-l

,{//{I (I\d

~

ct

SR-16 -l I) //1 )~, '>1 z~e:t

SR-52 -l 1<'-/<1<l... Ia::J~!Q~1

I">/~,oSR-98a-l e:t

SR-94 'SR-lOOSR-04

I L.A. MOIP90 Q3 IQ1I I1,000

0,100O,OlO

DIÂMETRO

EM .MIL/METROS

Amostras

AreiaGrc~sso

AREIA

AreiaMédia

AreiaFina

SEDIMENTOGRAMADA FORMAÇÃO. .

SIL TE

Arei aMuito Fino

eOTUCATU

I ARGILA

FIGURA N~3

SR-30 II

1,000

SR-69

SR-60

SR-220

SR.-67

SR-26

SR-88

SR-BO

SR-23

SR-51

SR-22b

PgO Qs L.A. MO Q1 I P10I0,100

FM MIIIMJ:'Tgnc:

II0,010

II

0,001