A principal meta deste trabalho é a caracterização das assinaturas geofísica e petrofísica do depósito de Cu-Au Santa Lúcia, localizado na região da Serra do Rabo, Província Mineral de Carajás. A mineralização de Cu-Au ocorre em uma zona mineralizada com o minério variando de disseminado, string, brechado, semi-maciço e maciço. A análise dos dados geofísicos permitiu concluir que: a) os dados magnéticos regionais e terrestres não mostram contraste expressivo, indicando falta de anomalia magnética ou fracamente magnética, respectivamente. O modelo de inversão dos dados magnéticos terrestres mostra que o minério do Santa Lúcia não apresenta anomalias de suscetibilidade magnética; b) os métodos elétricos (IP) e eletromagnéticos (TDEM) revelaram um excelente contraste de anomalias geofísicas, devido ao forte contraste de cargabilidade e condutividade, permitindo a diferenciação de diferentes porções do ambiente mineralizado; c) o modelo de cargabilidade mapeia os sulfetos disseminados, mas respondeu apenas parcialmente aos sulfetos maciços; d) o modelo de resistividade desempenhou um papel mais eficaz na identificação das zonas mineralizadas, indicando que as anomalias são moderadamente condutivas; e) os levantamentos eletromagnéticos do domínio do tempo terrestre (FLTEM) e borehole (DHTEM) possibilitaram a modelagem de placas condutoras, correspondentes às zonas ricas em sulfetos maciços com valores da ordem de 1.500 S de condutividade. Dados petrofísicos foram medidos sistematicamente em nove furos de sondagem e puderam ser agrupados em cinco classes que mostram contraste em termos das propriedades físicas das rochas. Foram obtidos dados de densidade, suscetibilidade magnética, condutividade e HF. Para analisar estas variações, dados petrográficos e geoquímicos foram analisados e integrados com os dados petrofísicos. Os resultados indicam que: a) a porção maciça da mineralização apresenta os maiores valores de condutividade, suscetibilidade magnética e densidade; b) as porções brechada e semi-maciça também mostram um contraste petrofísico, embora não tão expressivo quanto a zona maciça; c) as rochas hospedeiras e as mineralizações disseminada, string e matriz mostram baixos valores de suscetibilidade magnética, densidade e condutividade. A interpretação e integração dos dados petrográficos, litogeoquímicos e petrofísicos apontam que: a) as variações de propriedades físicas estão relacionadas com a correlação entre minerais de sulfetos em termos de comportamento de massa, grão e textura; b) os principais minerais de sulfetos identificados no depósito Santa Lúcia são calcopirita, pirrotita e pirita; c) as zonas de mineralização maciça no depósito Santa Lúcia apresentaram fortes contrastes petrofísicos de suscetibilidade magnética e condutividade, devido à associação de calcopirita com lamelas de pirrotita que aparecem em cristais/blastos localmente deformados, com alguns exibindo chamas de pentlandita ou inclusões de calcopirita e esfalerita; d) quando a pirrotita se transforma em pirita ou quando a pirita está inclusa na pirrotita, isso implica uma diminuição do contraste de suscetibilidade magnética, e o processo inverso da transformação da pirita em pirrotita monoclínica causa o aumento de suscetibilidade magnética; e) os valores de suscetibilidade magnética na ordem de 30 (10⁻³ SI) observados no minério maciço não são suficientes para gerar anomalias magnéticas nos levantamentos geofísicos magnetométricos no depósito Santa Lúcia; f) o forte contraste de densidade devido à presença dos sulfetos maciços indica que o levantamento gravimétrico pode ser uma ferramenta útil para mapear a zona de minério com alto teor de cobre no depósito Santa Lúcia. O entendimento do footprint geofísico e petrofísico do depósito Santa Lúcia abre portas para a exploração de depósitos que não têm assinaturas geofísicas triviais, requerendo diferentes metodologias geofísicas e petrofísicas para serem compreendidos.