Petrologia dos diabásios da região de Angra dos Reis, RJ

O tema abordado nesta dissertação de mestrado é a petrogênese dos diabásios do Eocretáceo que integram o Enxame de Diques da Serra do Mar na região de Angra dos Reis (RJ). Estes diques intrudem rochas do Terreno Ocidental e do Arco Magmático Rio Negro, inserindo-se no contexto geodinâmico de fragmentação do Gondwana no Cretáceo Inferior. Essas intrusões são subverticais e orientam-se preferencialmente a N039E. Intrusões retilíneas são as mais observadas em campo. Os diabásios são compostos, essencialmente, por plagioclásio e clinopiroxênios (augita e pigeonita). Quartzo, minerais opacos, apatita e olivina ocorrem como minerais acessórios. A composição mineral secundária é marcada pela presença de biotita, uralita e saussurita. Os diabásios estudados compreendem uma série transicional com afinidade toleítica. Os estudos petrológicos revelam a existência de cinco suítes de alto-TiO2, tendo sido as mesmas discriminadas com base nas razões La/Yb de amostras com o mesmo teor de MgO. Destas, apenas a suíte 2 têm quantidade mínima de amostras para avaliação de processos evolutivos. O resultado da modelagem petrogenética aponta que o processo evolutivo mais provável para a geração dos diabásios da suíte 2 é cristalização fracionada sem mudança na assembleia fracionante. As amostras representativas dos líquidos parentais das cinco suítes apresentam razões La/Nb e La/Yb maiores que a unidade, típicas de derivação de fonte enriquecida, que, em várias províncias basálticas continentais, tem sido associada à fusão exclusiva do manto litosférico subcontinental ou a sua participação em processos de mistura de fontes. A discriminação de fontes mantélicas foi feita exclusivamente com base nos teores de elementos traços de amostras representativas de líquidos parentais das cinco suítes discriminadas na área de estudo. Os modelos indicam que todas as cinco suítes estudadas estão relacionadas a fontes harzburgíticas com granada residual. A suíte 5 da área de estudo não pode ser associada à mesma fonte mantélica geradora das suítes 1, 2, 3 e 4 que, por sua vez, se originaram por diferentes quantidades de fusão parcial (respectivamente, 44%, 35%, 31% e 25%) de uma mesma fonte. Cabe ressaltar que a ocorrência de duas suítes, com razões La/Yb muito distintas, porém geograficamente muito próximas, sugere que processos de heterogeneidade mantélica, tipicamente laterais, devem também ocorrer verticalmente.

Mapeamento sísmico de intrusões ígneas na bacia do Amazonas e suas implicações para um modelo não-convencional de geração de hidrocarbonetos

A maioria das bacias paleozóicas brasileiras apresenta matéria orgânica termicamente pouco evoluída nos intervalos correspondentes ao Devoniano. O modelo mais adequado para se entender a geração, migração e acumulação de HC estaria relacionado às fases de intrusão de diabásio. No caso da Bacia do Amazonas, embora tenha havido condições de soterramento suficientes para a geração de hidrocarbonetos, não se deve descartar o modelo não convencional de geração como uma das formas possíveis de dar origem as acumulações comerciais de óleo e gás. Acredita-se que o intervalo mais apropriado para a geração de hidrocarbonetos (HC) inclua apenas as rochas depositadas no intervalo Frasniano, embora as rochas associadas ao intervalo Llandoveriano, também, devam ser observadas com atenção. Com o intuito de compreender melhor o papel da atividade magmática na evolução da Bacia do Amazonas, foi realizado o mapeamento sísmico de soleiras de diabásio e análise de dados geoquímicos de pirólise Rock-Eval e COT. Assim, foi possível avaliar a geração/migração de hidrocarbonetos e a variação dos parâmetros geotérmicos na Bacia do Amazonas, causados pela intrusão das soleiras de diabásio. A análise sismoestratigráfica baseou-se na interpretação de 20 linhas sísmicas 2D pós-stack, na qual foram reconhecidos e mapeados horizontes sísmicos (topos de formações e corpos ígneos intrusivos), utilizando dados de poços e dados da literatura para correlação. As intrusões de soleiras estão presentes nas sucessões de folhelhos/siltitos e anidritas das formações Andirá e Nova Olinda, respectivamente. Observou-se que as soleiras de diabásio podem estar intimamente relacionadas a diques sistematicamente orientados, tendo estes diques a função de alimentadores das soleiras. Extensas soleiras planares com segmentos transgressivos ocorrem nos níveis estratigráficos mais rasos da Bacia do Amazonas, e em maiores volumes nas formações Andirá e Nova Olinda. Em algumas regiões as soleiras desenvolvem morfologias marcantes em forma de pires. Esses corpos possuem espessuras que podem chegar a 500m. Comumente, a geometria em lençol denotada pelo paralelismo dos refletores está presente em toda extensão do mapeamento da bacia. Também foram observadas estruturas em domo. O efeito térmico imposto pelas intrusões dos corpos ígneos, diques e soleiras foi de grande importância, pois sem ele não haveria calor para a transformação da matéria orgânica. Através da análise de pirólise Rock-Eval e teor de carbono orgânico, foi possível avaliar e correlacionar os parâmetros como S2 (potencial de geração), IH (índice de hidrogênio), S1 (hidrocarbonetos livres) e Tmax (evolução térmica) com a profundidade. Foram utilizados dados de 04 poços na qual dois deles foram compilados a partir de artigos e teses publicados. As rochas potencialmente geradoras de petróleo são aquelas que apresentam COT igual ou superior a 1%. Dos quatro poços analisados, dois deles apresentam COT > 1% para a Formação Barreirinhas, mostrando que as rochas sedimentares são potencialmente geradoras de HC. Altos valores Tmax podem ser justificados pelo efeito térmico causado por intrusões de diabásio. Os resultados de índice de hidrogênio (IH) apresentaram valores abaixo de 200mgHC/g COT, indicando o potencial gerador desta bacia para gás.

Petrogênese das rochas máficas alcalinas do litoral entre São Sebastião (SP) e Parati (RJ)

Lamprófiros e diabásios alcalinos afloram no litoral dos estados de São Paulo e Rio de Janeiro e integram o Enxame de Diques da Serra do Mar (EDSM). Essas rochas ocorrem sob a forma de diques e intrudem o Orógeno Ribeira, de idade Neoproterozóica/Cambro-Ordoviciana, inserindo-se no contexto geodinâmico de abertura do Oceano Atlântico Sul durante o Cretáceo Superior. Essas intrusões são subverticais e orientam-se preferencialmente a NE-SW, seguindo a estruturação das rochas encaixantes. Os lamprófiros são classificados como monchiquitos e camptonitos e exibem, respectivamente, textura hipocristalina e holocristalina. Apresentam também textura panidiomórfica, fenocristais de clinopiroxênio e olivina, imersos em matriz formada essencialmente por esses mesmos minerais, além de biotita, kaersutita e minerais opacos. O camptonito apresenta ainda plagioclásio na matriz. Os diabásios alcalinos são hipocristalinos a holocristalinos, equigranulares a inequigranulares, com fenocristais de olivina e/ou clinopiroxênio e/ou plagioclásio, em uma matriz composta essencialmente por esses minerais. As rochas estudadas caracterizam séries alcalinas miaskíticas, com os lamprófiros sendo tanto sódicos, potássicos e ultrapotássicos e os diabásios alcalinos como predominantemente sódicos. Modelagens petrogenéticas envolvendo possíveis processos evolutivos mostram que é improvável que os lamprófiros sejam cogenéticos por processos evolutivos envolvendo tanto cristalização fracionada, com ou sem assimilação concomitante, quanto hibridização. O mesmo ocorre para os diabásios alcalinos. A discriminação de fontes mantélicas foi feita com base nos teores de elementos traços de amostras representativas de líquidos parentais e indica que esse magmatismo alcalino está relacionado a fontes lherzolíticas com fusão parcial na zona de estabilidade do espinélio, isto é, a poucas profundidades. Os dados litogeoquímicos e isotópicos do sistema Sr-Nd das rochas estudadas sugerem tanto o envolvimento de fontes férteis, associadas ao manto sublitosférico, quanto de fontes enriquecidas, relacionadas ao manto litosférico subcontinental. Modelagens de mistura binária revelam que a petrogênese dos lamprófiros e diabásios alcalinos envolveu uma grande participação de um componente fértil misturado com contribuições menores de um componente enriquecido. Idades TDM (760-557 Ma) obtidas sugerem remobilização do manto litosférico no Neoproterozóico, talvez relacionadas à subducção da Placa São Francisco preteritamente à colisão do Orógeno Ribeira. Altas razões CaO/Al2O3 para os líquidos lamprofíricos menos evoluídos, altos teores de Zr, correlações negativas Zr/Hf e Ti/Eu e associação com carbonatitos indicam condições metassomáticas de alto CO2/H2O. Em escala local, modelos geodinâmicos baseados na astenosfera não isotérmica parecem mais aplicáveis. No entanto, modelos geodinâmicos baseados na astenosfera isotérmica (com o envolvimento de plumas) parecem mais indicados num contexto regional, considerando-se outras províncias alcalinas contemporâneas e correlatas.

Análise estratigráfica do intervalo siluro-devoniano da bacia do Amazonas

O trabalho consiste na análise estratigráfica do intervalo siluro-devoniano da Bacia do Amazonas utilizando como base os conceitos da Estratigrafia Moderna, mais especificamente a sequência estratigráfica genética, proposta por Galloway (1989), a qual utiliza as superfícies de inundação marinha como os limites de uma sequência sedimentar. A principal razão para a utilização desta metodologia deve-se ao fato que o conteúdo rochoso compreendido no intervalo estudado teve a sua sedimentação relacionada às transgressões marinhas que faziam parte do contexto paleogeográfico da bacia durante o Siluriano e Devoniano. Desta forma, as superfícies de inundação máxima, representativas de eventos cronoestratigráficos, destacam-se nos perfis de raios gama e são tomadas como datum de correlação em treze poços exploratórios, os quais foram distribuídos em quatro seções (A-A, B-B, C-C e D-D) pela bacia. A análise destas seções permitiu a identificação de quatro sequências de terceira ordem (AB, BC, CD e DE), limitadas no topo e na base por superfícies de inundação marinha. Cada sequência é constituída por ciclos regressivo-transgressivos assimétricos, representados pelo trato de sistemas de mar alto e pelo trato de sistemas transgressivo. A análise destas seções integrada à interpretação de mapas estratigráficos (isópacas, isólitas e porcentagem de areias) possibilitou identificar o depocentro da bacia, bem como duas áreas principais como fonte de sedimentos arenosos (uma a oeste e outra a sul). Além disto, foi possível inferir que a comunicação marinha com o continente, durante as transgressões paleozoicas, responsável pela deposição de sedimentos pelíticos, seguiu uma orientação de norte para sul, evoluindo obliquamente em direção ao continente num trend nordeste para sudoeste. Por fim, a partir da análise cíclica em perfis de raios gama, as superfícies de inundação marinha, do intervalo Devoniano, das bacias do Amazonas e Parnaíba foram correlacionadas.

Revisão do Ramo Gondwânico da família Mawsoniidae (Sarcopterygii: Actinistia: Coelacanthiformes)

Representados aualmente por apenas duas espécies: Latimeria chalumnae e L. menadoensis, os celacantos (Infraordem Actinistia) já foi muito mais numeroso, prolífico desde os tempos de seu surgimento no Devoniano Inferior. Dentro de Actinistia a família Mawsoniidae se destaca por abranger as maiores espécies do grupo, algumas atingindo até três metros de comprimento. A entrada de Mawsoniidae no continente Gondwana se deu durante o Jurássico superior, período o qual é atribuído a espécie Parnaibaia maranhoensis da bacia do Parnaíba (Maranhão). No cretáceo a família se ramificou em dois outros gêneros Mawsonia (com conhecidas ocorrências brasileiras e africanas) e Axelrodichthys (gênero brasileiro com alguns indícios de presença na África). Este trabalho teve por objetivo realizar uma redescrição e comparação de seis espécies do ramo gondwânico da família Mawsoniidae: Parnaibaia maranhoensis, Axelrodichthys araripensis, Mawsonia gigas, M. minor, M. lavocati e M. brasiliensis. Os espécimes estão depositados em oito instituições: três nacionais e cinco internacionais. Após uma criteriosa descrição anatômica dos exemplares caracteres foram selecionados para a realização de uma análise filogenética restrita ao grupo. Os resultados das observações anatômicas revelaram diversas estruturas ainda não descritas na literatura, incluindo o primeiro elemento medial do esqueleto apendicular de Mawsoniidae a ser observado, além de diversas diferenças e afinidades entre as seis espécies. P. maranhoensis apresentou um conjunto de caracteres plesiomórfico que foram interpretados como sendo o resultado de um evento de neotenia, algo inédito na literatura de celacantos. Todas as espécies do gênero Mawsonia apresentaram características diagnósticas que validam sua separação em espécies distintas. A análise filogenética resultou em duas árvores igualmente parcimoniosas. Ambas concordam com a posição de Parnaibaia na base do grupo. Mas diferem com relação à posição de A. araripensis e as espécies do gênero Mawsonia. Conclui-se que Parnaibaia é o gênero mais plesiomórfico do grupo, estando na base do ramo gondwânico da família. Axelrodichthys representa a ligação deste com as demais espécies do gênero.

Geoquímica orgânica das Formações Ererê, Barreirinha e Curiri (meso e neo devoniano) em dois poços na porção oeste da bacia do Amazonas

O estudo geoquímico detalhado em dois poços (A e B) na porção oeste da Bacia do Amazonas visou o entendimento da quantidade, fonte e evolução térmica da matéria orgânica presente nas Formações Ererê, Barreirinha e Curiri. Foram efetuadas análises de Carbono Orgânico Total (COT), pirólise Rock-Eval e biomarcadores. Os teores de carbono orgânico total da Formação Barreirinha (Membro Abacaxis) que variam de 1,43% a 8,39%, indicaram que este intervalo possui quantidade de matéria orgânica necessária para ser considerado potencialmente gerador de óleo e gás. As outras unidades litoestratigráficas apresentaram teores de COT pouco significativos. Com base nos dados de pirólise, identificou-se que o intervalo com o melhor potencial gerador corresponde ao Membro Abacaxis. Esta seção no poço A possui índice de hidrogênio (IH) ligeiramente superior a 200 mg HC/gCOT e um potencial gerador (S2)variando de 4 a 17,76 mg de HC/g de rocha, indicando um bom à excelente potencial adequado à geração de gás e condensado. Já no poço B, em decorrência do aumento da evolução térmica, os valores de S2 e IH são mais baixos(variando de 5 a 10 mgHC/g de rocha e com valores entre 50 e 150 mg HC/gCOT, respectivamente), apenas indicando um bom potencial à geração de gás. Segundo diagrama tipo Van Krevlen, a matéria orgânica deste intervalo é heterogênea e se comporta como querogênio tipo II e III no poço A e do tipo III e IV no poço B. As características dos biomarcadores encontrados no Membro Abacaxis indicam uma origem algal e ambiente marinho. O Membro Urariá e a Formação Curiri apresentam indicadores sugestivos de aporte de matéria orgânica de origem terrestre, sendo que o Membro Urariá ainda mostra algumas assinaturas semelhantes com o Membro Abacaxis. Devido a baixa concentração dos biomarcadores cíclicos nas amostras do Poço B, não foi possível realizar uma caracterização da fonte da matéria orgânica da Formação Ererê. A avaliação dos parâmetros utilizados para a interpretação da evolução térmica, como Tmax, taxa de transformação (TT), índice de produção (IP), reflectância da vitrinita calculada (Roc) e razões entre alcanos lineares e ramificados (P/nC17 e F/nC18), indicaram que no intervalo gerador do Poço A houve geração de hidrocarbonetos, mas ainda não correu a migração. No caso do Poço B, os dados mostram que neste intervalo já houve geração e migração de hidrocarbonetos.

Caracterização de reservatórios não convencionais Shale Gas na Formação Barreirinha Bacia do Amazonas

Os folhelhos pretos devonianos da Formação Barreirinha caracterizamse pela alta radioatividade na porção basal, grande extensão areal, espessura e profundidade de soterramento variável que vão de exposição na superfície até mais de 3000 m. Eles são as principais rochas geradoras do sistema petrolífero convencional da Bacia do Amazonas, e recentemente foram consideradas como promissores plays de gás não convencional. Folhelhos são geralmente caracterizados por uma matriz fechada, que faz com que sejam relativamente impermeáveis em relação ao fluxo de gás, a menos que ocorram fraturas, e dependendo das suas características geológicas e geoquímicas podem funcionar com um Sistema Petrolífero autossuficiente, atuando tanto como rocha fonte, quanto como reservatório de gás (reservatório Shale Gas). Assim, o gás natural termogênico ou biogênico gerado pode ser armazenado em folhelhos ricos em matéria orgânica na forma livre, adsorvida, ou em estado dissolvido. Em contraste com os sistemas petrolíferos convencionais, reservatórios Shale Gas, possuem mecanismos de aprisionamento e armazenamento únicos, sendo necessária a utilização de técnicas de avaliações específicas. No entanto, folhelhos prolíficos geralmente podem ser reconhecidos a partir de alguns parâmetros básicos: arquitetura geológica e sedimentar, propriedades geoquímicas e petrofísicas e composição mineralógica. Tendo em vista a carência de pesquisas de caráter descritivo, com cunho exploratório dos folhelhos geradores da Formação Barreirinha, esta dissertação tem como objetivo introduzir uma metodologia de identificação de intervalos de folhelho gerador com potencial para reservatório Shale Gas. Começando com uma investigação regional sobre o contexto geológico e sedimentar, seguido de uma avaliação abrangente enfocando as características geoquímicas, petrofísicas e litofácies dos folhelhos a partir da integração de parâmetros obtidos de perfis geofísicos de poço, análises geoquímicas e aplicação dos conceitos de Estratigrafia de Sequencia.