Determinação das alterações provocadas pelas intrusões cretáceas nos calcários da formação Irati

Abstract

Resumo: A Formação Irati se destaca na Bacia do Paraná pelos folhelhos betuminosos, que são usados na Usina de Xisto da Petrobras em São Mateus do Sul e, como rocha-geradora de petróleo encontrado na Formação Rio Bonito, em vários poços subcomerciais, além da acumulação nos arenitos asfálticos da Formação Pirambóia na Fazenda Betumita em São Paulo. A Formação Irati, em praticamente toda a bacia, encontra-se intrudida por diabásios do Grupo Serra Geral. Essas intrusões ígneas em reservatórios constituídos por rochas sedimentares carbonáticas são um desafio à produção de hidrocarbonetos, pois além de alterarem o gradiente da temperatura local, elas podem gerar convecção de fluído e promover a percolação de líquidos magmáticos na rocha, que podem modificar sua mineralogia, textura, porosidade e permeabilidade naturais. O objetivo do presente trabalho é o de estudar as modificações que ocorreram nos calcários da Formação Irati devidos à essas intrusões. Para isso foram coletadas amostras em pedreiras nas cidades de Perolândia (Goiás) e Rio Claro (São Paulo). As amostragens foram realizadas em perfis verticais adjacentes às soleiras e aplicaram-se os métodos de Petrografia, Microscopia Eletrônica de Varredura, Difração de Raio X, Terra Rara, para determinar as alterações causadas pelas intrusivas. Com os resultados das relações de campo foi possível distinguir a diferença entre as consequências das soleiras na região de Goiás, onde é possível distinguir uma visível borda de metamorfismo térmico nos calcários circundantes a elas, e do que foi encontrado na região de São Paulo, onde o calcário periférico a intrusão apresenta um sutil metamorfismo térmico. Contudo, ainda na região de São Paulo, há cristalização de pirita macroscópica precipitada em planos preferencias: fraturas e acamamento dos calcários; foi possível ainda averiguar uma expressiva mudança na textura do calcário, onde surgem nódulos alongados horizontalmente com uma textura de mármore envoltos em uma auréola de substituição rica em argilominerais (lizardita e saponita) e talco, consequência da distribuição desigual do calor proveniente das intrusões. A petrografia evidencia uma mudança gradual na mineralogia do calcário a medida que se aproxima das intrusões, contudo ela só foi definida de forma efetiva com o uso da Difração de Raio X que demonstra o surgimento de pirita e talco nas áreas mais próximas das soleiras. Na petrografia foi possível observar também que houveram planos preferenciais de percolação de fluídos, que dissolveram o calcário, mas que posteriormente também proporcionou a precipitação do mesmo, que interferiu pouco na permeabilidade da rocha. As imagens da Microscopia Eletrônica de Varredura mostraram textura de corrosão no calcário, consequência da interação com os líquidos magmáticos. Tendo está investigação sendo feita, foi possível criar um modelo teórico de como as alterações se distribuem verticalmente e a área de abrangência das mesmas. Palavras chaves: Carbonato, Bacia do Paraná, Formação Irati, Magmatismo, Reservatório, Metamorfismo de Contato.

Abstract: The Irati Formation stands out in the Paraná Basin for the bituminous shales, used in Petrobras Oil Shale Plant in São Mateus do Sul and as source-rock for oil-bearing rock found in the Rio Bonito Formation in several subcommercial wells, in addition to the accumulation in the asphaltic sandstones of the Pirambóia Formation in the Betumita Farm in São Paulo. The Irati Formation, in practically the whole basin, is intruded by diabase of the Serra Geral Group. These igneous intrusions in reservoirs made up of carbonaceous sedimentary rocks are a challenge to the production of hydrocarbons, as well as altering the local temperature gradient, they can generate fluid convection and promote the percolation of magmatic fluids in the rock, which can modify its mineralogy, texture, porosity and permeability. The objective of this work is to study the modifications in carbonates of Irati Formation due to these intrusions. For this, samples were collected in quarries in the cities of Perolândia (Goiás) and Rio Claro (São Paulo). Samplings were collected in vertical profiles adjacent to the sills and the Petrography, Scanning Electron Microscopy, X-Ray Diffraction, Rare Earth Elements methods were applied to determine the changes caused by intrusions. With the results it was possible to distinguish the difference between the consequences of the sills in the region of Goiás, where it is possible to distinguish a visible border of thermal metamorphism in the limestones surrounding them, and of what was found in the region of São Paulo, where the peripheral limestone intrusion presents a subtle thermal metamorphism. However, still in the region of São Paulo, crystallization of macroscopic pyrite precipitated in preference planes: fractures and limestone bedding; it was possible to investigate a significant change in the texture of the limestone, where there are horizontally elongated nodules with a marble texture enveloped in a substitution halo rich in clay minerals (lizardite and saponite) and talc, due to the uneven distribution of the heat from the intrusions. The petrography shows a gradual change in limestone mineralogy as it approaches the intrusions, but it was only effectively defined with the use of X-Ray Diffraction that demonstrates the appearance of pyrite and talc in the areas near the sills. In the petrography, it was possible to see that there were preferential plans of percolation of fluids, which dissolved the limestone, but later also provided the precipitation of the same, interfering little in the permeability of the rock. The Scanning Electron Microscopy images showed corrosion texture in the limestone, as a consequence of the interaction with the magmatic liquids. With this research being done, it was possible to create a theoretical model of how the changes are distributed vertically and the area of their coverage. Keywords: Carbonate, Paraná Basin, Irati Formation, Magmatism, Reservoir, Contact Metamorphism.