CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA NA BACIA DO ARARIPE - (CE, PE)

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1 CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA NA BACIA DO ARARIPE - (CE, PE) Naedja V. Pontes 1 (D), Daniel B. Chagas 2 (D), Daniel R. Nascimento 3, Wellington F. S. Filho 4, José A. N. Neto 5, Ramsés Capila 6, Antônio J. V. Garcia Universidade Federal do Ceará UFC, Fortaleza - CE, naedjapontes@yahoo.com.br 2 - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza -CE, danicegeo@yahoo.com.br 3 Universidade Federal do Ceará, Fortaleza CE, daniel.rodrigues@ufc.br 4 Universidade Federal do Ceará, Fortaleza CE, welfer@ufc.br 5 Universidade Federal do Ceará, Fortaleza CE, nogueira@ufc.br 6 - CENPES/PETROBRAS, Rio de Janeiro -RJ, capilla@petrobras.com.br 7 Universidade Federal de Sergipe, Aracaju SE, garciageo@hotmail.com Resumo: De todas as bacias interiores, a Bacia do Araripe é a mais extensa, complexa e estudada. O objetivo deste trabalho é a caracterização geoquímica orgânica dos folhelhos da Formação Santana, de idade Aptiano Albiano. Um total de 17 amostras foram coletadas em afloramentos e cavas de mineração, posteriormente submetidas a análises de teor de Carbono Orgânico Total (COT), Enxofre Total (ET), Resíduo Insolúvel (RI) e pirólise Rock Eval. Como resultado da análise de COT temos altos teores orgânicos e bons potenciais geradores em 7 intervalo. A partir da análise de pirólise Rock Eval, verificou-se a existência de querogênio do tipo I, correspondendo ao melhor tipo de matéria orgânica (essencialmente algálica) para geração de hidrocarbonetos líquidos e gasosos, no entanto demonstram ser termicamente imaturos, por este motivo pode não ter propiciado a geração de hidrocarbonetos. Palavras-chave: COT, Pirólise, Formação Santana, Geoquímica orgânica Geochemical Characterization of the Araripe Basin (CE, PE) Abstract: The Araripe Basin is the largest interior basin in the Northeastern Brazil, with a more complex geological history. The main goal of this study is to characterize the organic geochemistry from the Santana Formation, Aptian- Albian age. A set of 17 samples of shale were collected from different outcrops, pits and boreholes, subsequently submitted to analysis of Total Organic Carbon (TOC), Total Sulfur and Rock-Eval pyrolysis. In 7 intervals, the TOC and Rock Eval results revealed high organic contents and the predominance of kerogen classified as type I, however, they are thermally immature and therefore can not have a hydrocarbon generation. Keywords: TOC, Pyrolysis, Santana Formation,Organic Geochemistry Introdução A Bacia do Araripe é a mais extensa (área total de 9.000Km 2 ) e possui a mais complexa história geológica entre as bacias intracratônicas do Nordeste brasileiro. Nos estudos aplicados na Bacia do Araripe destacamos a Formação Santana, considerada a mais complexa e estudada, não só pelas extensas jazidas de gipsita, mas principalmente por se constituir no principal jazido brasileiro, famoso em todo mundo sobretudo pela rica paleoicniofauna preservada em concreções carbonáticas (Assine, 1992). Nos últimos anos, vários estudos que tiveram por base a geoquímica orgânica, foram realizados na Bacia do Araripe. Entre eles, o mais atual trabalho, temos do pesquisador Castro (2015) que caracterizou a matéria orgânica de quatro amostras de folhelho betuminosos da Formação Ipubi coletados em diferentes minas de gipsitas. As amostras mostraram valores elevados de COT variando entre 17,20% e 28,6% e querogênio Tipo I. Não é a primeira vez que um

2 pesquisador caracteriza os folhelhos da formação com alto teor de COT, Neumann et al. (2003) e Delgado (2012) também perceberam e reportaram valores superiores a 15%. Nesta perspectiva, a presente pesquisa tem como objetivo complementar o estudo de variabilidade lateral e vertical do COT e pirólise Rock Eval dos folhelhos presentes na Formação Santana, avaliando a quantidade e qualidade da matéria orgânica, e determinando o grau de maturação. Experimental A amostragem foi realizada essencialmente em folhelhos de colorações cinza-escuros a esverdeados e algumas camadas são perceptíveis presenças de fósseis e pequenas concreções piritosas. A coleta foi realizada de forma sistemática, sendo uma amostra por camada e buscando a porção mais fresca de rochas, para não ocorrer alterações nos resultados analíticos devido a ações intempéries. No total foram cerca de 17 amostras coletadas em 6 perfis (Fig. 1) destinadas a preparação, análise de COT e Pirólise Rock Eval no Laboratório de Geoquímica (GEOQ) do Centro de Pesquisas Leopoldo Américo Miguez de Mello (CENPES) da PETROBRAS. Figura 1. Localização das áreas pesquisadas no mapa geológico da Bacia do Araripe, utilizando como base para confecção o Geobank CPRM (Serviço Geológico do Brasil). Resultados e Discussão Utilizamos como base para esta pesquisa os perfis estratigráficos estudados por Chagas (2017), bem como a correlação entre os mesmos. A partir deste contexto, o autor confeccionou um perfil simplificado. Os resultados de carbono orgânico total (COT) e enxofre total (ET) são ótimos indicadores em termos de paleosalinidade. Reis e Caputo (2007) afirmam que os mesmos são fornecedores de valiosos subsídios à interpretação dos tratos de sistemas e ambiente deposicional em que a rocha foi formada. Leventhal (1985) e Berner & Raiswell (1983) afirmam a existência de uma relação linear entre as quantidades de carbono orgânico e enxofre em sedimentos depositados em ambientes marinhos. As amostras desta pesquisa demonstraram terem sido formadas em sua maioria em um ambiente salino (Fig. 2). Considera-se um excelente potencial gerador para óleo rochas que apresentam o parâmetro S2 maior que 10 mg HC/g rocha e índice de Hidrogênio (IH) superior a 300 mg HC/g COT (ESPITALIÉ et al. 1985). Intervalos com essas características são encontradas nas unidades A, C e

3 E (Fig 3). A partir dos valores de S2, S3 e de carbono orgânico (COT) são calculados os Índices de Hidrogênio (IH = [S2/COT] x 100) e de Oxigênio (IO = [S3/COT] x 100). Estes resultados são plotados no diagrama do tipo Van Krevelen, caracterizando a matéria orgânica desta pesquisa como querogênios tipos I e III (Fig. 4). Figura 2. Teores de Enxofre Total (%) versus COT (%) das amostras analisadas. Modificado de Leventhal, Figuras e tabelas devem ser inseridas no corpo do texto. Tabela 1 (Fonte deste título Times New Roman 12, negrito) Inserir a legenda da tabela acima da mesma em fonte Times New Roman 11, espaço simples, parágrafo justificado, 1 coluna. Se necessário, inserir comentários referentes à tabela logo abaixo da mesma também em fonte Times New Roman 11, espaço simples, parágrafo justificado, 1 coluna. No corpo do texto escrever Tabela 1 Figura 1 (Fonte deste título Times New Roman 12, negrito) Inserir a legenda da figura abaixo da mesma, em fonte Times New Roman 11, espaço simples, parágrafo justificado, 1 coluna. No corpo do texto abreviar por Fig. 1 Conclusões (Fonte deste título Times New Roman 12, negrito) Agradecimentos (Fonte deste título Times New Roman 12, negrito) Referências Bibliográficas (segundo o formato Chicago 16 th, autor-date) Para usuários do software End Note ou do software Mendeley, os arquivos de estilo podem ser baixados aqui: Julian Onions julian.onions@gmail.com Sebastian Karcher Richard Karnesky karnesky+zotero@gmail.com Figura 3. Comparação entre os parâmetros da análise de pirolise inseridos no perfil estratigráfico simplificado de Chagas (2017).

4 Figura 4. Dados da pesquisa plotados no diagrama do tipo Van Krevelen de Espitalié et. al. (1985). Conclusões Apesar da existência de sete intervalos geradores com altos teores de COT e sua maioria ser característico de querogênio tipo I (melhor tipo de matéria orgânica, sua origem está essencialmente correlacionada a material de algas) demonstram ser termicamente imaturos, impedido a geração de hidrocarbonetos. Foi perceptível a formação das amostras relacionadas a um ambiente salino. Agradecimentos Ao Laboratório de Geoquímica (GEOQ) do Centro de Pesquisas Leopoldo Américo Miguez de Mello (CENPES) da PETROBRAS pelas análises geoquímicas realizadas. Referências Bibliográficas ASSINE, M.L Análise estratigráfica da Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Geociências, 22(3), BERNER, R.A.; RAISWELL, R Burial of organic carbon and pyrite sulfur ion sediments over Phanerozoic time: a new theory. Geochim. Cosmochim. Acta, 47: CASTRO, R.G Caracterização Geoquímica de folhelhos da Formação Ipubi (Bacia do Araripe) com base em biomarcadores saturados e compostos aromáticos. 117 f. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Pernambuco. Pernambuco, Recife. CHAGAS, D.B Análise faciológica frente ao controle paleoambiental baseado na palinologia do intervalo Aptiano-Albiano da Bacia do Araripe (Sub-Bacias Caririr e Ferira Nova), NE do Brasil. Tese de Doutorado, Universidade Federal do Ceará. DELGADO, T.V.O Maturação Artificial de Rochas Geradoras de Petróleo Caracterização Geoquímicas e Petrografia de Folhelhos da Formação Ipubi do Grupo Santana, Bacia do Araripe, PE/CE. Monografia. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, RS. ESPISTALIÉ, J., DEROO, G., MARQUIS F., La pyrolyse Rock Eval et ses applications première/deuxième partie. Revue de l Institute Français du Petrole, Paris, v. 40, septembre/octobre, n. 56, p LEVENTHAIL, J.S., Carbon-sulfur plots top show diagenetic and epigenetic sulfidation in seidments. Geochim. Cosmochim. Acata 59,

5 NEUMANN, V.H., BORREGO, A.G., CABRERA, L., DINO, R., Organic matter composition and distribution through the Aptian- Albian lacustrine sequences of the Araripe Basin, northeastern Brazil. International Journal of Coal Geology, REIS, D.E.S. CAPUTO, M.V Potencial Industrial e Energético do Folhelho Pirobetuminoso Formação Codó, Bacia do Parnaíba. 4 o PDPETRO, Campinas, SP.