Análise de proveniência de arenitos da Bacia Potiguar : uma abordagem integrada com granada e turmalina detríticas

Abstract

A geoquímica de elementos maiores da granada, para fins de proveniência, é amplamente utilizada como indicador de rochas-fonte, sendo uma excelente ferramenta para avaliar a qualidade de potenciais reservatórios de hidrocarbonetos. Contudo, granadas de rochas ígneas ácidas e rochas metassedimentares de baixo/médio grau, apresentam elementos maiores semelhantes, gerando assim a sobreposição dos campos Bi e Bii e, por conseguinte, podem induzir ao erro na interpretação da proveniência. Para superar tais ambiguidades, este estudo aplicou uma abordagem analítica integrada. A metodologia envolveu a análise composicional de elementos maiores (WDS) e 17 elementos-traço (incluindo Zn, Y e os Elementos Terras Raras) (LA-ICP-MS) em 1043 grãos de granada, e de elementos maiores em 1493 grãos de turmalina, além da aplicação de análise estatística multivariada para refinar a proveniência de arenitos das Formações Pendência, Alagamar e Açu (Bacia Potiguar, NE Brasil). Esta bacia, composta por uma porção onshore e uma offshore, tem sua origem relacionada à abertura do Oceano Atlântico no início do Cretáceo e o seu embasamento adjacente é formado por rochas pré -cambrianas da Província Borborema, onde ocorrem diversas litologias portadoras de granada, metassedimentares e granitóides, além de gnaisses de alto grau. Neste sentido, a classificação inicial, baseada em elementos maiores, sugeriu uma contribuição significativa de fontes ígneas félsicas (Tipo Bi). No entanto, a geoquímica de elementos-traço revelou que uma porção expressiva dessas granadas (~79% do Tipo Bi original) mostra afinidade com metapelitos de fácies anfibolito e granulito. Essa reclassificação, que aponta para uma fonte majoritariamente metassedimentar, é corroborada tanto pela predominância de turmalinas de origem metapelítica quanto pela análise estatística dos elementos maiores das granadas. Portanto, os resultados indicam que o suprimento sedimentar para as formações estudadas possui uma contribuição metassedimentar mais significativa do que a sugerida pelos métodos convencionais. Os dados integrados apontam para o Terreno Seridó e o Complexo Caicó, na Província Borborema, como as mais prováveis áreas-fonte, com predomínio de rochas metassedimentares de fácies anfibolito e, secundariamente, de fácies granulito.

Garnet major element geochemistry is a widely used tool for provenance studies, providing an excellent framework for assessing the quality of potential hydrocarbon reservoirs. However, compositional overlap between garnets from acidic igneous rocks and low- to medium-grade metasedimentary rocks (e.g., Types Bi and Bii) can lead to misinterpretations of provenance. To overcome such ambiguities, this study applied an integrated analytical approach. The methodology involved the compositional analysis of major elements (WDS) and 17 trace elements (including Zn, Y, and Rare Earth Elements) (LA-ICP-MS) in 1043 garnet grains, and major elements in 1493 tourmaline grains, along with the application of multivariate statistical analysis to refine the provenance of sandstones from the Pendência, Alagamar, and Açu Formations (Potiguar Basin, NE Brazil). This basin, comprising onshore and offshore portions, is related to the Early Cretaceous opening of the Atlantic Ocean, and its adjacent basement is composed of Precambrian rocks of the Borborema Province, which includes various garnet-bearing lithologies such as metasedimentary rocks, granitoids, and high-grade gneisses. In this context, the initial classification based on major elements suggested a significant contribution from felsic igneous sources (Type Bi). However, trace-element geochemistry revealed that an expressive portion of these garnets (~79% of the original Bi-type) shows an affinity with amphibolite- and granulite- facies metapelites. This reclassification, pointing to a predominantly metasedimentary source, is strongly corroborated by the predominance of metapelite-derived tourmalines and by the statistical analysis of the garnet major elements. Therefore, the results indicate that the sediment supply for the studied formations has a more significant metasedimentary contribution than suggested by conventional methods alone. The integrated data point to the Seridó Terrane and the Caicó Complex, within the Borborema Province, as the most likely source areas, with a predominance of amphibolite-facies and, secondarily, granulite-facies metasedimentary rocks.