Processos e Padrões Diagenéticos em Arenitos Cretácicos de Bacias da Margem Equatorial Ocidental Brasileira

Abstract

Processos diagenéticos promovem a redução, geração e redistribuição da porosidade em arenitos e influenciam na qualidade de reservatórios de hidrocarbonetos. Atualmente, existe um grande interesse exploratório nas bacias da Margem Equatorial Brasileira. Entretanto, poucos estudos sobre a diagênese dos arenitos dessas bacias foram publicados. Um estudo petrográfico foi desenvolvido para reconhecer os processos e padrões diagenéticos nos arenitos das bacias do Pará-Maranhão, de São Luís, de Bragança-Viseu e de Barreirinhas. Os arenitos da Bacia do Pará-Maranhão tem composição detrítica original correspondente a arcósios, e seus principais processos diagenéticos foram: a formação de cutículas de argila autigênica e infiltrada, a expansão e substituição de micas por vermiculita e caulinita, a precipitação de caulinita, crescimentos de quartzo e albita, a albitização de feldspatos, a cimentação e substituição por calcita, dolomita, siderita, pirita e minerais de titânio, a autigênese de clorita substituindo micas, cutículas, argilas expansivas e livrinhos de caulinita e como franjas sobre as cutículas de argila. Os principais processos de redução da porosidade foram a compactação e a cimentação por quartzo e calcita. Os principais processos diagenéticos nos arcósios líticos e subarcósios da Bacia de Barreirinhas foram: a formação de cutículas de argila infiltrada e autigênica, a expansão de micas por caulinita lamelar, a substituição de feldspatos e preenchimento de porosidade intergranular por caulinita, a precipitação de crescimentos externos e internos de quartzo e albita, a albitização de feldspatos, a compactação de fragmentos de rochas metamórficas de baixo grau a pseudomatriz, a cimentação e substituição por calcita, dolomita e pirita, a substituição de minerais pesados por óxidos de titânio, e a precipitação de franjas de clorita e substituição de cutículas de argila e micas por clorita. Os principais processos de impacto na porosidade foram a cimentação por calcita nos arcósios líticos, e a compactação e cimentação por quartzo nos subarcósios. Quartzarenitos desta bacia foram rápida e pervasivamente cimentados por dolomita levemente ferrosa, perdendo toda porosidade. Os principais processos diagenéticos nos arcósios e raros arcósios líticos das bacias de São Luís e Bragança-Viseu foram: a formação de cutículas de argila autigênica e infiltrada, a substituição e expansão de micas por caulinita e vermiculita, a precipitação de crescimentos internos e externos de quartzo e de albita, a albitização de feldspatos, a compactação de intraclastos lamosos a pseudomatriz, a precipitação de franjas de ilita, a cimentação e substituição por calcita, dolomita, caulinita, esmectita, hematita, óxidos de titânio e pirita, e a precipitação de clorita substituindo micas e cutículas de argila e como franjas. Os principais processos impactantes na porosidade foram a compactação de intraclastos e a dissolução de feldspatos e minerais pesados. A presença abundante de epidotos detríticos em todas as bacias é indicativa da ação de processos hidrotermais nas áreas-fonte.. Os resultados deste trabalho devem contribuir para o entendimento dos processos diagenéticos de impacto sobre a porosidade, e de seus padrões de distribuição espacial e temporal nos arenitos destas bacias.

Diagenetic processes promote porosity reduction, generation and redistribution in sandstones and influence their hydrocarbon reservoir quality. Currently, there is a great interest in the exploration of Brazilian Equatorial Margin basins. However, very few studies about the diagenesis of the sandstones of these basins were published. A petrographic study was developed in order to recognize the diagenetic processes and patterns in the sandstones of the Pará-Maranhão, São Luís, Bragança-Viseu and Barreirinhas basins. Pará-Maranhão Basin sandstones have an arkose original detrital composition, and their main diagenetic processes were: authigenic and infiltrated clay coatings formation, kaolinite and vermiculite expansion and replacement of micas, kaolinite precipitation, quartz and albite overgrowths, feldspar albitization, calcite, dolomite, siderite, pyrite and titanium minerals as grain-replacing and pore-filling cement, chlorite replacement of micas, grain coats, expansive clays and kaolinite booklets and precipitation as fringes over grain coating clays. The main porosity-reducing processes were compaction, and quartz and calcite cementation. The main diagenetic processes in the Barreirinhas Basin lithic arkoses and subarkoses were: infiltration and neoformation of clay coatings, micas expansion by lamellar kaolinite, feldspar-replacing and intergranular pore-filling kaolinite, quartz and albite cementation, feldspar albitization, compaction of low degree metamorphic rock fragments into pseudomatrix, precipitation of calcite, dolomite and pyrite as grain-replacing and pore-filling cement, replacing of heavy minerals by titanium oxides, and chlorite fringes precipitation and clay coatings and mica replacement. The main porosity-reducing processes were calcite cementation in the subarkoses, and compaction and quartz cementation in lithic arkoses. Quartzarenites in this basin were rapidly and pervasively cemented by slightly ferroan dolomite, losing all porosity. The main diagenetic processes in the arkose and rare lithic arkose sandstones of the São Luís and Bragança-Viseu basins were: neoformation and infiltration of clay coatings, expansion and replacement of mica by kaolinite and vermiculite, precipitation of kaolinite, quartz and albite cementation, feldspar albitization, compaction of mud intraclasts into pseudomatrix, precipitation of illite rims, precipitation of calcite, dolomite, kaolinite, smectite, hematite, titanium oxides and pyrite as pore-filling cements and replacing grains, chlorite formation as mica and clay coating replacement and fringes. The main porosity modification processes were the compaction of mud intraclasts and the dissolution of feldspars and heavy minerals. Abundant detrital epidotes in all basins indicate hydrothermal alteration in the source-rocks. The results obtained in this dissertation shall contribute to the understanding of the impacts of diagenetic processes on porosity, and their spatial and temporal distribution in sandstones of these basins.