Proveniência dos arenitos-reservatório de água profunda do Campo de Jubarte, Bacia de Campos, margem continental brasileira

Abstract

A utilização de técnicas integradas de análise de proveniência sedimentar, incluindo a petrografia quantitativa utilizando o método Gazzi-Dickinson, a análise convencional de minerais pesados, a análise da composição química de granadas (análise varietal) e a geocronologia U-Pb (LAM-ICPMS-MC) em zircão, permitiram a identificação das áreas-fonte e o padrão de suprimento sedimentar dos arenitos de água profunda maastrichtianos que constituem os reservatórios do Campo de Jubarte, Bacia de Campos. Os arenitos são pobremente selecionados, com grãos sub-angulares a angulares, denotando rápido transporte. Apresentam composição original rica em feldspatos (arcósios sensu Folk, 1968) e pobre em fragmentos líticos de textura fina, proveniente de terrenos soerguidos de embasamento (sensu Dickinson, 1985). As assembléias de minerais pesados indicam proveniência a partir de rochas metamórficas de alto e médio grau, derivadas de metapelitos aluminosos metamorfisados em altas temperaturas e pressões baixas a médias, de granitos e subordinadamente de rochas máficas (metabasitos), pertencentes ao Domínio Tectônico Cabo Frio e ao terreno Oriental (domínio Costeiro) do orógeno Ribeira.A direção principal de suprimento sedimentar foi de sudoeste para nordeste, interpretada com base na identificação dos terrenos-fonte com abundante cianita no Domínio Tectônico Cabo Frio. Foi descartado o suprimento de sedimentos provenientes de noroeste, coincidente com a direção estrutural da faixa cataclasada de Colatina. As seqüências de quarta e quinta ordem analisadas não mostram variação na composição essencial, embora apresentem uma variação discreta na razão apatita:turmalina, que por isto apresenta potencial para ser utilizada como correlação entre os corpos de arenito dentro do campo. O índice ZTR baixo, combinado com a ausência de fragmentos metassedimentares e minerais pesados de baixo grau sugerem que ao final do Cretáceo os processos erosivos já haviam removido completamente as rochas supracrustais de baixo grau, expondo os terrenos plutônicos infracrustais. A composição quartzo-feldspática resultante favoreceu a qualidade dos reservatórios. A análise integrada dos dados sugere uma área-fonte tectonicamente ativa, relativamente próxima da bacia, submetida a um soerguimento rápido que permitiu a erosão de grandes volumes de sedimentos sob um regime de intemperismolimitado. Assim que erodidos das rochas-fonte os sedimentos foram transportados desde curtos rios de montanha e/ou leques aluviais rapidamente para águas profundas. A variação de alta freqüência da razão apatita:turmalina indica derivação direta dos arenitos do Campo de Jubarte a partir de um sistema aluvial relativamente próximo.

The application of integrated techniques of provenance analysis, including quantitative petrography using the Gazzi-Dickinson point-counting method, conventional heavy mineral analysis, garnet mineral chemistry and U-Pb zircon geochronology, allowed the identification of source-rocks and the sedimentary supply pattern for the Maastrichtian deep-water reservoir sandstones of the Jubarte Field, Campos Basin. The sandstones are poorly-sorted with angular to sub-angular grains denoting fast transportation. They present a detrital composition rich in feldspars (arkoses sensu Folk, 1968) and poor in finely-crystalline lithic fragments, with provenance from continental blocks of uplifted basement (sensu Dickinson, 1985). The heavy mineral assemblages indicate provenance from high-grade metamorphic rocks, derived from aluminous metapelites metamorphosed at high temperatures and low to medium pressures, from granites and from subordinate mafic rocks (metabasites), belonging to the Cabo Frio Tectonic Domain and the Oriental (Costeiro) terrain of the Ribeira orogen. The main sedimentary supply route during late Cretaceous was from southwest to northeast, indicated mainly by the presence of kyanite in the Cabo Frio Domain source-rocks. A possible dispersal pattern from northwest to southeast, coinciding with the Colatina shear zone, can be discarded. The fourth and fifth-order depositional sequences analyzed show no variation in major composition through time, although displaying a discrete variation of the apatite:tourmaline ratio, which thus present potential to be used as a parameter for sandstone correlation within the field. A low ZTR index coupled to the absence of low-grade heavy minerals and meta-sedimentary rock fragments suggest that at late Cretaceous the erosive processes had already removed the supracrustal, low-grade meta-sedimentary rocks, exposing the infracrustal plutonic terrains. The resulting quartz-feldspathic composition favored the quality of the reservoirs. The integrated analysis of compositional data suggests a tectonically-active source-area located close to the basin, where rapid tectonic uplift produced a large amount of sediments under a weathering-limited regime of erosion. Soon after being eroded from the bedrocks, these sediments were transported from short mountain rivers and/or by alluvial fans, directly to deep-water. The high-frequency variation inapatite:tourmaline ratio support direct derivation of Jubarte sandstones from a relatively proximal alluvial system.