Detalhamento químico e mineralógico de rochas carbonáticas com argilominerais magnesianos na Bacia de Santos, pré-sal brasileiro

Abstract

As rochas da porção SAG da Formação Barra Velha (FBV) do pré-sal brasileiro possuem um grande interesse científico e econômico quanto a sua gênese, evolução diagenética e relações entre os seus componentes mineralógicos com a formação de grandes reservatórios de hidrocarbonetos. Uma característica visível destas rochas é sua organização, formadas por níveis carbonáticos e argilosos, normalmente numa sucessão de níveis milimétricos a centimétricos. Neste estudo foram selecionadas 12 amostras coletadas numa seção de 46 metros, abrangendo um intervalo a 5000 metros de profundidade de um furo de sondagem na Bacia de Santos. Adotou-se uma metodologia adaptada para a obtenção de dados texturais e composicionais de cada amostra de acordo com a sucessão dos diversos níveis ao longo da seção e que permitisse produzir dados mineralógicos e geoquímicos a partir de amostras reduzidas. O objetivo principal é investigar ao longo da seção amostrada a existência de padrões mineralógicos e geoquímicos. Ao longo da seção, a análise de detalhe estabeleceu a presença de 50 níveis agrupados em 8 diferentes litotipos que posteriormente foram analisados pela técnica do pó por difratometria de raios-x e espectrometria de fluorescência de raios-x. Os resultados mostram que os litotipos são controlados por fatores como proporção de matriz/carbonato, quantidade de minerais relíctos e modificações diagenéticas posteriores. Seis padrões mineralógicos/geoquímicos foram delimitados, entre os quais citam-se a (1) correlação positiva direta dos elementos Na, Mg, K, Fe, Al e Ti com os litotipos com maior quantidade de argilas, condizente com a presença da saponita, (2) correlação direta do Ca, Sr e Ba com os litotipos carbonáticos e (3) com exceção dos litotipos chert, a correlação Si e quartzo é fraca, demonstrando a associação do Si com outros minerais e/ou outras formas de sílica na seção. Os outros três padrões sugerem a contribuição detrítica e de organismos fósseis ou minerais diagenéticos em baixa quantidade e evidenciam a presença de níveis carbonáticos ou argilosos limitando setores nas rochas e preservando componentes durante soterramento, (4) correlação inversa de kerolita ou interstratificado kerolita-esmectita com pirita, (5) associação de Zn a peloides ou argilominerais e, (6) correlação direta de Y, Rb, Nb e Ni, assim como correlação negativa destes com Zr.

The rocks of the SAG portion of the Barra Velha Formation (FBV) of the Brazilian pre-salt have a great scientific and economic interest in terms of their genesis, diagenetic evolution and relations between their mineralogical components with the formation of large hydrocarbon reservoirs. A visible characteristic of these rocks is their organization, formed by carbonate and clayey levels, usually in a succession of millimeter to centimeter levels. In this study 12 samples collected over a 46 meter section, covering a 5000 meter deep interval from a borehole in the Santos Basin, were selected. An adapted methodology was adopted to obtain textural and compositional data from each sample according to the succession of the various levels along the section and to produce mineralogical and geochemical data from very small samples. The main objective is to investigate along the sampled section the existence of mineralogical and geochemical patterns. Along the section, the detail analysis established the presence of 50 levels grouped into 8 different lithotypes that were subsequently analyzed by the powder technique by x-ray diffractometry and x-ray fluorescence spectrometry. The results show that the lithotypes are controlled by factors such as matrix/carbonate ratio, amount of relict minerals and later diagenetic modifications. Six mineralogical/geochemical patterns were delineated, among which are (1) direct positive correlation of the elements Na, Mg, K, Fe, Al and Ti with the lithotypes with higher amount of clays, consistent with the presence of saponite, (2) direct correlation of Ca, Sr and Ba with the carbonatic lithotypes and (3) with the exception of the chert lithotypes, the Si and quartz correlation is weak, demonstrating the association of Si with other minerals and/or other forms of silica in the section. The other three patterns suggest the contribution of detrital and fossil organisms or diagenetic minerals in low quantity and evidence the presence of carbonatic or clayey levels limiting sectors in the rocks and preserving components during burial, (4) inverse correlation of kerolite or kerolite-smectite interstratification with pyrite, (5) association of Zn with peloids or argillominerals, and, (6) direct correlation of Y, Rb, Nb and Ni, as well as negative correlation of these with Zr.