Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/14425
Tipo: Tese
Data do documento: 15-Fev-2022
Autor(es): BRITO, Ailton da Silva
Primeiro(a) Orientador(a): NOGUEIRA, Afonso César Rodrigues
Título: Reconstituição Paleoambiental e Potencial Petrolífero da Sucessão Siliciclástica-Carbonática Permiana da Bacia do Paraná
Citar como: BRITO, Ailton da Silva. Reconstituição Paleoambiental e Potencial Petrolífero da Sucessão Siliciclástica-Carbonática Permiana da Bacia do Paraná. Orientador: Afonso César Rodrigues Nogueira. 2022. 238 f. Tese (Doutorado em Geologia e Geoquímica) - Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2022. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/14425. Acesso em:.
Resumo: O Permiano foi marcado por extremas mudanças paleogeográficas e paleoclimáticas com predominância de condições áridas em todo o globo como consequência da queda eustática do final da glaciação carbonífera ao início do Permiano. As fases finais de aglutinação continental do supercontinente Pangeia proporcionaram soerguimentos acompanhados de sucessivas regressões dos mares epicontinentais culminando com a instalação de sistemas desérticos no final do Permiano. Durante a fase regressiva marinha o Pangeia Ocidental foi sítio deposicional de uma sucessão mista siliciclástica-carbonática de 50m de espessura sob condições paleoambientais restritas e rasas, amplamente distribuída na Bacia do Paraná, SE da América do Sul. A sucessão estudada inclui o topo da Formação Palermo, Formação Irati e a base da Formação Serra Alta, compreendendo um total de 120m. A Formação Irati é composta essencialmente por dolomito intercalado a folhelho cinza a negro rico em matéria orgânica, este considerado um importante gerador de hidrocarbonetos. Esta unidade recobre depósitos heterolíticos da Formação Palermo e é sobreposta pelos folhelhos da Formação Serra Alta. O alto teor e a boa qualidade da matéria orgânica presente nos folhelhos Irati despertaram interesse econômico desde o século XIX. Embora muitos trabalhos tenham contribuídos para o conhecimento do paleoambiente deposicional e potencial gerador dessa unidade, principalmente a partir de dados de geoquímica orgânica, ainda permanecem lacunas quanto o entendimento paleoambiental, previamente interpretado como mar restrito ou lacustre. Essa pesquisa foi realizada a partir de 125 testemunhos de sondagens distribuídos nas regiões centro-norte, centro-sul e extremo sul da bacia, cedidos pela empresa Irati Petróleo LTDA. complementados por afloramentos da região norte. Foram selecionados 23 testemunhos de sondagem para estudo sedimentólogico e estratigráfico a partir de análises de fácies/microfácies, auxiliadas por DRX, MEV-EDS e imagens de catodoluminescência. O teor de carbono orgânico total (COT) e análise de pirólise Rock-Eval e biomarcadores foram realizadas em amostras de 102 testemunhos. A integralização dos dados possibilitou: a correlação lateral da Formação Irati por mais de 2.000 km na direção SSW-NNE da bacia; a reconstituição paleoambiental; e caracterização lateral e vertical do potencial gerador. Vinte e uma fácies/microfácies foram identificadas, organizadas em cerca de 300 pares siliciclástico-carbonáticos que se agrupam em 59 ciclos de alta frequência representativos dos ambientes de mid-outer ramp e offshore dominado por sistemas de turbidez distais. A sucessão é constituída por quatro sequencias de terceira ordem (S1, S2, S3 e S4). Os limites de sequências são do tipo 2, sem evidência de erosão subaérea, marcados pela sobreposição de depósitos transgressivos de offshore. Os tratos de sistemas transgressivos são sucedidos por tratos de sistemas de mar alto definidos pela sobreposição dos folhelhos cinzas a negros por níveis de dolomito com tendência de espessamento ascendente, que indicam alta produtividade de carbonato sob condições normais a hipersalinas, evidenciado pela presença de gamacerano, cristais de halita e pseudomorfos de gipso. Os depósitos transgressivos das sequências S3 e S4 (Membro Assistência) formam os dois intervalos (oil-shale) com maior potencial gerador da Bacia do Paraná. O oil-shale S3 apresenta os maiores valores de carbono orgânico e potencial gerador. Os maiores picos de COT foram 19,40% para a região extremo sul, 22,23% para o centro-norte e 27,12% para o centro-sul da bacia. Quanto ao querogênio predomina tipo I e II, que também apresenta aumento da contribuição, principalmente do tipo I convergindo para o centro-sul. Oil-shale S4 possue valores de COT inferiores para a região extremo sul (8,82%), centro-sul (21,7%) e centro-norte (14,61%). O tipo de querogênio nesse intervalo é semelhante ao oil-shale S3, predomina tipo II com alta contribuição do tipo I na região centro-sul e menores proporções do tipo III. A matéria orgânica da Formação Irati é dominantemente imatura, contudo, ocorrências de temperatura máxima de pirólise (Tmáx) igual ou superior a 440 ºC em amostras próximas das soleiras de diabásio mostram que houve maturação localizada de matéria orgânica, o que corrobora a ocorrência de um sistema gerador não-convencional para os depósitos mistos de folhelhos negros (geradores) - carbonatos (reservatórios) da Formação Irati. Em relação a quantidade e qualidade da rocha geradora presente na Formação Irati a porção centro-sul apresenta os maiores valores de carbono orgânico assim como potencial para geração de hidrocarbonetos. A análise dos padrões de empilhamento associada às idades prévias de SHRIMP U-Pb a partir de cinzas vulcânicas possibilitou a correlação da sucessão com a curva global do nível do mar, permitindo estimar uma idade de 8,0 Ma para o Mar Irati e de 2,7 Ma para as sequencias deposicionais de 3°ordem. Da mesma forma foram calculadas idades de 26,6 ka para os pares carbonáticos-siliciclásticos, 135,5 ka e 400 ka para os ciclos de alta frequência, cuja origem é aqui atribuída a ciclicidade climática induzida pela oscilação orbital terrestre, compatíveis com a ciclicidade Milankovitch. A caracterização dos ciclos com base nos dados faciológicos e de geoquímica orgânica também demostram um forte controle climático na geração dos intervalos ricos em matéria orgânica.
Abstract: The Permian age was marked by extreme paleogeographic and paleoclimatic changes with predominances of arid conditions across the globe as a consequence of the eustatic sea-level fall from the end of the Carboniferous glaciation to the beginning of the Permian. The final phases of continental agglutination of the Pangea supercontinent caused uplifts accompanied by successive regressions of the epicontinental seas, culminating with the installation of desert systems at the end of the Permian. During the marine regressive phase, Western Pangea was the depositional site of a 50m thick mixed siliciclastic-carbonatic succession under restricted and shallow paleoenvironmental conditions, widely distributed in the Paraná Basin, SE of South America. The studied succession includes the top of the Palermo, Irati, and the base of the Serra Alta Formation, comprising a total of 120 m-thick. The Irati succession is essentially composed of dolomite intercalated with organic matter gray to black shale rich, which is considered an important source rock for hydrocarbons. This unit covers the heterolithic deposits from the Palermo Formation and is overlaid by shales from the Serra Alta Formation. The high content and good quality of organic matter present in Irati shales aroused economic interest since the 19th century. Although many works have contributed to the knowledge of the depositional paleoenvironment and generating potential of this unit, mainly from organic geochemical data, gaps remain regarding the paleoenvironmental understanding, previously interpreted as restricted sea or lacustrine. This research was carried out from 125 drill cores distributed in the center-north, center-south, and extreme south of the basin, provided by the company Irati Petróleo LTDA. complemented by outcrops from the northern region. Twenty-three drill cores were selected for sedimentological and stratigraphic study from facies/microfacies analyses, aided by XRD, SEM-EDS, and cathodoluminescence images. Total organic carbon (TOC), Rock-Eval pyrolysis, and biomarker analysis were performed on 102 cores. The integration of data allowed: the lateral correlation of the Irati Formation for more than 2,000 km in the SSW-NNE direction of the basin; the paleoenvironmental reconstitution; and lateral and vertical characterization of the generating potential. Twenty-one facies/microfacies were identified and organized into about 300 siliciclastic-carbonate couplet that are grouped into 59 high-frequency cycles representative of mid-outer ramp and offshore environments dominated by distal turbidity systems. The succession consists of four third-order sequences (S1, S2, S3, and S4). Sequence boundaries are type 2, with no evidence of subaerial erosion, marked by overlapping transgressive offshore deposits. Transgressive Systems Tracts are succeeded by Highstand Systems Tracts defined by the appearance of dolomite levels with a thickening upwards tendency, which indicates high carbonate productivity under normal to hypersaline conditions, evidenced by the presence of gammaceran, halite crystals. and pseudomorphs of gypsum. The transgressive deposits of sequences S3 and S4 (Assistance Member) form the two intervals (oil-shale) with the greatest generating potential in the Paraná Basin. Oil-shale S3 has the highest values of organic carbon and generating potential. The highest TOC peaks were 19.40% for the extreme south region, 22.23% for the center north, and 27.12% for the center-south of the basin. Kerogen predominates types I and II, which also presents an increased contribution, mainly from type I converging to the center-south. Oil-shale S4 presents lower TOC values for the extreme south region (8.82%), south-central (21.7%), and north-central (14.61%). The kerogen type is similar to oil-shale S3, it predominates type II, with a high contribution of type I in the south-central region and smaller proportions of type III. The organic matter of the Irati Formation is predominantly immature, however, occurrences of maximum pyrolysis temperature (Tmax) equal to or greater than 440 ºC in samples close to diabase sills show that there was localized maturation of organic matter, which corroborates the occurrence of a non-conventional petroleum system for mixed deposits of black shales (generators) - carbonates (reservoirs) of the Irati Formation. Regarding the quantity and quality of the source rock present in the Irati Formation, the center-south portion presents the highest values of organic carbon as well as the potential for hydrocarbon generation. The analysis of the stacking patterns associated with the previous ages of SHRIMP U-Pb from volcanic ash allowed the correlation of the succession with the global sea-level curve, allowing to estimate an age of 8.0 Ma for the Irati Sea and of 2 .7 Ma for 3rd order depositional sequences. Likewise, ages of 26.6 ka were calculated for the carbonate-siliciclastic couplets, 135.5 ka and 400 ka for the high-frequency cycles, whose origin is here attributed to the climatic cyclicity induced by the terrestrial orbital oscillation, compatible with the Milankovitch cyclicity. The characterization of the cycles based on faciological and organic geochemical data also demonstrates a strong climate control in the generation of intervals rich in organic matter.
Palavras-chave: Sistema misto siliciclástico-carbonático
Rocha geradora
Geoquímica orgânica
Paleoambiente
Mar epicontinental
Mixed carbonate-siliciclastic system
Source rocks
Organic geochemistry
Paleoenvironment
Epicontinental sea
Área de Concentração: GEOLOGIA
Linha de Pesquisa: ANÁLISE DE BACIAS SEDIMENTARES
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Geociências
Programa: Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte: 1 CD-ROM
Aparece nas coleções:Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Tese_ReconstituicaoPaleoambientalPotencial.pdf14,59 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Este item está licenciado sob uma Licença Creative Commons Creative Commons