Influência térmica de intrusões de diabásio nas camadas de carvão e rochas sedimentares encaixantes da Jazida Santa Terezinha, Rio Grande do Sul

Abstract

Camadas de carvão em contato com intrusões ígneas são afetadas termicamente com perda considerável de voláteis e aumento localizado no rank dos carvões, tornando-os, em certas circunstâncias, atrativos para exploração. O presente estudo avaliou a influência térmica de intrusões de diabásio sobre carvões e rochas sedimentares encaixantes da jazida Santa Terezinha, no nordeste do Estado do Rio Grande do Sul. Foram realisadas analises de química mineral por microssonda eletrônica e cálculos geotermométricos a partir de clinopiroxênios, análises por difração de raios-X das dos argilominerais das rochas encaixantes, a diferentes distâncias da intrusão, e modelagem térmica 1D utilizando o programa TemisFlow. Os dados de geotermometria de clinopiroxênios indicaram uma temperatura de cristalização do magma na ordem de 1136 °C. As análises de difração de raios-X apontaram clorita como principal produto mineralógico por efeito térmico das intrusões. O aparecimento de clorita é acompanhado, geralmente, pela redução drástica do conteúdo de caulinita. Estas mudanças mineralógicas são registradas a distancias menores que 1 m a partir dos contatos da intrusão. Os dados de reflectância de vitrinita em amostras do poço CBM-001-ST-RS, permitiram definir temperaturas-pico de 213 °C para as camadas de carvão do topo da secção, que aparecem intercaladas com intrusões de diabásio, enquanto que as camadas da secção inferior atingiram temperaturas-pico de 120 °C. Nas proximidades das intrusões de diabásio, os valores de vitrinita aumentam com a diminuição da distancia entre as rochas encaixantes e a intrusão, afetando uma distancia aproximada de 0,3 vezes a espessura da intrusão. As temperaturas-pico definidas para as camadas do topo da secção são resultantes da influência térmica das intrusões. Para as camadas inferiores, a profundidade atingida não rende temperaturas suficientes para alcançar os valores de vitrinita atuais. A hipótese da deposição e erosão de um espesso pacote de sedimentos mesozoicos pode produzir temperaturas condizentes com o estágio de maturidade atual das camadas de carvão, mas não é razoável considerando-se o modelo evolutivo da Bacia do Paraná.

Coal layers in contact with igneous intrusions are thermally affected causing considerable loss of volatile and local increase in the rank of coal, making them, in certain circumstances, attractive for exploration. The aim of this study was to evaluate the thermal influence of diabase intrusions on coals and host rocks of the Santa Terezinha coalfield, in the Northeastern region of Rio Grande do Sul State. The study includes mineral chemistry analyses with electron microprobe, geothermometer analyses using clinopyroxenes, X-ray diffraction of clay minerals from host rocks at different distances from the intrusion and 1D thermal modeling taking as a tool the TemisFlow program. Clinopyroxene geothermometry indicates a magma crystallization temperature on the order of 1136 °C. X-ray diffraction analyses pointed out that chlorite is the main product of the mineralogical changes due to thermal effect of intrusions on the clay mineral fraction of host rocks. The chlorite appearance is usually accompanied by drastic reduction of kaolinite content. These mineralogical changes are recorded in distances smaller than 1 meter from the intrusive contacts. Based on vitrinite reflectance data of samples from well CBM-001-ST-RS, can be set a temperature peak of ~ 213 °C for the coal layers on the top of the section, which appear intercalated with diabase intrusions. The lower section layers reached a peak temperature of ~ 120 °C. Nearby diabase intrusions, the vitrinite values increase with decreasing distance the contacts, affecting an approximate section of 0.3 times the intrusion thickness. The peak temperatures set for the top section layers are evident results of the thermal influence of intrusions. For the lower layers, the depth reached does not yield sufficient temperatures to achieve the vitrinite current values. The hypothesis of deposition and erosion of a thick package of Mesozoic sediments produce a range of consistent temperatures that seems comparable with the current maturity stage of the coal seams, but it is unreasonable for the Paraná Basin model evolution.