Assinatura inorgânica da influência de corpos ígneos em folhetos carbonosos : Formação Irati, sul da Bacia do Paraná

Abstract

Formação Irati faz parte do Permiano da Bacia do Paraná e compreend e argilitos, siltitos, carbonatos, folhelhos e folhelhos carbonosos depositados em condições de mar epicontinental. A preservação de matéria orgânica nos folhelhos dessa formação promove interesses energéticos como pela extração de óleo e gás em processos industriais como também a torna um potencial reservatório não convencional de óleo e gás a partir dos folhelhos ( shale gas/oil ) por meio de fracking . Além disso, recentes tecnologias geoambientais posicionam a sequência de intercalações de folhelhos e carb onatos da Fm. Irati como um bom reservatório misto de estocagem de CO 2 . Em detalhe, as rochas dessa unidade são tipicamente afetad a s por processos termais e metamórficos com a intrusão de diques e s oleiras da Formação Serra Geral . Adicionalmente, o aporte térmico provido pelas intrusões nas rochas encaixantes carbonosas pode levar à maturação da matéria orgânica em óleo/gás . O entendimento na dinâmica desse sistema, encaixante carbonosa – intrusão, é amplamente discutido quanto aos efeitos causados na matéri a orgânica, no entanto carecem estudos que caracterizem as resultantes inorgânicas dessa interação . O presente estudo propõe analisar a influência do corpo ígneo no sistema geoquímico da Formação Irati , a partir de elementos traço e de petrografia . Para de senvolvimento desse trabalho foram selecionadas amostras de testemunho de sondagem da Formação Irati, em contato com uma soleira de diabásio com aproximadamente 35 m. Além da análise de elementos maiores, menores e traço, as principais fases minerais foram definidas por Difratometria de Raios - X e caracterizadas por microscopia de luz transmitida, refletida e microscopia eletrônica de varredura . Foram encontrados efeitos diferentes de acordo a diferença na reatividade das litologias encaixantes, sendo eles: variação mineralógica proximal (até 1 m) na zona carbonática e o predomínio de variação geoquímica na zona siliciclástica – carbonosa (até 15 m). Em até 1 m da intrusão, destaca - se a ocorrência de minerais como piroxênio, serpentina, pirita e um argilomine ral de potássio e magnésio. E no halo de alteração geoquímica enriquecimento de elementos como Li, Ni, V, Cr e Hf que sugere aporte a partir da intrusão. E o empobrecimento de elementos como Ba, Hg e S pode ser V consequência de um processo de lixiviação rel acionado à mobilidade desses elementos quando afetados pelo aporte termal da intrusão. A partir da análise dos resultados se sugere que a intrusão promoveu metamorfismo de contato em até 1 m de distância da intrusão e um halo de influência , marcada pela va riação geoquímica, com amplitude de até a 15 m.

The Irati Formation is a Permian unit of Paraná Basin compris ing mudstones, siltstones, carbonates, shales , and black shales deposited in epicontinental sea settings . The preservation of organic matter within the unit is of interest to the energy sector. For instance, the extraction of oil and gas in industrial processes and its potential as an unconventional reservoir with shale oil and gas fracking. Furthermore, recent geoenvironmental technologies position the sequence of interbedded shales and carbonates of the Irati Formation as viable mixed CO 2 storage reservoir. In detail, the unit is typi cally related to t hermal and metamorphic processes associated with dykes and sills intrusion s from Serra Geral Formation. Additionally, the thermal input provided by the intrusions into the carbonaceous source rocks can lead to the maturation of organic ma tter into oil/gas. The understanding of the dynamics of this system, carbonaceous setting - intrusion, is widely discussed in terms of the effects caused on the organic matter, however, studies that characterize the inorganic results of this interaction are lacking. The present study proposes to analyze the influence of the igneous body in the geochemical system of the Irati Formation, based on trace elements and petrography. W e selected core samples from the Irati Formation, in contact with a 35 m diabase intrusion . Besides the analysis of major, minor and trace elements, the main mineral phases were defined by X - ray diffractometry and characterized by transmitted and reflected light microscopy and scanning electron microscopy. Different effects were found ac cording to the difference in reactivity of the hosting lithologies: proximal mineralogical variation (up to 1 m) in the carbonate zone and the predominance of geochemical variation in the siliciclastic - carbonaceous zone (up to 15 m). Within 1 m of the intr usion, minerals such as pyroxene, serpentine, pyrite and a potassium - magnesium argillomineral occurs . The halo of geochemical alteration shows an enrichment of elements such as Li, Ni, V, Cr and Hf, suggesting an input from the intrusion. The depletion of elements such as Ba, Hg and S may be a consequence of a leaching process related to the mobility of these elements when affected by the thermal input from the intrusion. Based on our results, it is suggested that the intrusion promoted VII contact metamorphism up to 1 m away from the intrusion and a halo of geochemica l influencewith amplitude up to 15 m.