Estratigrafia e petroffísica de rochas vulcânicas da base do grupo Serra Geral na calha de Torres (RS)

Abstract

O crescente desenvolvimento de estudos de rochas vulcânicas no contexto de sistemas petrolíferos em bacias vulcanossedimentares está em uma constante evolução. A análise do sistema permo - poroso em litotipos vulcânicos é essencial para a caracterização de reservatórios atípicos de hidrocarbonetos e da rocha selante. Este trabalho analisou a estratigrafia, petrofísica e petrologia de rochas vulcânicas da Formação Torres em um testemunho de sondagem perfurado no município de Osório e de afloramentos situados no nordeste do RS. A área de estudo pertence ao Grupo Serra Geral (132 – 134 Ma) da Província Ígnea do Paraná, sendo constituído por rochas vulcânicas e hipabissais de afinidade toleítica sobrepostas aos arenitos da Formação Botucatu. Na Calha de Torres, parte sul da Província, o Grupo Serra Geral foi estratigraficamente dividido em quatro formações (Torres, Vale do Sol, Palmas e Esmeralda). Desse modo, para construir o arcabouço estratigráfico no nordeste do RS foram confeccionadas 17 seções colunares em cinco municípios, com a finalidade de caracterizar as litofácies vulcânicas e suas associações. Identificou - se 1 2 litofácies em campo. Basalto amigdaloidal (Bam), Basalto vesiculado em layering (Blv), Basalto com colunata (Bc), Basalto maciço (Bm), Basalto com entablamento (Be), Basalto com pipe vesicles (Bpi), Basalto vesiculado (Bv), Basalto com disjunções colunares (Bdj) são as litofácies vulcânicas básicas. O topo dos derrames é formado por Bam, Bvl e Bv, o núcleo compreende em Bc, Bm e Be, e a base é composta por Bpi. A Bdj indica uma intrusão. Brecha basáltica matriz arenosa superior (BBm a [s]) e brecha basáltica matriz arenosa inferior (BBm a [i]) consistem na s litofácies vulcanoclásticas, correspondendo a peperitos. Arenito com estratificação cruzada tangencial (Act) e arenito com estratificação plano - paralelo (App) são as litofácies siliciclásticas. A Act corresponde a duna eólica e a App indica lençol de areia. No testemunho definiu - se quatro litofácies : Basalto porfirítico vesiculado (Bpv), Basalto porfirítico maciço (Bpm), Basalto pofirítico com estruturas de segregação (Bps) e Basalto porfirítico amigdaloidal (Bpam). As litofácies Bpv, Bpm e Bps consistem em um derrame sheet pahoehoe . As litofácies Bp v, Bpm, Bps e Bpam são interpretadas como derrames compostos do tipo hummocky pahoehoe. As rochas vulcânicas do testemunho apresentam, petrograficamente, textura porfirítica e glomeroporfirítica (fenocristais de plagioclásio e piroxênio) imersos em uma matriz afanítica a fanerítica fina composta por plagioclásio, orto e clinopiroxênio. A análise geoquímica de rocha total por ICP constatou que as litofácies do testemunho são classificadas no TAS como andesito basáltico, andesito e traquiandesito basáltico. As litofácies do testemunho apresentam valores de microporosidade muito baix o , variando de 0,1 a 0,4%, sendo a microporosidade dominante do tipo secundária, representada principalmente pelo tipo intra - cristal. Os ensaios petrofísicos demonstraram uma baixa porosidade, entre 0,38% a 4,8%, sendo a litofácies Bpam com os maiores valores de porosidade. O restante das litofácies apresenta m valores <1%. A permeabilidade é basicamente nula em todos os casos. No aspecto da densidade, as litologias maciças são mais densas e as com amígdalas/vesículas tendem a ser relativamente menos densas. A int egração dos dados poss ibilitou gerar um modelo análogo para reservatórios não convencionais de óleo e gás, bem como aprofundar o entendimento de sequências vulcânicas em Grandes Províncias Ígneas.

The growing development of studies of volcanic rocks in the context of petroleum systems in volcanic sedimentary basins is in constant evolution. The analysis of the permo - porous system in volcanic lithotypes is essential for the characterization of atypical reservoirs of hydrocarbons and cap rocks. This work analyzed the stratigraphy, petrophysics and petrology of volcanic rocks from the Torres Formation in a core drilled in Osório city and outcrops located in the northeast of RS. The study area belongs to the Serra Geral Group (132 – 134 Ma) of the Igneous Province of Paraná, consisting of volcanic and hypabyssal rocks of tholeiitic affinity superimposed on the sandstones of the Botucatu Formation. In Calha de Torres, southern part of the Province, the Serra Geral Group was stratigraphically divided into four formations (Torres, Vale do Sol, Palmas and Esmeralda). Thus, to build the stratigraphic framework in the northeast of RS, 17 columnar sections were made in five municipalities, with the purpose of characterizing the volcanic lithofacies and their associations. Twelve lithofacies were identified in the field. Amygdaloidal basalt (Bam), basalt vesiculated in layering (Blv), basalt with colonnade (Bc), massive basalt (Bm), basalt with entablature (Be), basalt with pipe vesicles (Bpi), b asalt vesiculated (Bv), basalt with columnar disjunctions (Bdj) are the basic volcanic lithofacies. The top of the flows is formed by Bam, Bvl and Bv, the core comprises Bc, Bm and Be, and the base is composed by Bpi. The Bdj indicates an intrusion. Upper sandy matrix basaltic breccia (BBma[s ]) and lower sandy matrix basaltic breccia (BBma[i]) consist of volcanoclastic lithofacies, corresponding to peperites. Sandstone with tangential cross bedding (Act) and sandstone with plane - parallel bedding (App) are the siliciclastic lithofacies. Act corresponds to eolic dune and App indicates sand sheet. Four lithofacies were defined in the core: vesiculated porphyritic basalt (Bpv), massive porphyritic basalt (Bpm), pophyritic basalt with segregation structures (Bps) and amygdaloidal porphyritic basalt (Bpam). The Bpv, Bpm and Bps lithofacies consist of a sheet pahoehoe flow. The lithofacies Bpv, Bpm, Bps and Bpam are interpreted as hummocky pahoehoe. The volcanic rocks of the core present, petrographically, porphyritic and glomeroporphyritic texture (pl agioclase and pyroxene phenocrysts) immersed in a fine aphanitic to phaneritic matrix composed of plagioclase, ortho and clinopyroxene. Geochemical analysis of whole rock by ICP found that the lithofacies of the core are classified in TAS as basaltic andes ite, basaltic andesite and trachyandesite. The lithofacies of the core present very low microporosity values, ranging from 0.1 to 0.4%, with the dominant microporosity being of the secondary type, represented mainly by the intra - crystal type. The petrophys ical tests showed a low porosity, between 0.38% and 4.8%, with the Bpam lithofacies having the highest porosity values. The remaining lithofacies have values <1%. Permeability is basically zero in all cases. In terms of density, massive lithologies are den ser and those with amygdalas /vesicles tend to be relatively less dense. Data integration made it possible to generate an analogous model for unconventional oil and gas reservoirs, as well as to deepen the understanding of volcanic sequences in Large Igneou s Provinces.