Caracterização petrográfica e isotópica das rochas carbonáticas da Formação Irati sob a influência do magmatismo Serra Geral

Abstract

A Formação Irati é uma unidade permiana, caracterizada por uma intercalação de rochas carbonáticas e folhelhos negros ricos em matéria orgânica, intrudidos por intrusões básicas de idade cretácea (Formação Serra Geral). Tal unidade se destaca na Bacia do Paraná por constituir um sistema petrolífero atípico, nos quais seus folhelhos betuminosos constituem potenciais geradores de hidrocarbonetos e as fraturas neles contidas constituírem condutos para a passagem de óleo. No entanto, pouco se conhece sobre as transformações ao redor do contato em halo térmico produzido pelas intrusões, em especial sobre as rochas carbonáticas. Na região de Rio Claro (SP), as pedreiras Partecal e Stavias exibem soleiras intrudidas no topo da Formação Irati (Membro Assistência). Para investigar a influência térmica da intrusão e dos fluidos percolantes nas rochas carbonáticas, foram analisadas amostras de rochas encaixantes por petrografia, microssonda eletrônica de varredura (MEV), isótopos estáveis de carbono e carbono orgânico total (COT). A partir de análises petrográficas e de MEV, interpretou-se uma auréola de alteração, com bordas irregulares, sob influência de um metamorfismo de contato (hornfels). A partir da associação mineral Tremolita-Diopsídio-Calcita, estabeleceu-se reações metamórficas baseadas em protóltios dolomitos silicosos. Foram identificados minerais neoformados de maior temperatura em porções mais proximais das intrusões, como wollastonita e diopsídio (~600°C). As análises de isótopos estáveis de carbono na pedreira Partecal apresentaram valores δ¹³Cbulk de -7,40 a -0,60 ‰ (VPDB) e -27,55 a -25,20 ‰ (VPDB) para δ¹³Corg. Já a pedreira Stavias apresentou valores de isótopos estáveis de carbono δ¹³Cbulk de -19,41 a +9,71 ‰ (VPDB) e -6,93 a -27,36 ‰ (VPDB) para δ¹³Corg. Essa heterogeneidade isotópica do carbono foi atribuída tanto ao evento termometamórfico como ao processo de devolatização do CO2, durante a fluidização. As análises de COT resultaram em baixos percentuais de matéria orgânica, com uma média de <1%. Propõe-se que a intrusão corroborou com a degradação da matéria orgânica através da gaseificação dos hidrocarbonetos.

The Irati Formation is a Permian unit characterized by an intercalation of carbonate rocks and black shales rich in organic matter, intruded by retaceuos mafic intrusions (Serra Geral Formation). The Irati stands out in the Paraná Basin for constituting an atypical petroleum system, where its bituminous shales represent potential hydrocarbon source. However, little is known about the transformations around the contact in the Rio Claro region (São Paulo state, Brazil), the Partecal and Stavias quarries display intrusions at the top of the Irati Formation (Assistência Member). In order to investigate the thermal influence of the intrusion and the percolating fluids on the carbonate rocks, samples of host rocks were analyzed using petrography, scanning electron microscopy (SEM), stable carbon isotopes, and total organic carbon (TOC). Petrographic and SEM analyses revealed an alteration aureole with irregular borders, influenced by contact metamorphism (hornfels). Based on the mineral association Tremolite-Diopside-Calcite, metamorphism (hornfels), metamorphic reaction was established, mainly involving siliceous dolomitc protoliths. Neoformed minerals with higher temperatures were identified in the portions closer to the intrusions, such as wollastonite and diopside (~600°C). The stable carbon isotope analyses at Partecal quarry showed δ¹³Cbulk values ranging from -7.40 to -0.60 ‰ (VPDB), and δ¹³Corg values ranging from -27.55 to -25.20 ‰ (VPDB). On the other hand, Stavias quarry exhibited stable carbon isotope values of δ¹³Cbulk ranging from - 19.41 to +9.71 ‰ (VPDB), and δ¹³Corg values ranging from -6.93 to -27.36 ‰ (VPDB). This isotopic heterogeneity of carbon has been attributed to both the thermometamorphic event and the devolatilization process of CO2 during fluidization. Total organic carbon (COT) analyses resulted in low percentages of organic matter, with an average of less than 1%. It is proposed that the intrusion contributed to the degradation of organic matter through hydrocarbon gasification.