Análise de fácies sedimentares e quimioestratigrafia da Formação Irati, Grupo Passa Dois, no estado de São Paulo

Abstract

A Formação Irati é uma unidade permiana do Grupo Passa Dois conhecida como a mais prolífica unidade geradora de hidrocarbonetos da Bacia do Paraná. Formada pela sucessão siliciclástica-carbonática dos membros Taquaral e Assistência, essa unidade apresenta escassez de estudos sedimentológicos e quimioestratigráficos focados na análise de fácies sedimentares e geoquímica isotópica. Desta forma, são inúmeras as dúvidas quanto ao ambiente deposicional em que a unidade se formou, bem como à paleoprodutividade, paleotemperatura, paleobatimetria e paleosalinidade vigentes durante a sua deposição. Diante desta problemática, o presente trabalho buscou caracterizar o paleoambiente deposicional da Formação Irati no Estado de São Paulo a partir da análise de fácies e microfácies de duas seções colunares obtidas em afloramentos da região de Rio Claro-SP. Ademais, foram realizadas análises de isótopos de C e O em 16 amostras de carbonatos. Os dados obtidos revelaram valores de δ18O entre -4,63 e -7,92‰ e de δ13C entre -0,29 e +16,33‰ (PDB). Tais valores de δ13C extremamente positivos são considerados bastante incomuns, de forma que a investigação dos possíveis fatores que levaram a valores tão positivos permitiu associá-los a carbonatos de zonas metanogênicas, resultantes da combinação de aspectos paleogeográficos e paleoambientais. Afetada pela colisão entre a Placa Patagônica e a margem sul de Gondwana durante o Guadalupiano, a Bacia do Paraná teria passado por um progressivo encerramento, o que restringiu sua conexão com o oceano Panthalassa e abrigou um mar cada vez mais restrito em seu interior. Neste grande corpo de água intracontinental, desenvolveu-se um ambiente raso e redutor, de águas depletadas em sulfato, em um clima possivelmente árido. As condições de intensa metanogênese teriam resultado em carbono inorgânico dissolvido (CID) enriquecido em 13C. A tendência negativa observada na curva de δ18O sugere precipitação de carbonatos em um ambiente com aumento progressivo de salinidade, reforçando o incremento da taxa de evaporação em condições mais áridas. Considera-se, portanto, que a Formação Irati tenha se depositado em uma rampa carbonática mista em condições de foreshore e shoreface, em ambiente de pronunciada anoxia e elevada salinidade sob influência de metanogênese.

The Irati Formation is a Permian unit of the Passa Dois Group known as the most prolific hydrocarbon-generating unit in the Paraná Basin. Formed by the siliciclastic-carbonate succession of the Taquaral and Assistência members, this unit lacks sedimentological and chemostratigraphic studies focused on analyzing sedimentary facies and isotopic geochemistry. Thus, there are countless doubts as to the depositional environment in which the unit was formed, as well as the paleoproductivity, paleotemperature, paleobathymetry and paleosalinity in force during its deposition. In view of this problem, this study sought to characterize the depositional paleoenvironment of the Irati Formation in the state of São Paulo by analyzing the facies and microfacies of two columnar sections obtained from outcrops in the Rio Claro-SP region. Furthermore, C and O isotope analyses was performed on 16 carbonate samples. The data obtained revealed δ18O values between -4,63 and -7,92‰ and δ13C values between -0,29 and +16,33‰ (PDB). Such extremely positive δ13C values are considered quite unusual, so investigating the possible factors that led to such positive values allowed them to be associated with carbonates from methanogenic zones, resulting from a combination of paleogeographic and paleoenvironmental aspects. Affected by the collision between the Patagonian Plate and the southern margin of Gondwana during the Guadalupian, the Paraná Basin would have undergone a progressive closure, which restricted its connection with the Panthalassa Ocean and sheltered an increasingly restricted sea in its interior. In this large intracontinental body of water, a shallow, reducing environment of sulphate-depleted waters developed in a possibly arid climate. The conditions of intense methanogenesis would have resulted in dissolved inorganic carbon (DIC) enriched in 13C. The negative trend observed in the δ18O curve suggests carbonate precipitation in an environment with a progressive increase in salinity, reinforcing the increase in the evaporation rate in more arid conditions. The Irati Formation is therefore thought to have been deposited on a mixed carbonate ramp in foreshore and shoreface conditions, in an environment of pronounced anoxia and high salinity under the influence of methanogenesis.