As camadas de carvão de idade Permiana da Formação Rio Bonito de Candiota constituem o maior depósito do país. Atualmente são mineradas duas camadas, denominadas “Camada Candiota Superior” e “Camada Candiota Inferior”. As outras camadas, S1-S9 (camadas superiores) e I1-I5 (camadas inferiores), não são explotadas. O objetivo deste trabalho foi realizar um detalhamento das camadas inferiores, superiores e Banco Louco do depósito, utilizando como metodologia a aplicação dos conceitos de sedimentologia e estratigrafia de sequências; petrologia do carvão (descrição dos litotipos, análise da reflectância da vitrinita e análise de macerais) e análises químicas (imediatas, elementares, poder calorífico e difração de raios X). Foram identificados quatro sistemas deposicionais na área: leque aluvial, fluvial, laguna-barreira e marinho raso. A partir da base, a sucessão de litofácies compreende conglomerados matriz-suportado e arenitos grossos, sugerindo um ambiente típico para sistemas de leques aluviais e fluviais, com camadas de carvão pouco desenvolvidas (camadas inferiores). As principais camadas de carvão (espessas e contínuas) ocorrem no subambiente lagunar, no final do Trato de Sistemas Transgressivo da seqüência 2. As camadas superiores desenvolvem-se no Trato de Sistemas de Nível Alto e Trato de Sistemas de Nível Baixo, sendo tipicamente finas e descontinuas. Em seguida ocorrem sedimentos marinhos no topo da seção (Formação Palermo), sobrepostos à sucessão portadora de carvão. Os resultados das reflectâncias da vitrinita das camadas analisadas indicam um rank de carvão sub-bituminoso C (Rrandom= 0,36% - 0,47%), com evidências de alguns valores anômalos baixos relacionados ao alto conteúdo de matéria mineral. A análise dos litotipos determinou o litotipo fosco (durênio) predominante. A composição dos macerais é altamente variável, com algumas camadas extremamente ricas em macerais do grupo da inertinita (fusinita, semifusinita, inertodetrinita). A petrologia juntamente com a estratigrafia de seqüências mostra que as características do carvão são controladas pelo ambiente deposicional. Os resultados da análise elementar apresentam teores médios em peso das amostras de 28,3% para o carbono, 2,8% para o hidrogênio, 0,6% para o nitrogênio, 1,9% para o enxofre total e 20,3% para o oxigênio. A matéria volátil apresenta em média 43,6% em peso (d.a.f.) classificando as camadas de carvão como sub-bituminoso A. O poder calorífico calculado em uma base seca e livre de cinzas (d.a.f.) obteve valor médio de 5588 cal/g, classificando as amostras como sub-bituminoso B. Através da difração de raios X a mineralogia é constituída principalmente por quartzo, caolinita e ilita. As camadas de carvão analisadas são ricas em cinzas, utilizando os critérios do International Classification of in-Seam Coals (1998), a maioria das camadas é classificada como carvões de categoria muito inferior, entretanto, as camadas S4, I1, I4 e I5 são classificadas como rochas carbonosas (>50% em peso de cinza). Conforme dados da CRM, a usina termelétrica Presidente Médici pode operar com até 53% % em peso de cinzas e 2,0 de enxofre total. Assim sendo, as camadas S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 e I4 atenderiam as exigências de teor de cinzas e enxofre total máximo e exigido pela termelétrica. / The Candiota Coalfield, RS, is the largest coal deposit in the country, with coal seams developed in the Permian age the Rio Bonito Formation. Currently two seams are mined, called "Seam Candiota Superior" and "Seam Candiota Inferior". The other seams, S1-S9 (upper seams) and I1-I5 (lower seams) have not being mined so far. The aim of the present study was a characterization of the lower and upper seams of the deposit using methods of sequence stratigraphy and sedimentology, coal petrology (coal lithotypes, vitrinite reflectance, maceral analyses), and chemical characterization (proximate analysis, ultimate analysis, calorific value determination and x-ray diffraction). Sedimentological analyses identified four depositional systems in the area: alluvial fan, fluvial, lagoon-barrier and shallow marine. From the base, the succession of lithofacies comprises matrix-supported conglomerates and coarse grained sandstones, suggesting a typical environment for systems dominated by alluvial fans and river, with poorly developed coal seams (lower seams). The main coal seams (continuous, thick) occur in a lagoon-type subenvironment at the final stage of a transgressive systems tract of sequence 2. The upper seams developed in a Highstand Systems Tract and Lowstand Systems Tract, and are typically thin and discontinuous. Marine sediments occur at the top of the section (Palermo Formation), overlapping the coal-bearing strata. The results of the vitrinite reflectance measurements of the coal seams indicate a rank of sub-bituminous C (Rrandom = 0.36 - 0.47%), with evidence of some anomalous low values related to the high content of mineral matter. The dominant lithotype in the coal seams is durain. The maceral composition is highly variable, with some seams extremely rich in the maceral group inertinita (fusinite, semifusinite, inertodetrinite). The petrology along with the sequence stratigraphic interpretation show that the characteristics of the coal seams are controlled by depositional environment. Results from elemental analysis show that the average content (wt.%) were: 28.3% carbon, 2.8 % hydrogen, 0.6% for nitrogen, 1.9% for total sulfur and 20.3% for oxygen. The average volatile matter content obtained from proximate analyses is 43.6 wt% (daf), classifying the seams as sub-bituminous A. The average calorific value calculated on an dry, ash-free basis (daf) is 5588 cal /g, classifying the samples as sub-bituminous B. Based on results from x-ray diffraction the mineralogy consists mainly of quartz, kaolinite and illite. The coal seams are rich in ashes, ranging from 32,0 to 62,3 wt%, with most seams according to the International Classification System ranked as very low quality coals. Seams such as S4, I1, I4 and I5 are classified as carbonaceous rocks (> 50 wt.% ash). According to data from CRM, the President Medici power plant in Candiota can operate with coal containing of up to 53% wt% ash and 2,0 wt% total sulfur. Thus, coal seams S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 and I4 meet the requirements of maximum ash and total sulphur contents for combustion in the power plant.

No Brasil, as jazidas de carvão do nordeste do Rio Grande do Sul são consideradas como o maior potencial para reservatórios de gás metano associado com camadas de carvão (CBM). O objetivo desse estudo é avaliação do potencial da jazida Chico Lomã em relação ao gás natural associado com as camadas de carvão, através da realização de sondagem para coleta de testemunhos, seguido por medidas de desorção de gás para determinação do conteúdo de gás total. Para caracterização petrológica, foram realizadas descrição de litotipos, refletância da vitrinita e análise de macerais. A caracterização química incluiu análise imediata e elementar, poder calorífico, teor de enxofre, difração de raios X e fluorescência de raios X. Além disso, no gás coletado, foram analisados isótopos estáveis de carbono e hidrogênio e composição do gás. As amostras foram também analisadas quanto à capacidade de adsorção de metano. Para a área de estudo foi gerado um modelo geológico 3D para calcular o volume de carvão na jazida, seguido por uma avaliação do volume de gás associado com carvão. Os resultados indicam uma espessura cumulativa de 11, 46 m de carvão no poço CBM 001-CL-RS, associado com uma intrusão ígnea com 11 m de espessura, o que elevou o nível da refletância da vitrinita na zona de contato transformando parcialmente carvão em coque natural em distâncias menores que 2 m da intrusão. Os resultados da análise petrográfica da refletância da vitrinita do carvão indicam um range de 0.55 – 4.42 %Rrandom. A distribuição dos macerais indica maiores valores de vitrinita no topo da sequência. O conteúdo de liptinita mostra um range de ausente até 6,2%, enquanto o conteúdo de inertinita varia de 5,8 até 33,6%, com os maiores valores em direção à base da sequência. O conteúdo de matéria mineral, baseado em análises óticas, consiste principalmente de argilas, seguida de carbonato, pirita e quartzo. O teor de cinzas, baseado na análise imediata, mostra uma variação de 29,06 a 82,78%, com os maiores valores abaixo da intrusão ígnea. O conteúdo de matéria volátil apresenta correlação inversa com o aumento da refletância. O conteúdo de carbono (d.a.f.) aumenta com a refletância. O teor de enxofre mostra valores mais elevados nas amostras do topo da Formação Rio Bonito, bem como o poder calorífico. A análise da difração de raios X mostra que a maioria das amostras são constituídas principalmente de quartzo, caolinita, albita e calcita. A análise de fluorescência de raios X mostra maiores concentrações de Si, Al e Fe, porém também foram identificados elementos calcófilos, litófilos e siderófilos. As medidas de desorção do gás variam de 0,051 até 0,740 cm3/g carvão nas camadas acima da intrusão, enquanto que nas camadas abaixo da intrusão não foi determinado gás. Os valores dos isótopos de carbono e hidrogênio atribuem origem termogênica ao gás enquanto que metano é o principal componente no gás. A capacidade de adsorção de metano das amostras varia de 2,50 a 6,50 cm3 sugerindo uma insaturação das camadas de carvão. Baseado no modelo geológico 3D e nos dados analíticos, 7,152 bilhões de toneladas de carvão foram estimados para a jazida Chico Lomã, associado com 1,32 bilhões de m3 de gás. / In Brazil, the coal deposits in northeastern Rio Grande do Sul are considered to have the greatest potential for storage of methane gas associated with coal seams (CBM). The aim of this study is to evaluate the potential of the Chico Lomã coalfield in relation to natural gas associated with coal seams, by carrying out a CBM test well to collect samples, followed by gas desorption measurements to determine the total gas content. For petrological characterization, were performed description of lithotypes, vitrinite reflectance and maceral analysis. Chemical characterization included proximate and ultimate analyses, calorific value, sulfur content, X-ray diffraction and X-ray fluorescence. In addition, the gas collected was analysed for stable carbon and hydrogen isotopes and gas composition. The samples were also analyzed for methane adsorption capacities. For the study area a 3D geological model was generated to calculate the volume of coal in the coalfield, followed by assessment of gas volume associated with the coal. The results indicate a cumulative coal thickness of 11, 46 m in well CBM 001-CL-RS, associated with an igneous intrusion of 11 m thickness, which increased the level of vitrinite reflectance in the contact zone partially transforming the coal to natural coke at distances less than 2 m of the intrusion. The results of the petrographic analysis of coal vitrinite reflectance indicate a range from 0.55 to 4.42 Rrandom%. The maceral distribution indicates higher values of vitrinite at the top of the sequence. The content of liptinite shows a range from nil to 6.2%, whereas the content of inertinite ranges from 5.8 to 33.6%, with the highest values towards the base of the sequence. The mineral matter content, based on optical analyses, consists mainly of clay, followed by carbonate, pyrite and quartz. The ash content, based on proximate analysis, shows a variation from 29.06 to 82.78%, with the highest values below the igneous intrusion. The volatile matter content shows an inverse correlation with the increase in reflectance. The carbon content (d.a.f.) increase with reflectance. The sulfur content shows higher values in samples from the top of the Rio Bonito Formation, as well the calorific value. X-ray diffraction analysis shows that most samples consist mainly of quartz, kaolinite, albite and calcite. X-ray fluorescence analysis shows higher concentrations of Si, Al and Fe, but also chalcophile, lithophile and siderophile elements were identified. The desorption gas measurements vary from 0,051 to 0.740 cm3 / g in seams above the intrusion, whereas in the seams below the intrusions no gas was determined. The carbon and hydrogen isotope values suggest a thermogenic origin of the gas, whereas methane is the predominant compound of the gas. The methane adsorption capacity of the samples varies from 2.50 to 6.50 cm3 suggesting an under-saturation of the coal seams. Based on the 3D geological model and analytical data 7.152 billion tons of coal were estimated for the Chico Lomã coalfield, associated with 1.32 billion m3 of gas.

Atualmente, o CBM (coalbed methane) representa uma importante fonte de energia alternativa. A mais importante sucessão sedimentar portadora de carvão ocorre na Bacia do Paraná. Este trabalho tem por objetivo analisar as características químicas e petrológicas das camadas de carvão de três furos de sondagens, realizados recentemente na jazida Sul Catarinense no estado de Santa Catarina, com o intuito de avaliar a capacidade de geração de gás metano associado. As sondagens realizadas (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 e CBM-SC-2013) localizam-se no município de Araranguá e Treviso (SC). A metodologia utilizada teve início com a coleta de amostras de carvão que foram preparadas e submetidas à análise petrográfica e química. Foram amostradas sete camadas de carvão da Formação Rio Bonito: Barro Branco, Irapuá, camada A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré- Bonito Superior e Pré-Bonito Inferior. A descrição de litotipos mostrou um predomínio de carvão fosco bandado (BD) no furo CBM-SC-2012 e carvão fosco (D) no furo CBM-SC-2013. Os resultados petrográficos obtidos indicaram valores médios de 0,60 a 1,26% Rrandom nas camadas analisadas, classificando as camadas segundo o rank desde betuminoso alto volátil C até betuminoso médio volátil. A análise de macerais mostra variação na composição das camadas, com predomínio de vitrinita e inertinita. Quanto a análise imediata, as amostras apresentaram uma variação de 34,93 a 65,70% em peso de cinza, já o poder calorífico superior varia de 1858,0 a 5074,8 cal/g. O conteúdo de carbono varia de 4,15 a 65,81 % em peso, e o enxofre varia de 0,22 a 12,43 % em peso. De acordo com os parâmetros analisados, as camadas Barro Branco e Irapuá apresentam as condições necessárias para a geração de gás natural. / Currently, CBM (coalbed methane) is an important source of alternative energy. The most important coal bearing sedimentary succession in Brazil occurs in the Paraná Basin, with major coal reserves occurring in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina.. The objectives of this study areto detrmine the chemical and petrological characteristics of coal seams from three boreholes (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 and CBM-SC-2013), conducted recently in South Santa Catarina coalfield located in the areas of Treviso and Araranguá (SC), in order to assess the capacity of the coal seams to generate and store methane. From these boreholes seven coal seams of the Rio Bonito Formation were sampled: Barro Branco, Irapuá, seam A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré-Bonito Superior and Pré-Bonito Inferior and were prepared for petrographical and chemical analyses. The description of lithotypes showed a predominance of banded dull (BD) in hole CBM-SC-2012 and dull (D) in hole CBM-SC-2013. Petrographic results indicated average vitrinite reflectance values from 0.60 to 1.26 % Rrandom, classifying the seams according to rank ranging from high volatile bituminous C to medium volatile bituminous. Maceral analysis shows significant variations in maceral composition of the seams, with a predominance of vitrinite and inertinite. Results from proximate analysis showed a variation from 34.93 to 65.70 wt% in ash yields, whereas the gross calorific value varied from 1858.0 to 5074.8 cal /g. The carbon content ranged from 4.15 to 65.81 wt%, and sulfur content ranged from 0.22 to 12.43 wt%. According to petrographical and chemical characteristics the Barro Branco and Irapuá seams are considered to have good gas generation and storage capacity, whereas the Bonito seam has less potential because of its richness in mineral matter (ash yield).

No Brasil, as jazidas de carvão do nordeste do Rio Grande do Sul são consideradas como o maior potencial para reservatórios de gás metano associado com camadas de carvão (CBM). O objetivo desse estudo é avaliação do potencial da jazida Chico Lomã em relação ao gás natural associado com as camadas de carvão, através da realização de sondagem para coleta de testemunhos, seguido por medidas de desorção de gás para determinação do conteúdo de gás total. Para caracterização petrológica, foram realizadas descrição de litotipos, refletância da vitrinita e análise de macerais. A caracterização química incluiu análise imediata e elementar, poder calorífico, teor de enxofre, difração de raios X e fluorescência de raios X. Além disso, no gás coletado, foram analisados isótopos estáveis de carbono e hidrogênio e composição do gás. As amostras foram também analisadas quanto à capacidade de adsorção de metano. Para a área de estudo foi gerado um modelo geológico 3D para calcular o volume de carvão na jazida, seguido por uma avaliação do volume de gás associado com carvão. Os resultados indicam uma espessura cumulativa de 11, 46 m de carvão no poço CBM 001-CL-RS, associado com uma intrusão ígnea com 11 m de espessura, o que elevou o nível da refletância da vitrinita na zona de contato transformando parcialmente carvão em coque natural em distâncias menores que 2 m da intrusão. Os resultados da análise petrográfica da refletância da vitrinita do carvão indicam um range de 0.55 – 4.42 %Rrandom. A distribuição dos macerais indica maiores valores de vitrinita no topo da sequência. O conteúdo de liptinita mostra um range de ausente até 6,2%, enquanto o conteúdo de inertinita varia de 5,8 até 33,6%, com os maiores valores em direção à base da sequência. O conteúdo de matéria mineral, baseado em análises óticas, consiste principalmente de argilas, seguida de carbonato, pirita e quartzo. O teor de cinzas, baseado na análise imediata, mostra uma variação de 29,06 a 82,78%, com os maiores valores abaixo da intrusão ígnea. O conteúdo de matéria volátil apresenta correlação inversa com o aumento da refletância. O conteúdo de carbono (d.a.f.) aumenta com a refletância. O teor de enxofre mostra valores mais elevados nas amostras do topo da Formação Rio Bonito, bem como o poder calorífico. A análise da difração de raios X mostra que a maioria das amostras são constituídas principalmente de quartzo, caolinita, albita e calcita. A análise de fluorescência de raios X mostra maiores concentrações de Si, Al e Fe, porém também foram identificados elementos calcófilos, litófilos e siderófilos. As medidas de desorção do gás variam de 0,051 até 0,740 cm3/g carvão nas camadas acima da intrusão, enquanto que nas camadas abaixo da intrusão não foi determinado gás. Os valores dos isótopos de carbono e hidrogênio atribuem origem termogênica ao gás enquanto que metano é o principal componente no gás. A capacidade de adsorção de metano das amostras varia de 2,50 a 6,50 cm3 sugerindo uma insaturação das camadas de carvão. Baseado no modelo geológico 3D e nos dados analíticos, 7,152 bilhões de toneladas de carvão foram estimados para a jazida Chico Lomã, associado com 1,32 bilhões de m3 de gás. / In Brazil, the coal deposits in northeastern Rio Grande do Sul are considered to have the greatest potential for storage of methane gas associated with coal seams (CBM). The aim of this study is to evaluate the potential of the Chico Lomã coalfield in relation to natural gas associated with coal seams, by carrying out a CBM test well to collect samples, followed by gas desorption measurements to determine the total gas content. For petrological characterization, were performed description of lithotypes, vitrinite reflectance and maceral analysis. Chemical characterization included proximate and ultimate analyses, calorific value, sulfur content, X-ray diffraction and X-ray fluorescence. In addition, the gas collected was analysed for stable carbon and hydrogen isotopes and gas composition. The samples were also analyzed for methane adsorption capacities. For the study area a 3D geological model was generated to calculate the volume of coal in the coalfield, followed by assessment of gas volume associated with the coal. The results indicate a cumulative coal thickness of 11, 46 m in well CBM 001-CL-RS, associated with an igneous intrusion of 11 m thickness, which increased the level of vitrinite reflectance in the contact zone partially transforming the coal to natural coke at distances less than 2 m of the intrusion. The results of the petrographic analysis of coal vitrinite reflectance indicate a range from 0.55 to 4.42 Rrandom%. The maceral distribution indicates higher values of vitrinite at the top of the sequence. The content of liptinite shows a range from nil to 6.2%, whereas the content of inertinite ranges from 5.8 to 33.6%, with the highest values towards the base of the sequence. The mineral matter content, based on optical analyses, consists mainly of clay, followed by carbonate, pyrite and quartz. The ash content, based on proximate analysis, shows a variation from 29.06 to 82.78%, with the highest values below the igneous intrusion. The volatile matter content shows an inverse correlation with the increase in reflectance. The carbon content (d.a.f.) increase with reflectance. The sulfur content shows higher values in samples from the top of the Rio Bonito Formation, as well the calorific value. X-ray diffraction analysis shows that most samples consist mainly of quartz, kaolinite, albite and calcite. X-ray fluorescence analysis shows higher concentrations of Si, Al and Fe, but also chalcophile, lithophile and siderophile elements were identified. The desorption gas measurements vary from 0,051 to 0.740 cm3 / g in seams above the intrusion, whereas in the seams below the intrusions no gas was determined. The carbon and hydrogen isotope values suggest a thermogenic origin of the gas, whereas methane is the predominant compound of the gas. The methane adsorption capacity of the samples varies from 2.50 to 6.50 cm3 suggesting an under-saturation of the coal seams. Based on the 3D geological model and analytical data 7.152 billion tons of coal were estimated for the Chico Lomã coalfield, associated with 1.32 billion m3 of gas.

Atualmente, o CBM (coalbed methane) representa uma importante fonte de energia alternativa. A mais importante sucessão sedimentar portadora de carvão ocorre na Bacia do Paraná. Este trabalho tem por objetivo analisar as características químicas e petrológicas das camadas de carvão de três furos de sondagens, realizados recentemente na jazida Sul Catarinense no estado de Santa Catarina, com o intuito de avaliar a capacidade de geração de gás metano associado. As sondagens realizadas (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 e CBM-SC-2013) localizam-se no município de Araranguá e Treviso (SC). A metodologia utilizada teve início com a coleta de amostras de carvão que foram preparadas e submetidas à análise petrográfica e química. Foram amostradas sete camadas de carvão da Formação Rio Bonito: Barro Branco, Irapuá, camada A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré- Bonito Superior e Pré-Bonito Inferior. A descrição de litotipos mostrou um predomínio de carvão fosco bandado (BD) no furo CBM-SC-2012 e carvão fosco (D) no furo CBM-SC-2013. Os resultados petrográficos obtidos indicaram valores médios de 0,60 a 1,26% Rrandom nas camadas analisadas, classificando as camadas segundo o rank desde betuminoso alto volátil C até betuminoso médio volátil. A análise de macerais mostra variação na composição das camadas, com predomínio de vitrinita e inertinita. Quanto a análise imediata, as amostras apresentaram uma variação de 34,93 a 65,70% em peso de cinza, já o poder calorífico superior varia de 1858,0 a 5074,8 cal/g. O conteúdo de carbono varia de 4,15 a 65,81 % em peso, e o enxofre varia de 0,22 a 12,43 % em peso. De acordo com os parâmetros analisados, as camadas Barro Branco e Irapuá apresentam as condições necessárias para a geração de gás natural. / Currently, CBM (coalbed methane) is an important source of alternative energy. The most important coal bearing sedimentary succession in Brazil occurs in the Paraná Basin, with major coal reserves occurring in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina.. The objectives of this study areto detrmine the chemical and petrological characteristics of coal seams from three boreholes (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 and CBM-SC-2013), conducted recently in South Santa Catarina coalfield located in the areas of Treviso and Araranguá (SC), in order to assess the capacity of the coal seams to generate and store methane. From these boreholes seven coal seams of the Rio Bonito Formation were sampled: Barro Branco, Irapuá, seam A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré-Bonito Superior and Pré-Bonito Inferior and were prepared for petrographical and chemical analyses. The description of lithotypes showed a predominance of banded dull (BD) in hole CBM-SC-2012 and dull (D) in hole CBM-SC-2013. Petrographic results indicated average vitrinite reflectance values from 0.60 to 1.26 % Rrandom, classifying the seams according to rank ranging from high volatile bituminous C to medium volatile bituminous. Maceral analysis shows significant variations in maceral composition of the seams, with a predominance of vitrinite and inertinite. Results from proximate analysis showed a variation from 34.93 to 65.70 wt% in ash yields, whereas the gross calorific value varied from 1858.0 to 5074.8 cal /g. The carbon content ranged from 4.15 to 65.81 wt%, and sulfur content ranged from 0.22 to 12.43 wt%. According to petrographical and chemical characteristics the Barro Branco and Irapuá seams are considered to have good gas generation and storage capacity, whereas the Bonito seam has less potential because of its richness in mineral matter (ash yield).

Atualmente, o CBM (coalbed methane) representa uma importante fonte de energia alternativa. A mais importante sucessão sedimentar portadora de carvão ocorre na Bacia do Paraná. Este trabalho tem por objetivo analisar as características químicas e petrológicas das camadas de carvão de três furos de sondagens, realizados recentemente na jazida Sul Catarinense no estado de Santa Catarina, com o intuito de avaliar a capacidade de geração de gás metano associado. As sondagens realizadas (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 e CBM-SC-2013) localizam-se no município de Araranguá e Treviso (SC). A metodologia utilizada teve início com a coleta de amostras de carvão que foram preparadas e submetidas à análise petrográfica e química. Foram amostradas sete camadas de carvão da Formação Rio Bonito: Barro Branco, Irapuá, camada A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré- Bonito Superior e Pré-Bonito Inferior. A descrição de litotipos mostrou um predomínio de carvão fosco bandado (BD) no furo CBM-SC-2012 e carvão fosco (D) no furo CBM-SC-2013. Os resultados petrográficos obtidos indicaram valores médios de 0,60 a 1,26% Rrandom nas camadas analisadas, classificando as camadas segundo o rank desde betuminoso alto volátil C até betuminoso médio volátil. A análise de macerais mostra variação na composição das camadas, com predomínio de vitrinita e inertinita. Quanto a análise imediata, as amostras apresentaram uma variação de 34,93 a 65,70% em peso de cinza, já o poder calorífico superior varia de 1858,0 a 5074,8 cal/g. O conteúdo de carbono varia de 4,15 a 65,81 % em peso, e o enxofre varia de 0,22 a 12,43 % em peso. De acordo com os parâmetros analisados, as camadas Barro Branco e Irapuá apresentam as condições necessárias para a geração de gás natural. / Currently, CBM (coalbed methane) is an important source of alternative energy. The most important coal bearing sedimentary succession in Brazil occurs in the Paraná Basin, with major coal reserves occurring in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina.. The objectives of this study areto detrmine the chemical and petrological characteristics of coal seams from three boreholes (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 and CBM-SC-2013), conducted recently in South Santa Catarina coalfield located in the areas of Treviso and Araranguá (SC), in order to assess the capacity of the coal seams to generate and store methane. From these boreholes seven coal seams of the Rio Bonito Formation were sampled: Barro Branco, Irapuá, seam A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré-Bonito Superior and Pré-Bonito Inferior and were prepared for petrographical and chemical analyses. The description of lithotypes showed a predominance of banded dull (BD) in hole CBM-SC-2012 and dull (D) in hole CBM-SC-2013. Petrographic results indicated average vitrinite reflectance values from 0.60 to 1.26 % Rrandom, classifying the seams according to rank ranging from high volatile bituminous C to medium volatile bituminous. Maceral analysis shows significant variations in maceral composition of the seams, with a predominance of vitrinite and inertinite. Results from proximate analysis showed a variation from 34.93 to 65.70 wt% in ash yields, whereas the gross calorific value varied from 1858.0 to 5074.8 cal /g. The carbon content ranged from 4.15 to 65.81 wt%, and sulfur content ranged from 0.22 to 12.43 wt%. According to petrographical and chemical characteristics the Barro Branco and Irapuá seams are considered to have good gas generation and storage capacity, whereas the Bonito seam has less potential because of its richness in mineral matter (ash yield).

As camadas de carvão de idade Permiana da Formação Rio Bonito de Candiota constituem o maior depósito do país. Atualmente são mineradas duas camadas, denominadas “Camada Candiota Superior” e “Camada Candiota Inferior”. As outras camadas, S1-S9 (camadas superiores) e I1-I5 (camadas inferiores), não são explotadas. O objetivo deste trabalho foi realizar um detalhamento das camadas inferiores, superiores e Banco Louco do depósito, utilizando como metodologia a aplicação dos conceitos de sedimentologia e estratigrafia de sequências; petrologia do carvão (descrição dos litotipos, análise da reflectância da vitrinita e análise de macerais) e análises químicas (imediatas, elementares, poder calorífico e difração de raios X). Foram identificados quatro sistemas deposicionais na área: leque aluvial, fluvial, laguna-barreira e marinho raso. A partir da base, a sucessão de litofácies compreende conglomerados matriz-suportado e arenitos grossos, sugerindo um ambiente típico para sistemas de leques aluviais e fluviais, com camadas de carvão pouco desenvolvidas (camadas inferiores). As principais camadas de carvão (espessas e contínuas) ocorrem no subambiente lagunar, no final do Trato de Sistemas Transgressivo da seqüência 2. As camadas superiores desenvolvem-se no Trato de Sistemas de Nível Alto e Trato de Sistemas de Nível Baixo, sendo tipicamente finas e descontinuas. Em seguida ocorrem sedimentos marinhos no topo da seção (Formação Palermo), sobrepostos à sucessão portadora de carvão. Os resultados das reflectâncias da vitrinita das camadas analisadas indicam um rank de carvão sub-bituminoso C (Rrandom= 0,36% - 0,47%), com evidências de alguns valores anômalos baixos relacionados ao alto conteúdo de matéria mineral. A análise dos litotipos determinou o litotipo fosco (durênio) predominante. A composição dos macerais é altamente variável, com algumas camadas extremamente ricas em macerais do grupo da inertinita (fusinita, semifusinita, inertodetrinita). A petrologia juntamente com a estratigrafia de seqüências mostra que as características do carvão são controladas pelo ambiente deposicional. Os resultados da análise elementar apresentam teores médios em peso das amostras de 28,3% para o carbono, 2,8% para o hidrogênio, 0,6% para o nitrogênio, 1,9% para o enxofre total e 20,3% para o oxigênio. A matéria volátil apresenta em média 43,6% em peso (d.a.f.) classificando as camadas de carvão como sub-bituminoso A. O poder calorífico calculado em uma base seca e livre de cinzas (d.a.f.) obteve valor médio de 5588 cal/g, classificando as amostras como sub-bituminoso B. Através da difração de raios X a mineralogia é constituída principalmente por quartzo, caolinita e ilita. As camadas de carvão analisadas são ricas em cinzas, utilizando os critérios do International Classification of in-Seam Coals (1998), a maioria das camadas é classificada como carvões de categoria muito inferior, entretanto, as camadas S4, I1, I4 e I5 são classificadas como rochas carbonosas (>50% em peso de cinza). Conforme dados da CRM, a usina termelétrica Presidente Médici pode operar com até 53% % em peso de cinzas e 2,0 de enxofre total. Assim sendo, as camadas S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 e I4 atenderiam as exigências de teor de cinzas e enxofre total máximo e exigido pela termelétrica. / The Candiota Coalfield, RS, is the largest coal deposit in the country, with coal seams developed in the Permian age the Rio Bonito Formation. Currently two seams are mined, called "Seam Candiota Superior" and "Seam Candiota Inferior". The other seams, S1-S9 (upper seams) and I1-I5 (lower seams) have not being mined so far. The aim of the present study was a characterization of the lower and upper seams of the deposit using methods of sequence stratigraphy and sedimentology, coal petrology (coal lithotypes, vitrinite reflectance, maceral analyses), and chemical characterization (proximate analysis, ultimate analysis, calorific value determination and x-ray diffraction). Sedimentological analyses identified four depositional systems in the area: alluvial fan, fluvial, lagoon-barrier and shallow marine. From the base, the succession of lithofacies comprises matrix-supported conglomerates and coarse grained sandstones, suggesting a typical environment for systems dominated by alluvial fans and river, with poorly developed coal seams (lower seams). The main coal seams (continuous, thick) occur in a lagoon-type subenvironment at the final stage of a transgressive systems tract of sequence 2. The upper seams developed in a Highstand Systems Tract and Lowstand Systems Tract, and are typically thin and discontinuous. Marine sediments occur at the top of the section (Palermo Formation), overlapping the coal-bearing strata. The results of the vitrinite reflectance measurements of the coal seams indicate a rank of sub-bituminous C (Rrandom = 0.36 - 0.47%), with evidence of some anomalous low values related to the high content of mineral matter. The dominant lithotype in the coal seams is durain. The maceral composition is highly variable, with some seams extremely rich in the maceral group inertinita (fusinite, semifusinite, inertodetrinite). The petrology along with the sequence stratigraphic interpretation show that the characteristics of the coal seams are controlled by depositional environment. Results from elemental analysis show that the average content (wt.%) were: 28.3% carbon, 2.8 % hydrogen, 0.6% for nitrogen, 1.9% for total sulfur and 20.3% for oxygen. The average volatile matter content obtained from proximate analyses is 43.6 wt% (daf), classifying the seams as sub-bituminous A. The average calorific value calculated on an dry, ash-free basis (daf) is 5588 cal /g, classifying the samples as sub-bituminous B. Based on results from x-ray diffraction the mineralogy consists mainly of quartz, kaolinite and illite. The coal seams are rich in ashes, ranging from 32,0 to 62,3 wt%, with most seams according to the International Classification System ranked as very low quality coals. Seams such as S4, I1, I4 and I5 are classified as carbonaceous rocks (> 50 wt.% ash). According to data from CRM, the President Medici power plant in Candiota can operate with coal containing of up to 53% wt% ash and 2,0 wt% total sulfur. Thus, coal seams S3, S6, S7, S8, S9, BL, I3 and I4 meet the requirements of maximum ash and total sulphur contents for combustion in the power plant.

No Brasil, as jazidas de carvão do nordeste do Rio Grande do Sul são consideradas como o maior potencial para reservatórios de gás metano associado com camadas de carvão (CBM). O objetivo desse estudo é avaliação do potencial da jazida Chico Lomã em relação ao gás natural associado com as camadas de carvão, através da realização de sondagem para coleta de testemunhos, seguido por medidas de desorção de gás para determinação do conteúdo de gás total. Para caracterização petrológica, foram realizadas descrição de litotipos, refletância da vitrinita e análise de macerais. A caracterização química incluiu análise imediata e elementar, poder calorífico, teor de enxofre, difração de raios X e fluorescência de raios X. Além disso, no gás coletado, foram analisados isótopos estáveis de carbono e hidrogênio e composição do gás. As amostras foram também analisadas quanto à capacidade de adsorção de metano. Para a área de estudo foi gerado um modelo geológico 3D para calcular o volume de carvão na jazida, seguido por uma avaliação do volume de gás associado com carvão. Os resultados indicam uma espessura cumulativa de 11, 46 m de carvão no poço CBM 001-CL-RS, associado com uma intrusão ígnea com 11 m de espessura, o que elevou o nível da refletância da vitrinita na zona de contato transformando parcialmente carvão em coque natural em distâncias menores que 2 m da intrusão. Os resultados da análise petrográfica da refletância da vitrinita do carvão indicam um range de 0.55 – 4.42 %Rrandom. A distribuição dos macerais indica maiores valores de vitrinita no topo da sequência. O conteúdo de liptinita mostra um range de ausente até 6,2%, enquanto o conteúdo de inertinita varia de 5,8 até 33,6%, com os maiores valores em direção à base da sequência. O conteúdo de matéria mineral, baseado em análises óticas, consiste principalmente de argilas, seguida de carbonato, pirita e quartzo. O teor de cinzas, baseado na análise imediata, mostra uma variação de 29,06 a 82,78%, com os maiores valores abaixo da intrusão ígnea. O conteúdo de matéria volátil apresenta correlação inversa com o aumento da refletância. O conteúdo de carbono (d.a.f.) aumenta com a refletância. O teor de enxofre mostra valores mais elevados nas amostras do topo da Formação Rio Bonito, bem como o poder calorífico. A análise da difração de raios X mostra que a maioria das amostras são constituídas principalmente de quartzo, caolinita, albita e calcita. A análise de fluorescência de raios X mostra maiores concentrações de Si, Al e Fe, porém também foram identificados elementos calcófilos, litófilos e siderófilos. As medidas de desorção do gás variam de 0,051 até 0,740 cm3/g carvão nas camadas acima da intrusão, enquanto que nas camadas abaixo da intrusão não foi determinado gás. Os valores dos isótopos de carbono e hidrogênio atribuem origem termogênica ao gás enquanto que metano é o principal componente no gás. A capacidade de adsorção de metano das amostras varia de 2,50 a 6,50 cm3 sugerindo uma insaturação das camadas de carvão. Baseado no modelo geológico 3D e nos dados analíticos, 7,152 bilhões de toneladas de carvão foram estimados para a jazida Chico Lomã, associado com 1,32 bilhões de m3 de gás. / In Brazil, the coal deposits in northeastern Rio Grande do Sul are considered to have the greatest potential for storage of methane gas associated with coal seams (CBM). The aim of this study is to evaluate the potential of the Chico Lomã coalfield in relation to natural gas associated with coal seams, by carrying out a CBM test well to collect samples, followed by gas desorption measurements to determine the total gas content. For petrological characterization, were performed description of lithotypes, vitrinite reflectance and maceral analysis. Chemical characterization included proximate and ultimate analyses, calorific value, sulfur content, X-ray diffraction and X-ray fluorescence. In addition, the gas collected was analysed for stable carbon and hydrogen isotopes and gas composition. The samples were also analyzed for methane adsorption capacities. For the study area a 3D geological model was generated to calculate the volume of coal in the coalfield, followed by assessment of gas volume associated with the coal. The results indicate a cumulative coal thickness of 11, 46 m in well CBM 001-CL-RS, associated with an igneous intrusion of 11 m thickness, which increased the level of vitrinite reflectance in the contact zone partially transforming the coal to natural coke at distances less than 2 m of the intrusion. The results of the petrographic analysis of coal vitrinite reflectance indicate a range from 0.55 to 4.42 Rrandom%. The maceral distribution indicates higher values of vitrinite at the top of the sequence. The content of liptinite shows a range from nil to 6.2%, whereas the content of inertinite ranges from 5.8 to 33.6%, with the highest values towards the base of the sequence. The mineral matter content, based on optical analyses, consists mainly of clay, followed by carbonate, pyrite and quartz. The ash content, based on proximate analysis, shows a variation from 29.06 to 82.78%, with the highest values below the igneous intrusion. The volatile matter content shows an inverse correlation with the increase in reflectance. The carbon content (d.a.f.) increase with reflectance. The sulfur content shows higher values in samples from the top of the Rio Bonito Formation, as well the calorific value. X-ray diffraction analysis shows that most samples consist mainly of quartz, kaolinite, albite and calcite. X-ray fluorescence analysis shows higher concentrations of Si, Al and Fe, but also chalcophile, lithophile and siderophile elements were identified. The desorption gas measurements vary from 0,051 to 0.740 cm3 / g in seams above the intrusion, whereas in the seams below the intrusions no gas was determined. The carbon and hydrogen isotope values suggest a thermogenic origin of the gas, whereas methane is the predominant compound of the gas. The methane adsorption capacity of the samples varies from 2.50 to 6.50 cm3 suggesting an under-saturation of the coal seams. Based on the 3D geological model and analytical data 7.152 billion tons of coal were estimated for the Chico Lomã coalfield, associated with 1.32 billion m3 of gas.

Atualmente, o CBM (coalbed methane) representa uma importante fonte de energia alternativa. A mais importante sucessão sedimentar portadora de carvão ocorre na Bacia do Paraná. Este trabalho tem por objetivo analisar as características químicas e petrológicas das camadas de carvão de três furos de sondagens, realizados recentemente na jazida Sul Catarinense no estado de Santa Catarina, com o intuito de avaliar a capacidade de geração de gás metano associado. As sondagens realizadas (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 e CBM-SC-2013) localizam-se no município de Araranguá e Treviso (SC). A metodologia utilizada teve início com a coleta de amostras de carvão que foram preparadas e submetidas à análise petrográfica e química. Foram amostradas sete camadas de carvão da Formação Rio Bonito: Barro Branco, Irapuá, camada A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré- Bonito Superior e Pré-Bonito Inferior. A descrição de litotipos mostrou um predomínio de carvão fosco bandado (BD) no furo CBM-SC-2012 e carvão fosco (D) no furo CBM-SC-2013. Os resultados petrográficos obtidos indicaram valores médios de 0,60 a 1,26% Rrandom nas camadas analisadas, classificando as camadas segundo o rank desde betuminoso alto volátil C até betuminoso médio volátil. A análise de macerais mostra variação na composição das camadas, com predomínio de vitrinita e inertinita. Quanto a análise imediata, as amostras apresentaram uma variação de 34,93 a 65,70% em peso de cinza, já o poder calorífico superior varia de 1858,0 a 5074,8 cal/g. O conteúdo de carbono varia de 4,15 a 65,81 % em peso, e o enxofre varia de 0,22 a 12,43 % em peso. De acordo com os parâmetros analisados, as camadas Barro Branco e Irapuá apresentam as condições necessárias para a geração de gás natural. / Currently, CBM (coalbed methane) is an important source of alternative energy. The most important coal bearing sedimentary succession in Brazil occurs in the Paraná Basin, with major coal reserves occurring in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina.. The objectives of this study areto detrmine the chemical and petrological characteristics of coal seams from three boreholes (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 and CBM-SC-2013), conducted recently in South Santa Catarina coalfield located in the areas of Treviso and Araranguá (SC), in order to assess the capacity of the coal seams to generate and store methane. From these boreholes seven coal seams of the Rio Bonito Formation were sampled: Barro Branco, Irapuá, seam A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré-Bonito Superior and Pré-Bonito Inferior and were prepared for petrographical and chemical analyses. The description of lithotypes showed a predominance of banded dull (BD) in hole CBM-SC-2012 and dull (D) in hole CBM-SC-2013. Petrographic results indicated average vitrinite reflectance values from 0.60 to 1.26 % Rrandom, classifying the seams according to rank ranging from high volatile bituminous C to medium volatile bituminous. Maceral analysis shows significant variations in maceral composition of the seams, with a predominance of vitrinite and inertinite. Results from proximate analysis showed a variation from 34.93 to 65.70 wt% in ash yields, whereas the gross calorific value varied from 1858.0 to 5074.8 cal /g. The carbon content ranged from 4.15 to 65.81 wt%, and sulfur content ranged from 0.22 to 12.43 wt%. According to petrographical and chemical characteristics the Barro Branco and Irapuá seams are considered to have good gas generation and storage capacity, whereas the Bonito seam has less potential because of its richness in mineral matter (ash yield).

Atualmente, o CBM (coalbed methane) representa uma importante fonte de energia alternativa. A mais importante sucessão sedimentar portadora de carvão ocorre na Bacia do Paraná. Este trabalho tem por objetivo analisar as características químicas e petrológicas das camadas de carvão de três furos de sondagens, realizados recentemente na jazida Sul Catarinense no estado de Santa Catarina, com o intuito de avaliar a capacidade de geração de gás metano associado. As sondagens realizadas (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 e CBM-SC-2013) localizam-se no município de Araranguá e Treviso (SC). A metodologia utilizada teve início com a coleta de amostras de carvão que foram preparadas e submetidas à análise petrográfica e química. Foram amostradas sete camadas de carvão da Formação Rio Bonito: Barro Branco, Irapuá, camada A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré- Bonito Superior e Pré-Bonito Inferior. A descrição de litotipos mostrou um predomínio de carvão fosco bandado (BD) no furo CBM-SC-2012 e carvão fosco (D) no furo CBM-SC-2013. Os resultados petrográficos obtidos indicaram valores médios de 0,60 a 1,26% Rrandom nas camadas analisadas, classificando as camadas segundo o rank desde betuminoso alto volátil C até betuminoso médio volátil. A análise de macerais mostra variação na composição das camadas, com predomínio de vitrinita e inertinita. Quanto a análise imediata, as amostras apresentaram uma variação de 34,93 a 65,70% em peso de cinza, já o poder calorífico superior varia de 1858,0 a 5074,8 cal/g. O conteúdo de carbono varia de 4,15 a 65,81 % em peso, e o enxofre varia de 0,22 a 12,43 % em peso. De acordo com os parâmetros analisados, as camadas Barro Branco e Irapuá apresentam as condições necessárias para a geração de gás natural. / Currently, CBM (coalbed methane) is an important source of alternative energy. The most important coal bearing sedimentary succession in Brazil occurs in the Paraná Basin, with major coal reserves occurring in the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina.. The objectives of this study areto detrmine the chemical and petrological characteristics of coal seams from three boreholes (CBM-SC-2011, CBM-SC-2012 and CBM-SC-2013), conducted recently in South Santa Catarina coalfield located in the areas of Treviso and Araranguá (SC), in order to assess the capacity of the coal seams to generate and store methane. From these boreholes seven coal seams of the Rio Bonito Formation were sampled: Barro Branco, Irapuá, seam A, Bonito Superior, Bonito Inferior, Pré-Bonito Superior and Pré-Bonito Inferior and were prepared for petrographical and chemical analyses. The description of lithotypes showed a predominance of banded dull (BD) in hole CBM-SC-2012 and dull (D) in hole CBM-SC-2013. Petrographic results indicated average vitrinite reflectance values from 0.60 to 1.26 % Rrandom, classifying the seams according to rank ranging from high volatile bituminous C to medium volatile bituminous. Maceral analysis shows significant variations in maceral composition of the seams, with a predominance of vitrinite and inertinite. Results from proximate analysis showed a variation from 34.93 to 65.70 wt% in ash yields, whereas the gross calorific value varied from 1858.0 to 5074.8 cal /g. The carbon content ranged from 4.15 to 65.81 wt%, and sulfur content ranged from 0.22 to 12.43 wt%. According to petrographical and chemical characteristics the Barro Branco and Irapuá seams are considered to have good gas generation and storage capacity, whereas the Bonito seam has less potential because of its richness in mineral matter (ash yield).