O Grupo Guaritas (Eocambriano da Bacia do Camaquã, RS) é formado por rochas siliciclásticas, predominantemente arenosas e conglomeráticas, interpretadas como de origem aluvial e eólica. Esta unidade estratigráfica pode apresentar mais de 1500 m de espessura de sedimentos e abrange as formações Guarda Velha, Pedra das Torrinhas, Varzinha, Pedra Pintada e Serra do Apertado. O Grupo Guaritas relaciona-se a importantes eventos geológicos do sul do Brasil, pois registra o encerramento da sedimentação em bacia extensional do tipo rifte (Bacia do Camaquã) durante o Cambriano, a qual se desenvolveu em área que seria posteriormente recoberta por ampla bacia intracratônica (a Bacia do Paraná), a partir do Ordoviciano. Para contribuir com novas informações sobre a proveniência das unidades eopaleozóicas brasileiras, as rochas arenosas do Grupo Guaritas foram submetidas à análise de minerais pesados, petrografia de lâminas delgadas e luminescência opticamente estimulada (LOE). As análises de minerais pesados foram realizadas na fração areia muito fina de 44 amostras coletadas em afloramentos. Essas análises abrangeram a identificação e quantificação da assembléia de minerais pesados transparentes não-micáceos, além da determinação dos índices ZTR (zircão+turmalina+rutilo), ATi (apatita/(apatita+turmalina)), ZTi (zircão/(turmalina+zircão)) e ZRi (zircão/(rutilo+zircão). As seções delgadas foram utilizadas para descrever os componentes deposicionais e diagenéticos e para classificar os arenitos estudados. Quatro amostras selecionadas foram submetidas ainda à análise da sensibilidade LOE de grãos individuais de quartzo. A sensibilidade LOE foi calculada utilizando a integral da curva LOE assim como de seus componentes, chamados informalmente de rápido, médio e lento. A sensibilidade LOE foi usada para avaliação de grau de retrabalhamento sedimentar. As amostras estudadas foram classificadas como arcóseos, subarcóseos e sublitoarenitos. Os minerais pesados identificados e suas porcentagens médias foram: zircão (36%), turmalina (13%), rutilo (3%), apatita (23%), granada (16%), anatásio (7%), titanita (1%), sillimanita (1%), monazita (<1%), epidoto (<1%), hornblenda (<1%), estaurolita (<1%) e cianita (<1%). Esses minerais pesados foram descritos em todas as unidades estudadas do Grupo Guaritas. Os valores médios do índice ZTR variam de 20 (Fm. Serra do Apertado) a 40 (Fm. Pedra Pintada) enquanto que o índice ZTi apresenta valores médios entre 62 (Fm. Guarda Velha) e 73 (Fm. Pedra Pintada). Os valores médios dos índices ZRi e ATi variam de 81 (Fm. Guarda Velha) a 90 (Fm. Varzinha) e de 79 (Fm. Guarda Velha) a 83 (Fm. Serra do Apertado), respectivamente. As médias da sensibilidade LOE total do quartzo apresentaram valores médios maiores para as unidades inferiores (Fm. Guarda Velha = 3295 contagens e Fm. Varzinha = 3655 contagens) em relação às superiores (Fm. Pedra Pintada = 2271contagens e Fm. Serra do Apertado = 2457 contagens). As médias dos componentes LOE rápido (15-19%), médio (37-38%) e lento (43-46%) não apresentam diferenças marcantes entre as unidades. A assembléia de minerais pesados dominada por zircão, apatita e turmalina sugere que os sedimentos arenosos do Grupo Guaritas são derivados principalmente de rochas ígneas ácidas (granitos neoproterozóicos). A pequena variação do índice ZRi aponta manutenção da configuração litológica da área-fonte durante a deposição das unidades estudadas. A abundância de feldspatos, fragmentos líticos e, principalmente, de apatita indica deposição em ambiente árido e/ou soterramento rápido. Isto é coerente com a sensibilidade LOE do quartzo, que é relativamente reduzida, indicando baixo grau de retrabalhamento sedimentar para as areias do Grupo Guaritas. A sensibilidade LOE mais elevada das areias da Formação Guarda Velha representaria maior contribuição de sedimentos distais mais retrabalhados.A sensibilidade LOE do quartzo permite avaliar o grau de retrabalhamento de sedimentos antigos (Cambriano), já que até então este método tinha sido aplicado somente à sedimentos quaternários. / The Guaritas Group (Eocambrian of the Camaquã Basin, southern Brazil) is mainly composed of fine to coarse-gravelly sandstones, interpreted as a record of fluvial and aeolian depositional systems. This stratigraphic unity may present more than 1500m thick of sediments, comprising the Guarda Velha, Pedra das Torrinhas, Varzinha, Pedra Pintada and Serra do Apertado formations. The Guaritas Group relates to important geological events occurred in southern Brazil during the Eopaleozoic. Its deposition marks the final episode of sedimentary filling of an extensional rift basin (Camaquã Basin) during the Cambrian, in an area after covered by a huge intracratonic basin (Paraná Basin) during the Ordovician. To contribute with new information about the provenance of Eopalaezoic Brazilian sediments, the sandy rocks of the Guaritas Group were analyzed through heavy minerals, thin section petrography and luminescence methods. Heavy minerals analyses were carried out in the very fine sand fraction of 44 rock samples collected from outcrops. These analyses included the identification and quantification of the transparent non-micaceous heavy minerals as well as the determination of the ZTR (zircon+tourmaline+rutile), ATi (apatite/(apatite+tourmaline)), ZTi (zircon/(tourmaline+zircon)) and ZRi (zircon/(rutile+zircon) indices. Thin section petrography was used to describe depositional and diagenetic components and classify the studied sandstones. Further, four samples were selected for measurements of optically stimulated luminescence (OSL) sensitivity in quartz single-grains. The OSL sensitivity was calculated using the total OSL curve as well as specific components, informally named fast, medium and slow. The OSL sensitivity of quartz has been used as a proxy for sedimentary reworking. The studied sandstones were classified as arkoses, subarkoses and sublitharenites. The identified heavy minerals and their mean percentages were: zircon (36%), tourmaline (13%), rutile (3%), apatite (23%), garnet (16%), anatase (7%), titanite (1%), sillimanite (1%), monazite (<1%), epidote (<1%), hornblende (<1%), staurolite (<1%) and kyanite (<1%). These heavy minerals were described in all studied units of the Guaritas Group. The mean values of the ZTR indice varied from 20 (Serra do Apertado Fm.) to 40 (Pedra Pintada Fm.) while the ZTi indice presented mean values between 62 (Guarda Velha Fm.) and 73 (Pedra Pintada Fm.). The mean values of the ZRi and ATi indices ranged from 81 (Guarda Velha Fm.) to 90 (Varzinha Fm.) and from 79 (Guarda Velha Fm.) to 83 (Serra do Apertado Fm.), respectively. The total OSL sensitivity of quartz demonstrated higher mean values for the bottom units (Guarda Velha Fm. = 3295 counts; Varzinha Fm. = 3655 counts) than for the upper units (Pedra Pintada Fm. = 2271 counts, and Serra do Apertado Fm. = 2457 counts). The means of the fast OSL component (15-19%), medium (37-38%) and slow (43-46%) did not differ markedly among the units. The heavy minerals assemblage dominated by zircon, tourmaline and apatite suggests that the sandy sediments of the Guaritas Group are mainly derived from acid igneous rocks (neoproterozoic granites).The low range of variation of the ZRi indice points out the maintenance of similar primary source rocks during the deposition of the Guaritas sediments. The abundance of unstable grains such as feldspars, lithic fragments and apatite indicates deposition under arid climate and/or high rate of sediment accumulation. The OSL sensitivity of quartz grains is relatively low, suggesting sands with low degree of reworking. This is compatible with the high content of unstable sand grains (apatite, feldspar and lithic fragments) and elevated rate of sediment accumulation. The greater proportion of grains with higher OSL sensitivity in the Guarda Velha Formation represents an increased contribution of sediments from distal more reworked sources.The OSL sensitivity of quartz allows evaluate the degree of reworking of older sediments (Cambrian), since this method had been applied only to Quaternary sediments.

A sociedade humana teve seu desenvolvimento atrelado à exploração de recursos naturais do planeta e atualmente dependemos significativamente de bens de consumo derivados destes recursos, principalmente dos recursos provenientes do petróleo. A diversificação da matriz energética é lenta e nossa dependência dos combustíveis fósseis permanecerá durante várias décadas. Em função deste cenário econômico, são crescentes e fundamentais as pesquisas de acumulações não convencionais de óleo e gás, o que motivou o presente projeto. A área de estudo escolhida se constitui de um afloramento de arenito asfáltico (arenito impregnado, nos poros, por betume) relativo à rocha-reservatório do sistema petrolífero Irati Pirambóia, e se localiza na borda leste da Bacia do Paraná, nas proximidades do município de Anhembi SP. O objetivo do projeto foi identificar e mapear a camada de arenito com presença do óleo (pesado, de baixo grau API), em meio a camadas com pouco ou nenhum óleo, verificando uma assinatura geofísica associável à mesma que pudesse ser utilizada em pesquisas em outras áreas com o mesmo tipo de acumulação. Os métodos utilizados, Eletrorresistividade, Polarização Induzida e Eletromagnético Indutivo, foram escolhidos por serem amplamente aplicados de forma integrada em estudos ambientais, em áreas contaminadas por derivados de hidrocarbonetos. Os dados, adquiridos com a técnica de caminhamento elétrico e arranjo eletródico dipolo-dipolo, geraram perfis 2D de resistividade e cargabilidade que permitiram visualizar a camada alvo, e linhas de CE paralelas foram interpretadas com uma técnica 3D para inferir a geometria e os limites da mesma. Foram realizadas algumas sondagens elétricas verticais e caminhamentos eletromagnéticos, para corroborar os resultados principais e para comparação com dados de um poço perfurado no local pela Petrobras, com resultados bastante satisfatórios, o que sugere um potencial de aplicação dos métodos geoelétricos em outras áreas de interesse. / Human society had its development linked to the exploitation of the Earths natural resources and nowadays we depend significantly on consumer goods derived from these resources, especially the ones from oil. The diversification of the energy matrix is slow and our dependence on fossil fuels should last for several decades. Due to this economic scenario, oil and gas unconventional accumulation exploration are growing and are fundamental, which motivated this project. The area of study consists of an asphaltic sandstone outcrop (sandstone impregnated in the pores by bitumen) concerning the Irati Pirambóia oil systems reservoir rock, and is located on the eastern edge of the Paraná Basin, near the city of Anhembi - SP. The goal for this project was to identify and map the sandstone layer with the presence of oil (heavy, with low API grade), in between layers low on oil or with no oil at all, by checking a matching geophysical signature that could be used in other research areas with the same type of accumulation. The geophysical methods, Electrical Resistivity, Induced Polarization and Inductive Electromagnetic, were chosen because of their wide integrated application on environmental studies, in areas contaminated by hydrocarbon derivatives. The data obtained through the electrical profiling and dipole-dipole electrode array technique generated 2D resistivity and chargeability profiles that allowed us to visualize the target layer, and EP parallel lines were interpreted through a 3D technique to infer its geometry and limits. Some vertical electrical surveys and electromagnetic profiling were performed to corroborate with the main results and for comparison with data from a well drilled on the site by Petrobras, with very satisfactory results, suggesting a potential of geoelectrical methods applications in other areas of interest.

A sociedade humana teve seu desenvolvimento atrelado à exploração de recursos naturais do planeta e atualmente dependemos significativamente de bens de consumo derivados destes recursos, principalmente dos recursos provenientes do petróleo. A diversificação da matriz energética é lenta e nossa dependência dos combustíveis fósseis permanecerá durante várias décadas. Em função deste cenário econômico, são crescentes e fundamentais as pesquisas de acumulações não convencionais de óleo e gás, o que motivou o presente projeto. A área de estudo escolhida se constitui de um afloramento de arenito asfáltico (arenito impregnado, nos poros, por betume) relativo à rocha-reservatório do sistema petrolífero Irati Pirambóia, e se localiza na borda leste da Bacia do Paraná, nas proximidades do município de Anhembi SP. O objetivo do projeto foi identificar e mapear a camada de arenito com presença do óleo (pesado, de baixo grau API), em meio a camadas com pouco ou nenhum óleo, verificando uma assinatura geofísica associável à mesma que pudesse ser utilizada em pesquisas em outras áreas com o mesmo tipo de acumulação. Os métodos utilizados, Eletrorresistividade, Polarização Induzida e Eletromagnético Indutivo, foram escolhidos por serem amplamente aplicados de forma integrada em estudos ambientais, em áreas contaminadas por derivados de hidrocarbonetos. Os dados, adquiridos com a técnica de caminhamento elétrico e arranjo eletródico dipolo-dipolo, geraram perfis 2D de resistividade e cargabilidade que permitiram visualizar a camada alvo, e linhas de CE paralelas foram interpretadas com uma técnica 3D para inferir a geometria e os limites da mesma. Foram realizadas algumas sondagens elétricas verticais e caminhamentos eletromagnéticos, para corroborar os resultados principais e para comparação com dados de um poço perfurado no local pela Petrobras, com resultados bastante satisfatórios, o que sugere um potencial de aplicação dos métodos geoelétricos em outras áreas de interesse. / Human society had its development linked to the exploitation of the Earths natural resources and nowadays we depend significantly on consumer goods derived from these resources, especially the ones from oil. The diversification of the energy matrix is slow and our dependence on fossil fuels should last for several decades. Due to this economic scenario, oil and gas unconventional accumulation exploration are growing and are fundamental, which motivated this project. The area of study consists of an asphaltic sandstone outcrop (sandstone impregnated in the pores by bitumen) concerning the Irati Pirambóia oil systems reservoir rock, and is located on the eastern edge of the Paraná Basin, near the city of Anhembi - SP. The goal for this project was to identify and map the sandstone layer with the presence of oil (heavy, with low API grade), in between layers low on oil or with no oil at all, by checking a matching geophysical signature that could be used in other research areas with the same type of accumulation. The geophysical methods, Electrical Resistivity, Induced Polarization and Inductive Electromagnetic, were chosen because of their wide integrated application on environmental studies, in areas contaminated by hydrocarbon derivatives. The data obtained through the electrical profiling and dipole-dipole electrode array technique generated 2D resistivity and chargeability profiles that allowed us to visualize the target layer, and EP parallel lines were interpreted through a 3D technique to infer its geometry and limits. Some vertical electrical surveys and electromagnetic profiling were performed to corroborate with the main results and for comparison with data from a well drilled on the site by Petrobras, with very satisfactory results, suggesting a potential of geoelectrical methods applications in other areas of interest.

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[Truncated abstract] This thesis describes the development of synthetic rock samples, representative of core samples from hydrocarbon reservoirs. The basic process consists of screening and sorting silica particles into discrete grain sizes, and then binding them together using a proprietary process known as CIPS, (Calcite In-situ Precipitation System). In the bonding process, the porosity of the system is substantially preserved, and the technique allows the manufacture of synthetic core samples with a tailor-made permeability. The produced samples were extensively characterised using a variety of analytic techniques to determine their porosity, permeability and pore size distribution. These analyses were a necessary pre-cursor to a major part of this thesis: the characterisation of the pore space by nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. The synthetic core samples, covering a 7 times factor in grain sizes were examined using NMR, and this data formed the comparative basis for the NMR studies that followed. Two fundamental NMR questions were posed and answered in this thesis: 1. What is the effect of paramagnetic ions in the rock matrix on the NMR response? In pursuit of this question the CIPS process was extended to include co-precipitation of paramagnetic ions. A key feature is that the ions were deposited in predictable amounts at known sites (on the wall of the pore space). ... The NMR response in these double cores was then measured and examined to provide an answer to the question posed at the beginning of this paragraph. The significance of this work is that the physically distinct cores are a cylindrical analogue of adjoining sedimentary strata. By answering the question posed above, the thesis gives an indication of the vertical porosity resolution ultimately possible in an NMR logging tool. At present this ranges from 9” to 24” in the most favourable circumstances. This work suggests that the NMR signal carries porosity information at a much higher resolution, and that advanced numerical analysis of the NMR signature could realise the potential of greater stratigraphic resolution in NMR logging In addition to the research outlined above, the application of the CIPS technique to produce analogues of reservoir rocks, pioneered in this thesis, has stimulated similar research to be undertaken at other institutions, including the fabrication of synthetic reservoir cores containing clay particles (at CSIRO - the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) and a large scale application, formation of meter size blocks of CIPS bonded material, with separate strata, for laboratory studies of seismic waves (at Curtin University)

Os arenitos fluviais e eólicos da Formação Sergi (Jurássico – Cretáceo) são os reservatórios mais importantes da Bacia do Recôncavo, nordeste do Brasil. Um estudo detalhado utilizando Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Ótica, Difração de Raios-X e Espectroscopia de Infravermelho revelou a ocorrência de dickita, um argilomineral indicativo de soterramento profundo (T >100oC), nos campos de óleo de Buracica (630 a 870 m) e Água Grande (1300 a 1530 m). A dickita ocorre distribuída irregularmente em arenitos com grande permeabilidade e porosidade intergranular da seqüência estratigráfica média da Formação Sergi, como agregados vermiculares e booklets substituindo grãos de feldspato e preenchendo poros gerados por dissolução de feldspatos e poros intergranulares adjacentes. O hábito vermicular da dickita é um produto da transformação pseudomórfica da caolinita durante o soterramento, provavelmente sob influência de condições ácidas relacionadas a ácidos orgânicos gerados da evolução térmica do querogênio nas rochas geradoras rift. A presença de dickita concorda com a intensidade de compactação, com a relativamente abundante cimentação pós-compactacional de quartzo, e com os valores de isótopos estáveis de oxigênio dos cimentos de calcita pós-compactacional, que correspondem a temperaturas de até 116oC. Essas evidências sugerem que os arenitos foram submetidos a temperaturas substancialmente mais altas que aquelas correspondentes a sua atual profundidade. Entretanto, um fluxo de calor ou de fluidos mais acentuado não pode ser invocado para a área para explicar as altas temperaturas. A ocorrência de dickita, associada a outras evidências petrológicas para condições de soterramento profundo, bem como análises de traços de fissão em apatitas de outras áreas na bacia, indicam que a área central da Bacia do Recôncavo sofreu soerguimento e erosão de pelo menos 1 km (provavelmente mais que 1500 m). Este evento não foi anteriormente detectado por modelos estruturais e estratigráficos convencionais. / Fluvial and aeolian sandstones of the Sergi Formation (Jurassic-Cretaceous) are the most important reservoirs of the Recôncavo Basin, northeastern Brazil. A detailed study through optical and electronic microscopy, X-ray diffraction and infra-red spectroscopy revealed the occurrence of dickite, a clay mineral indicative of deep burial conditions (T > 100oC), in the shallow Buracica (630 to 870 m) and Água Grande (1300 to 1530 m) oilfields. Dickite occurs irregularly distributed in sandstones with larger intergranular porosity and permeability of the middle, coarser stratigraphic sequence of Sergi Formation, as vermicular and booklet aggregates replacing feldspar grains, and filling pores generated by feldspars dissolution and adjacent intergranular pores. The vermicular habit of dickite is a product of pseudomorphic kaolinite transformation during burial, presumably under influence of acidic conditions related to organic acids generated from the thermal evolution of kerogen in the rift source rocks. The presence of dickite agrees with the intensity of compaction, relatively abundant post-compactional quartz cementation, and stable oxygen isotope values of the post-compactional calcite cements, corresponding to temperatures as high as 116ºC. This set of evidence suggests that the sandstones were subjected to temperatures substantially higher than those corresponding to their present burial depths. However, no enhanced thermal or hydrothermal fluid flow can be invoked in the area to be accounted for the interpreted high temperatures. The occurrence of dickite and other petrologic evidence for deep burial conditions, as well as apatite fission tracks analyses from other areas in the basin, indicate that an uplift and erosion of at least 1 km and probably more than 1500 m has affected the central part of Recôncavo Basin, and very likely the whole region, what was not previously detected by conventional structural and stratigraphic models.

A utilização de técnicas integradas de análise de proveniência sedimentar, incluindo a petrografia quantitativa utilizando o método Gazzi-Dickinson, a análise convencional de minerais pesados, a análise da composição química de granadas (análise varietal) e a geocronologia U-Pb (LAM-ICPMS-MC) em zircão, permitiram a identificação das áreas-fonte e o padrão de suprimento sedimentar dos arenitos de água profunda maastrichtianos que constituem os reservatórios do Campo de Jubarte, Bacia de Campos. Os arenitos são pobremente selecionados, com grãos sub-angulares a angulares, denotando rápido transporte. Apresentam composição original rica em feldspatos (arcósios sensu Folk, 1968) e pobre em fragmentos líticos de textura fina, proveniente de terrenos soerguidos de embasamento (sensu Dickinson, 1985). As assembléias de minerais pesados indicam proveniência a partir de rochas metamórficas de alto e médio grau, derivadas de metapelitos aluminosos metamorfisados em altas temperaturas e pressões baixas a médias, de granitos e subordinadamente de rochas máficas (metabasitos), pertencentes ao Domínio Tectônico Cabo Frio e ao terreno Oriental (domínio Costeiro) do orógeno Ribeira.A direção principal de suprimento sedimentar foi de sudoeste para nordeste, interpretada com base na identificação dos terrenos-fonte com abundante cianita no Domínio Tectônico Cabo Frio. Foi descartado o suprimento de sedimentos provenientes de noroeste, coincidente com a direção estrutural da faixa cataclasada de Colatina. As seqüências de quarta e quinta ordem analisadas não mostram variação na composição essencial, embora apresentem uma variação discreta na razão apatita:turmalina, que por isto apresenta potencial para ser utilizada como correlação entre os corpos de arenito dentro do campo. O índice ZTR baixo, combinado com a ausência de fragmentos metassedimentares e minerais pesados de baixo grau sugerem que ao final do Cretáceo os processos erosivos já haviam removido completamente as rochas supracrustais de baixo grau, expondo os terrenos plutônicos infracrustais. A composição quartzo-feldspática resultante favoreceu a qualidade dos reservatórios. A análise integrada dos dados sugere uma área-fonte tectonicamente ativa, relativamente próxima da bacia, submetida a um soerguimento rápido que permitiu a erosão de grandes volumes de sedimentos sob um regime de intemperismolimitado. Assim que erodidos das rochas-fonte os sedimentos foram transportados desde curtos rios de montanha e/ou leques aluviais rapidamente para águas profundas. A variação de alta freqüência da razão apatita:turmalina indica derivação direta dos arenitos do Campo de Jubarte a partir de um sistema aluvial relativamente próximo. / The application of integrated techniques of provenance analysis, including quantitative petrography using the Gazzi-Dickinson point-counting method, conventional heavy mineral analysis, garnet mineral chemistry and U-Pb zircon geochronology, allowed the identification of source-rocks and the sedimentary supply pattern for the Maastrichtian deep-water reservoir sandstones of the Jubarte Field, Campos Basin. The sandstones are poorly-sorted with angular to sub-angular grains denoting fast transportation. They present a detrital composition rich in feldspars (arkoses sensu Folk, 1968) and poor in finely-crystalline lithic fragments, with provenance from continental blocks of uplifted basement (sensu Dickinson, 1985). The heavy mineral assemblages indicate provenance from high-grade metamorphic rocks, derived from aluminous metapelites metamorphosed at high temperatures and low to medium pressures, from granites and from subordinate mafic rocks (metabasites), belonging to the Cabo Frio Tectonic Domain and the Oriental (Costeiro) terrain of the Ribeira orogen. The main sedimentary supply route during late Cretaceous was from southwest to northeast, indicated mainly by the presence of kyanite in the Cabo Frio Domain source-rocks. A possible dispersal pattern from northwest to southeast, coinciding with the Colatina shear zone, can be discarded. The fourth and fifth-order depositional sequences analyzed show no variation in major composition through time, although displaying a discrete variation of the apatite:tourmaline ratio, which thus present potential to be used as a parameter for sandstone correlation within the field. A low ZTR index coupled to the absence of low-grade heavy minerals and meta-sedimentary rock fragments suggest that at late Cretaceous the erosive processes had already removed the supracrustal, low-grade meta-sedimentary rocks, exposing the infracrustal plutonic terrains. The resulting quartz-feldspathic composition favored the quality of the reservoirs. The integrated analysis of compositional data suggests a tectonically-active source-area located close to the basin, where rapid tectonic uplift produced a large amount of sediments under a weathering-limited regime of erosion. Soon after being eroded from the bedrocks, these sediments were transported from short mountain rivers and/or by alluvial fans, directly to deep-water. The high-frequency variation inapatite:tourmaline ratio support direct derivation of Jubarte sandstones from a relatively proximal alluvial system.

A utilização de técnicas integradas de análise de proveniência sedimentar, incluindo a petrografia quantitativa utilizando o método Gazzi-Dickinson, a análise convencional de minerais pesados, a análise da composição química de granadas (análise varietal) e a geocronologia U-Pb (LAM-ICPMS-MC) em zircão, permitiram a identificação das áreas-fonte e o padrão de suprimento sedimentar dos arenitos de água profunda maastrichtianos que constituem os reservatórios do Campo de Jubarte, Bacia de Campos. Os arenitos são pobremente selecionados, com grãos sub-angulares a angulares, denotando rápido transporte. Apresentam composição original rica em feldspatos (arcósios sensu Folk, 1968) e pobre em fragmentos líticos de textura fina, proveniente de terrenos soerguidos de embasamento (sensu Dickinson, 1985). As assembléias de minerais pesados indicam proveniência a partir de rochas metamórficas de alto e médio grau, derivadas de metapelitos aluminosos metamorfisados em altas temperaturas e pressões baixas a médias, de granitos e subordinadamente de rochas máficas (metabasitos), pertencentes ao Domínio Tectônico Cabo Frio e ao terreno Oriental (domínio Costeiro) do orógeno Ribeira.A direção principal de suprimento sedimentar foi de sudoeste para nordeste, interpretada com base na identificação dos terrenos-fonte com abundante cianita no Domínio Tectônico Cabo Frio. Foi descartado o suprimento de sedimentos provenientes de noroeste, coincidente com a direção estrutural da faixa cataclasada de Colatina. As seqüências de quarta e quinta ordem analisadas não mostram variação na composição essencial, embora apresentem uma variação discreta na razão apatita:turmalina, que por isto apresenta potencial para ser utilizada como correlação entre os corpos de arenito dentro do campo. O índice ZTR baixo, combinado com a ausência de fragmentos metassedimentares e minerais pesados de baixo grau sugerem que ao final do Cretáceo os processos erosivos já haviam removido completamente as rochas supracrustais de baixo grau, expondo os terrenos plutônicos infracrustais. A composição quartzo-feldspática resultante favoreceu a qualidade dos reservatórios. A análise integrada dos dados sugere uma área-fonte tectonicamente ativa, relativamente próxima da bacia, submetida a um soerguimento rápido que permitiu a erosão de grandes volumes de sedimentos sob um regime de intemperismolimitado. Assim que erodidos das rochas-fonte os sedimentos foram transportados desde curtos rios de montanha e/ou leques aluviais rapidamente para águas profundas. A variação de alta freqüência da razão apatita:turmalina indica derivação direta dos arenitos do Campo de Jubarte a partir de um sistema aluvial relativamente próximo. / The application of integrated techniques of provenance analysis, including quantitative petrography using the Gazzi-Dickinson point-counting method, conventional heavy mineral analysis, garnet mineral chemistry and U-Pb zircon geochronology, allowed the identification of source-rocks and the sedimentary supply pattern for the Maastrichtian deep-water reservoir sandstones of the Jubarte Field, Campos Basin. The sandstones are poorly-sorted with angular to sub-angular grains denoting fast transportation. They present a detrital composition rich in feldspars (arkoses sensu Folk, 1968) and poor in finely-crystalline lithic fragments, with provenance from continental blocks of uplifted basement (sensu Dickinson, 1985). The heavy mineral assemblages indicate provenance from high-grade metamorphic rocks, derived from aluminous metapelites metamorphosed at high temperatures and low to medium pressures, from granites and from subordinate mafic rocks (metabasites), belonging to the Cabo Frio Tectonic Domain and the Oriental (Costeiro) terrain of the Ribeira orogen. The main sedimentary supply route during late Cretaceous was from southwest to northeast, indicated mainly by the presence of kyanite in the Cabo Frio Domain source-rocks. A possible dispersal pattern from northwest to southeast, coinciding with the Colatina shear zone, can be discarded. The fourth and fifth-order depositional sequences analyzed show no variation in major composition through time, although displaying a discrete variation of the apatite:tourmaline ratio, which thus present potential to be used as a parameter for sandstone correlation within the field. A low ZTR index coupled to the absence of low-grade heavy minerals and meta-sedimentary rock fragments suggest that at late Cretaceous the erosive processes had already removed the supracrustal, low-grade meta-sedimentary rocks, exposing the infracrustal plutonic terrains. The resulting quartz-feldspathic composition favored the quality of the reservoirs. The integrated analysis of compositional data suggests a tectonically-active source-area located close to the basin, where rapid tectonic uplift produced a large amount of sediments under a weathering-limited regime of erosion. Soon after being eroded from the bedrocks, these sediments were transported from short mountain rivers and/or by alluvial fans, directly to deep-water. The high-frequency variation inapatite:tourmaline ratio support direct derivation of Jubarte sandstones from a relatively proximal alluvial system.

Os arenitos fluviais e eólicos da Formação Sergi (Jurássico – Cretáceo) são os reservatórios mais importantes da Bacia do Recôncavo, nordeste do Brasil. Um estudo detalhado utilizando Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Ótica, Difração de Raios-X e Espectroscopia de Infravermelho revelou a ocorrência de dickita, um argilomineral indicativo de soterramento profundo (T >100oC), nos campos de óleo de Buracica (630 a 870 m) e Água Grande (1300 a 1530 m). A dickita ocorre distribuída irregularmente em arenitos com grande permeabilidade e porosidade intergranular da seqüência estratigráfica média da Formação Sergi, como agregados vermiculares e booklets substituindo grãos de feldspato e preenchendo poros gerados por dissolução de feldspatos e poros intergranulares adjacentes. O hábito vermicular da dickita é um produto da transformação pseudomórfica da caolinita durante o soterramento, provavelmente sob influência de condições ácidas relacionadas a ácidos orgânicos gerados da evolução térmica do querogênio nas rochas geradoras rift. A presença de dickita concorda com a intensidade de compactação, com a relativamente abundante cimentação pós-compactacional de quartzo, e com os valores de isótopos estáveis de oxigênio dos cimentos de calcita pós-compactacional, que correspondem a temperaturas de até 116oC. Essas evidências sugerem que os arenitos foram submetidos a temperaturas substancialmente mais altas que aquelas correspondentes a sua atual profundidade. Entretanto, um fluxo de calor ou de fluidos mais acentuado não pode ser invocado para a área para explicar as altas temperaturas. A ocorrência de dickita, associada a outras evidências petrológicas para condições de soterramento profundo, bem como análises de traços de fissão em apatitas de outras áreas na bacia, indicam que a área central da Bacia do Recôncavo sofreu soerguimento e erosão de pelo menos 1 km (provavelmente mais que 1500 m). Este evento não foi anteriormente detectado por modelos estruturais e estratigráficos convencionais. / Fluvial and aeolian sandstones of the Sergi Formation (Jurassic-Cretaceous) are the most important reservoirs of the Recôncavo Basin, northeastern Brazil. A detailed study through optical and electronic microscopy, X-ray diffraction and infra-red spectroscopy revealed the occurrence of dickite, a clay mineral indicative of deep burial conditions (T > 100oC), in the shallow Buracica (630 to 870 m) and Água Grande (1300 to 1530 m) oilfields. Dickite occurs irregularly distributed in sandstones with larger intergranular porosity and permeability of the middle, coarser stratigraphic sequence of Sergi Formation, as vermicular and booklet aggregates replacing feldspar grains, and filling pores generated by feldspars dissolution and adjacent intergranular pores. The vermicular habit of dickite is a product of pseudomorphic kaolinite transformation during burial, presumably under influence of acidic conditions related to organic acids generated from the thermal evolution of kerogen in the rift source rocks. The presence of dickite agrees with the intensity of compaction, relatively abundant post-compactional quartz cementation, and stable oxygen isotope values of the post-compactional calcite cements, corresponding to temperatures as high as 116ºC. This set of evidence suggests that the sandstones were subjected to temperatures substantially higher than those corresponding to their present burial depths. However, no enhanced thermal or hydrothermal fluid flow can be invoked in the area to be accounted for the interpreted high temperatures. The occurrence of dickite and other petrologic evidence for deep burial conditions, as well as apatite fission tracks analyses from other areas in the basin, indicate that an uplift and erosion of at least 1 km and probably more than 1500 m has affected the central part of Recôncavo Basin, and very likely the whole region, what was not previously detected by conventional structural and stratigraphic models.

Os arenitos fluviais e eólicos da Formação Sergi (Jurássico – Cretáceo) são os reservatórios mais importantes da Bacia do Recôncavo, nordeste do Brasil. Um estudo detalhado utilizando Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Ótica, Difração de Raios-X e Espectroscopia de Infravermelho revelou a ocorrência de dickita, um argilomineral indicativo de soterramento profundo (T >100oC), nos campos de óleo de Buracica (630 a 870 m) e Água Grande (1300 a 1530 m). A dickita ocorre distribuída irregularmente em arenitos com grande permeabilidade e porosidade intergranular da seqüência estratigráfica média da Formação Sergi, como agregados vermiculares e booklets substituindo grãos de feldspato e preenchendo poros gerados por dissolução de feldspatos e poros intergranulares adjacentes. O hábito vermicular da dickita é um produto da transformação pseudomórfica da caolinita durante o soterramento, provavelmente sob influência de condições ácidas relacionadas a ácidos orgânicos gerados da evolução térmica do querogênio nas rochas geradoras rift. A presença de dickita concorda com a intensidade de compactação, com a relativamente abundante cimentação pós-compactacional de quartzo, e com os valores de isótopos estáveis de oxigênio dos cimentos de calcita pós-compactacional, que correspondem a temperaturas de até 116oC. Essas evidências sugerem que os arenitos foram submetidos a temperaturas substancialmente mais altas que aquelas correspondentes a sua atual profundidade. Entretanto, um fluxo de calor ou de fluidos mais acentuado não pode ser invocado para a área para explicar as altas temperaturas. A ocorrência de dickita, associada a outras evidências petrológicas para condições de soterramento profundo, bem como análises de traços de fissão em apatitas de outras áreas na bacia, indicam que a área central da Bacia do Recôncavo sofreu soerguimento e erosão de pelo menos 1 km (provavelmente mais que 1500 m). Este evento não foi anteriormente detectado por modelos estruturais e estratigráficos convencionais. / Fluvial and aeolian sandstones of the Sergi Formation (Jurassic-Cretaceous) are the most important reservoirs of the Recôncavo Basin, northeastern Brazil. A detailed study through optical and electronic microscopy, X-ray diffraction and infra-red spectroscopy revealed the occurrence of dickite, a clay mineral indicative of deep burial conditions (T > 100oC), in the shallow Buracica (630 to 870 m) and Água Grande (1300 to 1530 m) oilfields. Dickite occurs irregularly distributed in sandstones with larger intergranular porosity and permeability of the middle, coarser stratigraphic sequence of Sergi Formation, as vermicular and booklet aggregates replacing feldspar grains, and filling pores generated by feldspars dissolution and adjacent intergranular pores. The vermicular habit of dickite is a product of pseudomorphic kaolinite transformation during burial, presumably under influence of acidic conditions related to organic acids generated from the thermal evolution of kerogen in the rift source rocks. The presence of dickite agrees with the intensity of compaction, relatively abundant post-compactional quartz cementation, and stable oxygen isotope values of the post-compactional calcite cements, corresponding to temperatures as high as 116ºC. This set of evidence suggests that the sandstones were subjected to temperatures substantially higher than those corresponding to their present burial depths. However, no enhanced thermal or hydrothermal fluid flow can be invoked in the area to be accounted for the interpreted high temperatures. The occurrence of dickite and other petrologic evidence for deep burial conditions, as well as apatite fission tracks analyses from other areas in the basin, indicate that an uplift and erosion of at least 1 km and probably more than 1500 m has affected the central part of Recôncavo Basin, and very likely the whole region, what was not previously detected by conventional structural and stratigraphic models.