Diagênese e hidrotermalismo em rochas carbonáticas proterozóicas : Grupos Bambuí e Vazante, Bacia do São Francisco

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2010.As rochas carbonáticas das formações Sete Lagoas e Lagoa do Jacaré (Grupo Bambuí), presentes na região de Alvorada do Norte, Estado de Goiás, e da Formação Morro do Calcário (Grupo Vazante), presentes na região de Fagundes, Estado de Minas Gerais, mostram fácies deposicionais semelhantes, porém sua história diagenética difere em diversos aspectos. O presente estudo teve como objetivo principal identificar feições petrográficas (composicionais e texturais) e alterações diagenéticas e hidrotermais. Além disso, pretendeu estabelecer relações entre as feições petrográficas com as etapas de exposição e soterramento, e a relação entre circulação de fluidos com a geração e obliteração de porosidade. As fácies deposicionais são principalmente calcarenitos, dolarenitos e dolorruditos intraclásticos, em sua maioria sem lama carbonática, indicando ambiente deposicional de alta energia. Estas fácies, originalmente porosas, foram intensamente cimentadas, principalmente na eodiagênese. Processos de cimentação, com início ainda no ambiente deposicional e se estendendo até o soterramento raso, obliteraram grande parte do espaço poroso, impedindo a compactação mecânica dos grãos e mantendo o arranjo textural próximo ao deposicional. Fácies originalmente porosas, como as aqui estudadas, tendem a manter alguma porosidade primária preservada até a mesodiagênese. As fácies de calcarenito, dolarenito e dolorrudito são mais propícias a migração de fluidos, os quais podem ser a própria água de formação, fluidos hidrotermais ou até mesmo hidrocarbonetos (e compostos associados como ácido carboxílico, CO2, dentre outros). Nas rochas carbonáticas do Grupo Bambuí ocorrem níveis delgados onde pouca porosidade primária ainda é observada. Apesar da baixíssima porosidade primária existente, estas rochas mostraram-se porosas, sendo a porosidade do tipo secundária, gerada por processos de fraturamento e dissolução durante a mesodiagênese. Grande parte da porosidade é intercristalina e vugular, ocorrendo também porosidade em planos de fraturas e em estilolitos. A porosidade secundária foi parcialmente cimentada por calcita blocosa, dolomita, dolomita-em-sela e quartzo. Assim como nas rochas carbonáticas do Grupo Bambuí, porosidade secundária foi gerada nos carbonatos do Grupo Vazante durante a mesodiagênese, principalmente próximo a planos de estilolitos, os quais serviram de conduto para os fluidos corrosivos. Porém a porosidade secundária, do tipo vugular, foi intensamente cimentada por dolomita. Neste caso apenas localmente observa-se porosidade remanescente, estando esta preenchida por pirobetume. Além dos processos de cimentação e dissolução, as rochas carbonáticas da Fm. Morro do Calcário (Grupo Vazante) foram submetidas a processo de alteração hidrotermal. Este processo resultou em modificações das rochas carbonáticas como silicificação, brechação (por fluidos hidrotermais) e cimentação por sílica, dolomita, pirita, esfalerita e galena. A principal diferença entre as duas regiões estudadas está no contexto tectono-estrutural. Enquanto o Grupo Bambuí, na região de Alvorada do Norte, encontra-se horizontalizado, com dobramentos suaves e falhas mais tardias, o Grupo Vazante, na região de Fagundes, apresenta tectonismo ativo desde a deposição, tendo sofrido posteriormente forte dobramento, em contexto de falhas de empurrão, por vezes profundas. Por este motivo as rochas carbonáticas do Grupo Vazante sofreram diversas fases de fraturamento, havendo percolação de fluidos dolomitizantes e localmente hidrotermais. Geração e migração de hidrocarbonetos ocorreram nas duas áreas estudadas. As rochas carbonáticas do Grupo Bambuí possuem fraturas abertas e porosidade secundária, tendo sido identificado resquícios de betume, sendo potenciais rochas reservatório para hidrocarbonetos. As rochas carbonáticas do Grupo Vazante apresentam-se muito fraturadas, porém as fraturas são fechadas ou cimentadas, com rara porosidade secundária preenchida por pirobetume. O processo de hidrotermalismo resultou em intensa cimentação da rocha, além do causar craqueamento do idrocarboneto e a mineralização de sulfetos de Zn-Pb. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe Sete Lagoas and Lagoa do Jacaré formations (Bambuí Group) in the Alvorada do Norte region, Goiás State, and Morro do Calcário Formation (Vazante Group) in the Fagundes region, Minas Gerais State, have similar depositional facies, but their diagenetic history differs in several aspects. The main propose of this study is to characterize petrographic features (compositional and textural), diagenetic and hydrothermal alteration. Besides, were evaluated the relation of petrographic features with exposure and burial processes, including generation and obliteration of the porosity. The depositional facies are mainly calcarenites, dolarenites and dolorrudites, mostly without carbonate mud, indicating high energy depositional environment. These facies, originally porous, were strongly cemented, mainly in the eodiagenesis. This cementation process, which started in the depositional environment and continued through shallow burial conditions, obliterated the pore space, avoided the mechanical compaction and maintained the grain textural arrangement. Facies originally porous, such as calcarenite/dolarenite and calcirrudite/dolorrudite, tend to retain some primary porosity preserved until the mesodiagenesis. These facies are the preferential pathways to fluids, which can be the formation water, hydrothermal fluids or even hydrocarbons (and related compounds such as carboxylic acid, CO2, and others). In carbonates of the Bambuí Group was observed that a little amount of primary porosity is still present in some levels. Despite the very low primary porosity, these rocks went trhough fracturing and dissolution processes during mesodiagenesis, which caused generation of secondary porosity. The secondary porosity is mainly intercrystal, vuggy, open fractures and along stylolites. Part of the secondary porosity was cemented by blocky calcite, dolomite, saddle dolomite and quartz during mesodiagenesis. Secondary porosity was also generated in carbonate rocks of Vazante Gr. during mesodiagenesis, but in this case related to stylolite surfaces, which acted as conduits to corrosive fluids. The secondary porosity, mainly vuggy, was intensely cemented by dolomite (eo/mesodiagenesis), and only locally remaining porosity is still present, but it is filled with solid bitumen. Besides the cementation and dissolution processes, the carbonates of Morro do Calcário Formation (Vazante Group) were also subjected to hydrothermal alteration. This process caused alterations in carbonate rocks such as silicification, brecciation (by hydrothermal fluids) and cementation by silica, dolomite, pyrite, sphalerite and galena. The major difference between both regions is the tectonic and structural context. While the Bambuí Group in the Alvorada do Norte region, is mainly horizontal, with open folding, the Vazante Group, in the Fagundes region, presents strong folding in a context of thrust faults. For this reason, the carbonate rocks of the Vazante Gr. were intense fractured and percolation of dolomitizing and hydrothermal fluids occured. In these areas generation and migration of hydrocarbons had occurred. The carbonate rocks of Bambuí Group have open fractures and secondary porosity, and also present bitumen resquicious, being potential hydrocarbon reservoir rocks. The Vazante Group carbonates are strongly fractured, but these fractures are closed or cemented, with rare secondary porosity filled by solid bitumen. The hydrothermal process resulted on intense recrystallization and cementation of the rock, and also caused hydrocarbon craking and Zn-Pb sulfide mineralization