Deposição, diagênese e potencial de reservatório das rochas sedimentares não-carbonáticas da seção rifte da Bacia de Campos

Abstract

Um estudo petrográfico foi conduzido na seção rifte do Grupo Lagoa Feia, Cretáceo Inferior da Bacia de Campos, margem leste brasileira, como parte de um projeto regional integrado. Os principais constituintes das rochas analisadas são grãos siliciclásticos e vulcanoclásticos, oóides e pelóides estevensíticos, e bioclastos de bivalves e ostracodes. Este estudo foi focado nas rochas clásticas, estevensíticas e híbridas, desde que os estudos precedentes ficaram limitados às rochas carbonáticas que constituem os reservatórios produtores. A maior parte da sedimentação rifte foi intrabacial, com concentração da contribuição extrabacial na proximidade das falhas de borda dos blocos rifteados. Nos arenitos e conglomerados clásticos, a mistura de fragmentos vulcânicos arredondados com grãos de quartzo e feldspatos e fragmentos plutônicos angulosos indica a reciclagem de depósitos epiclásticos do início do rifte, combinada com sedimentos de primeiro ciclo erodidos de blocos soerguidos do embasamento granítico-gnáissico. Os oóides e pelóides estevensíticos foram formados em ambientes lacustres alcalinos rasos, levemente agitados por ondas ou correntes. Eles foram misturados com bioclastos de bivalves e ostracodes e com sedimentos clásticos em toda seção rifte. Esta re-deposição gravitacional foi promovida por movimentos tectônicos ao longo das margens dos blocos estruturais falhados. Os principais processos diagenéticos nos arenitos e conglomerados clásticos e nos arenitos híbridos são a cimentação e substituição de grãos por esmectita, zeolitas, calcita e dolomita, compactação limitada e dissolução de feldspatos, fragmentos vulcânicos e bioclastos. Os arenitos estevensíticos sofreram cimentação precoce e substituição dos oóides e pelóides por quartzo, calcita e dolomita, ou intensa compactação dos grãos estevensíticos dúcteis nas áreas não cimentadas. Arenitos e conglomerados vulcanoclásticos com porosidade intergranular parcialmente reduzida por franjas de esmectita e com alguma dissolução de grãos podem constituir reservatórios de qualidade regular. Arenitos estevensíticos e híbridos com dissolução de grãos estevensíticos, bioclastos e de cimento de calcita podem também constituir reservatórios, com qualidade potencial limitada pela conexão restrita de tais sistemas porosos. A compreensão dos controles espaciais e temporais sobre a evolução deposicional e diagenética das litologias rifte carbonáticas e não-carbonáticas, gravitacionalmente re-depositadas, irá contribuir para o estabelecimento de novas estratégias de exploração para a Bacia de Campos.

A petrographic study was conducted on the rift section of the Lagoa Feia Group, Lower Cretaceous of the Campos Basin, eastern Brazilian margin, as part of a regional, integrated project. The main primary constituents of the analyzed rocks are siliciclastic and volcaniclastic grains, stevensitic ooids and peloids, and bivalve and ostracod bioclasts. This study focused in the clastic, stevensitic and hybrid rocks, as previous studies were limited to the bioclastic rudstones and grainstones that constitute the producing reservoirs. Most rift sedimentation was intrabasinal, with extrabasinal contribution concentrated at the proximity of border faults along rifted blocks. In the clastic sandstones and conglomerates, the mixture of rounded volcanic fragments with angular quartz, feldspars and plutonic fragments indicates the recycling of early rift epiclastic deposits, combined with first-cycle sediments eroded from uplifted granitic-gneissic basement blocks. Stevensitic ooids and peloids were formed in shallow, alkaline lacustrine environments, slightly agitated by waves or currents. They were mixed throughout the rift section with bivalve and ostracod bioclasts, and with clastic sediments. This gravitational re-deposition was promoted by intense and recurrent tectonic movements along the margins of rifted structural blocks. The main diagenetic processes in clastic sandstones and conglomerates and hybrid arenites are cementation and grain replacement by smectite, zeolites, calcite and dolomite, limited compaction and dissolution of feldspars, volcanic fragments and bioclasts. Stevensitic arenites experienced early cementation and replacement of ooids and peloids by quartz, calcite and dolomite, or intense compaction of the ductile stevensitic grains in uncemented areas. Volcaniclastic sandstones and conglomerates with intergranular porosity partially reduced by smectite rims and some grain dissolution may constitute fair hydrocarbon reservoirs. Stevensitic and hybrid arenites with dissolution of stevensitic grains, bioclasts and calcite cement may also constitute reservoirs, with potential quality limited by the poor connection of such pore systems. The understanding of the space and time controls on the depositional and diagenetic evolution of the dominantly intrabasinal, gravitationally re-deposited rift carbonate and non-carbonate rocks will contribute to new exploration strategies for the Campos Basin.