Processos físicos, petrogenéticos e geodinâmicos relacionados ao vulcanismo da sequência pré-sal na porção central da Bacia de Santos

Abstract

Os maiores volumes de reservas de petróleo e gás do Brasil ocorrem na sequência sedimentar do Cretáceo Inferior abaixo de uma espessa camada evaporítica na Bacia de Santos. Associadas a essa sequência pré-sal, ocorrem rochas magmáticas máficas intercaladas aos principais intervalos geradores e reservatórios, cuja gênese e papel no sistema petrolífero ainda não são plenamente compreendidos. O magmatismo pré-sal está relacionado à evolução tectônica da bacia durante a fragmentação do Gondwana e persistiu até o Aptiano Superior, ao longo do estágio sag, sendo tradicionalmente interpretado com base em dados geofísicos, com uso limitado de informações petrológicas e geoquímicas em modelos petrogenéticos e geodinâmicos. Esta dissertação apresenta um estudo petrológico integrado de amostras de testemunhos laterais recuperadas de dois poços localizados nas porções norte e sul da região central da Bacia de Santos. As rochas estudadas correspondem a basaltos toleíticos de alto e baixo teor de Ti, cujos episódios eruptivos ocorreram de forma sincrônica aos processos sedimentares responsáveis pela formação dos principais reservatórios pré-sal. A investigação envolveu análises petrográficas, geoquímicas de elementos maiores, traço e terras raras, além de modelagens petrogenéticas, com o objetivo de reconstruir os processos magmáticos, os estilos vulcânicos e os cenários geodinâmicos associados. Os resultados indicam que os basaltos toleíticos de alto Ti, na porção norte da área de estudo, correspondem a um único derrame basáltico espesso, com aproximadamente 48 m de espessura. Em contraste, os basaltos toleíticos de baixo Ti, na porção sul, registram múltiplos episódios vulcânicos, incluindo eventos efusivos e explosivos, alimentados por pelo menos seis fontes magmáticas subvulcânicas distintas ao longo de três eventos vulcânicos separados por períodos de quiescência sedimentar. A modelagem petrogenética sugere que ambos os grupos de basaltos derivam de diferentes graus de fusão parcial de uma fonte mantélica comum. Os dados geoquímicos e os resultados das modelagens são compatíveis com um cenário geodinâmico envolvendo a interação entre uma astenosfera rasa enriquecida e o manto litosférico subcontinental durante os estágios iniciais do rifteamento do Gondwana. Não há evidências diretas de contribuição de magmas derivados de uma pluma mantélica, embora sua possível presença em níveis mais profundos possa ter fornecido o aporte térmico necessário para promover a fusão parcial do manto raso. Esse regime magmático implica um elevado gradiente geotérmico durante a formação do sistema petrolífero pré-sal na Bacia de Santos.