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Maturação orgânica da Bacia Algarvia. Resultados preliminares e implicações para a prospecção de hidrocarbonetos

Authors:
e - Terra
http://e-terra.geopor.pt
ISSN 1645-0388
Volume 196
2010
Revista Electrónica de Ciências da Terra
Geosciences On-line Journal
GEOTIC Sociedade Geológica de Portugal
VIII Congresso Nacional de Geologia
_________________________________________________________
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Maturação orgânica da Bacia Algarvia. Resultados preliminares e
implicações para a prospecção de hidrocarbonetos
Organic maturation of the Algarve Basin. Preliminary results and
implications for future hydrocarbon exploration
P. FERNANDES pfernandes@ualg.pt (Universidade do Algarve, Centro de Investigação Marinha e Ambiental)
B. RODRIGUES bmgrodrigues@sapo.pt (Universidade do Algarve, Centro de Investigação Marinha e
Ambiental)
M. BORGES marisa.borges@ineti.pt (Universidade do Algarve, Centro de Investigação Marinha e Ambiental &
Laboratório Nacional de Energia e Geologia)
V. MATOS (Universidade do Algarve, Centro de Investigação Marinha e Ambiental)
RESUMO: A Bacia Algarvia constitui um importante depocentro localizado no sul de Portugal, cuja
sucessão estratigráfica do Mesozóico se distribui entre o Triásico Sup. e o Cretácico Inf. Com a finalidade
de se conhecer o grau de maturação da Bacia Algarvia foram medidos os poderes reflectores da vitrinite
(%Rm) de 53 amostras da sua sucessão estratigráfica. Os valores encontrados estão entre os 0,82 e os
1,34%Rm, indicando que a sucessão estratigráfica está dentro da “janela do petróleo”. Os resultados são
pertinentes na análise da Bacia Algarvia e em futuros trabalhos de prospecção de hidrocarbonetos.
PALAVRAS-CHAVE: Bacia Algarvia, Mesozóico, maturação orgânica, poder reflector da vitrinite,
hidrocarbonetos.
ABSTRACT: The Algarve Basin is an important Mesozoic depocentre located in southern Portugal, its
stratigraphic succession ranges from Upper Triassic to Lower Cretaceous. In order to assess the
maturation levels of the Algarve Basin, vitrinite reflectance values were recorded from 53 samples of its
stratigraphic succession. The values recorded range from 0.82 and 1.34%Rm, indicating that the
sediments are within the oil window. The results are important and will be useful in the basin analysis
studies and in future hydrocarbon exploration.
KEYWORDS: Algarve Basin, Mesozoic, organic maturation, vitrinite reflectance, hydrocarbons.
1. INTRODUÇÃO
A Bacia Algarvia (BA) localizada no sul de Portugal, apresenta uma direcção principal E-O
estando a sua parte emersa representada desde o Cabo de São Vicente até ao rio Guadiana na
fronteira entre Portugal e Espanha (Figura 1). Durante o Mesozóico mais de 2 km de sedimentos,
essencialmente, marinhos acumularam-se na BA (Mannupella et al., 1988). Esta bacia
sedimentar corresponde ao preenchimento de uma margem continental passiva formada durante
as sucessivas fases de abertura do Oceano Atlântico Central e Norte, que se seguiram à
fragmentação do supercontinente Pangea, desde o Triásico Superior até ao Cretácico Inferior.
Variações laterais das fácies sedimentares dentro da sucessão estratigráfica da BA reflectem a
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sua partição em sub-bacias cuja divisão se faz por falhas regionais importantes, de orientação N-
S, activas durante os períodos de sedimentação (Mannupella et al., 1988). Um importante
episódio de inversão tectónica da BA, causada por episódios compressivos, ocorreu durante o
Cretácico Superior – Paleogénico (Terrinha, 1998).
Figura 1 - Geologia simplificada da Bacia Algarvia e localização das amostras estudadas. Adaptado da
Carta Geológica de Portugal, escala 1: 500 000 (SGP, 1992).
A sedimentação na BA começou no Triásico Superior, prolongando-se o registo estratigráfico
observável até ao Cretácico Inferior (Albiano). São várias as discordâncias e hiatos ao longo da
sucessão estratigráfica da BA, atribuíveis a variações eustáticas ou a processos de origem
tectónica e que delimitam diferentes ciclos sedimentares cujas idades se distribuem entre o:
Triásico Superior Toarciano, Aaleniano sup. Caloviano, Oxfordiano Titoniano e
Berriasiano Albiano (Rocha, 1976, Marques, 1983, Rey, 1986, Mannupella et al., 1988,
Terrinha et al., 2002). O primeiro ciclo sedimentar regista a passagem gradual de uma
sedimentação clástica continental (aluvio fluvial) a margino litorais, até culminar com
sedimentação carbonata de plataforma marinha. Neste ciclo verifica-se um importante episódio
vulcânico, observável em toda a bacia, cuja idade e características têm sido atribuídas ao
vulcanismo da Província Magmática do Atlântico Central (Terrinha et al., 2006). Os ciclos
sedimentares do Jurássico Médio e Superior são marcados pela sedimentação em plataforma
carbonatada enquanto que o ciclo do Cretácico Inferior regista sedimentação numa plataforma
mista carbonatada – clástica pouco profunda.
O presente estudo têm como objectivo principal a caracterização dos níveis de maturação da
sucessão estratigráfica da BA. O grau de maturação foi avaliado recorrendo, nesta primeira fase
dos estudos, ao poder reflector da vitrinite. Esta metodologia encontra-se bem estabelecida e
permite correlacionar não os indicadores geoquímicos de maturação com outros indicadores
ópticos de maturação e com as diferentes fases de geração de hidrocarbonetos
Os resultados e conclusões apresentados, apesar de preliminares, são pertinentes para a
caracterização do sistema de geração de hidrocarbonetos da BA e futuros trabalhos de
prospecção.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
As amostras estudadas foram recolhidas em afloramentos das unidades litológicas que
constituem a sucessão estratigráfica da BA e, também, de diferentes regiões: entre Sagres e
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Lagos (região ocidental) e a leste da última localidade (região central). Apenas as amostras
referentes à região ocidental se encontram estudadas para toda a distribuição estratigráfica da BA
(Figura 1 e 2). Na região ocidental as amostras estudadas do Triásico Superior pertencem à
sucessão aflorante na Praia do Amado, as do Jurássico Inferior correspondem à sucessão
Pliensbaquiana de Armação Nova, o Jurássico Médio corresponde à sucessão do Bajociano
Caloviano da Praia da Mareta, o Jurássico Superior à sucessão do Oxfordiano Kimmerdgiano
Inferior da Baía de Três Angras do ‘Outlier’ da Carrapateira e o Cretácico corresponde à
sucessão do Aptiano – Albiano Inferior representada na Praia de Porto de Mós. No sector central
da BA apenas se encontram estudadas a unidade litológica das Margas do Telheiro do Caloviano
e do Jurássico Superior às unidades dos Calcários Margosos e Margas do Peral. Foram
preferencialmente amostradas as litologias clásticas finas (argilitos cinzentos, siltitos) e
carbonatadas (margas e calcários margosos) num total de 53 amostras. Os resíduos orgânicos
utilizados nos estudos da maturação foram obtidos através de técnicas palinológicas
estandardizadas, que incluem a maceração das rochas com o auxílio dos ácidos clorídrico e
fluorídrico (Wood et al., 1996). Os resíduos orgânicos foram montados e polidos usando um
método adaptado do descrito por Hillier & Marshall (1988), e o poder reflector aleatório da
vitrinite (%Rm) foi determinado para as amostras com partículas de vitrinite bem preservadas e
em quantidade suficiente (> 30 partículas). As medidas do %Rm foram determinadas com um
microscópio de luz reflectida Olympus BX51 equipado com uma câmara fotográfica a preto e
branco (P/B). As imagens digitais a P/B (8-bit) das partículas de vitrinite foram analisadas com
auxílio de uma rotina do programa MatLab® concebida exclusivamente para medidas do %Rm.
Esta rotina calibra a escala de 256 níveis de cinzento com padrões de reflectividade conhecida.
Os padrões utilizados neste estudo têm valores de reflectividade de 0,428, 0,595, 1,715, 3,15 e
5,37, para luz incidente com comprimento de onda de 546 nm e em óleo de imersão com um
índice de refracção de 1,518.
3. RESULTADOS E CONCLUSÕES
Os resultados obtidos do poder reflector da vitrinite dos dois sectores da BA estão ilustrados
na figura 2. Nesta indica-se o valor médio, assim como a distribuição do %Rm para as sucessões
de diferentes idades nas duas regiões consideradas da BA. Os valores do %Rm variam, para toda
a bacia entre os 0,82 e os 1,34%Rm. Isto indica que na sucessão estratigráfica da BA, quer no
sector ocidental quer central, as amostras estudadas estão maturas em relação à geração de
petróleo, dado este corroborado pelas cores da fluorescência, da esporinite exibidas , algumas
com intenso fading positivo. Aparentemente os valores médios do %Rm não parecem estar
relacionados com a idade dos sedimentos, pois estes são muito semelhantes entre si. O mesmo se
verifica se compararmos os valores de %Rm dos dois sectores da BA considerados, cujos valores
médios do %Rm são, também, muito idênticos. Esta evidência pode ter sido devida a diferentes
histórias de subsidência para diferentes locais sectores (sub-bacias) da BA como sugerido por
(Mannupella et al., 1988), com menor subsidência do sector ocidental ( 1100) e maior
subsidência no sector central ( 3000). Porém esta hipótese necessita de mais estudos para poder
ser comprovada. A proximidade de rochas ígneas intrusivas presentes na Praia da Luz do
Cretácico Superior, pode em parte explicar os valores de %Rm mais elevados do que o esperado,
medidos para as Margas do Cretácico Inferior de Porto de Mós. Este episódio magmático poderá
ter elevado localmente o gradiente geotérmico da bacia. Assim, para além do processo de
maturação relacionado com a subsidência da bacia, os dados preliminares, sugerem que
localmente a actividade ígnea terá contribuído para a elevação da maturação regional da BA.
Porém, estas hipóteses necessitam de mais estudos, que estão a decorrer, para serem
corroboradas.
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Figura 2 - Valores do %Rm na sucessão estratigráfica da Bacia Algarvia em função da sua idade, e
indicação do %Rm médio.
De forma a caracterizar com mais rigor o potencial gerador em hidrocarbonetos (rocha-mãe)
das diferentes unidades estratigráficas, estão em curso mais trabalhos sobre o grau de maturação
dos sedimentos da BA, bem como trabalhos de geoquímica orgânica e de palinofácies. A
conjugação de ambos os estudos contribuirá para a análise da Bacia Algarvia em relação à
história de subsidência, tempo de maturação, geração de hidrocarbonetos e inversão tectónica da
bacia.
Agradecimentos
Este estudo é um contributo para o projecto PTDC/CTE-GEX/72694/2006 - "Hydrocarbon Source-Rock
Potential of the Algarve Basin Southern Portugal" realizado no âmbito do Programa de
Financiamento de Projectos Científicos em todos os domínios da Fundação para a Ciência e a
Tecnologia. M. Borges beneficia de uma Bolsa de Doutoramento (SFRH/BD/40428/2007) atribuída pela
Fundação para a Ciência e a Tecnologia.
Referências
Hillier, S. and Marshall, J. (1988) - A rapid technique to make polished thin sections of sedimentary organic matter
concentrates. Journal of Sedimentary Petrology, 58, pp. 754-755.
Mannupella, G., Marques, B. & Rocha, R. B. (1988) - Evollution tectono-sédimentaire du basin de l’Algarve
pendant le Jurassique. 2nd International Symposium on Jurassic Stratigraphy. Lisboa, pp. 1031-1046.
Marques, B. (1983) O Oxfordiano Kimeridgiano do Algarve Oriental: estratigrafia, paleobiologia
(Ammonoidea) e paleobiogeografia. Tese Doutoramento, UNL, 547 p.
Rey, J. (1986) - Micropalentological assemblages, palaeoenvironments and sedimentary evolution of Cretaceous
deposits in the Algarve (Southern Portugal). Palaeogeo. Palaeoclim. Palaeoeco., 55, pp. 233-246.
Rocha, R. B. (1976) - Estudo estratigfico e paleontológico do Jurássico do Algarve Ocidental. Ciências da Terra,
Universidade Nova de Lisboa, 2, 178p. Terrinha, P. A. C. (1998) Structural Geology and Tectonic Evolution
of the Algarve Basin. Unpub. Ph.D. thesis, Imperial College, London, 430 p.
Terrinha, P., Ribeiro, C., Kullberg, J. C., Lopes, C., Rocha, R. R. & Ribeiro, A. (2002) - Compressive episodes and
faunal isolation during rifting in the Algarve and Lusitanian Basins, Southwest Iberia. Journal of Geology,
Chicago, 110, pp. 101 113.
Terrinha, P., Rocha, R., Rey, J., Cachão, M., Moura, D., Roque, C., Martins, L., Valadares, V., Cabral., J., Azevedo,
M. R., Barbero, L., Clavijo, E., Dias, R. P., Gafeira, J., Matias, H., Matias, L., Madeira, J., Marques da Silva,
C., Munhá, J., Rebelo, L., Ribeiro, C., Vicente, J. & Youbi, N. (2006) A Bacia do Algarve: Estratigrafia,
Paleogeografia e Tectónica. In: Geologia de Portugal no Contexto da Ibéria (Dias, R., Araújo, A., Terrinha, P.
& Kullberg, J. C. Coord.). Universidade de Évora, pp. 247-316.
Wood, G.D., Gabriel, A.M., Lawson, J.C. (1996) - Palynological techniques - processing and microscopy. In:
Jansonius, J., and McGregor, D.C. (eds.), Palynology: Principles and Applications, American Association of
Stratigraphic Palynologists Foundation, 1. Dallas, pp. 29-50.
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Article
Full-text available
Evidence for three short-lived compressive episodes of late Carixian, late Callovian-early Oxfordian, and Tithonian-Berriasian ages that lasted <5 m.yr. and occurred during the process of rifting of the Algarve Basin is presented. These tectonic-inversion episodes are described at outcrop and cartographic scales and have been dated with the accuracy provided by the ammonoid scale. An uplift event of late Toarcian-Aalenian age of undetermined tectonic origin is also described. We show that these four tectonic episodes coincide in time with important ecological events, such as the onset of migration and/or the segregation of Boreal and Tethyan ammonite species and the confinement of the Algarve Basin. Stratigraphic and paleoecological data from the Algarve and Lusitanian Basins are compared and discussed together with eustatic and tectonic information. We propose that the tectonic-inversion episodes that caused uplift are the origin of the Mesozoic sedimentary gaps and the intermittent opening and closure of the seaway located offshore the SW corner of Iberia between the Algarve and Lusitanian Basins (i.e., a seaway between the Boreal and Tethyan realms). Three tectonic mechanisms for the origin of these short-lived compressive episodes are presented after comparing the tectonic setting of the Algarve Basin with other geological provinces of the world where similar phenomena also occurred.
Article
The Cretaceous of the Algarve comprises some lithostratigraphic units (carbonatic in shallow-water environments, siliciclastic in estuarine or fluviatile areas) which are essentially dated by their micropaleontological assemblages which contain calpionellids, lituolids, orbitolinids, involutinids, dasycladacean algae, charophytes. The formations are interpreted in the following terms: one regressive-transgressive cycle (late Oxfordian-basal Valanginian), two regressive sequences (Hauterivian-Barremian, Bedoulian) and one transgressive sequence (Gargasian-middle Cretaceous), separated by three major discontinuities at the base of the Valanginian, lower Bedoulian and upper Bedoulian. The sedimentary evolution and the geometry of deposits are controlled by various geodynamic factors the influence of which is analyzed: the relative changes of sea level are the main factor which determines the repartition of the formations in the different isotopic zones; the rate of subsidence on this passive continental margin (well marked during the Aptian and Albian) and sedimentary influxes increasing during the Hauterivian-Barremian contribute to the vertical regressive or transgressive evolutions. Orogenic movements occur only in the Neocomian, near a diapiric area. These factors record, on the south portuguese continental shelf, different stages of the history of the Northern Atlantic: the Neocimmerian and the Bedoulian riftings induces major discontinuities and sedimentary gaps. The beginning of the expansion of the Northern Atlantic determines the increasing of subsidence during the Aptian and Albian.
Evollution tectono-sédimentaire du basin de l'Algarve pendant le Jurassique
  • G Mannupella
  • B Marques
  • R B Rocha
Mannupella, G., Marques, B. & Rocha, R. B. (1988) -Evollution tectono-sédimentaire du basin de l'Algarve pendant le Jurassique. 2nd International Symposium on Jurassic Stratigraphy. Lisboa, pp. 1031-1046.
Structural Geology and Tectonic Evolution of the Algarve Basin
  • R B Rocha
Rocha, R. B. (1976) -Estudo estratigráfico e paleontológico do Jurássico do Algarve Ocidental. Ciências da Terra, Universidade Nova de Lisboa, 2, 178p. Terrinha, P. A. C. (1998) – Structural Geology and Tectonic Evolution of the Algarve Basin. Unpub. Ph.D. thesis, Imperial College, London, 430 p.
– O Oxfordiano – K i m e r i d g i a n o d o A l g a r v e O r i e n t a l : e s t r a t i g r a f i a
  • B Marques
Marques, B. (1983) – O Oxfordiano – K i m e r i d g i a n o d o A l g a r v e O r i e n t a l : e s t r a t i g r a f i a, p a l e o b i o l o g i a (Ammonoidea) e paleobiogeografia. Tese Doutoramento, UNL, 547 p.