Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica, Portugal)

João Lino Pereira Mestrado em Geomateriais e Recursos Geológicos Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território 2014 Orientador Professora Doutora Deolinda Flores Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica, Portugal) II FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) III Agradecimentos A realização desta dissertação revelou-se um desafio cativante e extremamente enriquecedor do ponto de vista científico, superando todas as minhas expectativas. Tal facto não seria possível sem um conjunto de pessoas, ao qual aproveito para deixar umas palavras de sinceros agradecimentos. Começo por agradecer à minha orientadora, Professora Doutora Deolinda Flores, por me ter dado a oportunidade de realizar esta dissertação sob a sua orientação. As condições de trabalho que me proporcionou, todo o tempo de acompanhamento e de esclarecimento das minhas dúvidas, aliados ao seu rigor e perfecionismo no trabalho, contribuíram de forma determinante para a minha evolução científica. Agradeço também, à Doutora Paula Gonçalves, à Doutora Joana Ribeiro e à Mestre Cândida Neto, equipa de investigação com quem tive a oportunidade de trabalhar. Todo o apoio, dedicação e auxílio prestados, foram essenciais para ultrapassar as tarefas com que me deparei. Não posso deixar de referir também, a simpatia e boa disposição com que me receberam dia após dia, facilitando a minha integração e adaptação, com um ótimo ambiente de trabalho. Ao Laboratório de Palinofácies e Fácies Orgânicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil (LAFO) e ao seu responsável Professor João Graciano Mendonça Filho pelo apoio na realização das análises geoquímicas (COT, St e RI). Quero agradecer a todos os meus amigos e família pelas palavras de motivação. Deixo uma palavra especial de agradecimento aos meus pais e irmão, incansáveis no apoio e investimento que me têm proporcionada ao longo da vida Por último, agradeço à GalpEnergia e PortoEnergy por terem disponibilizado a sondagem para este trabalho, que se revelou de um enorme contributo com novos dados orgânicos e geoquímicos para as Formações estudadas. IV FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Resumo O Jurássico Inferior da Bacia Lusitânica é caracterizado por depósitos sedimentares de origem margo-calcária, ricos em matéria orgânica (MO). O presente trabalho incide no estudo da MO de uma sondagem localizada na área de Alcobaça. Tendo em conta os dados da sondagem, relativamente à sua sequência estratigráfica, foram selecionadas 37 amostras para este estudo. Destas, 29 estão distribuídas pelas Formações de Coimbra (8 amostras), Água de Madeiros (4 amostras), Vale das Fontes (10 amostras) e Lemede (7 amostras), cobrindo um intervalo de 166 metros. As 8 restantes foram selecionadas visualmente tendo em conta as suas características litológicas, uma vez que a estratigrafia não está disponível. Este estudo tem como objetivos a caracterização petrográfica da matéria orgânica dispersa, definição do tipo de cerogénio, avaliação da maturação térmica e do potencial de geração de hidrocarbonetos. Baseou-se em análises de petrografia orgânica, nomeadamente na identificação dos macerais e na medição da reflectância (%Rr) da vitrinite e dos betumes sólidos identificdos, e em análises de geoquímica orgânica, tais como carbono orgânico total (COT), enxofre total (St) e resíduo insolúvel (RI). A análise petrográfica evidencia partículas de matéria orgânica pertencentes a todos os grupos de macerais, em que o grupo da liptinite abunda relativamente aos outros. Assim, a MO pertence maioritariamente a um cerogénio tipo II. A interpretação da reflectância dos betumes sólidos e das respetivas características óticas permitiu distinguir quatro famílias. A família com reflectância de 0.39 a 0.68 %Rr, foi designada de grahamite. As famílias com poder refletor entre 0.71-0.95 %Rr e 1.04-1.65 %Rr foram classificadas como epi-impsonite. A família de betumes sólidos cuja reflectância varia de 2.03 a 2.90 %Rr foi classificada como mesoimpsonite. Os valores obtidos para o poder refletor da vitrinite, indicam que a MO está essencialmente matura, com destaque para as Formações de Lemede (0.50–0.72 %Rr), Vale das Fontes (0.56–0.70 %Rr) e Água de Madeiros (0.56–0.61 %Rr), em que esta se encontra no estágio da catagénese. Os valores mais elevados de COT foram obtidos para as Formações de Vale das Fontes (2.91 %) e Água de Madeiros (1.19 %), que apresentam elevado potencial de geração de hidrocarbonetos, tendo em conta que se trata de fácies carbonatada. Os valores de RI inferiores a 50 %, confirmam o predomínio da fração carbonatada relativamente à siliciclástica, para todas as formações. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) V A relação entre os valores de COT e de St permite inferir em todas as formações um ambiente deposicional redutor. Palavras-chave: Jurássico Inferior; matéria orgânica; vitrinite; betume sólido; maturação VI FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Abstract The Lower Jurassic of the Lusitanian Basin (Portugal) is characterized by marly–limestone sedimentary deposits, rich in organic matter (OM). The present work focuses on the study of the OM from a well drilled in the Alcobaça area. According to the well data, relative to its stratigraphic sequence, 37 samples were selected for this study. From these, 29 are distributed by Coimbra Formation (8 samples), Água de Madeiros Formation (4 samples), Vale das Fontes Formation (10 samples) and Lemede Formation (7 samples), covering an interval of 166 meters. The remaining 8, were visually selected with regard to its lithology, once the stratigraphy is not available. The objectives of this study are the petrographic characterization of the dispersed organic matter, kerogen type setting, thermal maturation and hydrocarbon generation potential evaluation. It was based in organic petrographic analysis, such as identification of maceral groups and vitrinite and solid bitumen reflectances (%Rr), and organic geochemistry analyses, such as total organic carbon (TOC), total sulfur (St) and insoluble residue (IR). The petrographic analysis shows particles of organic matter belonging to all groups of macerals, in which the liptinite group abounds in relation to others. Therefore, the OM mainly belongs to a type II kerogen. The interpretation of solid bitumens reflectance and their optical characteristics allowed to distinguish four different families. The solid bitumen family with reflectance values between 0.31–0.68 %Rr, was classified as grahamite. The solid bitumen families with reflectance values between 0.71–0.95 %Rr and 1.04–1.65 %Rr were classified as impsonites. The solid bitumen family which reflectance values range from 2.03 to 2.90 %Rr, was classified as meso-impsonite. The values obtained for the vitrinite reflectance indicate that the OM is essentially mature, with special emphasis to Lemede (0.50-0.72 %Rr), Vale das Fontes (0.56-0.70 %Rr) and Água de Madeiros (0.56-0.61 %Rr) Formations, where it is in the catagen stage. The highest TOC values were obtained for the Vale das Fontes (2.91%) and Água de Madeiros (1.19%) Formations, which have high hydrocarbon generation potential, taking into account that correspond to carbonated facies. IR values lower than 50 % confirms the presence of carbonate sediments over siliciclastic fraction, for all Formations. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) VII The ratio between TOC and St values allow to infer a reducing depositional environment in all Formations. Keywords: Lower Jurassic; organic matter; vitrinite; solid bitumen; maturation VIII FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Índice AGRADECIMENTOS ..................................................................................................................III RESUMO.................................................................................................................................... IV ABSTRACT................................................................................................................................ VI ÍNDICE ..................................................................................................................................... VIII ÍNDICE DE TABELAS ................................................................................................................ X ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................ XI LISTA DE ABREVIATURAS.................................................................................................... XIII 1. ENQUADRAMENTO GERAL ..................................................................................................1 1.1. Introdução e objetivos ...........................................................................................1 1.2. Conceitos Gerais ....................................................................................................3 1.2.1. Evolução térmica da matéria orgânica ...............................................................3 1.2.2. Tipo de matéria orgânica ...................................................................................4 1.2.3. Matéria Orgânica Dispersa nos sedimentos (MOD) do ponto de vista petrográfico ..............................................................................................................................6 Características .............................................................................................................7 2. ENQUADRAMENTO GEOLÓGICO .......................................................................................11 2.1. Contexto geodinâmico .........................................................................................11 2.2. Setores no interior da bacia.................................................................................13 2.3. Contexto paleogeográfico e paleotectónico ......................................................14 2.3.1. 1º episódio de rifting (Triássico-Sinemuriano) .................................................15 2.3.2. 2º episódio de rifting (Pliensbaquiano/Oxfordiano) ..........................................16 2.4. Descrição das unidades litostratigráficas da área de estudo...........................17 2.4.1.Formação de Coimbra ......................................................................................18 2.4.2. Formação de Água de Madeiros ......................................................................19 2.4.3. Formação de Vale das Fontes .........................................................................20 2.4.4. Formação de Lemede ......................................................................................21 3. AMOSTRAS E METODOLOGIAS .........................................................................................23 3.1. Seleção de amostras ............................................................................................23 3.2.Petrografia orgânica ..............................................................................................26 3.2.1. Preparação das amostras ................................................................................26 3.2.2. Caracterização da MOD e determinação do poder refletor aleatório ...............28 3.3. Geoquímica Orgânica ...........................................................................................30 FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) IX 3.3.1. Preparação das amostras ................................................................................30 3.3.2. Análise de COT, St e RI...................................................................................30 4. RESULTADOS .......................................................................................................................33 4.1. Petrografia Orgânica ............................................................................................33 4.1.1. Análise descritiva .............................................................................................33 4.1.1.1.Amostras entre as transições ........................................................................33 4.1.1.2. Formações ....................................................................................................47 4.2. Geoquímica Orgânica ...........................................................................................55 5. DISCUSSÃO ..........................................................................................................................57 6. CONCLUSÃO ........................................................................................................................73 7. ATLAS PETROGRÁFICO......................................................................................................75 7.1. Formação de Lemede ...........................................................................................76 7.2. Formação de Vale das Fontes .............................................................................80 7.3. Formação de Água de Madeiros ..........................................................................84 7.4. Formação de Coimbra ..........................................................................................88 BIBLIOGRAFIA .........................................................................................................................93 ANEXOS Anexo I. Histogramas de distribuição de vitrinite e de betumes sólidos, identificados nas amostras entre transições e nas Formações Anexo II. Cópia do trabalho aceite para publicação no volume Especial das Comunicações Geológicas e diapositivos da comunicação oral no IX Congresso Nacional de Geologia e 2º Congresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa (IXCNG/2ºCoGePLiP) 2 FCUP 1.Introdução Duarte et al. (2010) desenvolveram um estudo de estratigrafia sequencial, onde estabeleceram uma relação entre a distribuição do teor em carbono orgânico total (COT) e as fases transgressivo-regressivas de 2ª ordem, para o intervalo compreendido entre o Sinemuriano e o Pliensbaquiano em pontos distintos da BL. Ferreira et al. (2010) apresentam um estudo quanto à maturação térmica da Formação de Vale das Fontes e da parte inferior da Formação de Lemede, a partir da caracterização organofaciológica da sucessão sedimentar do Pliensbaquiano de Peniche. Silva et al. (2011) elaboraram modelos sedimentológicos preditivos para caracterizar duas unidades potencialmente geradoras de petróleo do Jurássico Inferior da Bacia Lusitânica, a Formação de Vale das Fontes (Pliensbaquiano) e a Formação de Cabaços (Oxfordiano inferior/médio). Silva et al. (2012) desenvolveram o primeiro estudo de reconstituição paleoambiental e diagenética da série hemipelágica rica em matéria orgânica da Bacia Lusitânica, a partir de dados biogeoquímicos. Duarte et al. (2012) apresentaram um estudo de estratigrafia de alta resolução, palinofácies e potencial gerador de hidrocarbonetos da Formação de Água de Madeiros em S. Pedro de Moel, na Bacia Lusitânica. Poças Ribeiro et al. (2013) desenvolveram um estudo de caracterização da matéria orgânica presente nas formações de Água de Madeiros e Coimbra da Bacia Lusitânica, suportado por técnicas de petrografia e geoquímica orgânicas. Silva et al. (2013) realizaram um estudo de caracterização sedimentológica, estratigráfica, palinofaciológica e geoquímica sumária do membro Margo-calcários com níveis betuminosos da Formação de Vale das Fontes, um dos mais importantes intervalos ricos em matéria orgânica e potencialmente gerador de petróleo da Bacia Lusitânica. Neste contexto, este trabalho está centrado no estudo da MO dispersa em sedimentos, pertencentes ao Jurássico Inferior de uma sondagem realizada na área de Alcobaça, recorrendo a técnicas de petrologia orgânica e a determinação de carbono orgânico total (COT), enxofre total (St) e resíduo insolúvel (RI). Tendo em conta os dados providenciados pela empresa que realizou a sondagem, esta intercetou as Formações de Coimbra, Água de Madeiros, Vale das Fontes e Lemede. Este estudo tem como objetivos principais: i) caracterizar a matéria orgânica dispersa (MOD) presente nestas Formações; ii) definir o tipo de cerogénio; iii) estimar a maturação térmica da MO; e iv) avaliar o potencial de geração de hidrocarbonetos. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 3 Os resultados correspondestes à Formação de Vale das Fontes foram apresentados, sob a forma de comunicação oral, no IX Congresso Nacional de Geologia e 2º Congresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa (IXCNG/2ºCoGePLiP) e o trabalho intitulado “The Vale das Fontes Formation in the Alcobaça area (Lusitanian Basin, Portugal): organic petrology characterization and thermal maturation” foi aceite no tema 4 – Bacias Sedimentares – Evolução e Recursos Gerados, para publicação no volume Especial das Comunicações Geológicas. Cópia do trabalho aceite assim como dos diapositivos da comunicação oral são apresentados no Anexo II. 1.2. Conceitos Gerais 1.2.1. Evolução térmica da matéria orgânica A transformação físico-química da matéria orgânica quando se deposita nos sedimentos é controlada por alguns fatores, tais como a atividade biológica, temperatura e pressão. Este é um processo contínuo designado por maturação térmica e está dividido em três estágios consecutivos: diagénese, catagénese e metagénese, que correspondem ao estado imaturo, maturo e supermaturo da MO, respetivamente (Tissot & Welte, 1984). No estágio da diagénese, a matéria orgânica recentemente depositada é alterada e/ou degradada, a poucos metros de soterramento, por processos de transformação biológicos e químicos de baixa temperatura, aproximadamente até 65º C (Tissot & Welte, 1984). Durante a diagénese inicial, um dos principais agentes de transformação é a atividade microbiana, responsável pela degradação de moléculas simples tais como o CO2, N2 e H2O (condições aeróbias) e NH3, H2S e CH4 (condições anaeróbias). Os materiais macromoleculares, tais como ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e huminas que não são degradados, por perda de grupos funcionais e policondensação, dão origem ao cerogénio (Tissot & Welte, 1984). No fim deste estágio, as rochas geradoras de petróleo encontram-se ainda num estado imaturo, contudo o principal hidrocarboneto formado é o metano biogenético (Tissot & Welte, 1984). A catagénese caracteriza-se por um aumento de pressão (de 300 a 1500 bar) e temperatura (aproximadamente 50 a 150º C), ocorrendo alterações termoquímicas na MO (Tissot & Welte, 1984). Este estágio é definido por valores de reflectância da vitrinite de 0.5 a 2.0 %Rr e inclui a "janela de geração do óleo", que varia entre valores de reflectância de 0.5 a 1.3 %Rr (Tissot & Welte, 1984). Neste estágio a rocha 4 FCUP 1.Introdução geradora está matura, formando-se quantidades consideráveis de hidrocarbonetos líquidos e gasosos (Tissot & Welte, 1984). A metagénese é o último estágio de maturação da matéria orgânica, é atingida a grandes profundidades e a temperaturas superiores a 120º C (Tissot & Welte, 1984). É definido por valores de reflectância da vitrinite entre 2.0 e 4.0 %Rr, sendo a rocha geradora considerada supermatura (Tissot & Welte, 1984). Nesta etapa a MO continua a ser alvo de transformações termoquímicas que provocam uma diminuição dos hidrocarbonetos líquidos e favorecem a formação de metano termogénico (Tissot & Welte, 1984). O metamorfismo inicia-se com temperaturas entre 210 e 240º C, em que os componentes orgânicos que restam são transformados em metano, dióxido de carbono e grafite (Mendonça Filho, 2010). . 1.2.2. Tipo de matéria orgânica A fração de matéria orgânica em rochas sedimentares insolúvel em solventes orgânicos é denominada de cerogénio, enquanto a fração solúvel é chamada de betume. Para que uma rocha seja considerada ativa ou potencial geradora de petróleo, tem de obrigatoriamente que possuir MO na sua constituição. Visto que tipos diferentes de matéria orgânica possuem diferentes potenciais para gerar hidrocarbonetos, torna-se essencial fazer a distinção entre os vários tipos de cerogénio para avaliar apropriadamente a rocha geradora. A matéria orgânica que maioritariamente contribui para a presença de cerogénio em sedimentos, identifica-se Figura 1.1 - Esquema geral da evolução da matéria orgânica desde que se deposita nos sedimentos até à zona metamórfica (adaptado de Tissot & Welte, 1984) FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 5 como restos de bactérias, fitoplâncton, zooplâncton e plantas superiores (Tissot & Welte, 1984). O tipo de cerogénio pode ser diferenciado e avaliado através de métodos microscópicos e físico-químicos. Os métodos microscópicos permitem a visualização do cerogénio e consequente apreciação de detalhes, tais como a mistura de matéria orgânica de fontes diferentes. Neste estudo, o cerogénio foi estimado tendo em conta o método de microscopia de luz branca refletida e luz azul incidente. De acordo com Tissot & Welte (1984) é possível distinguir três tipos de cerogénio. O cerogénio do tipo I é constituído essencialmente por material algal, principalmente Botryococcus depositados em ambiente lacustre, facilmente reconhecido em microscópio. Pode ainda ser constituído por restos de material algal estruturado misturado com matéria amorfa (possivelmente vasos condutores retrabalhados por intensa atividade microbiana). Os macerais mais abundantes pertencem ao grupo da liptinite e possui um potencial elevado para geração de óleo e gás (Tissot & Welte, 1984). Por seu lado, o cerogénio do tipo II consiste predominantemente em matéria orgânica marinha depositada num ambiente redutor. Esta matéria orgânica faz-se representar por restos de material algal e planctónico, e algum material de plantas terrestres (esporos, grãos de pólen e cutículas). Os macerais mais abundantes pertencem ao grupo da liptinite, embora possam ser também encontradas partículas de vitrinite. Apesar do seu potencial para gerar óleo e gás ser inferior ao do tipo I, é também de elevada importância para a geração de hidrocarbonetos (Tissot & Welte, 1984). O tipo III é maioritariamente constituído por matéria orgânica derivada de plantas superiores terrestres, encontrando-se abundantemente partículas do grupo da vitrinite. O seu potencial de geração de óleo é moderado, embora possa ainda gerar elevada quantidade de gás a grande profundidade (Tissot & Welte, 1984). Há ainda o cerogénio tipo IV, que se assume como um cerogénio secundário produzido por carbonização, ou seja, por combustão ou oxidação pré-deposicional de qualquer tipo de matéria orgânica (Mendonça Filho, 2010). 6 FCUP 1.Introdução 1.2.3. Matéria Orgânica Dispersa nos sedimentos (MOD) do ponto de vista petrográfico O termo maceral foi primeiramente usado por Stopes (1935) para um constituinte de carvão isolado por maceração. Alguns macerais representam, pelo menos em parte, restos de plantas cuja forma e/ou estrutura foram preservados nas rochas sedimentares. Outros macerais são produtos de degradação, cujo grau de alteração é tal, que se torna impossível a determinação da parte da planta de origem (Taylor et al., 1998). De acordo com o sistema de nomenclatura internacional de Stopes-Heerlen (SH), a MO presente nos carvões, divide-se em três grupos de macerais: vitrinite, liptinite e inertinite (Tabela 1.1). Com o objetivo de uniformizar a nomenclatura usada em petrologia orgânica para a MOD presente nas rochas sedimentares, o ICCP conjuntamente com o The Society for Organic Petrology (TSOP), aprovaram uma classificação para a MOD, que para além dos três principais grupos de macerais, contempla mais dois grupos: os zooclastos (restos faunais) e os produtos secundários (Tabela 1.2). A descrição dos três principais grupos de macerais é feita a seguir. • Grupo da vitrinite - grupo de macerais representado por constituintes lignocelulósicos de paredes celulares de plantas, que em condições mais ou menos anaeróbias evoluíram por gelificação. Apresentam um maior teor em oxigénio e a sua estrutura química é formada por compostos aromáticos e ciclo-aromáticos nos carvões de baixo grau. O aumento do grau implica um aumento da aromaticidade, da condensação e do ordenamento das unidades poliaromáticas. Quando observados microscopicamente em luz branca refletida, apresentam uma cor cinzento intermédio entre a cor evidenciada pelos macerais da liptinite e os da inertinite. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 7 Tabela 1.1 - Sistema de Nomenclatura Internacional de Stopes Heerlen – SH (ICCP 1971, 1998, 2001, Sykorova et al. 2005). Morfologia e aspetos característicos dos macerais (Marques & Flores 2003). Grupos Subgrupos Macerais Morfologia Características Huminite/ Vitrinite Humotelinite/ Telovitrinite Textinite/ Telinite Estrutura celular visível Paredes celulares mais ou menos gelificadas Ulminite/ Colotelinite Estrutura celular fracamente visível Paredes celulares gelificadas Humocolinite/ Gelovitrinite Gelinite Gel poroso ou mais ou menos compacto e fissurado Gel amorfo Corpohuminite/Co rpogelinite Corpos mais ou menos arredondados Geles que preenchem (ou não) vacúolos celulares Humodetrinite/ Detrovitrinite Atrinite/ Vitrodetrinite Detritos húmicos impregnados de geles Detritos Densinite/ Colodetrinite Idem, mais compactados Detritos Liptinite Esporinite Estrutura bem preservada Esporos e pólens Cutinite Estrutura bem preservada Cutículas Resinite Corpos mais ou menos arredondados a preencher ou não vacúolos celulares Resinas e ceras Suberinite* Estrutura bem preservada Tecidos suberinizados (raízes) Alginite Colónias de algas ou algas unicelulares Algas Fluorinite* Substâncias oleosas mais ou menos arredondadas Óleos de plantas Exudatinite Hidrocarbonetos produzidos durante a incarbonização Preenchem fendas e cavidades Clorofilinite* Substâncias arredondadas com fluorescência vermelho intenso Pigmentos clorofílicos Betuminite** Sem estrutura, englobam outras substâncias húmicas Matrizes com betumes Liptodetrinite Detritos Detritos Inertinite Fusinite Paredes celulares bem preservadas Paredes celulares oxidadas Semifusinite Estrutura celular incipiente Paredes celulares parcialmente oxidadas Macrinite Aspeto amorfo Geles amorfos oxidados Micrinite** Granulações muito finas Maceral de neoformação Funginite Estrutura bem preservada Paredes celulares de fungos Secretinite Corpos mais ou menos arredondados com fendas e/ou vacúolos de desvolatilização Resinas oxidadas Inertodetrinite Detritos oxidados Detritos oxidados Designações em itálico usadas para carvões de grau médio e superior. * Macerais que só ocorrem nos carvões de grau inferior; ** Maceral de neoformação, só ocorre em carvões de grau médio e superior. 8 FCUP 1.Introdução • Grupo da liptinite - constituído por constituintes figurados que correspondem a restos de plantas ricos em hidrogénio (esporos, resinas, cutículas, algas) formando preferencialmente compostos alifáticos. Para o mesmo grau de maturação, quando observadas ao microscópio em luz branca refletida, apresentam um poder refletor inferior ao da vitrinite, uma cor cinzenta mais escura e uma fluorescência de intensidade variável. Com o aumento do grau de incarbonização/maturação, o seu poder refletor aumenta convergindo com o da vitrinite e a fluorescência desaparece. • Grupo da inertinite - os macerais deste grupo derivam das mesmas substâncias vegetais originais da vitrinite mas experienciaram diferentes transformações primárias. Agrupa assim constituintes ligno-celulósicos (inclui também os fungos), que evoluíram por fusitinização em condições mais ou menos oxidantes, formando compostos fundamentalmente aromáticos. Quando observados em microscopia de luz branca refletida, para o mesmo grau de maturação da vitrinite, o seu poder refletor é mais elevado, apresentam uma cor mais clara e não têm fluorescência. Os Zooclastos ou restos faunais são partículas orgânicas de origem animal com características morfológicas específicas. Os mais comuns são os escolecodontes, graptólitos, quitinozoários e foraminíferos. Os produtos secundários são produtos gerados durante a diagénese podendo ser sólidos ou líquidos que, pelo facto de serem produtos secundários, ocorrem, normalmente, a preencher espaços vazios da matéria mineral ou da matéria orgânica. Quando observados ao microscópio em luz branca refletida, apresentam uma reflectância variável e podem apresentar fluorescência. Com o aumento do grau de maturação, o seu poder refletor aumenta e a fluorescência desaparece. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 9 Tabela 1.2 - Sistema de nomenclatura internacional dos constituintes orgânicos da MOD do ICCP/TSOP. Grupos Macerais Vitrinite Telinite Colotelinite Gelinite Corpogelinite Vitrodetrinite Colodetrinite Liptinite Alginite Betuminite Liptodetrinite Esporinite Cutinite Suberinite Resinite Exudatinite Clorophylinite Inertinite Fusinite Semifusinite Macrinite Micrinite Funginite Inertodetrinite Zooclastos Escolecodontes Graptólitos Quitinozoários Foraminíferos Produtos secundários Betumes Pirobitumes Óleo 10 FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 11 2. Enquadramento Geológico 2.1. Contexto geodinâmico A Bacia Lusitânica (BL) é uma bacia sedimentar localizada na Margem Ocidental Ibérica (MOI), desenvolveu-se durante parte do Mesozóico e caracteriza-se como uma bacia distensiva, pertencente a uma margem continental do tipo atlântico de rift não vulcânica (Kullberg et al., 2013). Alonga-se segundo uma direção aproximada NNW-SSE por cerca de 200 km e uma outra direção perpendicular por mais de 100 km, ocupando uma área de mais de 20 000 km2 na parte central da MOI (Kullberg et al., 2013). É a única bacia das margens do Atlântico Norte com uma vasta extensão superficial (Figura 2.1), apresentando cerca de 1/3 da sua área imersa na plataforma continental, enquanto que a restante aflora na área continental emersa (Kullberg et al., 2013). Figura 2.1 - Localização da Bacia Lusitânica (adaptado de Oliveira et al., 2006). 18 FCUP 2.Enquadramento Geológico dolomítica (Formação de Coimbra), enquanto no Sinemuriano Superior esta apresenta origem calcária (Formação de Água de Madeiros, subdividida nos membros de Praia da Pedra Lisa e de Polvoeira), que foi gradualmente substituída por uma sedimentação mais margosa (Duarte & Soares, 2002). O Pliensbaquiano marcou o início duma sedimentação rica em matéria orgânica, em que os sedimentos lutíticos passaram a dominar todos os setores da bacia (Duarte et al., 2010). No intervalo compreendido entre a base do Pliensbaquiano e o topo do Toarciano, identificam-se as Formações de Vale das Fontes e de Lemede. Estas unidades diferenciam-se pelas relações marga/calcário e pelos tipos litológicos presentes, que consistem em margas e calcários, incluindo fácies bioclásticas, nodulosas e grumosas (Kullberg et al, 2013). 2.4.1.Formação de Coimbra Segundo Choffat (1903), o Grupo de Coimbra (Figuras 2.4 e 2.5) apresenta duas subunidades fundamentais entre Pereiros e Lamas. A subunidade da base é constituída por dolomitos e argilitos de espessura entre 70 e 80 m, enquanto que a do topo apresenta essencialmente calcários e calcários dolomíticos de espessura igual ou superior a 110 m. Na região de Coimbra, Soares et al. (1985) subdividiram o Grupo de Coimbra em duas formações, a Fm de Coimbra e a Fm de S. Miguel. A Fm de Coimbra encontra-se na base e apresenta uma espessura na região de Coimbra entre 20 e 60 m, e entre Pereiros e Lamas e Penela-Rabaçal de 70 a 80 m. É constituída por dolomitos interstratificados com pelitos cinzentos a avermelhados, por vezes pseudobrechóides. Estes podem apresentar laminação ondulada e estratificação entrecruzada em wackestones e grainstones. A Fm de S. Miguel encontra-se no topo, apresenta na região de Coimbra uma espessura de 10 a 40 m, de 110 a 140 m entre Pereiros e Lamas e Penela-Rabaçal, e é constituída por calcários interstratificados com margas cinzentas e calcários dolomíticos. A presença de braquiópodes e lamelibrânquios é também frequente nesta subunidade (Soares et al., 1985). O limite estabelecido entre estas duas formações é heterócrono, uma vez que grande parte da Fm de S. Miguel é ocupada por redolomitização. Entre Carvalhais e Palheira, esta chega acima do nível margoso e a norte de Coimbra caracteriza a totalidade da Zona de Jamesoni (Soares et al., 2007). Na área ocidental da BL, nomeadamente em S. Pedro de Moel, o Grupo de Coimbra apresenta uma espessura superior a 120 m e é constituído por dolomitos, calcários dolomíticos, bioconstruídos, margosos, e bioclásticos, com raros intervalos FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 19 margosos. As construções estromatolíticas, sobrepostas por uma sucessão de calcários bioclásticos e fossilíferos, tais como lumachelas de bivalves e de gastrópodes, são dos aspetos mais relevantes. Em S. Pedro de Moel, o topo da Fm de Coimbra é caracterizado por uma sucessão de calcários fossilíferos, com predominância de braquiópodes (Mouterde, 1967; Mouterde & Rocha, 1981). 2.4.2. Formação de Água de Madeiros A Fm de Água de Madeiros (Figuras 2.4 e 2.5) localiza-se no bordo oeste da BL e está sobreposta à Fm de Coimbra. Caracteriza-se por alternâncias de margas laminadas, calcários margosos, micríticos e bioclásticos, ricos em matéria orgânica e macrofauna bentónica e nectónica (Duarte et al, 2006, 2008, 2010). Encontra-se bem definida nas localidades de Montemor-o-Velho, Serra de Boa Viagem, Peniche e S. Pedro de Moel, apresentando-se subdividida em dois membros, o Mb de Polvoeira e o Mb da Praia de Pedra Lisa (Duarte & Soares, 2002). O Mb de Polvoeira apresenta alternâncias de margas e de calcários margosos de cor cinzenta, ricos em matéria orgânica (Duarte et al., 2006, 2010). Em S. Pedro de Moel a base do membro é constituída por níveis ricos de braquiópodes e bivalves, enquanto que o topo apresenta horizontes fossilíferos de amonóides e restos de peixes actinopterígios (Mouterde, 1967; Antunes et al., 1981). Estes níveis fossilíferos podem ser observados em Montemor-o-Velho, Serra de Boa Viagem e em Peniche, o que permite enquadrar este membro no intervalo entre as Zonas de Oxynotum e de Raricostatum. Em Peniche, o Mb de Polvoeira apresenta uma espessura de aproximadamente 10 m, contrastando com os 42 m observados em S. Pedro de Moel (Duarte et al., 2010). O Mb da Praia de Pedra Lisa embora evidencie algumas alternâncias margosas, caracteriza-se essencialmente por uma série calcária (mudstones e packstones). Encontra-se bem visível em Peniche e em S. Pedro de Moel, onde na base se observa uma sucessão de calcários microsparíticos pouco fossilíferos, seguindo-se um conjunto alternante de calcários decimétricos e margas cinzentas centimétricas. O topo deste membro é datado da base da Zona de Jamesoni, uma vez que se verifica o registo da presença de Deroceratídeos (Mouterde et al., 1983; Duarte et al., 2010). Até ao Pliensbaquiano Inferior, no setor sul da bacia a sucessão equivalente a esta caracteriza-se sempre por fácies dolomítica. O ambiente marginomarinho é evidenciado por termos laminares constituídos de alternância de crostas microbiano-algais com leitos de pelóides e intraclastos. 20 FCUP 2.Enquadramento Geológico 2.4.3. Formação de Vale das Fontes A Fm de Vale das Fontes (Figuras 2.4 e 2.5) data das Zonas de Jamesoni a Margaritatus (Mouterde, 1967; Rocha et al., 1996) e é uma unidade margo-calcária de domínio margoso, que apresenta alternâncias de margas decimétricas a métricas com calcários em camadas centimétricas, ricas de macrofauna bentónica e nectónica. Tem espessura variável, e está dividida em três membros bem desenvolvidos no setor ocidental da bacia, nomeadamente o Mb das Margas e calcários com Uptonia e Pentacrinus, o Mb Margas e calcários grumosos e o Mb Margo-calcários com níveis betuminosos (Duarte et al., 2010). O Mb Margas e calcários com Uptonia e Pentacrinus apresenta uma espessura máxima de 35 m em Montemor-o-Velho, sendo datado da Zona de Jamesoni. Caracteriza-se por alternância de margas e calcários margosos, ricos em matéria orgânica. Artículos de crinóides e belemnites são o exemplo mais evidente de uma macrofauna variada, que conferem uma textura wackestone aos sedimentos (Duarte et al., 2010). O Mb Margas e calcários grumosos tem uma espessura máxima de aproximadamente 25 m e data da Zona de Jamesoni à Zona de Ibex. É composto por margas, margas calcárias, margas e calcários grumosos, com intercalações de margas laminadas, ricas em matéria orgânica. As pequenas concreções de origem microbiana, centimétricas e subangulosas de micrite castanha escura, são responsáveis pelas fácies grumosas (Dromart & Elmi, 1986; Elmi et al., 1988; Fernández-López et al., 2000). Dos membros da formação, este é o que apresenta menor diversidade de microfauna, demonstrando uma fraca expressão de elementos bentónicos. O Mb Margo-calcários com níveis betuminosos apresenta uma espessura máxima na bacia de 35 m, datado da parte terminal da Zona de Ibex até o topo da Zona de Margaritatus (Oliveira et al., 2006; Silva et al., 2007). É composto por uma sucessão margosa rica em matéria orgânica (black shales), com alguns níveis de calcário margoso. Este membro é muito rico em macrofauna nectónica (amonóides e belemnites) e bentónica (braquiópodes, bivalves, crinóides, belemnites), esta última mais abundante no setor oriental da bacia, como Tomar-Alvaiázare (Duarte et al., 2010). A microfauna é também abundante e está representada essencialmente por associações de foraminíferos (Ruget, 1985; Rey et al., 2000), de ostracodos (N'ZabaMakaya et al., 2003) e de nanoplancton calcário (Hamilton 1977, 1979). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 21 2.4.4. Formação de Lemede A Fm de Lemede (Figuras 2.4 e 2.5) é constituída por uma alternância de calcários margosos e micríticos de proporções decimétricas, com margas calcárias cinzentas de espessura centimétrica. Apresenta uma fauna bastante diversificada e abundante, estando o topo desta formação caracterizado por belemnites, braquiópodes e bivalves, predominando as amonites nos restantes horizontes. Um dos elementos que melhor identificam esta formação em toda a bacia é a enorme ocorrência de belemnites, sendo as fácies em zonas como a de Tomar-Alvaiázere exclusivamente calcárias e bioclásticas (Kullberg et al., 2013) . Esta formação data da base do Toarciano Inferior, nomeadamente da Zona de Polymorphum, e apresenta uma espessura que varia entre 6 a 30 metros, de Tomar até à Brenha, respetivamente. Figura 2.4 - Unidades litostratigráficas dos setores setentrional e central da Bacia Lusitânica, no intervalo TriásicoJurássico Médio (Caloviano Superior) para o 1º e 2º episódios de rifting (retirado de Kullberg et al., 2013). 22 FCUP 2.Enquadramento Geológico Figura 2.5 - Quadro litostratigráfico do Pliensbaquiano e Toarciano da Bacia Lusitânica (retirado de Kullberg et al., 2013). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 23 3. Amostras e Metodologias 3.1. Seleção de amostras As amostras analisadas neste estudo foram selecionadas a partir de uma sondagem realizada na área de Alcobaça, que intercetou uma sequência desde os 253 metros até aos 3240 metros de profundidade. Esta foi fornecida por uma empresa de exploração de hidrocarbonetos, juntamente com os respetivos dados relativos à estratigrafia e litologias que atravessa, com exceção do intervalo que varia entre a profundidade de 253 metros e 1516 metros (Tabela 3.1). A análise dos dados fornecidos pela empresa detentora dos direitos da sondagem, relativos à sequência litostratigráfica desta, indicam que das 37 amostras selecionadas para este estudo, 29 pertencem, da base para o topo da sequência intercetada, à Fm de Coimbra, Fm de Polvoeira, Fm de Água de Madeiros, Fm de Vale das Fontes e Fm de Lemede. Contudo, recorrendo à classificação litostratigráfica consultada em Kullberg et al. (2013), verifica-se que a Fm de Água de Madeiros se encontra subdividida em dois membros, o Membro (Mb) de Polvoeira e o Mb da Praia de Pedra Lisa. Consequentemente, é assumido neste estudo que a formação identificada como Fm de Água de Madeiros, nos dados fornecidos, corresponde ao Mb da Praia de Pedra Lisa, enquanto que a Fm de Polvoeira corresponde ao Mb de Polvoeira, ambos pertencentes à Fm de Água de Madeiros. Quanto às restantes amostras, uma vez que cada uma delas foi selecionada entre transições identificadas visualmente, não tendo sido fornecida a estratigrafia, não foi feita a descrição das unidades litostratigráficas a que devem pertencer. Por uma questão de confidencialidade, nos dados referentes à sondagem disponibilizada pela empresa detentora dos seus direitos, não foi fornecido o seu corte estratigráfico. Tal facto impossibilita a representação do corte estratigráfico da sondagem analisada neste estudo. Sabe-se apenas que a sondagem em estudo localiza-se no Setor Central da BL, mais concretamente na região de Alcobaça e atingiu uma profundidade de 3240 metros. Para este trabalho, foram selecionadas amostras na parte da sondagem onde a estratigrafia era conhecida no intervalo de 1522 metros a 1696 metros de profundidade. As amostras foram colhidas com intervalos de 2 metros ou 3 metros. 24 FCUP 3.Amostras e Metodologias Tabela 3.1 - Total de amostras por formação que foram colhidas na sondagem em estudo e respetivos limites em profundidade. Formação Nº total de amostras Profundidade(m) --- 429 253 - 1516 Lemede 25 1516 - 1566 Vale das Fontes 12 1566 - 1590 Água de Madeiros 9 1590 - 1608 Coimbra 59 1608 - 1726 Tendo em conta o elevado número de amostras foi necessário estabelecer critérios de seleção, com vista a efetuar uma amostragem representativa para a caracterização da matéria orgânica da sondagem em estudo. Assim, para o intervalo entre os 253 - 1516 m foi estabelecido um critério de observação direta, que passou pela observação de todas as amostras, com a finalidade de se identificar qualquer transição a nível de cor e/ou litologia. Foram identificadas sete transições (Tabela 3.2), tendo-se selecionado uma amostra entre cada transição, perfazendo um total de 8 amostras (Tabela 3.3). Tabela 3.2 - Profundidade a que as transições foram identificadas. Transição Profundidade (m) 1 525 2 640 3 823 4 916 5 1076 6 1433 7 1454 Da restante sondagem foram selecionadas 29 amostras, perfazendo a totalidade de 37 amostras para este estudo (Tabela 3.3). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 25 Tabela 3.3Totalidade das amostras selecionadas por formação e transições para este estudo e respetivas profundidades. Amostra/Formação Nº de amostras selecionadas Profundidade (m) Amostras entre transição 8 391 -394 580 -583 775 -778 868 -871 1006 -1008 1253 -1256 1442 -1445 1484 -1487 Lemede 7 1522 -1524 1528 -1530 1540 -1542 1546 -1548 1552 -1554 1558 -1560 1564 -1566 Vale das Fontes 10 1568 -1570 1570 -1572 1574 -1576 1576 -1578 1578 -1580 15801582 1582 -1584 1584 -1586 1586 -1588 1588 -1590 Água de Madeiros 4 1590 -1592 1598 -1600 1600 -1602 1604 -1606 Coimbra 8 1630 -1632 1638 -1640 1646 -1648 1654 -1656 1660 -1662 1670 -1672 1686 -1688 1694 -1696 As restantes amostras foram selecionadas tendo em conta os dados fornecidos relativamente à descrição litológica das formações (Tabela 3.4), bem como da 26 FCUP 3.Amostras e Metodologias bibliografia existente relativamente à sedimentologia das mesmas (Kullberg et al., 2013). Tabela 3.4Descrição litológica das formações, de acordo com os dados fornecidos pela empresa. Formação Descrição litológica Lemede Calcário cinzento claro no topo, por vezes cinzento moderado, variando de duro moderado a duro, raramente muito duro; argiloso, microcristalino com vestígios de filões de calcite; a cor torna-se cinzento escuro com a profundidade. Vale das Fontes Fácies carbonática representadas por calcário cinzento escuro, ocasionalmente oliva cinzento claro, raramente preto acastanhado; varia de duro moderado a duro, ocasionalmente muito duro; argiloso, microcristalino com vestígios de filões de calcite e pirite simples. Água de Madeiros Calcário cinzento escuro a cinzento, ocasionalmente oliva cinza claro, e raras vezes preto acastanhado; varia entre duro moderado a duro, argiloso, microcristalino com vestígios de filões de calcite e pirite simples. Coimbra Calcário cinzento escuro a cinzento, ocasionalmente oliva cinza claro ou preto acastanhado; varia entre duro moderado a duro, argiloso, microcristalino com vestígios de filões de calcite e pirite simples. 3.2.Petrografia orgânica 3.2.1. Preparação das amostras A preparação das amostras para a análise de petrografia orgânica foi efetuada no Laboratório de Petrologia Orgânica do Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto. Para a análise petrográfica de matéria orgânica dispersa (MOD), prepararam-se amostras de rocha total das amostras previamente selecionadas. Os sedimentos usados na preparação destas amostras correspondem a 'cuttings', representativos do intervalo indicado da sondagem em estudo. O tipo de amostra de rocha total caracteriza-se por ser uma amostra em grão, apresentando várias vantagens importantes para a compreensão deste tipo de análise. Torna-se assim possível observar o tipo de relação entre a matéria orgânica e a matéria mineral, identificar partículas correspondentes a microfauna (restos de esqueletos e carapaças), hidrocarbonetos FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 27 líquidos e betumes sólidos, bem como distinguir partículas orgânicas autóctones das alóctones na mesma amostra (Taylor et al., 1998). A metodologia de preparação das amostras corresponde a uma adaptação do método descrito na norma ASTM D2797-11a. Visto que os sedimentos das amostras fornecidas eram já de pequenas dimensões, não foi necessário proceder à sua moagem num almofariz de ágata. Foram então colocados cerca de 5 gramas, pesados em balança analítica, de sedimentos representativos de cada amostra em moldes próprios para este tipo de preparações. Posteriormente, preparou-se uma mistura de resina epóxi (epofix) com um endurecedor (epofixhardener) na proporção de 25 para 3 em volume, respetivamente, que foi bem homogeneizada. Esta mistura foi adicionada aos sedimentos previamente colocados nos moldes (Fig.3.1), e funciona como meio aglutinante, evitando espaços vazios entre os sedimentos. Após este procedimento, deixou-se secar durante 24 horas. Figura 3.1 - Material de moldagem e respetiva mistura das preparações nos moldes, antes da secagem. Após secagem, as preparações foram retiradas dos moldes e devidamente identificadas, estando assim prontas para a preparação de uma superfície polida que inclui as operações de pré-polimento e polimento. Na fase seguinte, as preparações foram polidas manualmente através do uso de um equipamento de polimento (Fig.3.2). 34 FCUP 4.Resultados vitrinite é de pequenas dimensões e em luz branca refletida apresenta cor cinzentaescura. As partículas de inertinite (Figura 4.1.B) identificadas são, essencialmente, macrinite e encontram-se, também, em pequeno número apresentando cor branca quando observadas em luz branca. A observação em luz azul incidente permitiu verificar a existência de material orgânico pertencente ao grupo da liptinite, nomeadamente pequenas partículas de alginite (Figura 4.1.C e 4.1.D) com uma fluorescência intensa de cor amarela. Figura 4.1 - Constituintes orgânicos identificados em luz branca refletida (A - partícula de vitrinite; B - partícula de inertinite) e luz azul incidente (C e D, partículas de liptinite). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 35 Tabela 4.1 - Valores de poder refletor aleatório médio da vitrinite (%Rr) das amostras estudadas, o desvio padrão da distribuição e o número de medidas efetuadas. Amostra %Rr médio Desvio Padrão Nº medidas Amostras entre transições ALC391 0.67 0.134 2 ALC580 0.56 0.075 36 ALC775 - - - ALC868 - - - ALC1006 0.52 0.046 5 ALC1253 0.57 - 1 ALC1442 - - - ALC1484 0.61 - 1 Formação de Lemede ALC1522 - - - ALC1528 - - - ALC1540 0.50 - 1 ALC1546 0.64 0.007 2 ALC1552 0.62 0.092 8 ALC1558 0.59 0.041 4 ALC1564 0.72 0.021 2 Formação de Vale das Fontes ALC1568 0.65 0.072 12 ALC1570 0.65 0.099 22 ALC1574 0.61 0.066 26 ALC1576 0.56 0.119 20 ALC1578 0.57 0.097 17 ALC1580 0.59 0.079 13 ALC1582 0.64 0.101 10 ALC1584 0.60 0.095 6 ALC1586 0.64 0.079 7 ALC1588 0.70 0.097 9 Formação de Água de Madeiros ALC1590 - - - ALC1598 0.59 0.065 5 ALC1600 0.56 0.134 2 ALC1604 0.61 - 1 Formação de Coimbra ALC1630 - - - ALC1638 - - - ALC1646 0.65 0.042 2 ALC1654 - - - ALC1660 - - - ALC1670 - - - ALC1686 - - - ALC1694 - - - 36 FCUP 4.Resultados  Amostra ALC580 Esta amostra pertence ao intervalo entre a primeira e segunda transições identificadas. É constituída essencialmente por material carbonatado, embora se verifique também a presença de algum material siliciclástico. A pirite framboidal de cor branca está presente na amostra, encontrando-se, por vezes, na forma de óxidos de ferro de cor avermelhada, quando observadas em luz branca. A matéria orgânica não é abundante, contudo é possível distinguir partículas dos três grupos de macerais. O grupo da vitrinite (Figura 4.2.H) está representado por várias partículas orgânicas com reflectância de 0.56 %Rr (Tabela 4.1). Na sua maioria apresentam pequenas dimensões e têm cor cinzenta-escura quando observadas em luz branca. O grupo da inertinite faz-se representar com relativa abundância por partículas de semifusinite e macrinite, de cor cinzenta-clara e branca respetivamente, quando observadas em luz branca. Por sua vez, o grupo da liptinite está representado maioritariamente por partículas de alginite (Figura 4.2.A), incluindo acritarcas e cistos de dinoflagelados (Figura 4.2.B), de pequenas dimensões e intensa fluorescência amarela. É ainda possível identificar betumes sólidos pertencentes a várias famílias. Os de textura regular (lisa) ocupam espaços entre a matéria mineral, tais como fraturas entre os cristais dos carbonatos, enquanto que os de textura irregular (picotada) apresentam uma distribuição dispersa entre os cristais. Não foi possível estabelecer uma relação entre a textura e as diferentes famílias de betumes sólidos. A primeira família de betumes sólidos, identificada como B1, com reflectância de 0.49 %Rr (Tabela 4.2), tem uma cor cinzenta-escura quando observada em luz branca (Figura 4.2.C), e em fluorescência apresenta intensa cor laranja (Figura 4.2.D); a segunda família foi identificada como B2, possui poder refletor de 0.76 %Rr (Tabela 4.2), em luz branca tem cor cinzenta-média (Figura 4.2.E) e cor laranja-acastanhada em luz azul incidente (Figura 4.2.F); a terceira família, identificada como B3 (Figura 4.2.G), com reflectância de 1.45 %Rr (Tabela 4.2) tem cor cinzenta-clara em luz branca e não tem fluorescência. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 37 Figura 4.2 - Macerais identificados em luz branca refletida (C - betume sólido B1; E - betume sólido B2; G - betume sólido B3; H - partícula de vitrinite) e luz azul incidente (A - alginite; B - cisto de dinoflagelado; D - betume sólido B1; F - betume sólido B2).  Amostra ALC775 A amostra ALC775 corresponde ao intervalo entre a segunda e a terceira transições identificadas. É constituída quase exclusivamente por material carbonatado e mostra evidências de pirite framboidal de cor branca, que em alguns casos se encontra oxidada, na forma de óxidos de ferro de cor avermelhada, quando observadas em luz branca. A quantidade de matéria orgânica presente é muito reduzida. Não foi encontrada qualquer partícula de vitrinite e apresenta um número muito pequeno de partículas pertencentes ao grupo da inertinite, bem como da liptinite. Em luz branca refletida, a inertinite está representada por um pequeno número de partículas de semifusinite e fusinite, de cor cinzenta-clara e branca, respetivamente. Em 38 FCUP 4.Resultados fluorescência observam-se pequenas partículas de alginite (Figura 4.3.D) de cor intensa amarela. Foram também identificados alguns betumes sólidos pertencentes a duas famílias. Ocupam as cavidades entre os cristais de carbonatos e apresentam essencialmente textura irregular com pequenas inclusões de pirite. A família B1, com reflectância de 0.54 %Rr (Tabela 4.2), tem cor cinzenta-escura quando observada em luz branca (Figura 4.3.A) e uma fluorescência laranja (Figura 4.3.B); a família B3 (Figura 4.3.C), com poder refletor de 1.41 %Rr (Tabela 4.2) apresenta, em luz branca,uma cor cinzenta-clara e sem fluorescência. Figura 4.3 - Prinicpais constituintes orgânicos identificados em luz branca refletida (A - betume sólido B1; C - betume sólido B3) e luz azul incidente (B - betume sólido B1; D - alginite).  Amostra ALC868 A amostra ALC868 situa-se entre a terceira e a quarta transições identificadas. A sua composição mineralógica caracteriza-se por ter uma origem maioritariamente carbonatada, onde é possível identificar pequenos cristais de pirite framboidal. Embora em pequeno número, apresenta partículas de matéria orgânica dos grupos da inertinite e da liptinite. Nas partículas de inertinite (Figura 4.4.A) encontramse maioritariamente exemplos de semifusinite, fusinite e macrinite, de cor branca. Por FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 39 sua vez, em luz azul incidente identificam-se pequenas partículas de alginite (Figura 4.4.B), pertencentes ao grupo da liptinite, com intensa cor amarela. Detetaram-se, ainda, betumes sólidos de textura irregular e com pequenas inclusões de pirite, que ocupam espaços entre os cristais de carbonatos, por vezes com distribuição dispersa. Atendendo às suas características, foram distinguidas duas famílias diferentes. A família B1, com poder refletor de 0.61 %Rr (Tabela 4.2), tem cor cinzenta-escura, quando observada em luz branca (Figura 4.4.C), apresentando uma intensa fluorescência laranja (Figura 4.4.D); a família B2, com reflectância de 0.72 %Rr (Tabela 4.2) caracteriza-se por possuir uma cor cinzenta-média (Figura 4.4.E), em luz branca, e fluorescência laranja-acastanhada (Figura 4.4.F). Figura 4.4 - Constituintes orgânicos identificados em luz branca refletida (A - partícula de inertinite; C - betume sólido B1; E - betume sólido B2) e luz azul incidente (B - alginite; D - betume sólido B1; F - betume sólido B2).  Amostra ALC1006 A amostra ALC1006, pertencente ao intervalo entre a quarta e a quinta transições identificadas, é constituída essencialmente por material carbonatado e pirite framboidal de cor branca, que por vezes se encontra na forma de óxidos de ferro de cor avermelhada. 40 FCUP 4.Resultados A matéria orgânica identificada é pouco abundante, contudo pertence aos três grupos de macerais. As partículas de vitrinite identificadas (Figura 4.5.F), com um valor de reflectância médio na ordem dos 0.52 %Rr (Tabela 4.1), são de pequenas dimensões e em luz branca apresentam cor cinzenta-escura. Partículas de semifusinite e de macrinite, de cor que varia entre cinzento-claro e branco em luz branca, são os exemplos encontrados pertencentes ao grupo da inertinite (Figura 4.5.A). O grupo da liptinite está representado por partículas de alginite (Figura 4.5.B) de intensa fluorescência amarela. Os betumes sólidos presentes na amostra têm textura regular e irregular, ocupam espaços entre os cristais de carbonatos e pertencem a famílias diferentes. A família B1, com poder refletor de 0.48 %Rr (Tabela 4.2), caracteriza-se por uma cor cinzenta-escura, em luz branca (Figura 4.5.C), e uma fluorescência intensa laranja (Figura 4.5.D); a família B3 (Figura 4.5.E), com poder refletor de 1.48 %Rr (Tabela 4.2), tem cor cinzenta-clara (luz branca refletida) e sem fluorescência. Figura 4.5 - Macerais identificados em luz branca refletida (A - partícula de inertinite; C - betume sólido B1; E - betume sólido B3; F - partícula de vitrinite) e luz azul incidente (B - alginite; D - betume sólido B1). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 41  Amostra ALC1253 A amostra ALC1253, encontra-se entre a quinta e a sexta transições identificadas e apresenta composição mineralógica predominantemente carbonatada. Mostra ainda evidências de pirite framboidal de cor branca, que em alguns casos com vestígios de oxidação, na forma de óxidos de ferro de cor avermelhada. Relativamente à matéria orgânica presente, esta amostra apresenta apenas uma partícula de cor cinzenta-escura do grupo da vitrinite (Figura 4.6.F), quando observada em luz branca, com poder refletor de 0.57 %Rr (Tabela 4.1). O grupo da inertinite (Figura 4.6.A) apresenta partículas de fusinite, semifusinite e macrinite. Estas partículas são de diferentes dimensões e têm uma cor que varia desde o cinzentoclaro ao branco, quando vistas em luz branca. Por sua vez, o grupo da liptinite faz-se representar por partículas de alginite (Figura 4.6.B) com intensa fluorescência amarela. Os betumes sólidos identificados pertencem a diferentes famílias e possuem textura tanto regular como irregular, por vezes com pequenas inclusões de pirite. Acomodam-se nos espaços entre os cristais de carbonatos, tendo ocasionalmente uma distribuição dispersa. A família B2, com reflectância de 0.76 %Rr (Tabela 4.2), quando observada em luz branca tem cor cinzenta-média (Figura 4.6.C) e fluorescência laranja-acastanhada (Figura 4.6.D); a família B3 (Figura 4.6.E), com reflectância de 1.37 %Rr (Tabela 4.2) tem cor cinzenta-clara, em luz branca, e sem fluorescência. 42 FCUP 4.Resultados Figura 4.6 - Principais constituintes orgânicos identificados em luz branca refletida (A - partícula de inertinite; C - betume sólido B2; E - betume sólido B3; F - partícula de vitrinite) e luz azul incidente (B - alginite; D - betume sólido B2). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 43 Tabela 4.2 -Valores de poder refletor aleatório (%Rr) das famílias de betumes sólidos identificadas (B1 a B4), desvio padrão (DP) e número de medidas efetuadas (n). B1 B2 B3 B4 Amostra %Rr DP n %Rr DP n %Rr DP n %Rr DP n Transições ALC391 - - - - - - - - - - - - ALC580 0.49 0.103 89 0.76 0.051 10 1.45 0.104 3 - - - ALC775 0.54 0.075 6 - - - 1.41 - 1 - - - ALC868 0.61 0.057 8 0.72 0.007 2 - - - - - - ALC1006 0.48 0.061 3 - - - 1.48 0.134 2 - - - ALC1253 - - - 0.76 0.047 3 1.37 0.103 21 - - - ALC1442 0.57 0.141 2 0.90 - 1 1.51 0.113 13 2.90 - 1 ALC1484 - - - 0.82 - 1 1.50 0.109 11 2.23 - 1 Formação de Lemede ALC1522 0.58 0.127 2 0.87 0.049 2 1.37 0.319 11 - - - ALC1528 - - - 0.79 - 1 1.65 0.138 9 2.12 0.009 3 ALC1540 0.61 - 1 0.95 0.049 4 1.40 0.194 14 2.03 - 1 ALC1546 0.61 0.035 2 0.76 0.078 3 1.64 0.177 13 - - - ALC1552 0.54 0.107 9 0.82 0.055 3 1.45 0.205 4 - - - ALC1558 0.54 0.149 7 0.80 0.074 5 1.29 0.214 10 - - - ALC1564 0.63 0.045 5 0.79 0.049 2 1.43 0.262 24 - - - Formação de Vale das Fontes ALC1568 0.65 - 1 0.81 0.056 9 1.61 0.243 15 - - - ALC1570 0.59 0.097 10 0.78 0.042 7 1.04 - 1 - - - ALC1574 0.39 0.122 13 0.82 - 1 - - - - - - ALC1576 0.51 0.124 15 0.78 0.057 3 - - - - - - ALC1578 0.54 0.151 9 0.82 0.056 4 - - - - - - ALC1580 - - - 0.83 - 1 - - - - - - ALC1582 0.50 - 1 0.79 - 1 1.38 0.255 2 - - - ALC1584 0.54 0.070 3 0.72 0.028 2 - - - - - - ALC1586 0.59 0.088 4 0.85 0.028 2 1.35 - 1 - - - ALC1588 0.44 0.137 3 0.71 0.104 3 - - - - - - Formação de Água de Madeiros ALC1590 0.55 0.132 6 0.83 0.067 5 1.25 0.177 3 - - - ALC1598 0.54 0.136 12 0.83 - 1 - - - - - - ALC1600 - - - 0.81 0.035 2 - - - - - - ALC1604 0.56 0.141 2 0.89 0.042 2 1.62 - 1 2.30 - 1 Formação de Coimbra ALC1630 0.51 0.136 3 0.80 0.053 4 1.56 - 1 - - - ALC1638 0.54 0.122 4 0.87 0.065 11 1.10 0.103 4 - - - ALC1646 0.68 0.014 2 0.83 0.090 2 1.17 0.159 8 - - - ALC1654 0.49 0.113 2 0.90 0.088 7 1.14 0.174 4 - - - ALC1660 0.57 0.113 4 0.83 0.029 6 1.17 0.213 12 2.32 - 1 ALC1670 - - - 0.82 0.111 6 1.25 0.146 9 - - - ALC1686 0.58 0.073 39 0.79 0.062 37 1.20 0.177 2 - - - ALC1694 0.58 0.049 14 0.88 0.078 41 1.07 0.092 2 - - - Nota: DP - Desvio padrão; n - número de medições. 50 FCUP 4.Resultados Figura 4.10 - Exemplo dos principais constituintes orgânicos identificados em luz branca refletida [C - betume sólido B1 (ALC1576); E - betume sólido B2 (ALC1568); G - betume sólido B3 (ALC1568); H - partícula de vitrinite (ALC1574)] e luz azul incidente [A - alginite (ALC1576); B - betuminite (ALC1574); D - betume sólido B1 (ALC1576); F - betume sólido B2 (ALC1568)].  Formação de Água de Madeiros No estudo da Formação de Água de Madeiros foram analisadas quatro amostras, duas pertencentes ao membro da Praia de Pedra Lisa e as restantes pertencentes ao membro de Polvoeira. Tanto a composição mineralógica como a orgânica destes dois membros se revelaram muito idênticas. Na sua composição mineralógica, embora se note uma componente siliciclástica, a componente abundante é a carbonatada. Na observação em luz branca refletida, identificou-se pirite framboidal de cor branca, e também óxidos de ferro de cor vermelha. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 51 No que concerne à fração orgânica foram identificados macerais representativos de todos os grupos de macerais. O grupo da vitrinite apenas não foi identificado numa amostra pertencente ao membro da Praia de Pedra Lisa (Tabela 4.1), contudo, a abundância nas restantes amostras é escassa. As partículas deste grupo de macerais, em que os valores de poder refletor variam entre 0.56 e 0.61 % Rr (Tabela 4.1), apresentam dimensões reduzidas e quando observadas em luz branca, têm cor cinzenta-escura (Figura 4.11.A). Por sua vez, o grupo da inertinite faz-se representar por partículas de fusinite, semifusinite e macrinite, em que quando observadas em luz branca refletida, as primeiras apresentam tons de cinzento claro enquanto que a última aparece branca. À semelhança da Formação de Vale das Fontes, nesta formação o grupo da liptinite caracteriza-se pela presença de partículas como a alginite (incluindo acritarcas e cistos de dinoflagelados), esporinite, cutinite e betuminite, embora em menor quantidade. A alginite encontra-se como pequenas partículas de fluorescência intensa amarela, tal como a esporinite e a cutinite. A betuminite (Figura 4.11.B) apresenta um aspeto pelicular, com carbonatos intercrescidos dentro da betuminite resultado de retrabalhamento microbiano e uma intensa fluorescência amarela-alaranjada. Foram ainda distinguidas quatro diferentes famílias de betumes sólidos, com textura regular, que se encontram a preencher espaços vazios entre a matéria mineral. A família B1, de poder refletor entre 0.54-0.56 %Rr (Tabela 4.2), tem uma cor cinzenta-escura, em luz branca (Figura 4.11.C), e uma fluorescência laranja intensa (Figura 4.11.D); a família B2, com reflectância que varia desde 0.81 a 0.89 %Rr (Tabela 4.2), apresenta, em luz branca, cor cinzenta-média (Figura 4.11.E) e uma fluorescência laranja-acastanhada (Figura 4.11.F); a família B3 (Figura 4.11.G), com reflectância entre 1.25-1.62 %Rr (Tabela 4.2), caracteriza-se por uma cor cinzenta-clara em luz branca e sem fluorescência; a família B4 (Figura 4.11.H), cuja reflectância é de 2.30 %Rr (Tabela 4.2), tem cor cinzenta-esbranquiçada (luz branca refletida) e não apresenta fluorescência. 52 FCUP 4.Resultados Figura 4.11 - Macerais identificados em luz branca refletida [A - partícula de vitrinite (ALC1598); C - betume sólido B1 (ALC1598); E - betume sólido B2 (ALC1590); G - betume sólido B3 (ALC1590); H - betume sólido B4 (ALC1604)] e luz azul incidente [B - betuminite (ALC1600); D - betume sólido B1 (ALC1598); F - betume sólido B2 (ALC1590)].  Formação de Coimbra O estudo da Formação de Coimbra passou pela análise de oito amostras, constituídas maioritariamente por material carbonatado, onde abunda a pirite framboidal de cor branca, havendo também a presença de óxidos de ferro de cor avermelhada, quando observadas em luz branca. Apesar da componente orgânica se encontrar em pequena quantidade, foi possível identificar partículas de todos os grupos de macerais. O grupo da vitrinite (Figura 4.12.A) é o que está menos representado, uma vez que apenas se identificaram numa amostra duas partículas deste grupo, com poder refletor de 0.65 %Rr (Tabela 4.1). Estas apresentam pequenas dimensões e cor cinzenta-escura, quando vistas em luz branca. No grupo da inertinite foram identificadas partículas FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 53 como a fusinite, semifusinite e macrinite. Em luz branca refletida, apresentam uma cor que varia de cinzento-claro a branco, respetivamente, e possuem desde pequenas a grandes dimensões. O grupo da liptinite está essencialmente representado por partículas de alginite e betuminite (em menor quantidade). A alginite (Figura 4.12.B) apresenta-se como partículas de pequenas dimensões e intensa fluorescência amarela, podendo distinguir-se acritarcas e cistos de dinoflagelados. A betuminite caracteriza-se por uma fluorescência laranja acastanhada, ocorrendo entre os cristais de matéria inorgânica. Todas as amostras revelaram a presença de betumes sólidos. Estes encontram-se a ocupar espaços livres entre os carbonatos, podendo ter distribuição difusa, e apresentam textura regular e irregular. As suas características permitiram identificar quatro famílias. A família B1, com reflectância entre 0.49-0.68 %Rr (Tabela 4.2), apresenta uma cor cinzenta-escura, quando observada em luz branca (Figura 4.12.C), e uma intensa fluorescência laranja (Figura 4.12.D); a família B2, com valores de reflectância que se situam entre 0.79-0.90 %Rr (Tabela 4.2), tem, em luz branca, uma cor cinzenta-média (Figura 4.12.E) e uma fluorescência laranjaacastanhada (Figura 4.12.F); a família B3 (Figura 4.12.G), com poder refletor entre 1.07-1.56 %Rr (Tabela 4.2), caracteriza-se por uma cor cinzenta-clara (luz branca) e sem fluorescência; a família B4 (Figura 4.12.H), cuja reflectância é de 2.32 %Rr (Tabela 4.2), apresenta nas observações em luz branca refletida uma cor cinzentaesbranquiçada e não exibe fluorescência. 54 FCUP 4.Resultados Figura 4.12 - Constituintes orgânicos identificados em luz branca refletida [A - partícula de vitrinite (ALC1646); C - betume sólido B1 (ALC1686); E - betume sólido B2 (ALC1694); G - betume sólido B3 (ALC1670); H - betume sólido B4 (ALC1660)] e luz azul incidente [B - alginite (ALC1638); D - betume sólido B1 (ALC1686); F - betume sólido B2 (ALC1694)]. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 55 4.2. Geoquímica Orgânica Na Tabela 4.3 estão representados os valores do Carbono Orgânico Total (COT), do Enxofre (St), do Resíduo Insolúvel (RI) e da razão COT/St, determinados para todas as amostras. Tabela 4.3-Valores de COT, St, RI e COT/St determinados para as amostras estudadas. Amostra COT (%) St (%) RI (%) COT/St Transições ALC391 0.21 0.13 2 1.66 ALC580 0.51 0.67 15 0.76 ALC775 0.12 0.04 ˂ 1 2.91 ALC868 0.15 0.03 ˂ 1 6.13 ALC1006 0.21 0.03 3 7.10 ALC1253 0.26 0.23 7 1.11 ALC1442 0.32 0.39 21 0.81 ALC1484 0.33 0.24 22 1.37 Formação de Lemede ALC1522 0.61 0.48 40 1.28 ALC1528 0.53 0.49 41 1.09 ALC1540 0.47 0.35 24 1.34 ALC1546 0.59 0.47 23 1.26 ALC1552 0.48 0.41 21 1.16 ALC1558 0.54 0.47 27 1.14 ALC1564 0.50 0.42 21 1.19 Formação de Vale das Fontes ALC1568 0.55 0.34 25 1.61 ALC1570 0.97 0.60 37 1.62 ALC1574 2.91 0.93 50 3.13 ALC1576 1.89 0.91 50 2.08 ALC1578 1.43 0.70 50 2.04 ALC1580 1.38 0.63 47 2.19 ALC1582 2.70 0.80 39 3.37 ALC1584 1.05 0.53 36 1.99 ALC1586 1.23 0.69 46 1.77 ALC1588 0.92 0.46 43 1.98 Formação de Água de Madeiros ALC1590 1.19 0.52 31 2.29 ALC1598 1.16 0.44 30 2.67 ALC1600 0.62 0.34 24 1.84 ALC1604 0.68 0.29 26 2.34 Formação de Coimbra ALC1630 0.41 0.31 4 1.30 ALC1638 0.26 0.22 5 1.18 ALC1646 0.33 0.32 5 1.05 ALC1654 0.23 0.24 3 0.94 ALC1660 0.26 0.27 5 0.96 ALC1670 0.17 0.42 6 0.41 ALC1686 0.33 0.43 4 0.76 ALC1694 0.36 0.36 8 1.00 Nota: COT - Carbono orgânico total; St - Enxofre total; RI -Resíduo insolúvel; COT/St - razão entre Carbono orgânico total e Enxofre total. 56 FCUP 4.Resultados A interpretação da Tabela 4.3 permite verificar que os valores obtidos para as análises de geoquímica orgânica são semelhantes para quase todas as amostras estudadas. Quanto aos valores de COT, destaca-se a Formação de Vale das Fontes, visto que variam num intervalo entre 0.55 e 2.91, sendo a formação que apresenta maior conteúdo em carbono orgânico. Os valores de RI apresentam-se iguais ou inferiores a 50 % para todas as amostras. As Formações de Lemede, Vale das Fontes e Água de Madeiros, têm os valores mais altos, alguns próximos ou iguais a 50 %, por outro lado, as amostras entre as transições bem como as correspondentes à Formação de Coimbra, têm valores muito baixos, quase todos na casa das unidades. Na relação COT/St, praticamente todas as amostras têm valores inferiores a 3, com exceção das amostras ALC868 e ALC1006, que demonstram valores de 6.13 e 7.10, respetivamente. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 57 5. Discussão As análises microscópicas efetuadas em petrografia orgânica, tal como as análises de geoquímica orgânica, são de elevada importância no estudo da matéria orgânica dispersa em sedimentos. A integração dos parâmetros obtidos através da aplicação destes métodos permite inferir quanto à caracterização, avaliação da matéria orgânica e sua maturação térmica assim como o potencial de geração de hidrocarbonetos nas amostras estudadas. A discussão dos resultados obtidos para cada amostra selecionada entre as transições identificadas, assim como para as formações, é feita a seguir. Uma vez que não há informação relativamente à estratigrafia das amostras selecionadas entre as transições identificadas, não é feita qualquer comparação dos seus dados obtidos neste estudo, com dados obtidos em estudos realizados anteriormente.  Amostra ALC391 A maior frequência com que se encontra material liptinítico (alginite), relativamente aos restantes grupos de macerais, aponta para um cerogénio maioritariamente tipo II (Tissot & Welte, 1984). Nesta amostra apenas se encontraram duas partículas de vitrinite, cujo valor de refletância de 0.67 %Rr (Figura 5.1.A) se situa já no estágio da catagénese, o que indica uma MO no estado maturo (Tissot & Welte, 1984). Contudo, para além deste conjunto de valores não ser significativo para concluir quanto à maturação da MO, a intensa fluorescência de cor amarela que as partículas de alginite exibem, aponta para uma MO no estado imaturo (Tissot & Welte, 1984). Apresenta um valor de COT de 0.21 %, que indica um conteúdo pobre em carbono orgânico (Peters & Cassa, 1994), tendo em conta a sua fácies carbonatada, confirmada por um valor de 2% de RI. A relação entre o COT e St é inferior a 3, o que indica um ambiente deposicional redutor (Berner, 1995; Borrego et al., 1998). A integração dos dados obtidos leva a inferir que a rocha tem um potencial de geração de hidrocarbonetos baixo (Peters et al., 2005). 58 FCUP 5.Discussão Figura 5.1.A - Variação da reflectância da vitrinite com a profundidade e a indicação do início da geração dos hidrocarbonetos líquidos para cerogénio tipos I (% Rr = 0.65) e II (%Rr = 0.5). 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Profundidade (m) Rr % Início da janela de geração de petróleo FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 59 Figura 5.1.B - Variação da reflectância da vitrinite, identificada nas formações, com a profundidade e a indicação do início da geração dos hidrocarbonetos líquidos para cerogénio tipo II (%Rr = 0.5). 1520 1530 1540 1550 1560 1570 1580 1590 1600 1610 1620 1630 1640 1650 1660 1670 1680 1690 1700 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Profundidade (m) Rr % Vitrinite Início da janela de geração de petróleo 66 FCUP 5.Discussão abunda relativamente à componente siliciclástica, confirmada por um valor de 20 % de RI. O ambiente deposicional é redutor, uma vez que a relação entre COT e St é inferior a 3 (Berner, 1995; Borrego et al., 1998). Através da integração de todos os dados, infere-se um baixo potencial de geração de hidrocarbonetos da rocha (Peters et al., 2005). Tabela 5.1 - Tabela com os valores de reflectância da vitrinite (%Rr) e reflectância equivalente da vitrinite (%REV) obtidos usando a equação de Jacob (1989) [VReqv= (0.618*reflectância de betume)+0.4] para as amostras onde foram identificados betumes sólidos. Neste cálculo foi sempre usada a família de betumes com reflectância mais baixa (Jacob, 1989). Amostra %Rr %REV Amostras entre transições ALC391 0.67 - ALC580 0.56 0.70 ALC775 - 0.73 ALC868 - 0.78 ALC1006 0.52 0.70 ALC1253 0.57 - ALC1442 - 0.75 ALC1484 0.61 - Formação de Lemede ALC1522 - 0.76 ALC1528 - - ALC1540 0.50 0.78 ALC1546 0.64 0.78 ALC1552 0.62 0.73 ALC1558 0.59 0.73 ALC1564 0.72 0.79 Formação de Vale das Fontes ALC1568 0.65 0.80 ALC1570 0.65 0.76 ALC1574 0.61 0.64 ALC1576 0.56 0.71 ALC1578 0.57 0.73 ALC1580 0.59 - ALC1582 0.64 0.71 ALC1584 0.60 0.73 ALC1586 0.64 0.76 ALC1588 0.70 0.67 Formação de Água de Madeiros ALC1590 - 0.74 ALC1598 0.59 0.73 ALC1600 0.56 - ALC1604 0.61 0.75 Formação de Coimbra ALC1630 - - ALC1638 - - ALC1646 0.65 0.82 ALC1654 - - ALC1660 - - ALC1670 - - ALC1686 - - ALC1694 - - Nota: REV - Reflectância equivalente da vitrinite FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 67 Figura 5.3 - Variação da reflectância da vitrinite e dos valores calculados para a reflectância equivalente da vitrinite (REV), com a profundidade. 380 430 480 530 580 630 680 730 780 830 880 930 980 1030 1080 1130 1180 1230 1280 1330 1380 1430 1480 1530 1580 1630 1680 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Profundidade (m) %Rr Vitrinite REV 68 FCUP 5.Discussão  Formação de Lemede A abundância em material liptinítico, nomeadamente alginite e betuminite, permite inferir que a MOD é maioritariamente composta por um cerogénio tipo II (Tissot & Welte, 1984). Dados obtidos em estudos anteriores para esta mesma formação, mas efetuados na região de Peniche em amostras de afloramento, Oliveira et al. (2006) afirmam que o cerogénio predominante é do tipo III, enquanto que Ferreira et al. (2010) inferem que o cerogénio é do tipo IV, tendo o tipo III uma contribuição relevante. A reflectância da vitrinite varia entre 0.50 e 0.72 %Rr (Figura 5.1.B), o que significa que a matéria orgânica presente nesta formação encontra-se no início da catagénese, em estado maturo (Tissot & Welte, 1984). Estes valores não são concordantes com os valores de 0.48 %Rr obtidos para a Formação de Lemede em Ferreira et al. (2010). Neste estudo a MO encontra-se ainda num estado imaturo. Foram identificadas quatro famílias de betumes sólidos (Figura 5.2). Segundo a classificação de Jacob (1989) para os betumes sólidos, estas famílias são grahamite (família B1), epi-impsonite (famílias B2 e B3) e meso-impsonite (família B4). A abundância das famílias de impsonite pode indicar uma possível presença de gás natural ou condensado (Jacob, 1989). Aplicando a equação de Jacob (1989) aos valores de reflectância dos betumes sólidos de grahamite, obtêm-se valores de reflectância equivalente da vitrinite (Tabela 5.1), que para algumas amostras desta formação, são concordantes com os valores de reflectância medidos na vitrinite (Figura 5.3). Os valores de COT variam entre 0.47 e 0.61%, o que indica um conteúdo moderado em carbono orgânico (Peters & Cassa, 1994), tendo em conta que a formação possui fácies carbonatada. Estes valores, apesar de inferiores vão de encontro aos valores de COT indicados noutros estudos (Duarte et al., 2010; Ferreira et al., 2010; Oliveira et al., 2006). A integração dos dados obtidos permite inferir que a Formação de Lemede tem fraco potencial de geração de hidrocarbonetos, podendo gerar quantidades reduzidas de gás (Peters et al., 2005). O valor de RI, que varia num intervalo de 21 a 41 %, confirma a fácies carbonatada. A relação entre o COT e St inferior a 3, indica um ambiente deposicional redutor (Berner, 1995; Borrego et al., 1998). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 69  Formação de Vale das Fontes Esta formação caracteriza-se pela presença de inúmeras partículas pertencentes a todos os grupos de macerais, com especial abundância em alginite e betuminite. Pode-se assim afirmar, que a MOD é composta maioritariamente por um cerogénio tipo II. O mesmo tipo de cerogénio foi determinado para esta formação, nos estudos efetuados por Ferreira et al. (2010) e Oliveira et al. (2006), na área de Peniche. A matéria orgânica presente nesta formação, de acordo com Tissot & Welte (1984), encontra-se no início da catagénese e em estado maturo, uma vez que o poder refletor da vitrinite apresenta valores entre 0.56 e 0.70 %Rr (Figura 5.1.B). O mesmo não se verifica nas amostras de afloramento (Ferreira et al., 2010; Oliveira et al., 2006), em que a vitrinite apresenta valores de reflectância de 0.47 %Rr, estando assim a MO num estado imaturo. É de notar a presença de betumes sólidos (Figura 5.2) da família B1 (grahamite) e B2 e B3 (ambas epi-impsonite), que podem indicar uma possível existência de gás natural ou condensado (Jacob, 1989). Aplicando a equação de Jacob (1989) aos valores de reflectância dos betumes sólidos de grahamite (Tabela 5.1), obtêm-se valores de reflectância equivalente da vitrinite concordantes com os valores medidos, para quase todas as amostras (Figura 5.3), o que indica que estes poderão ter a mesma origem da restante matéria orgânica. Entre todas as amostras estudadas esta é a formação que apresenta o maior conteúdo em carbono orgânico. Os valores de COT variam entre 0.55 e 2.91%, sendo classificado como moderado a muito bom (Peters & Cassa, 1994). Estes valores estão de acordo com os valores obtidos nos estudos (Duarte et al., 2010; Ferreira et al., 2010; Oliveira et al., 2006; Silva et al., 2012), em que Vale das Fontes aparece como a formação da série Pliensbaquiano-Toarciano inferior, com maior conteúdo orgânico. A integração dos dados obtidos para esta formação permite dizer que a formação de Vale das Fontes tem um elevado potencial de geração de hidrocarbonetos (Peters et al., 2005). A análise de RI, com variação de 25 a 50%, confirma que a fração carbonatada predomina relativamente à siliciclástica, quase na totalidade da formação. A relação entre o COT e St é inferior a 3, na grande maioria das amostras, o que indica um ambiente deposicional redutor (Berner, 1995; Borrego et al., 1998). 70 FCUP 5.Discussão  Formação de Água de Madeiros A abundância em alginite e betuminite, partículas do grupo da liptinite, relativamente aos restantes grupos de macerais, aponta para um cerogénio maioritariamente do tipo II (Tissot & Welte, 1984). No estudo Duarte et al. (2012), os autores determinaram na região de S. Pedro de Moel o mesmo tipo de cerogénio nesta formação. O poder refletor determinado para a vitrinite, varia entre 0.56 a 0.61 %Rr (Figura 5.1.B). Encontra-se assim no início da catagénese, aludindo a uma matéria orgânica em estado maturo (Tissot & Welte, 1984). Este valor é superior ao valor de 0.43 %Rr determinado por Duarte et al. (2012), em que a matéria orgânica está num estado imaturo. Identificaram-se 4 famílias de betumes sólidos (Figura 5.2), que segundo Jacob (1989) classificam-se como grahamite (família B1), epi-impsonite (famílias B2 e B3) e meso-impsonite (família B4). Para todas as famílias, a sua frequência é maior no membro da Praia de Pedra Lisa do que no membro de Polvoeira. A ocorrência das famílias de impsonite, aponta para uma possível existência de gás natural ou condensado (Jacob, 1989). Os valores de reflectância equivalente da vitrinite (Tabela 5.1), obtidos após a aplicação da fórmula de Jacob (1989) aos valores de reflectância dos betumes sólidos de grahamite, não são concordantes com os valores de reflectância da vitrinite medidos (Figura 5.3). Em termos de conteúdo em carbono orgânico, da série estratigráfica estudada, esta é a segunda formação com valores de COT mais significativos. No membro da Praia de Pedra Lisa estes valores variam de 1.16 a 1.19 %, enquanto que o membro de Polvoeira tem um intervalo de 0.62 a 0.68 %. Estes valores indicam um conteúdo de moderado a bom em carbono orgânico (Peters & Cassa, 1994), que vai de encontro aos valores obtidos noutros estudos (Duarte et al., 2010, 2012). Contudo, para estes autores o membro de Polvoeira apresenta maior conteúdo em COT do que o membro da Praia de Pedra Lisa. A integração dos dados obtidos, permite inferir que a formação de Água de Madeiros tem um elevado potencial de geração de hidrocarbonetos (Peters et al., 2005), o que vai de encontro ao referido anteriormente por Duarte et al.(2012), Oliveira et al.( 2006) e Silva et al., (2007, 2010). O intervalo de 24 a 31 %, correspondente aos valores de RI, confirma a fácies carbonatada desta formação. A relação entre o COT e St é inferior a 3, o que indica um ambiente deposicional redutor (Berner, 1995; Borrego et al., 1998). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 71  Formação de Coimbra Nesta formação,uma vez que o material liptinítico, nomeadamente alginite e betuminite, abunda relativamente ao restante, pode-se apontar uma MOD maioritariamente composta por cerogénio tipo II (Tissot & Welte, 1984). As partículas de vitrinite identificadas, têm uma refletância de 0.65 %Rr (Figura 5.1.B), que indica um estado maturo da MO, inserida no estágio da catagénese (Tissot & Welte, 1984). Este valor não é concordante com a reflectância de 0.45 %Rr obtida no estudo de Poças Ribeiro et al.(2013), em S. Pedro de Moel e Peniche, que indica um estado imaturo da MO. Os betumes sólidos identificados (Figura 5.2), tendo em conta a classificação de Jacob (1989), são grahamite (família B1), epi-impsonite (famílias B2 e B3) e mesoimpsonite (família B4). A presença dos betumes sólidos em quantidade considerável, destas famílias de betumes, pode indicar uma possível presença de gás natural ou condensado (Jacob, 1989). O valor de reflectância equivalente da vitrinite, obtido pela aplicação da equação de Jacob (1989) à reflectância dos betumes sólidos grahamite (Tabela 5.1), não é concordante com a reflectância da vitrinite medida (Figura 5.3). Os valores de COT variam entre 0.17 e 0.41%, o que indica um conteúdo pobre em carbono orgânico (Peters & Cassa, 1994), tendo em conta que a formação possui fácies carbonatada, tal como indicam os baixos valores de RI. Poças Ribeiro et al. (2013) afirmam que nas suas áreas de estudo a Formação de Coimbra é rica em MO, tendo alguns horizontes desta formação atingido valores de COT de 8.8 %. A integração dos dados obtidos para esta formação permite inferir que esta tem um baixo potencial de geração de hidrocarbonetos (Peters et al., 2005). Aplicando a relação entre COT e St, percebe-se que esta formação apresenta ambiente deposicional redutor, visto que esta é inferior a 3 (Berner, 1995; Borrego et al., 1998). 72 FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 73 6. Conclusão Este trabalho tinha como objetivos a caracterização da MOD nas amostras em análise, para definir o tipo de cerogénio, estimar a maturação térmica da MO e avaliar o potencial de geração de hidrocarbonetos. Os diferentes grupos de macerais podem ser encontrados em todas as formações estudadas. A MOD é essencialmente composta de liptinite (alginite e betuminite), vitrinite e betumes sólidos. Identificou-se um cerogénio maioritariamente tipo II, uma vez que o material liptinítico (alginite e betuminite) abunda relativamente ao restante material. A reflectância medida nas partículas de vitrinite, apontam para uma matéria orgânica matura em todas as formações, estando já inserida no estágio da catagénese. As diferentes características, tais como refletância e cor de fluorescência, permitiram distinguir quatro diferentes famílias de betumes sólidos. A família B1, corresponde a grahamite, a B2 e B3, são epi-impsonites, enquanto que a B4, é de meso-impsonite. Os valores mais elevados de COT, tendo em conta a fácies carbonatada, são encontrados nas formações de Vale das Fontes e Água de Madeiros, que apresentam elevado potencial para a geração de hidrocarbonetos. A relação entre os valores de COT e de St permite inferir em todas as formações um ambiente deposicional redutor 74 FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 75 7. Atlas Petrográfico Este capítulo é constituído por um atlas petrográfico, que ilustra os aspetos mais significativos, a nível de composição orgânica e mineralógica, de cada formação estudada. São assim apresentadas figuras dos macerais que caracterizam as formações de Lemede, Vale das Fontes, Água de Madeiros e Coimbra, bem como da componente mineralógica mais abundante. Pode-se observar que estas formações têm composição semelhante, tanto na fração orgânica como na inorgânica. Destaque, primeiramente, para a Formação de Vale das Fontes, e em seguida, para a Formação de Água de Madeiros, que são ambas ricas em matéria orgânica. Os aspetos observados neste atlas, revelam-se de enorme importância na caracterização petrográfica de cada formação estudada. A sua interpretação permitiu atingir os objetivos que se proponham para este trabalho. 82 FCUP 7.Atlas Petrográfico G - Partícula de betume sólido B1 em luz branca refletida (ALC1578). H - Partícula de betume sólido B1 em luz azul incidente (ALC1578). I - Partícula de betume sólido B2 em luz branca refletida (ALC1570). J - Partícula de betume sólido B2 em luz azul incidente (ALC1570). K - Partícula de betume sólido B3 em luz branca refletida (ALC1568). L - Partícula de vitrinite em luz branca refletida (ALC1588). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 83 84 FCUP 7.Atlas Petrográfico 7.3. Formação de Água de Madeiros A - Partícula de inertinite em luz branca refletida (ALC1598). B - Partícula de inertinite em luz branca refletida (ALC1598). C - Partícula de alginite em luz azul incidente (ALC1590). D - Partícula de alginite (cisto de dinoflagelado) em luz azul incidente (ALC1590). E - Betuminite em luz azul incidente (ALC1598). F - Partícula de vitrinite em luz branca refletida (ALC1604). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 85 86 FCUP 7.Atlas Petrográfico G - Partícula de betume sólido B1 em luz branca refletida (ALC1598). H - Partícula de betume sólido B1 em luz azul incidente (ALC1598). I - Partícula de betume sólido B2 em luz branca refletida (ALC1590). J - Partícula de betume sólido B2 em luz azul incidente (ALC1590). K - Partícula de betume sólido B3 em luz branca refletida (ALC1604). L - Partícula de betume sólido B4 em luz branca refletida (ALC1604). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 87 88 FCUP 7.Atlas Petrográfico 7.4. Formação de Coimbra A - Partícula de inertinite em luz branca refletida (ALC1638). B - Partícula de inertinite em luz branca refletida (ALC1638). C - Partícula de alginite em luz azul incidente (ALC1638). D - Partícula de alginite (cisto de dinoflagelado) em luz azul incidente (ALC1638). E - Betuminite em luz azul incidente (ALC1646). F - Partícula de vitrinite em luz branca refletida (ALC1646). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 89 90 FCUP 7.Atlas Petrográfico G - Partícula de betume sólido B1 em luz branca refletida (ALC1686). H - Partícula de betume sólido B1 em luz azul incidente (ALC1686). I - Partícula de betume sólido B2 em luz branca refletida (ALC1694). J - Partícula de betume sólido B2 em luz azul incidente (ALC1694). K - Partícula de betume sólido B3 em luz branca refletida (ALC1670). L - Partícula de betume sólido B4 em luz branca refletida (ALC1660). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) 91 98 FCUP Bibliografia Sýkorova, I., Pickel, W., Christanis, K., Wolf, M., Taylor, G.H., Flores, D., 2005. Classification of huminite—ICCP System 1994. International Journal of Coal Geology 62, 85-106. Taylor, G. H., Teichmϋller, M., Davis, A., Diessel, C. F. K., Littke, R., Robert, P., 1998. Organic Petrology; Gebrüder Borntraeger, Berlin, Stuttgart, 704 p. Tissot, B. P., Welte, D. H., 1984. Petroleum Formation and Occurrence (Second revised edition), Springer-Verlag, Berlin, 699p. Wilson, R. C. L., Sawyer, D. S., Whitmarsh, R. B., Zerong, J., Carbonnel, J., 1996. Seismic stratigraphy and tectonic history of the Iberian Abyssal Plain. Proceedings of the Ocean Drilling Program - Scientific Results, 149, 617-633, College Station. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Anexos Anexo I. Histogramas de distribuição de vitrinite e de betumes sólidos, identificados nas amostras entre transições e nas Formações.  Amostra ALC391 Figura I.1 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite.  Amostra ALC580 Figura I.2 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite (A) e das diferentes famílias de betumes sólidos (B). 0 1 2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Número de medições Reflectância da vitrinite %Rr Vitrinite 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0,2 0,4 0,6 0,8 Número de medições Refletância da vitrinite (%) A Vitrinite 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B B1 B2 B3 FCUP Anexos  Amostra ALC775 Figura I.3Histograma que relaciona a abundância e reflectância das diferentes famílias de betumes sólidos.  Amostra ALC868 Figura I.4 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância das diferentes famílias de betumes sólidos.  Amostra ALC1006 Figura I.5 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite (A) e das diferentes famílias de betumes sólidos (B). 0 1 2 3 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B1 B3 0 1 2 3 4 5 6 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B1 B2 0 1 2 3 4 0,3 0,4 0,5 0,6 Número de medições Refletância da vitrinite (%) A Vitrinite 0 1 2 3 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B B1 B3 FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal)  Amostra ALC1253 Figura I.6 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite (A) e das diferentes famílias de betumes sólidos (B).  ALC1442 Figura I.7 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância das diferentes famílias de betumes sólidos.  Amostra ALC1484 Figura I.8 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite (A) e das diferentes famílias de betumes sólidos (B). 0 1 2 0,4 0,5 0,6 Número de medições Refletância da vitrinite (%) A Vitrinite 0 1 2 3 4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B B2 B3 0 1 2 3 4 0,3 0,7 1,1 1,5 1,9 2,3 2,7 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B1 B2 B3 B4 0 1 2 0,5 0,6 0,7 Número de medições Refletância da vitrinite (%) A Vitrinite 0 1 2 3 4 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 Número de Mdeições Refletância dos betumes sólidos (%) B B2 B3 B4 FCUP Anexos  Formação de Lemede Figura I.9 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite (A) e das diferentes famílias de betumes sólidos (B).  Formação de Vale das Fontes Figura I.10 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite (A) e das diferentes famílias de betumes sólidos (B). 0 2 4 6 8 10 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Número de medições Refletância da vitrinite (%) A Vitrinite 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0,2 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 2 2,3 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B B1 B2 B3 B4 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0,2 0,4 0,6 0,8 Número de medições Refletância da vitrinite (%) A Vitrinite 0 5 10 15 20 0,2 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 2 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B B1 B2 B3 FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal)  Formação de Água de Madeiros Figura I.11 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite (A) e das diferentes famílias de betumes sólidos (B).  Formação de Coimbra Figura I.12 - Histograma que relaciona a abundância e reflectância da vitrinite (A) e das diferentes famílias de betumes sólidos (B). 0 1 2 3 4 5 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Número de medições Refletância da vitrinite (%) A Vitrinite 0 1 2 3 4 5 6 0,2 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 2 2,3 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B B1 B2 B3 B4 0 1 2 3 0,5 0,6 0,7 Número de medições Refletância da vitrinite (%) A Vitrinite 0 10 20 30 40 50 0,2 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 2 2,3 Número de medições Refletância dos betumes sólidos (%) B B1 B2 B3 B4 FCUP Anexos Anexo II. Cópia do trabalho aceite para publicação no volume Especial das Comunicações Geológicas e diapositivos da comunicação oral no IX Congresso Nacional de Geologia e 2º Congresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa (IXCNG/2ºCoGePLiP) The Vale das Fontes Formation in the Alcobaça area (Lusitanian Basin, Portugal): organic petrology characterization and thermal maturation A Formação de Vale das Fontes na área de Alcobaça (Bacia Lusitânica, Portugal): caracterização petrológica e maturação térmica João Lino Pereira1*, Paula Alexandra Gonçalves2, João Graciano Mendonça Filho3, Deolinda Flores1,2 1Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, 687, 4169-007 Porto, Portugal. [email protected]; paul[email protected]; [email protected] 2Centro de Geologia da Universidade do Porto, Rua Campo Alegre, 687, 4169007 Porto, Portugal. 3 Laboratório de Palinofácies & Fácies Orgânica (LAFO), Departamento de Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do rio de Janeiro, Av. Athos da Silveira, 274, prédio do CCMN, sala J1020, Campus Ilha do Fundão, Cidade Universitária, CEP 21.949-900 Rio de Janeiro, Brasil. graci[email protected] * Corresponding author Running title: Organic petrology of the Vale das Fontes Formation FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Abstract The Lower Jurassic of the Lusitanian Basin (Portugal) is characterized by marly–limestone sedimentary deposits, rich in organic matter (OM). This paper focuses on the study of the Vale das Fontes Formation (Pliensbachian) in the Alcobaça area. Its objectives are the petrographic characterization of the OM and evaluation of the thermal maturation based in organic petrographic analysis, such as vitrinite (%Rr) and solid bitumen reflectances and the identification of maceral groups, and organic geochemistry analyses, such as total organic carbon (TOC) and insoluble residue (IR). The petrographic analysis shows that OM belongs mostly to a type II kerogen. The mean random vitrinite reflectance ranges between 0.56–0.70 %Rr. The interpretation of solid bitumens reflectance and their optical characteristics allowed to distinguish three different families. The solid bitumen family with the lowest reflectance, which values range between 0.39–0.65 %Rr, was classified as grahamite. The solid bitumen families with reflectance values between 0.72–0.85 %Rr and 1.04–1.61 %Rr were classified as impsonites. The vitrinite reflectance indicates that the OM is thermally mature. TOC values range between 0.55–2.91 wt.%, pointing out a fair to very good content of organic carbon. IR values lower than 50 % confirms the presence of carbonate sediments. Keywords - organic matter; vitrinite; solid bitumen; maturation; Lower Jurassic Resumo O Jurássico Inferior da Bacia Lusitânica é caracterizado por depósitos sedimentares de origem margo-calcária, ricos em matéria orgânica (MO). O presente trabalho incide no estudo da Formação de Vale das Fontes (Pliensbaquiano) na área de Alcobaça. Tem como objetivos a caracterização petrográfica da matéria orgânica e avaliação da sua maturação térmica, baseada em análises de petrografia orgânica, tais como a medição do poder refletor da vitrinite (%Rr) e de betumes sólidos e identificação de grupos de FCUP Anexos macerais, e análises de geoquímica orgânica, tais como carbono orgânico total (COT) e resíduo insolúvel (RI). A análise petrográfica mostra que a MO pertence maioritariamente a um cerogénio tipo II. A refletância da vitrinite varia entre 0.56-0.70 %Rr. A interpretação da refletância dos betumes sólidos e das respetivas características óticas permitiu distinguir três famílias. A família de betumes sólidos com refletância mais baixa, cujos valores variam entre 0,390,65 %Rr, foi classificada de grahamite. As famílias de betumes sólidos com valores de refletância entre 0,72-0,85 %Rr e 1,04-1,61 %Rr, foram classificadas como impsonites. A refletância da vitrinite indica que a MO analisada está termicamente matura. Os valores de COT variam entre 0.55-2.91 wt.%, apontando para um conteúdo em carbono orgânico de moderado a muito bom. Os valores de RI inferiores a 50% confirmam a presença de sedimentos carbonatados. Palavras-chave - matéria orgânica; vitrinite; betume sólido; maturação; Jurássico Inferior 1.Introduction In sedimentary rocks, the organic matter (OM) represents remains of plants or animals, which amount in sediments is controlled by a variety of biological, physical and chemical factors (Taylor et al., 1998). The basis on which the components of OM are classified is determined by their characteristics such as the origin, nature and properties. Therefore, all occurrences of OM in rocks can be compared qualitatively and quantitatively (Taylor et al., 1998). The Vale das Fontes Formation (Fm) from the Lusitanian Basin (LB), Portugal, is characterized by a marly–limestone deposition in a marine hemipelagic environment (Duarte and Soares, 2002). In recent years, many papers have been published about its OM content and hydrocarbon potential (e.g., Duarte, 2007; Duarte et al., 2005, 2010; Ferreira et al., 2010; Oliveira et al., 2006; Silva et al., 2011, 2012, 2013). FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) The aims of this paper are: i) to characterize the dispersed organic matter (DOM) to define the kerogen type; and ii) to assess the OM thermal maturation of Vale das Fontes Fm in Alcobaça area. 2.Geological Setting The LB is located in the western Iberian margin and is associated with the opening of the North Atlantic Ocean. It belongs to a family of sedimentary basins called Atlantic margin basins (Ribeiro et al., 1979). The LB has an approximate area of 22,000 km2, a length of about 300 km in north-south direction and 150 km in the east-west direction, including the offshore areas (Azerêdo et al., 2003). Its northern limit corresponds to a transition in échelon to the Porto Basin and the southern boundary is defined by the Arrábida fault (Kullberg et al., 2013). To the east, the LB is bounded by the Porto-Tomar shear zone and to west it is limited by the Variscan (granitic and metamorphic) Berlenga Horst (Pinheiro et al.,1996). This basin is filled with approximately 5 km of sediments from Late Triassic to Cretaceous, covered with Cenozoic sediments (e.g., Azerêdo et al., 2003; Wilson, 1988). During the Early Jurassic, the LB was characterized by carbonate sedimentation (e.g., Azerêdo et al., 2003). The depositional systems changed markedly during this interval, from peritidal facies in the Early–Late Sinemurian to hemipelagic deposition in the Pliensbachian, the latter corresponding mostly to the Vale das Fontes Fm (Duarte and Soares, 2002), the focus of this paper. The Vale das Fontes Fm represents an interval of marly sedimentation, widely spread across the basin, which range in age from the lowermost Jamesoni to the Margaritatus chronozones (Duarte et al., 2010; Silva et al., 2011). It is subdivided into three informal members (Mb): i) MLUP Mb - Marls and limestones with Uptonia and Pentacrinus; ii) LML Mb - Lumpy marls and limestones; and iii) MLOF Mb – Marly limestones with organic-rich facies (Duarte et al., 2010). The MLUP Mb is formed by marl and marly limestones. The LML Mb is composed of marl, marly limestone and lumpy limestones. The MLOF Mb consists of laminated gray marls, alternating with limestones facies (Duarte et al., 2010). FCUP Anexos The Vale das Fontes Formation in the Alcobaça area (Lusitanian Basin, Portugal): organic petrology characterization and thermal maturation João Lino Pereira Paula Alexandra Gonçalves João Graciano Mendonça Filho Deolinda Flores IX Congresso Nacional de Geologia 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa 22/07/2014 Introdução IX Congresso Nacional de Geologia 2 Estudo de matéria orgânica de uma sondagem na área de Alcobaça; Objetivos: Caracterizar a matéria orgânica dispersa para definir o tipo de cerogénio; Avaliar a maturação térmica da matéria orgânica. FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Enquadramento Geológico 3 Mapa de localização da Bacia Lusitânica (adaptado de Oliveira et al., 2006). IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa Enquadramento Geológico 4 Cronostratigrafia Generalidade da bacia Jurássico Inferior Pliensbaquiano Superior Spinatum Formação de Lemede Margaritatus Margo-calcários com níveis betuminosos Formação de Vale das Fontes Inferior Davoei Ibex Margas e calcários grumosos Jamesoni Margas e calcários com Uptonia e Pentacrinus Esquema litostratigráfico genérico para o Pliensbaquiano da Bacia Lusitânica (adaptado de Silva et al., 2013) IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa FCUP Anexos Materiais e Métodos 5 Petrografia orgânica Geoquímica orgânica Material de moldagem Microscópio utilizado nas observações Polimento Analisador IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa Resultados 6 Análise de COT e RI Amostra COT (%) RI (%) ALC1568 0.55 25 ALC1570 0.97 37 ALC1574 2.91 50 ALC1576 1.89 50 ALC1578 1.43 50 ALC1580 1.38 47 ALC1582 2.70 39 ALC1584 1.05 36 ALC1586 1.23 46 ALC1588 0.92 43 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Resultados 7 Liptinite e Inertinite IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa Resultados 8 Vitrinite IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa FCUP Anexos Resultados 9 Reflectância, desvio padrão e número de medições de vitrinite Amostra % RmV DP N ALC1568 0.65 0.072 12 ALC1570 0.65 0.099 22 ALC1574 0.61 0.066 26 ALC1576 0.56 0.119 20 ALC1578 0.57 0.097 17 ALC1580 0.59 0.079 13 ALC1582 0.64 0.101 10 ALC1584 0.60 0.095 6 ALC1586 0.64 0.079 7 ALC1588 0.70 0.097 9 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa Resultados 10 1566 1568 1570 1572 1574 1576 1578 1580 1582 1584 1586 1588 1590 00,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Profundidade (m) Reflectância de vitrinite (%Rm) IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Resultados 11 Família de betumes sólidos B1 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa Resultados 12 Reflectância, desvio padrão e nºde medições de B1 Amostra % RmV DP N ALC1568 0.65 - 1 ALC1570 0.59 0.097 10 ALC1574 0.39 0.122 13 ALC1576 0.51 0.124 15 ALC1578 0.54 0.151 9 ALC1580 - - - ALC1582 0.50 - 1 ALC1584 0.54 0.070 3 ALC1586 0.59 0.088 4 ALC1588 0.44 0.137 3 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa FCUP Anexos Resultados 13 Família de betumes sólidos B2 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa Resultados 14 Reflectância, desvio padrão e nºde medições de B2 Amostra % RmV DP N ALC1568 0.81 0.056 9 ALC1570 0.78 0.042 7 ALC1574 0.82 - 1 ALC1576 0.78 0.57 3 ALC1578 0.82 0.56 4 ALC1580 0.83 - 1 ALC1582 0.79 - 1 ALC1584 0.72 0.028 2 ALC1586 0.85 0.028 2 ALC1588 0.71 0.104 3 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Resultados 15 Família de betumes sólidos B3 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa Resultados 16 Reflectância, desvio padrão e nºde medições de B3 Amostra % RmV DP N ALC1568 1.61 0.243 15 ALC1570 1.04 - 1 ALC1574 - - - ALC1576 - - - ALC1578 - - - ALC1580 - - - ALC1582 1.38 0.255 2 ALC1584 - - - ALC1586 1.35 - 1 ALC1588 - - - IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa FCUP Anexos Resultados 17 Histograma de distribuição das diferentes famílias de betumes sólidos 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 Número de medições Reflectância dos betumes sólidos (%) B1 B2 B3 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa Resultados 18 1566 1568 1570 1572 1574 1576 1578 1580 1582 1584 1586 1588 1590 00,2 0,4 0,6 0,8 11,2 1,4 1,6 1,8 Profundidade (m) Reflectância (%Rm) Vitrinite B1 B2 B3 IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa FCUP Caracterização petrológica da matéria orgânica de uma sondagem na região de Alcobaça (Bacia Lusitânica Portugal) Resultados IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa 19 Reflectância equivalente da vitrinite Amostra % RmV %ReqvV ALC1568 0.65 0.80 ALC1570 0.65 0.76 ALC1574 0.61 0.64 ALC1576 0.56 0.71 ALC1578 0.57 0.73 ALC1580 0.59 - ALC1582 0.64 0.71 ALC1584 0.60 0.73 ALC1586 0.64 0.76 ALC1588 0.70 0.67 ReqvV=(0.618*reflectância de betume sólido)+0.4 Considerações finais IX Congresso Nacional de Geologia e 2ºCongresso de Geologia dos Países de Língua Portuguesa 20 Os valores de COT apontam para um conteúdo em carbono orgânico de moderado a muito bom; Os valores de RI confirmam a presença de sedimentos carbonatados; O cerogénio émaioritariamente tipo II; Os valores de refletância da vitrinite indicam uma MO termicamente madura; As famílias de betumes sólidos foram identificadas como grahamite e epi-impsonite.