Organic geochemistry of petroleum source rock potential in the evolutional context of Lusitanian Basin, Portugal
Keywords:
Lusitanian Basin, petroleum source rock potential, organic geochemistry, Lower Jurassic, Upper JurassicAbstract
The Lusitanian Basin, located in the west part of the Iberian margin, represents one of many Mesozoic rift basins formed in response to fragmentation of Pangea and subsequent opening of the North Atlan-tic Ocean. Its complex geological evolution, which started in the Upper Triassic, led to the sedimentation of levels rich in organic matter with a potential to generate petroleum. Despite the presence of active petroleum systems, its potential has not been fully evaluated. This study presents an approach from the geochemical standpoint aimed at the characterization and evaluation of ranges with potential for petroleum generation and their level of thermal maturity within the evolutionary context of the Lusitanian Basin. The study obtained chemical, petrographic, isotopic and molecular parameters of organic matter from 76 surface samples related to limestone, marls, mud-stones, shales and lignites, with a wide spatial and chronostratigraphic distribution. The results showed low thermal evolution of organic matter and the existence of two main intervals of petroleum source rock potential, one belonging to the Lower Jurassic (Água de Madeiros and Vale das Fontes formations) and the other to the Upper Jurassic (Cabaços and Vale Verde formations). The deposition of these intervals was strongly controlled by different geodynamic contexts and their associated paleoenvironments which followed over time. During the transgressive event in the Lower Jurassic, the anoxic-disoxic and relatively deeper marine conditions developed in the northwest edge of the basin were responsible for the good preservation of organic matter (type II), characterized by lighter isotopic signal (δ13C mean = -29.5 ‰) and predominance of amorphous organic matter (AOM) with some contribution of palynomorphs and terrestrial elements. In the Upper Jurassic, under the control of Atlantic waters and low relative sea level were installed restrict conditions favoring the deposition and preservation of organic matter with the isotopic signal characteristically heavier (δ13C mean = -25.0 ‰). The intervals with high potential for petroleum generation and rich in hydrogen are associated with bacterial organic matter (type I-II) deposited in anoxic marine carbonate conditions rela-tively shallow, that passing in northward to continental-transitional conditions related to a complex system deltaic-lacustrine-lagoonal (kerogen type II- III) with stronger contribution of terrestrial organic matter.
References
ALVES, T. M.; GAWTHORPE, R. L.; HUNT, D. H.; MONTEIRO, J. H. Jurassic tectonosedimentary evolution of the northern Lusitanian basin (Offshore Portugal). Marine Petroleum Geology, v. 19, n. 6, p. 727754, 2002.
ARENS, N. C.; JAHREN, A. H.; AMUNDSON, R. Can C3 plants faithfully record the carbon isotopic composition of atmospheric carbon dioxide? Paleobiology, v. 26, n. 1, p. 137164, 2000.
AZERÊDO, A. C.; WRIGHT, V.P.; RAMALHO, M.M. The MiddleLate Jurassic forced regression and disconformity in central Portugal: eustatic, tectonic and climatic effects on a carbonate ramp system. Sedimentology, v. 49, n. 6, p. 13391370, 2002.
AZERÊDO, A. C.; DUARTE, L. V.; HENRIQUES, M. H.; MANUPPELLA, G. Da dinâmica continental no Triássico aos mares do Jurássico Inferior e Médio. Lisboa: Cadernos de Geologia de Portugal, Instituto Geológico e Mineiro, 2003. 43 p.
AZERÊDO, A. C.; WRIGHT, V. P. Multiscale signatures and events in carbonate system (Middle to early Upper Jurassic, Lusitanian Basin). In: INTERNATIONAL ASSOCIATION SEDIMENTOLOGISTS MEETING OF SEDIMENTOLOGY, 23., 2004, Coimbra. Proceed-ings… Coimbra: IAS, 2004. p. 7591. Field trip guide book: carboniferous and Jurassic carbonate platforms of Iberia.
DIAS, A. J. G. Reavaliação do potencial petrolífero do Onshore da Bacia Lusitânica, Portugal. 2005. 142 f. Tese (Doutorado) – Universidade do Porto, Faculdade de Ciências, Departamento de Geologia, Porto, 2005.
DINIS, J. L.; REY, J.; CUNHA, P. P.; CALLAPEZ, P.; PENA DOS REIS, R. P. Stratigraphy and allogenic controls of the western Portugal Cretaceous: an updated synthesis. Cretaceous Research, v. 29, n. 56, p. 772780, 2008.
DIVISÃO PARA A PESQUISA E EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO DPEP. Ministério da Economia, Governo Português. História da Pesquisa. Disponível em: <http://www.dgge.pt/dpep/pt/history_pt.htm>. Acesso em: jan. 2010.
DROMART, G.; GARCIA, J. P.; PICARD, S.; ATROPS, F.; LÉCUYER, C.; SHEPPARD, S. M. F. Ice age at the Middle–Late Jurassic transition? Earth and Planetary Science Letters, v. 213, n. 34, p. 205220, Aug. 2003.
DUARTE, L. V.; SOARES, A. F. Litostratigrafia das séries margocalcárias do Jurássico inferior da Bacia Lusitânica (Portugal). Comunicações do Instituto Geológico e Mineiro, Lisboa, t. 89, p.135154, 2002.
DUARTE, L. V.; WRIGHT, V. P.; FERNANDÉZLOPÉZ, S.; ELMI, S.; KRAUTTER, M.; AZERÊDO, A. C.; HENRIQUES, M. H.; RODRIGUES, R.; PERILLI, N. Early Jurassic carbonate evolution in the Lusitanian Basin: (Portugal) facies, sequence stratigraphy and cyclicity. In: INTERNATIONAL ASSOCIATION SEDIMENTOLOGISTS MEETING OF SEDIMENTOLOGY, 23., 2004, Coimbra. Proceedings…Coimbra: IAS, 2004, p. 4571. Field trip guide book: carboniferous and Jurassic carbonate platforms of Iberia.
DUARTE, L. V.; SILVA, R. L.; OLIVEIRA, L. C. V.; COMASRENGIFO, M. J.; SILVA, F. OrganicRich facies in the Sinemurian and Pliensbachian of the Lusitanian Basin, Portugal: total organic carbon distribution and relation to transgressiveregressive facies cycles. Geologica Acta, v. 8, n. 3, p. 325340, Sept. 2010.
ESPITALIÉ, J.; LAPORTE, J. L.; MADEC, M.; MARQUIS, F.; LEPLAT, P.; PAULET, J. Méthode rapide de caractérizacion des roches mères, de leur potentiel pétrolier et de leur degré d’évolucion. Revue de l’Institut Français du Petrole, v. 32, n.1, p. 2343, 1977.
HESSELBO, S. P.; JENKYNS, H.C. ; DUARTE, L.V.; OLIVEIRA, L.C.V. Carbonisotope record of the Early Jurassic (Toarcian) Oceanic Anoxic Event from fossil wood and marine carbonate (Lusitanian Basin, Portugal). Earth and Planetary Science Letters, v. 253, n. 34, p. 455470, 2007.
JANSEN, B.; NIEROP, K. G. J.; KOTTE, M. C.; VOOGT, P; VERSTRATEN, J. M. The applicability of accelerated solvent extraction (ASE) to extract lipid biomarkers from soils. Applied Geochemistry, v. 21, n. 6, p. 10061015, June 2006.
KULLBERG, J. C.; ROCHA, R. B.; SOARES, A. F.; REY, J.; TERRINHA, P.; CALLAPEZ P.; MARTINS, L. A Bacia Lusitaniana: estratigrafia, paleogeografia e tectônica. In: DIAS, R; ARAÚJO, A.; TERRINHA, P.; KULLBERG, J. C. (Eds.) Geologia de Portugal no contexto da Ibéria. Évora: Universidade de Évora, 2006, p. 317368.
MATOS, V. G. A. E. Estudo de palinofácies e de fácies orgânicas de uma sequência sedimentar do Jurássico Inferior da Bacia Lusitânica. 2009. Dissertação (Mestrado) – Universidade de Coimbra, Departamento de Ciência da Terra, Coimbra, 2009.
MENDONÇA FILHO, J. G. Aplicação de estudos de palinofácies e fácies orgânicas em rochas do Paleozoico Superior da Bacia do Paraná, sul do Brasil. 1999. 254 f. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Geociências, Porto Alegre, 1999.
MENEZES, T. R.; MENDONÇA FILHO, J. G.; ARAUJO, C. V.; SOUZA, I. V. A. F.; MENDONÇA, J. O. Facies Orgânica: conceitos, métodos e estudos de caso na indústria do petróleo. Revista Brasileira de Geociências, v. 38, n. 2, p. 8096, jun. 2008.
MOUTERDE, R.; ROCHA, R. B.; RUGET, C. ; TINTANT, H. Faciès, biostratigraphie et paléogéographie du Jurassique portugais. Ciências da Terra (UNL), n. 5, p. 2952, 1979.
OLIVEIRA, A. D.; MENDONÇA FILHO, J. G.; CARVALHO, M. A.; MENEZES, T. R., LANA, C. C., BRENNER, W. W. Novo método de preparação palinológica para aumentar a recuperação de Dinoflagelados. Revista Brasileira de Paleontologia, v. 7, p.169175, 2004.
OLIVEIRA, L. C. V.; RODRIGUES, R.; DUARTE, L. V.; LEMOS, V. B. Avaliação do potencial gerador de petróleo e interpretação paleoambiental com base em biomarcadores e isótopos estáveis de carbono da seção PliensbaquianoToarciano inferior (Jurássico Inferior) da região de peniche (Bacia Lusitânica, Portugal). Boletim de Geociências da Petrobras, v. 14, n. 2, p. 207234, maio/ nov. 2006.
PALAIN, C. Une série détritique terrigène: Les «gres de Silves»: trias et lias infériur du Portugal. Lisboa: Serviços Geológicos de Portugal, n. 25, 1976, 377 p. (Memórias dos Serviços Geológicos de Portugal).
PENA DOS REIS, R. P. B.; CORROCHANO, A. Arquitectura deposicional controlada pela etapa paroxismal do rifting no Jurássico Superior da Bacia Lusitânica (Portugal): caso da região a SO de Montejunto. In: CONGRESSO NACIONAL DE GEOLOGIA, 5., 1998. Lisboa (Portugal). Anais... Lisboa (Portugal): Instituto Geológico e Mineiro, 1998. p. 1520. Excursão do Mesozoico da Bacia Lusitânica.
PENA DOS REIS, R.; CUNHA, P. M. R.; DINIS, J. L.; TRINCÃO, P. Geologic evolution of Lusitanian Basin during Late Jurassic (Portugal). In: HALL, R. L. and SMITH, P. L. (Ed.). Advances in Jurassic Research, Zurich, TransTech Publications, 2000. GeoResearch Forum, v. 6, p. 345356, 2000.
PENA DOS REIS, R.; PIMENTEL, N. L. Rifteamento Triássico e pósrift na Bacia Lusitânica (Portugal): um exemplo de rápida invasão marinha na abertura do Atlântico Norte. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA, 43., 2006, Aracaju. Anais... BahiaSergipe: Sociedade Brasileira de Geologia, 2006, p. 106.
PENA DOS REIS, R.; PIMENTEL, N. L. The Lusitanian basin (Portugal) – Lithostratigraphic and geodynamic correlation with other Portuguese and Maroccan basins. In: DAVID BROWN (Ed.). Sharing Ideas, Embracing Opportunities. Canada: CNSOPB, 2008. Abstracts… Canada: CACM Conference, 2008. p. 64.
PENA DOS REIS, R.; PIMENTEL, N. L.; GARCIA, A. J. V. The Evolution of the Atlantic Margin of Iberia as Recorded in the Lusitanian Basin (Portugal). In: AAPG INTERNATIONAL CONFERENCE AND EXIBITION, 2009, Rio de Janeiro. Abstracts… Rio de Janeiro, 2009. Disponível em: <http://www.searchanddiscovery.net/abstracts/html/2009/intl/abstracts/reis2. htm>. Acesso em: 2009.
PENA DOS REIS, R.; PIMENTEL, N.; GARCIA, A. A evolução da Bacia Lusitânica (Portugal) e dos sistemas petrolíferos associados. Revista Electrónica de Ciências da Terra, v. 19, n. 4, p. 14, 2010. Disponível em: <http://metododirecto.pt/CNG2010/index. php/vol/article/viewFile/70/345>. Acesso em: 2010.
PETERS, K. E.; WALTERS, C. C.; MOLDOWAN, J. M. The Biomarker Guide. 2. ed. Cambridge: Cambridge University Express, 2005. v. 2. 1155 p.
PINHEIRO, L. M.; WILSON, R. C. L.; PENA DOS REIS, R.; WHITMARSH, R. B.; RIBEIRO, A. The Western Iberia Margin: a geophysical and Geological overview. In: WHITMARSH, R. B., SAWYER, D. S., KLAUS, A., MASSON, D.G. (Eds.). Proceedings Ocean Drilling Program Science Results, v. 149, p. 323, 1996.
RAVNåS, R.; WINDELSTAD, J.; MELLERE, D.; NøTTVEDT, A.; SJøBLOM, T.S., STEEL, R. J.; WILSON, R. C. L. A marine Late Jurassic synrift succession in the Lusitanian Basin, western Portugal: tectonic significance of stratigraphic signature. Sedimentary Geology, v. 114, n. 14, p. 237266, 1997.
REY, J.; DINIS, J. L.; CALLAPEZ, P.; CUNHA, P. P. Da rotura continental à margem passiva: composição e evolução do Cretácico de Portugal. Cadernos de Geologia de Portugal, Lisboa: INETI, 2006. 75 p.
SILVA, L. T. A Formação Abadia no contexto evo-lutivo tectono-sedimentar da Bacia Lusitânica (Portugal): considerações sobre o seu potencial como rocha reservatório de hidrocarbonetos. 2003. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências, Porto Alegre, 2003.
SILVA, F. J. C. A Formação de Vale das Fontes no sector Norte da Bacia Lusitânica: caracterização, avaliação espacial e distribuição do conteúdo em matéria orgânica. 2007. Dissertação (Mestrado) – Universidade de Coimbra. Faculdade de Ciências e Tecnologia, Coimbra, 2007.
SILVA, R. L.; DUARTE, L. V.; COMASRENGIFO, M. J.; MENDONÇA FILHO, J. G.; AZEREDO, A. C. Update of the carbon and oxygen isotopic records of the EarlyLate Pliensbachian (Early Jurassic, ~187 Ma): insights from the organicrich hemipelagic series of the Lusitanian Basin (Portugal). Chemical Geology, v. 283, n. 3, p. 177184, 2011.
SPIGOLON, A. L. D.; BUENO, G. V.; PENA DOS REIS, R.; PIMENTEL, N.; MATOS, V. G. A. E. The Upper Jurassic Petroleum System: evidence of secundary migration in carbonate fractures of Cabaços Formation, Lusitanian Basin. In: CENTRAL AND NORTH ATLANTIC CONJUGATE MARGINS CONFERENCE, 2., 2010, Lisbon. Expanded Abstracts… Lisbon, 2010. v. 3, p. 274278. Disponível em: <http://metododirecto.pt/CM2010/index.php/vol/article/viewFile/181/29>. Acesso em: 2010.
SUAN, G.; MATTIOLI, E.; PITTET, B.; LÉCUYER, C.; SUCHÉRASMARX, B.; DUARTE, L.V.; PHILIPPE, M.; REGGIANI, L.; MARTINEAU, F. Secular environmental precursors to Early Toarcian (Jurassic) extreme climate changes. Earth and Planetary Science Letters, v. 290, n. 34, p. 448458, Feb. 2010.
TISSOT, B. P.; WELTE, D. H. Petroleum Formation and Occurrence. Berlin: Springer, 1984. 2 ed. 699 p.
TYSON, R. V. Sedimentary Organic Matter: organic facies and palynofacies. Londres: Chapman e Hall, 1995. 615 p.
UPHOFF, T. L. Subsalt (préJurassic) exploration play in the northern Lusitanian basin of Portugal. AAPG Bulletin, Tulsa, v. 89, n. 6, p. 699714, 2005.
WILSON, R. C. L. Atlantic opening and Mesozoic continental margin basins of Iberia. Earth And Planetary Science Letters, Amsterdam, v. 25, n. 1, p. 3343, 1975.
WILSON, R. C. L.; HISCOTT, R. N.; WILLIS, M. G.; GRADSTEIN, E. M. The Lusitanian Basin of west central evolução do Cretácico de Portugal. Cadernos de Geologia de Portugal, Lisboa: INETI, 2006. 75 p.
SILVA, L. T. A Formação Abadia no contexto evo-lutivo tectono-sedimentar da Bacia Lusitânica (Portugal): considerações sobre o seu potencial como rocha reservatório de hidrocarbonetos. 2003. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Geociências, Porto Alegre, 2003.
SILVA, F. J. C. A Formação de Vale das Fontes no sector Norte da Bacia Lusitânica: caracterização, avaliação espacial e distribuição do conteúdo em matéria orgânica. 2007. Dissertação (Mestrado) – Universidade de Coimbra. Faculdade de Ciências e Tecnologia, Coimbra, 2007.
SILVA, R. L.; DUARTE, L. V.; COMASRENGIFO, M. J.; MENDONÇA FILHO, J. G.; AZEREDO, A. C. Update of the carbon and oxygen isotopic records of the EarlyLate Pliensbachian (Early Jurassic, ~187 Ma): insights from the organicrich hemipelagic series of the Lusitanian Basin (Portugal). Chemical Geology, v. 283, n. 3, p. 177184, 2011.
SUAN, G.; MATTIOLI, E.; PITTET, B.; LÉCUYER, C.; SUCHÉRASMARX, B.; DUARTE, L.V.; PHILIPPE, M.; REGGIANI, L.; MARTINEAU, F. Secular environmental precursors to Early Toarcian (Jurassic) extreme climate changes. Earth and Planetary Science Letters, v. 290, n. 34, p. 448458, Feb. 2010.
TISSOT, B. P.; WELTE, D. H. Petroleum Formation and Occurrence. Berlin: Springer, 1984. 2 ed. 699 p.
TYSON, R. V. Sedimentary Organic Matter: organic facies and palynofacies. Londres: Chapman e Hall, 1995. 615 p.
UPHOFF, T. L. Subsalt (préJurassic) exploration play in the northern Lusitanian basin of Portugal. AAPG Bulletin, Tulsa, v. 89, n. 6, p. 699714, 2005.
WILSON, R. C. L. Atlantic opening and Mesozoic continental margin basins of Iberia. Earth And Planetary Science Letters, Amsterdam, v. 25, n. 1, p. 3343, 1975.
WILSON, R. C. L.; HISCOTT, R. N.; WILLIS, M. G.; GRADSTEIN, E. M. The Lusitanian Basin of west central Portugal: Mesozoic and Tertiary tectonic, stratigraphy and subsidence history. In: TANKARD, A.J., BALKWILL, H. (Eds.). Extensional Tectonics and Stratigraphy of the North Atlantic Margins. Tulsa: AAPG, 1989. p. 341361. (AAPG. Memoir, 46).
WRIGHT, V. P. Algal marsh deposits from the Upper Jurassic of Portugal. In: TOOMEY, D. F.; NITECKI, M. H. (Eds.) Palaeoalgology: contemporary research and applications. New York: Springer, 1985. p. 330341.
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