Preliminary basin scale assessment of CO2 geological storage potential in Santos Basin, Southeastern Brazil: Merluza Field study case / Avaliação preliminar do potencial para armazenamento geológico de CO2 da Bacia de Santos, sudeste do Brasil: estudo de caso do Campo de Merluza

The global community has authorized, through the Paris Agreement, the choice of an ambitious goal of reducing greenhouse gas emissions during the 21st century. The high world dependence on fossil fuels indicates that a quick energy transition—based on the use of renewable fuels or even considering the reduction of total energy consumption—will not be possible without structural changes in the neoliberal way of production and consumption. Thus, carbon capture and storage technologies emerge as a relevant tool for emergency action to meet the Paris Agreement goals. The search for adequate reservoirs is a relevant part of the CO2 storage endeavor and the Santos Basin has a privileged location, being close to oil producing and consuming centers. This work culminated in the study of the Merluza Field zone. Geochemical data and compiled lithological descriptions suggest a possible use of Jureia Formation and Itajaí-Açu Formation. A storage capacity estimation study is also presented. This favorability is not only geological: the presence of infrastructure installed in the Merluza zone as a fixed platform and an exclusive gas pipeline suggests greater economy and less environmental damage from the adaptation of depleted fields for use as a geological reservoir of CO2

A idade e natureza da Fonte do Granito do Moinho, Faixa Ribeira, Sudeste do Estado de São Paulo

Este trabalho apresenta novos dados geocronológicos U-Pb SHRIMP em zircões e Sm-Nd em rocha total do Granito do Moinho, que ocorre nas imediações da cidade de Nazaré Paulista, Estado de São Paulo. Este granito apresenta característica sin- a tardi-tectônica em relação à Orogenia Brasiliana e é intrusivo nas seqüências mesoproterozóicas do Grupo Serra do Itaberaba, no segmento central da Faixa de Dobramentos Ribeira. Adicionalmente, foram reavaliados dados isotópicos de Pb obtidos em amostras de rocha total e feldspatos potássicos disponíveis na literatura. A idade U-Pb SHRIMP obtida em monocristais de zircões ígneos do granito foi de 620 ± 11 Ma, sendo interpretada como a época de cristalização desta rocha. As idades modelo Sm-Nd obtidas situaram-se entre 2,0 e 1,9 Ga, mostrando que o magma foi produzido por fusão parcial de rochas pré-existentes, derivadas do manto superior no Paleoproterozóico. As composições isotópicas de Pb das amostras do Granito do Moinho indicam, a exemplo dos isótopos de Nd, uma fonte também crustal e com participação de rochas do Grupo Serra do Itaberaba, de idade mesoproterozóica.U-Pb SHRIMP zircon ages and Sm-Nd isotopic analyses were carried out on the syn- to late tectonic Moinho Granite, intruded within the Mesoproterozoic Serra do Itaberaba Group. Six U-Pb SHRIMP analyses were undertaken on oscillatory zoned zircons. All yielded close to concordant Neoproterozoic ages, with a 206Pb/238U weighted mean age of 620 ± 11Ma, interpreted as the time of the granite crystallization. Sm-Nd isotopic analyses on samples from the Moinho Granite presented Paleoproterozoic depleted-mantle model ages between 2.0 and 1.9 Ga, and negative µNd values, indicating continental sources for the granitic magma. Previous Pb isotopic data suggest that the Mesoproterozoic Serra do Itaberaba metasedimentary sequence contributed to the magma genesis of the studied granitoid

Pré-sal: geologia e exploração

Pre-salt is the world’s greatest oil-related finding of the past 50 years. Pre-salt oillies in reserves located below large and thick salt layers found offshore Brazil,along the coast from the states of Espírito Santo to Santa Catarina, in deepand ultra-deep waters, and situated below 3-to-4-km-thick rock layers, underthe seabed. The investigations carried out so far in some pre-salt areas haveshown that giant and super-giant fields are likely to exist. Such fields couldplace Brazil among the leading oil producers as they are thought to hold upto 16 billion barrels of recoverable oil equivalent – boe (sum of oil and naturalgas), and are likely to yield from 70 to 100 billion barrels of oil equivalent. Thisarticle deals with the geological conditions and the past scenario in whichpre-salt reserves were formed, the characteristics of the oil system, estimatedreserves, exploration and production.O pré-sal é a maior descoberta petrolífera mundial dos últimos cinquentaanos. O petróleo do pré-sal está alojado em reservatórios situados abaixode extensa e espessa camada de sal que ocorre na região costa-afora doEspírito Santo até Santa Catarina, em águas profundas e ultraprofundas,localizados sob 3 a 4 km de rochas abaixo do fundo marinho. As investigaçõesjá realizadas em algumas áreas do pré-sal revelaram prováveis camposgigantes e supergigantes com volumes recuperáveis de até 16 bilhões debarris de óleo equivalente – boe (somatório de petróleo e gás natural), epotencial de ocorrência de 70 a 100 bilhões de barris de óleo equivalente,o que colocaria o Brasil entre os principais países produtores. Este artigoaborda as condições geológicas e o cenário do passado no qual foramformadas as reservas do pré-sal, as características do sistema petrolífero,reservas projetadas, exploração e produção

Paleoproterozoic source contributions to the São Roque Group sedimentation: LA-MC-ICPMS U-Pb dating and Sm-Nd systematics of clasts from metaconglomerates of the Boturuna Formation

The São Roque Group is characterized by volcano-sedimentary sequences, in which deposition probably started in the late Paleoproterozoic. U-Pb dating by LA-MC-ICPMS of zircons extracted from predominantly equigranular monzogranites clasts from Morro Doce and Morro do Polvilho regions, yield paleoproterozoic ages of 2199 ± 8.5 Ma and 2247 ± 13 Ma, respectively. These represent the ages for the main source of granite for the metaconglomerates from the Boturuna Formation (basal unit of São Roque Group). Its polycyclic history is reinforced by the presence of inherited Archean zircons (2694 ± 29 Ma) found within the clasts. Moreover, these clasts have also been affected by the Neoproterozoic overprinting event as indicated by their lower intercept Concordia ages. Sm-Nd isotope data for the main clast varieties from the Morro Doce metaconglomerates yield T DM ages of 2.6 to 2.7 Ga, demonstrating that these granites are the recycling products of an Archean crustal component. The metaconglomerate arkosean framework yields slightly lower εNd(t) values than those for the clasts, indicating that a younger and/or more primitive source also contributed to the Boturuna Formation.O Grupo São Roque é caracterizado por uma sequência vulcanossedimentar com deposição provavelmente iniciada no Paleoproterozoico tardio. Datações U-Pb obtidas por LA-MC-ICPMS de zircões extraídos das variedades predominantes dos clastos de monzogranitos equigranulares, das regiões do Morro Doce e Morro do Polvilho, mostram idades paleoproterozoicas de 2199 ± 8,5 Ma e 2247 ± 13 Ma, respectivamente. Estas representam as idades da principal fonte de granito da Formação Boturuna (unidade basal do Grupo São Roque). A história policíclica deste domínio é reforçada pela presença de zircões arqueanos herdados (2694 ± 29 Ma), encontrados nos clastos. Além disso, tais clastos também foram afetados pelo evento Neoproterozoico, conforme indicado pelo intercepto inferior das idades concórdia. Dados isotópicos Sm-Nd para os principais clastos do metaconglomerado do Morro Doce têm idades T DM entre 2,6 a 2,7 Ga, demonstrando que estes granitos são produtos da reciclagem de um componente crustal arqueano. O arcabouço dos metaconglomerados, quando comparado com os clastos, mostra valores mais baixos de εNd(t), indicando contribuições de fontes mais jovens e/ou primitivas para a Formação Boturuna

Análises U-Th-Pb (Shrimp) em titanitas: técnicas analíticas e exemplos em terrenos do sul-sudeste brasileiro – Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo

Several titanite crystals were collected at Khan copper mine, Namibia, Africa. These crystals were analyzed using the Sensitive High Resolution Ion Microprobe (SHRIMP) method at the High-Resolution Geochronology Laboratory (GEOLAB), at Geoscience Institute of the University of São Paulo (IGc-USP), to be used as a reference in determining the 206Pb/238U ratios of unknown samples. In this experiment, the BLR-1 standard (1047 Ma) was used as reference, and an age of 519 Ma was obtained for the Khan internal standard. This value is very close to the ages mentioned in the literature: 207Pb/206Pb age of 518 ± 2 Ma and 522.3 ± 2.3 Ma (Thermal Ionization Mass Spectrometry – TIMS) and concordia age of 516.9 Ma (LA-ICP-MS). Analytical tests (SHRIMP dating) were conducted in titanites from two samples of granitic rocks from the Rio Piên Suite, which is considered to be a magmatic arc that bounds Curitiba and Luis Alves Terranes (South-Southeast of Brazil). The ages of 594 ± 5 Ma and 616.6 ± 2.6 Ma were obtained for samples MJ-649 and OM-629, respectively. These ages are very close to U-Pb ages measured for zircons using TIMS and SHRIMP dating. The errors for U-Pb ages in titanites are usually higher than those for U-Pb ages in zircons, which is explained by the higher concentration of common Pb in titanites. To obtain an acceptable analytical precision, more measurements are necessary. In relatively young crystals (post-Neoproterozoic Era), 207Pb/206Pb ages are very inaccurate as a consequence of the high concentration of common Pb in titanites, but, on the other hand, 206Pb/238U ages are very significant. Analyses of titanite using SHRIMP method at the GEOLAB-IGc-USP are very important, mainly when examined together with U-Pb ages for zircons and Ar-Ar ages for minerals, such as biotite and amphibole. This data allows the conduction of a precise geochronological study and the obtainment of important thermochronological data related to the uplift/denudation of rock bodies.Inúmeros cristais de titanita foram coletados na mina de cobre Khan, Namíbia, África. Eles foram analisados através da técnica de microssonda iônica de alta resolução e de alta sensibilidade (SHRIMP) no Laboratório de Geocronologia de Alta Resolução (GEOLab), do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (IGc-USP), numa tentativa de serem utilizados como referência na determinação de razões 206Pb/238U de amostras desconhecidas. Neste experimento, foi utilizado como referência o padrão BLR1 (1.047 Ma), obtendo-se para o padrão interno Khan idade de 519 Ma. Tal valor é muito próximo das idades disponíveis na literatura especializada: idade 207Pb/206Pb de 518 ± 2 Ma e 522,3 ± 2,3 Ma (espectrômetro de massa de ionização térmica – Tims) e idade concórdia de 516,9 Ma (LA-ICP-MS). Os testes analíticos SHRIMP foram realizados em titanitas provenientes de duas amostras de rochas graníticas da Suíte Rio Piên, admitida como possível arco magmático, que baliza os terrenos Curitiba e Luis Alves (sul-sudeste brasileiro). A amostra MJ-649 acusou idade de 594 ± 5 Ma, e a amostra OM-629, idade de 616,6 ± 2,6 Ma. Tais valores são muito próximos às idades U-Pb obtidas em zircão através das técnicas SHRIMP e TIMS. Os erros obtidos nas idades U-Pb em titanitas são normalmente mais elevados que os obtidos em zircão em função da maior presença de Pb comum nas titanitas. Um maior número de medidas é aconselhável para a obtenção de uma precisão analítica aceitável. Em cristais de titanitas relativamente jovens (idades pós-neoproterozoicas), as idades 207Pb/206Pb são altamente imprecisas devido à elevada concentração de Pb comum; por outro lado, as idades 206Pb/238U apresentam valores bastante significativos. O desenvolvimento de análises em titanitas utilizando a técnica SHRIMP junto ao GEOLab-IGc-USP tem grande importância, principalmente quando acoplado a dados U-Pb obtidos em zircão e Ar-Ar em minerais, como anfibólio e biotita. Permite, além de um estudo geocronológico preciso, a obtenção de importantes parâmetros termocronológicos relacionados à ascensão/denudação de corpos rochosos

The Re-Os isotopic system: geochemistry and methodology at the Geochronological Research Center (CPGeo) of the University of São Paulo, Brazil

The Re-Os isotopic system is an important tool for the study of mantle-crust processes, geochronology and the tracing of source reservoirs for metal deposition. Rhenium and osmium differ fundamentally from other lithophile isotopic systems with regards to their behavior during partial melting processes, coupled with the chalcophile/siderophile nature of both elements. These differences make the system extremely useful for a number of novel applications not traditionally addressed by lithophile isotopic systems. A low-blank technique for the analysis of Re-Os isotopes in geological materials has been established at the Geochronological Research Center (CPGeo) of the Geosciences Institute of the University of São Paulo, Brazil, with the aim of furthering knowledge of regional geology, tectonic evolution, petrology and ore deposition in South America. The techniques described here use isotope dilution to simultaneously determine the concentration of Os and Re as well the Os isotopic composition of geologic materials. Sample digestion and sample-isotopic spike equilibration are achieved in sealed borosilicate glass tubes at high temperature. Osmium is separated and purified by carbon tetrachloride solvent extraction and micro-distillation techniques. Rhenium is separated and purified by anion exchange chromatography. Accuracy of the concentration and isotopic determinations is monitored by the analysis of a certified reference material (WPR-1) and the use of the Department of Terrestrial Magnetism (DTM) Os isotopic standard. Measured values and precision of these standards is within error and comparable to established Re-Os laboratories.O sistema isotópico Re-Os é um método importante para estudos relacionados com interações manto-crosta, geocronologia e os potenciais reservatórios responsáveis pela formação de depósitos de metais. Rênio e ósmio diferem sustancialmente dos demais sistemas isotópicos litófilos quanto ao comportamento durante os processos de fusão parcial e por conta das afinidades que apresentam com os elementos cobre e ferro. Essas diferenças tornam o sistema extremamente útil com relação a várias aplicações não convencionais e não cobertas pelos demais sistemas isotópicos litófilos. Uma técnica com baixos níveis de branco para análises de isótopos de Re-Os em materiais geológicos foi implantada no Centro de Pesquisas Geocronológicas (CPGeo) do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo, Brasil, com o propósito de avançar no conhecimento da geologia regional, evolução tectônica, petrologia e processos de formação de depósitos minerais na América do Sul. As técnicas ora descritas se utilizam de diluição isotópica para determinar simultaneamente as concentrações de Os e Re, assim como as composições isotópicas de Os de materiais geológicos. A digestão das amostras e a equilibração amostra-spike isotópico se processam em tubos selados de borossilicato em altas temperaturas. Ósmio é separado e purificado via extração em solvente de tetracloreto de carbono e por técnicas de micro-destilação. Rênio é separado e purificado por cromatografia de troca iônica. A acurácia das concentrações e das determinações isotópicas é monitorada através de análises de um material de referência certificado (WPR-1) e pela utilização do padrão isotópico de Os fornecido pelo Department of Terrestrial Magnetism (DTM), de Washington. Os valores medidos e a precisão obtida para estes padrões se encontram nos intervalos de erros dos demais laboratórios Re-Os do mundo

Climate Change Mitigation Technologies: Carbon Capture and Storage in the Brazilian scenario

In the present paper, it is intended to analyze how CCS (Carbon Capture, Transport, and Storage) activities are linked to the Sustainable Development Goals and how Brazil can adjust itself in regulatory terms to the activities in question, especially in the ambit of the requirements for its environmental licensing. The Environmental Impact Assessment (EIA) is a necessary support for the Environmental Licensing process of activities that cause significant environmental degradation, as it is suggested that the activities of Carbon Capture, Storage, and Transport associated with the exploration and production of oil and gas. After the assessment, the environmental agency may grant environmental licenses. Based on the analogy to existing norms in our planning, this paper presents possible alternatives to the environmental licensing of CCS activities in Brazil. Thus, from a study case, specifically, considering the potential for the construction of salt caves for carbon storage in the pre-salt area, we concluded that it is possible to draw alternatives rules to achieve offshore storage. Keywords: Sustainable Development Goals, CCS (Carbon Capture, Transport, and Storage), Regulation, Environmental License, Salt Cavern DOI: 10.7176/RHSS/11-20-01 Publication date:October 31st 202

Early Jurassic arc related magmatism associated with porphyry copper mineralization at Zafranal, Southern Peru unraveled by zircon U-Pb ages

[ESP] Las rocas ígneas relacionadas al arco Jurásico temprano del sur de Perú albergan prospectos de pórfidos cupríferos y depósitos de vetas de cuarzo con contenido de oro. Diez nuevas edades U-Pb en circones de la roca caja de las vetas de cuarzo con oro, rocas jurásicas y stocks porfiríticos con mineralización cuprífera del pórfido de cobre Zafranal, junto con edades publicadas para las rocas jurásicas, revelan una continua evolución magmática del arco Jurásico temprano. Las rocas jurásicas y los sistemas de vetas de cuarzo con contenido de oro en el flanco oeste de la Cordillera Occidental están alojadas en ortogneis del Paleo y Meso-Proterozoico del Macizo de Arequipa (1.75-1.44 Ga) que sufrieron metamorfismo de edad Grenvilliana ~1 Ga. El magmatismo máfico se registra entre 199.6-193.2 Ma, y fue seguido por magmatismo predominantemente félsico desde 184,1-174,9 Ma. Ambos eventos magmáticos han formado el cinturón intrusivo más delgado (<15 km de ancho) del Batolito de la Costa del sur de Perú. El último evento magmático del Jurásico temprano está representado por varias fases de stocks porfiríticos asociados con la mineralización cuprífera en el pórfido de cobre Zafranal, con emplazamientos durante los 181.0-174.9 Ma. Edades publicadas indican que el arco magmático migró a lo largo del límite este del afloramiento principal del Macizo de Arequipa durante el período Jurásico medio. En el Jurásico tardío (~146 Ma) el foco magmático retornó cerca de las intrusiones del Jurásico temprano. En general, las rocas intrusivas y los stocks porfiríticos asociados con mineralización de cobre representan los eventos magmáticos más antiguos del Batolito de la Costa del Perú que se formaron durante el Jurásico temprano.[ENG] Early Jurassic arc-related igneous rocks host porphyry copper prospects and gold-bearing quartz vein deposits in southern Peru. Ten new zircon U-Pb ages for wall rocks of gold-bearing quartz veins, Jurassic rocks and copper-mineralized porphyry bodies in Zafranal porphyry copper, together with published ages for Jurassic rocks, reveal a continuous magmatic evolution of the early Jurassic arc. The Jurassic rocks and gold-bearing quartz vein systems in the western flank of the Western Cordillera are hosted by Paleo- and Meso-proterozoic orthogneisses of the Arequipa Massif (1.75-1.44 Ga) that underwent Grenville-age metamorphism ~1 Ga. The early mafic magmatism is recorded between 199.6-193.2 Ma, and was followed by dominantly felsic magmatism from 184.1-174.9 Ma. Both magmatic events have formed the thinnest intrusive belt (<15 km wide) of the Coastal Batholith in southern Peru. The last magmatic event of the early Jurassic (181.0-174.9 Ma) is represented by several phases of porphyries associated with copper mineralization in the Zafranal porphyry copper deposit. The published ages indicate that the magmatic arc migrated along eastern limit of the Arequipa Massif during Middle Jurassic. In the late Jurassic (~146 Ma) the magmatic locus returned near early Jurassic intrusion. Overall, the plutonic intrusive rocks and porphyry bodies with copper mineralization represent the oldest magmatic events of the Coastal Batholith of Peru formed during the early Jurassic

Avaliação da viabilidade da exploração sustentável do Shale gas na região sudeste do Brasil, com base em aspectos geológicos

O gás de folhelho é um dos recursos não convencionais em destaque nas últimas décadas. A Bacia do Paraná (porção sul do Brasil), principalmente a Formação Irati, é um prospecto bastante interessante para gás de folhelho. Na área estabelecida para este estudo, composta pelos estados de São Paulo, Mato Grosso do Sul e Paraná foram pesquisados 143 trabalhos científicos, que compuseram uma revisão bibliográfica com a finalidade de obter informações acerca de seus principais parâmetros geoquímicos, onde foi possível determinar um bom potencial para a exploração dos folhelhos. Com o método analógico foi calculado um valor estimado de reservas de 225 TCF. Existem alguns problemas com o processo de exploração desse recurso no Brasil, como a sua proximidade com o Sistema Aquífero Guarani (SAG em inglês) e o uso de faturamento hidráulico. Uma solução interessante visando uma melhor aceitação do público geral/ambientalista seria de substituir a água no processo de faturamento por dióxido de carbono (CO2) e a combinação da produção de gás natural não convencional com a acumulação geológica de CO2, uma das mais eficientes formas de aprisionar carbono da atmosfera e reduzir as emissões de gás carbônico

40Ar/39Ar AGES OF HYDROTHERMAL FLUIDS OF CABAÇAL Au-Zn-Cu DEPOSIT: IMPLICATIONS OF THE CACHOEIRINHA OROGENY ON MINERALIZATION EVENT IN SW AMAZONIAN CRATON: Idades 40Ar/39Ar de fluídos hidrotermais do depósito de Au-Zn-Cu Cabaçal: implicações da Orogenia Cachoeirinha no evento de mineralização no sudoeste do Cráton Amazônico

The Cabaçal deposit is located in SW Amazonian Craton, Mato Grosso State, Brazil, with important Au-Zn-Cu mineralization. The ore is hosted by the Alto Jauru orogenic rocks (1.79-1.74 Ga) comprised of felsic volcanic and volcanoclastic rocks and mineralizations occur as bands concordant with the mylonitic foliation, breccias, quartz-carbonate veins and rock-disseminated, and the polymetallic ore comprises chalcopyrite, pyrite, marcasite, pyrrhotite, sphalerite and galena. The mineralization is related to hydrothermal alteration and includes quartz, chlorite, carbonate, sericite and biotite. Six sericite grains from the hydrothermal zones yielded 40Ar/39Ar ages from 1521.3 ± &nbsp;1.3 Ma to 1510.4 ± &nbsp;1.2 Ga. &nbsp;These ages are evidence that hydrothermal solutions originated related to the Cachoeirinha orogen (1.58-1.52 Ga) cutting the Alto Jauru orogen (1.79-1.74 Ga) host rocks. Detailed geology and petrography indicate banded iron formation played an important role in the metal deposition as a chemical barrier for the mineralizing fluids.O depósito de ouro do Cabaçal está localizado no SW do craton Amazônico, no estado do Mato Grosso, Brasil onde ocorrem rochas do orógeno Alto Jauru (idades U-Pb de 1790 Ma a 1744 Ma). A mineralização é hospedada por rochas vulcânica e vulcanoclásticas e ocorre como (i) bandas concordantes com a foliação milolítica, (ii) brechas, (iii) veios de quartzo-carbonato e (iv) disseminado. O minério é polimetálico e compreende calcopirita, pirita, marcasita, pirrotita, esfalerita e galena. A mineralização está relacionada à alteração hidrotermal e inclui quartzo, clorita, carbonato, sericita e biotita. Grãos de sericita das zonas hidrotermais foram datados pelo método 40Ar / 39Ar, utilizando step-heating a laser em grãos individuais, resultando em valores entre 1562 e 1502 Ma. Esses estudos revelam que o depósito de ouro do Cabaçal pode ser originado durante o orógeno Cachoeirinha (1.58-1.52 Ga) com geração de calor e remobilização de soluções hidrotermais que percolaram e depositaram os metais nas rochas do orógeno Alto Jauru (1,79-1,74 Ga). Geologia de detalhe e petrografia dos corpos de minerio indicam que a formação de ferro bandado desempenhou um papel importante na deposição de metal como uma barreira química para os fluidos mineralizantes