Avaliação do Metamorfismo Orgânico do Membro Assistência Fm Irati Rio Claro (2006) 73 pg

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE DARCY RIBEIRO 
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA – CCT 
LABORATÓRIO DE ENGENHARIA E EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO - LENEP 
CURSO DE ENGENHARIA DE EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO DE PETRÓLEO 
 
 
 
 
 
 
 
Alexandre Carvalho Costa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Avaliação do Metamorfismo Orgânico do Membro Assistência da 
Formação Irati, da Bacia do Paraná, na Região de Rio Claro – SP 
 
 
 
 
 
Macaé 
19/06/2006 
II 
Alexandre Carvalho Costa 
 
 
 
 
 
Avaliação do Metamorfismo Orgânico do Membro Assistência da 
Formação Irati, da Bacia do Paraná, na Região de Rio Claro – SP 
 
 
 
 
 
“Monografia apresentada ao Centro 
de Ciência e Tecnologia da 
Universidade Estadual do Norte 
Fluminense Darcy Ribeiro, como 
requisito parcial para a obtenção de 
grau em bacharel em Engenharia 
de Exploração e Produção de 
Petróleo.” 
 
 
 
Orientação: Prof. Jorge Alberto Trigüis, Ph.D. 
 
 
Macaé / RJ 
19/06/2006 
 
 
III 
Alexandre Carvalho Costa 
 
 
Avaliação do Metamorfismo Orgânico do Membro Assistência da 
Formação Irati, da Bacia do Paraná, na Região de Rio Claro – SP 
 
 
Monografia apresentada ao Curso de 
Graduação em Engenharia de Exploração e 
Produção de Petróleo como requisito parcial 
para obtenção do grau de Bacharel. 
 
Aprovada em 19/06/2006 
 
BANCA EXAMINADORA: 
 
 
----------------------------------------------------------------------------- 
Orientador 
Prof. Jorge Alberto Trigüis, Ph.D. – UENF 
 
---------------------------------------------------------------------------- 
Prof. Eliane Soares de Souza, D. Sc. – UENF 
 
----------------------------------------------------------------------------- 
Prof. Hélio Jorge Portugal Severiano Ribeiro, D. Sc. - UENF 
Macaé/RJ 
2006 
 
IV 
 
 
 
 
 
 
DEDICATÓRIA 
 
 
Dedico esta monografia, primeiramente, a Deus, que me deu 
saúde e determinação para lutar e nunca desanimar, durante 
todos estes anos de faculdade. Dedico também aos meus 
queridos pais e irmãos, que sempre me deram total apoio e 
sempre torceram pela minha vitória. Dedico também aos meus 
sobrinhos, que constantemente trouxeram alegria ao meu 
coração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
V 
AGRADECIMENTOS 
 
Ao Senhor de todas as coisas por me guiar em busca de meus objetivos. 
 
À minha família, em especial, ao meu pai Antônio, à minha mãe Zélia e aos meus 
irmãos José Luiz e Neide por todo o apoio que me dedicaram. 
 
A todos os meus amigos da minha querida turma, especialmente, à Alinne, à 
Priscila, ao Lucas, ao Diego e ao Alex, sem os quais a vida na faculdade teria sido 
menos engraçada e muito mais difícil. Aos demais amigos, especialmente, a Paulo 
Américo L.R. da Costa, Diego Reigoto e Thiago Reigoto. 
 
Ao meu orientador, Prof. Jorge Alberto Trigüis, pelo exemplo de dignidade e 
compreensão, e pela atenção e paciência com as quais me ensinou. 
 
À Dra. Eliane Soares de Souza, presença e ajuda incansáveis em todas as 
fases deste projeto, sempre colaborando e torcendo para que tudo desse certo. 
 
À Dra. Marília Inês Mendes Barbosa, pela grande torcida e pela ajuda constante 
em todos os momentos da faculdade para resolver qualquer tipo de problema. 
 
Ao Dr. Hélio J.P.Severiano Ribeiro, por varias vezes ter disponibilizado materiais 
para a realização deste trabalho. 
 
Aos colegas, professores e funcionários do LENEP. 
 
Ao Laboratório de Engenharia e de Exploração de Petróleo, LENEP/UENF, pelo 
suporte e estrutura concedidos. 
 
Ao PRH-20 ANP, pelo suporte financeiro a esta pesquisa, através da bolsa 
de Iniciação Científica. 
VI 
 
RESUMO 
 
A Formação Irati, Membro Assistência (Kazaniano) da Bacia do Paraná, é 
considerada a principal geradora desta bacia. A problemática que os 
exploracionistas têm encontrado é a grande diversidade do metamorfismo 
orgânico dessas rochas, devido à presença de intrusivas ígneas, de uma forma 
aleatória, principalmente nos folhelhos desta Unidade Estratigráfica. Pesquisas 
dirigidas para esta problemática foram realizadas pela PETROBRAS, porém sem 
nenhuma publicação dos resultados destinada à comunidade científica. 
 
Neste trabalho, a análise deste metamorfismo é efetuada com base na 
petrografia orgânica e em procedimentos analíticos da geoquímica orgânica, 
conhecida como geoquímica do petróleo. 
 
A petrografia orgânica permite análise do querogênio, fração insolúvel em 
solvente orgânico da matéria orgânica presente nas rochas sedimentares, sendo a 
sua variação de maturação avaliada pelo Índice de Coloração de Esporos (ICE); a 
qualidade e preservação do querogênio, importante para avaliação dos tratos de 
sistemas, também é analisada por meio de outros parâmetros ópticos, como o 
índice de fluorescência sob luz ultravioleta. 
 
Enquanto o querogênio é estudado através da microscopia, o betume 
(matéria orgânica solúvel) é extraído das amostras de rochas e caracterizado pela 
cromatografia líquida, cromatografia gasosa e cromatografia gasosa acoplada a 
espectrometria de massa. Estes resultados geoquímicos são comparados com 
trabalhos anteriores, sempre observando se houve ou não efeito térmico de 
rochas ígneas intrusivas na maturação das amostras estudadas. 
 
VII 
 
ÍNDICE 
 
1 - INTRODUÇÃO ................................................................................................... 1 
1.1 - Geologia da Bacia do Paraná ................................................................... 1 
1.1.1 - História da Atividade Exploratória na Bacia do Paraná......................... 1 
1.1.2 - Aspectos Geológicos ............................................................................ 1 
1.1.3 - Coluna Estratigráfica............................................................................. 3 
1.1.4 - Formação Irati ....................................................................................... 6 
1.1.5 - Afloramentos Estudados ....................................................................... 8 
1.2 - Geoquímica da Bacia do Paraná ............................................................ 11 
1.2.1 - Sistema Petrolífero Permiano – Formação Irati .................................. 11 
1.2.2 - Petrografia Orgânica da Formação Irati .............................................. 12 
1.2.3 - Geoquímica Orgânica do Membro Assistência ................................... 14 
1.2.4 - Caracterização Faciológica e Ambiental através da Palinologia e 
Geoquímica.................................................................................................... 15 
1.2.5 - Paleoambiente Deposicional do Membro Assistência......................... 16 
2 - OBJETIVO ....................................................................................................... 17 
3 - METODOLOGIA .............................................................................................. 17 
3.1 - Metodologia (Petrografia Orgânica)....................................................... 18 
3.1.1 - Preparação das Lâminas .................................................................... 18 
3.1.2 - Análise Microscópica das Lâminas ..................................................... 19 
3.2 - Metodologia (Geoquímica Orgânica) ..................................................... 21 
4 - RESULTADOS ................................................................................................ 25 
4.1 - Petrografia Orgânica ............................................................................... 26 
4.2 - Geoquímica Orgânica..............................................................................31 
4.2.1 - Extração da Matéria Orgânica Solúvel................................................ 31 
4.2.2 - Cromatografia Líquida......................................................................... 32 
4.2.3 - Cromatografia Gasosa ........................................................................ 34 
4.2.4 - Cromatografia Gasosa Acoplada a Espectrometria de Massa............ 37 
VIII 
4.3 - Discussão dos resultados ...................................................................... 43 
5 - CONCLUSÕES ................................................................................................ 44 
6 - RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS................................... 45 
7 - BIBLIOGRAFIA ............................................................................................... 46 
8 – ANEXOS ......................................................................................................... 52 
 
 
 
 
 
 
IX 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1.1 - Localização da Bacia do Paraná........................................................ 2 
Figura 1.2 - Carta estratigráfica da Bacia do Paraná (Milani, et.al.1990). ............... 4 
Figura 1.3 - Mapa de isópacas da Formação Irati .................................................. 7 
Figura 1.4 - Mapa de localização das Pedreiras Partezanni, Stavias e Caviúnas 
(Lucena Sousa, 2002). ..................................................................................... 9 
Figura 1.5 – Pedreira Partezanni, Rio Claro, São Paulo (Severiano Ribeiro, H.J.P.).
....................................................................................................................... 10 
Figura 1.6 – Pedreira Caviúnas, Rio Claro, São Paulo (Severiano Ribeiro, H.J.P.).
....................................................................................................................... 11 
Figura 1.7 – Matéria orgânica amorfa do Membro Assistência da Formação Irati 
analisada sob luz ultravioleta incidente (Trigüis, 1986).................................. 13 
Figura 1.8 - Diagrama ternário típico da Formação Irati (Araújo et. al. 1996) ...... 15 
Figura 3.1 - Laboratório de Petrografia – LENEP/UENF ....................................... 19 
Figura 3.2 - Esquema de uma lâmina de petrografia orgânica, exibindo ainda a 
rotina adotada para descrição........................................................................ 20 
Figura 3.3 – Microscópio de petrografia orgânica ................................................ 21 
Figura 3.4 - Extratores Soxhlet do Laboratório de Geoquímica do LENEP........... 22 
Figura 3.5 - Cromatografia Líquida em Amostra S-86........................................... 23 
Figura 3.6 – Esquema de Cromatografia Gasosa ................................................. 24 
Figura 4.1 - Amostra da Pedreira Partezani .......................................................... 25 
Figura 4.2 - Amostra da Pedreira Estavias............................................................ 26 
Figura 4.3 - Amostra da Pedreira Caviúnas .......................................................... 26 
Figura 4.4 – Matéria Orgânica Amorfa da Amostra S-43 ...................................... 28 
Figura 4.5 – Matéria Orgânica Amorfa com aporte de Leptinítica da Amostra S-86
....................................................................................................................... 28 
Figura 4.6 – Fluorescência da Matéria Orgânica Leptinítica da Amostra S-86 .... 29 
Figura 4.7 - Diagrama ternário da composição do querogênio.............................. 30 
X 
Figura 4.8 - Fração de saturados, aromáticos e compostos NOS da amostra S-86.
....................................................................................................................... 32 
Figura 4.9 - Diagrama ternário com resultados da cromatografia líquida da amostra 
S-86................................................................................................................ 33 
Figura 4.10 – Cromatograma do extrato total da Amostra S-43............................ 34 
Figura 4.11 – Cromatograma do extrato total da Amostra S-84............................ 35 
Figura 4.12 – Cromatograma dos hidrocarbonetos saturados da amostra S-86 ... 35 
Figura 4.13– Fragmentograma m/z 191 ilustrando a distribuição dos terpanos da 
Amostra S-43 ................................................................................................. 38 
Figura 4.14 – Fragmentograma m/z 217 ilustrando a distribuição dos esteranos da 
Amostra S-43 ................................................................................................. 38 
Figura 4.15 – Fragmentograma m/z 191 ilustrando a distribuição dos terpanos da 
Amostra S-84 ................................................................................................. 39 
Figura 4.16 – Fragmentograma m/z 217 ilustrando a distribuição dos esteranos da 
Amostra S-84 ................................................................................................. 39 
 Figura 4.17 – Fragmentograma m/z 191 ilustrando a distribuição dos terpanos da 
Amostra S-86 ................................................................................................. 40 
Figura 4.18 – Fragmentograma m/z 217 ilustrando a distribuição dos esteranos da 
Amostra S-86 ................................................................................................. 40 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 4.1 – Qualidade do querogênio da Amostra S - 43 ....................................... 27 
Tabela 4.2 – Qualidade do querogênio da Amostra S-86........................................... 29 
Tabela 4.3 – Porcentagem de matéria orgânica solúvel por massa de rocha......... 32 
Tabela 4.4 – Porcentagem das frações de saturados, aromáticos e NOS (Amostra 
S – 86) ......................................................................................................................... 33 
 
 
 
1 
1 - INTRODUÇÃO 
 
1.1 - Geologia da Bacia do Paraná 
 
1.1.1 - História da Atividade Exploratória na Bacia do Paraná 
 
 As primeiras atividades exploratórias de hidrocarbonetos na Bacia do 
Paraná foram efetuadas pela PETROBRAS, no período de 1953 a 1974. Devido à 
ausência de resultados satisfatórios e de melhores tecnologias, principalmente em 
geofísica e geoquímica, a companhia resolveu encerrar suas pesquisas nesta 
bacia (Trigüis, 1986). 
 Em 1980, o consórcio PAULIPETRO iniciou um novo programa de 
exploração na Bacia do Paraná. Embora houvesse na época tecnologia de ponta, 
profissionais bem treinados e grande possibilidade de descobertas de depósitos 
de gás, questões políticas levaram ao fechamento do consórcio em 1983 (Trigüis, 
1986). 
 Em 1988, a PETROBRAS retomou as pesquisas exploratórias na região e, 
em 1996, foi descoberto um campo de gás no estado do Paraná (Araújo et al., 
1996). 
 
1.1.2 - Aspectos Geológicos 
 
Da área total abrangida pela Bacia do Paraná (1,7 milhões de km2 ), cerca 
de 1,1 milhões de km2 estão no Brasil e a área restante se estende pelo Paraguai, 
Uruguai e Argentina (Zalán et. al., 1986, apud Hachiro, 1996). A área situada na 
Argentina e no Uruguai é conhecida como Bacia Chaco-Paraná (Figura 1.1). 
 A Bacia do Paraná é uma bacia intracratônica, formada a partir do Siluriano 
e caracteriza-se por uma subsidência intermitente, que durou cerca de 350 
milhões de anos até o Cretáceo. Desta forma, tem acumulado, em sua parte mais 
2 
profunda, no extremo oeste do Estado de São Paulo (Pontal do Paranapanema), 
uma espessura de 5500 m de sedimentos e rochas básicas extrusivas e intrusivas. 
 
 
 
Figura 1.1 - Localização da Bacia do Paraná 
 
 
 O pacote sedimentar– magmático da Bacia do Paraná constitui-se de seis 
grandes seqüências limitadas por expressivas discordâncias regionais (Milani et 
al. 1993): ordovício-siluriana, devoniana, carbonífera-eotriássica, neotriássica, 
jurássica-eocretácea e neocretácea.- 
 
3 
1.1.3 - Coluna Estratigráfica 
 
O desenvolvimento geológico da Bacia do Paraná, segundo Milani (1997), 
deve ser considerado sob um quadro geotectônico mais amplo, pertinente ao 
Gondwana Sul - Ocidental. Esta bacia implantou-se sobre uma crosta consolidada 
pelos eventos do Ciclo Brasiliano (700–450 M.a.) e próximos a ela progrediram 
cinturões colisionais ativos junto à margem meridional do paleocontinente. Esta 
geodinâmica imprimiu um padrão regional de tensões compressivas de marcante 
influência sobre a evolução da bacia. A implantação da Bacia do Paraná 
aconteceu no Neo-Ordoviciano, por meio da reativação transtensiva de 
descontinuidade de seu substrato. 
Portanto, a seqüência mais antiga da bacia tem idade entre o Neo-
Ordoviciano e o Eo-Siluriano, correspondendo, litoestratigraficamente, ao Grupo 
Rio Ivaí, constituído por arenitos (Formação Alto Garças), encimados por 
diamictitos (Formação Iapó) e culminando com pelitos fossilíferos (Formação Vila 
Maria). 
O final do ciclo ordovício-siluriano foi marcado por um evento de caráter 
regressivo, que originou uma discordância, marcando o topo do Grupo Rio Ivaí. 
Sobre esta discordância, depositou-se a seqüência devoniana, correspondente ao 
Grupo Paraná (Formação Furnas e Formação Ponta Grossa). 
A Formação Furnas tem como característica marcante seus arenitos brancos 
a amarelados e suas estratificações cruzadas, predominantemente acanaladas de 
um ambiente continental fluvial. A Formação Ponta Grossa é constituída por 
folhelho, folhelho síltico, siltito e arenito, com marcas onduladas e freqüentemente 
bioturbado, indicando condições marinhas rasas durante sua deposição 
(Schneider et al. 1974). 
 
 
4 
 
Figura 1.2 - Carta estratigráfica da Bacia do Paraná (Milani, et.al.1990). 
 
 
 
 
5 
No Eo-Carbonífero, uma conjugação de fatores climáticos (desenvolvimento 
de calotas de gelo) e tectônicos inibiu a sedimentação durante um longo período, 
dando origem à discordância regional de maior hiato no registro litológico da bacia 
(Daemon et al. 1991). 
Com o degelo, foi retomada a sedimentação na bacia, sendo a porção basal 
da seqüência carbonífera-eotriássica, constituída pelo Grupo Itararé (parte sul) e 
pela Formação Aquidauana (porção norte da bacia), marcada por influência do 
clima glacial. 
A unidade basal não-aflorante do Grupo Itararé - Formação Lagoa Azul 
(França e Potter, 1988) - constitui-se de um pacote arenoso, sobreposto por 
folhelhos e diamictitos. Acima destes, ocorre a Formação Campo do Mourão 
(França e Potter, op. cit) que corresponde ao intervalo arenoso principal do Grupo 
Itararé. A Formação Taciba (França e Potter, op. cit) corresponde a porção 
superior deste grupo e constitui-se de folhelhos com intercalações arenosas. 
A sedimentação carbonífera-permiana assumiu no seu todo um caráter 
transgressivo devido ao degelo e conseqüente subida do nível do mar. No entanto, 
esta tendência transgressiva foi, momentaneamente, quebrada pela entrada das 
cunhas arenosas da Formação Rio Bonito. Este episódio de reativação de área 
fonte é atribuído à Orogenia Tardiherciniana na margem ativa do continente 
(Zalán, et al, 1990). Retomadas as condições transgressivas, depositou-se a 
Formação Palermo, representada por siltito e siltito arenoso intensamente 
bioturbado, depositado numa ampla plataforma marinha rasa (Schneider et al. 
1974). 
Mais acima, a Formação Irati (objeto de estudo neste trabalho – Figura 1.2) 
caracteriza-se por uma faciologia complexa, com folhelho, folhelho betuminoso, 
arenito, marga, carbonato e anidrita, indicativos de uma geometria de bacia 
igualmente complexa, em que se configuram golfos e baías de profundidades 
variáveis (Daemon et. al. 1991). Esta formação foi depositada em ambiente de 
mar restrito, progressivamente mais salino da base para o topo. 
A porção superior da seqüência carbonífera-eotriássica documenta a 
progressiva continentalização a que foi submetida a Bacia do Paraná. A Formação 
6 
Teresina constitui-se de argilito, siltito, calcários oolíticos e coquinas. Já a 
Formação Rio do Rasto é constituída por arenito, siltito e folhelho. 
A seqüência neotriássica é representada pelas formações Pirambóia e 
Rosário do Sul, constituídas por arenito acumulado por sistemas continentais 
flúvio-eólicos. 
No Jurássico, em ambiente completamente eólico, constituiu-se a 
Formação Botucatu. Seguiu-se, no Eocretáceo, um volumoso episódio de 
extravasamento intracontinental de lavas (Formação Serra Geral). 
Finalmente, a seqüência neocretácea da bacia corresponde aos grupos 
Bauru e Caiuá (Fernandes, 1992), representados por depósitos continentais 
areno-conglomeráticos. 
 
1.1.4 - Formação Irati 
 
Segundo Schneider et. al. (1974), a Formação Irati apresenta ocorrência 
generalizada por toda Bacia do Paraná, com espessuras oscilando de 40 a 70 
metros. O mapa de isópacas da Formação Irati está ilustrado na figura 1.3. 
Desde o reconhecimento da Formação Irati por White (1908), foram 
propostas diversas subdivisões para esta unidade. A subdivisão de Schneider et 
al. (1974) consolidou a proposição de Barbosa e Gomes (1958), que definiram os 
membros Taquaral e Assistência. O primeiro consiste numa seqüência basal, 
formada por folhelhos depositados em ambiente marinho de águas calmas, abaixo 
do nível de ação das ondas. Já o Membro Assistência é caracterizado por uma 
seqüência superior composta por folhelhos pirobetuminosos intercalados com 
horizontes de calcários dolomíticos, depositada em ambientes marinhos de águas 
rasas. 
 
 
 
7 
 
 
Figura 1.3 - Mapa de isópacas da Formação Irati 
 
 
No Membro Assistência, foram individualizadas, pela SIX, quatro unidades, 
com base no teor de óleo medido em ensaio Fisher (Sad e Saraiva, 1983) e cuja 
denominação da base para o topo é a seguinte: Camada Basal, Segunda Camada 
Betuminosa, Camada Intermediária e Primeira Camada Betuminosa. Em Araújo 
8 
et.al., 1986, foi acrescentada ainda mais uma unidade, a Camada de Siltito, 
utilizando, portanto, cinco subdivisões para este Membro. 
As camadas Basal e Intermediária compreendem, litologicamente, 
carbonatos interestratificados com níveis milimétricos a centimétricos de folhelho 
betuminoso. A Primeira e a Segunda Camada Betuminosa são caracterizadas por 
rochas pelíticas com boa fissilidade. Estas litologias são comumente denominadas 
“folhelhos oleígenos” devido ao elevado teor de betume presente. 
A Formação Irati é portadora de uma peculiar assembléia fossilífera e 
palinológica, que têm auxiliado a interpretação paleoambiental e o seu 
posicionamento geocronológico na bacia (apud Araújo et. al. 1996). 
Os parâmetros geoquímicos (Trigüis, 1986; Cerqueira e Santos Neto, 1986 
e 1990; etc), associados aos elementos diagnósticos fossilíferos e palinológicos 
(Della Fávera, 1987; Castro, 1988; Hachiro, 1991; etc), indicam que a associação 
faciológica, que compõe a Formação Irati, foi depositada em ambiente marinho 
restrito, cuja salinidade variou de marinho normal a hipersalino (evaporítico), 
estando os paleoambientes mais restritos situados nas sub-bacias ao norte do 
Arco de Ponta Grossa. 
A influência continental na porção oeste da bacia foi acentuada pelo 
desenvolvimento de fácies arenosas, que possibilitaram o aumento do aporte de 
fácies orgânicas de origem terrestre, enquanto na porção leste, relativamente maisdistante da paleoborda, propiciou apenas o aparecimento de elementos 
diagnósticos de influência continental como, principalmente, a presença de algas 
Botryococcus (Picarelli, 1986). 
 
1.1.5 - Afloramentos Estudados 
 
 Todas as amostras aqui em estudo foram obtidas a partir de saídas de 
campo a Bacia do Paraná, realizadas pelo setor de Geologia / Geoquímica. Os 
locais de coleta das amostras estão devidamente indicados na figura 1.4. 
 
9 
 
Figura 1.4 - Mapa de localização das Pedreiras Partezanni (A1), Stavias (A3) e Caviúnas (A5) 
(Lucena Sousa, 2002). 
 
 
Uma das amostras de estudo utilizada neste trabalho foi coletada na 
Pedreira Partezanni (A1), em Rio Claro (SP), sendo um folhelho betuminoso 
pertencente à Formação Irati / Membro Assistência (Figura 1.5), que possui as 
seguintes coordenadas: N 7507772, E 234925, Altitude 570 m. 
 
 
 
 
 
10 
 
Figura 1.5 – Pedreira Partezanni, Rio Claro, São Paulo (Severiano Ribeiro, H.J.P.). 
 
 
 Uma outra amostra utilizada neste trabalho foi retirada da Pedreira Stavias 
(A3) que fica em Rio Claro (SP), possuindo as seguintes coordenadas: N7511060, 
E234002, Altitude 575 m. É também um folhelho betuminoso pertencente à 
Formação Irati / Membro Assistência. 
 
 
 
 
 
Folhelho 
Pirobetuminoso da 
Pedreira Partezanni 
 
11 
 
 
A terceira amostra para este estudo geoquímico, com coordenadas N 
7518377, E 221047, Alt 552 m, foi coletada na Pedreira Caviúnas (A5) que fica em 
Rio Claro (SP), sendo um folhelho com intercalações calcárias pertencente à 
Formação Irati / Membro Assistência. 
 
 
Figura 1.6 – Pedreira Caviúnas, Rio Claro, São Paulo (Severiano Ribeiro, H.J.P.). 
 
 
1.2 - Geoquímica da Bacia do Paraná 
 
1.2.1 - Sistema Petrolífero Permiano – Formação Irati 
 
 O sistema petrolífero é um sistema natural constituído por uma unidade 
genética que engloba todos os elementos e processos necessários para que uma 
acumulação de petróleo exista (Magoon e Dow, 1994). O termo sistema foi 
escolhido por relacionar os elementos essenciais (gerador, reservatório, selo e 
soterramento) e os processos (formação de trapas, geração, migração e 
acumulação de petróleo) responsáveis pela existência de uma acumulação. Estes 
elementos e processos devem concorrer no tempo e no espaço, para que a 
Carbonatos da Pedreira Caviúnas 
impregnados com óleo 
12 
matéria orgânica contida na rocha geradora seja convertida em acumulação de 
petróleo (timing). 
Com a retomada dos trabalhos exploratórios na Bacia do Paraná, em 1986, 
pela PETROBRAS, reiniciaram-se os questionamentos com relação às possíveis 
rochas geradoras desta bacia. 
Como resultado do somatório das investigações realizadas pela 
PETROBRAS e pelo Consórcio PAULIPETRO na área de geoquímica orgânica, as 
Formações Irati e Ponta Grossa foram consideradas as únicas geradoras em 
potencial. Entretanto, a Formação Irati não teria atingido níveis adequados de 
maturação por soterramento. Na maioria dos locais onde são detectadas 
condições de maturidade, estas são atribuídas à ação térmica de intrusivas 
(soleiras e diques de diabásio). 
 Magoon e Dow (op. cit.) definem sistema petrolífero como atípico quando a 
geradora é maturada pelo efeito de intrusivas ígneas. Assim, o Sistema Petrolífero 
Permiano da Bacia do Paraná, cuja geradora (Formação Irati) foi intrudida por 
rochas ígneas cretácicas, constitui um sistema atípico. 
Neste contexto tornou-se crucial o entendimento desta geração atípica e a 
avaliação da capacidade do Sistema Petrolífero Permiano em armazenar 
quantidades comerciais de hidrocarbonetos. (Araújo, et. al., 1996). 
 
1.2.2 - Petrografia Orgânica da Formação Irati 
 
A petrografia orgânica tem sido aplicada em estudos de ambientes 
deposicionais e uma relação direta entre assembléia maceral (constituintes 
orgânicos da rocha) e fácies deposicionais pode ser estabelecida (Pasley et al., 
1990). 
De acordo com a definição de fácies orgânicas, unidades estratigráficas 
mapeáveis caracterizadas pela composição de seus constituintes orgânicos 
(Jones, 1987), a Formação Irati se subdivide em duas unidades: uma que 
apresenta predominância de matéria orgânica amorfa com cores de fluorescência 
variáveis e algum aporte de esporinitas (principalmente polens bissacados); e 
13 
outra, com predominância de matéria orgânica lenhosa e, secundariamente, algas 
(Botryococcus). Estas duas fácies caracterizam o Membro Assistência. Já o 
Membro Taquaral é constituído apenas pela fácies onde predomina a matéria 
orgânica lenhosa. (apud Araújo et al. 1996). 
Na Segunda Camada Betuminosa do Membro Assistência, a qualidade da 
matéria orgânica é predominantemente amorfa sapropélica com algum aporte de 
leptinítica e lenhosa. Já na Primeira Camada Betuminosa, a análise do querogênio 
indica o predomínio da matéria orgânica amorfa fluorescente e, secundariamente, 
leptiníticas e fragmentos de lenho (Figura 1.7). 
 
 
Figura 1.7 – Matéria orgânica amorfa do Membro Assistência da Formação Irati analisada sob luz 
ultravioleta incidente (Trigüis, 1986) 
 
14 
 
 
Em geral, os valores de reflectância da vitrinita, obtidos de amostras de 
afloramentos da Formação Irati, demonstram que esta formação está imatura 
(média 0,4 %Ro), quando não afetada por efeitos térmicos das intrusivas ígneas 
(Araújo et al. 1996). 
 
 
1.2.3 - Geoquímica Orgânica do Membro Assistência 
 
As porcentagens de hidrocarbonetos saturados, aromáticos e 
compostos NSO das amostras do Membro Assistência (não afetadas 
termicamente por intrusivas ígneas) normalmente identificam uma região no 
diagrama triangular, onde predominam os compostos NSO (Figura 1.8). As feições 
típicas dos cromatogramas de hidrocarbonetos saturados das rochas imaturas 
demonstram a predominância dos isoprenóides sobre os n-alcanos. Os valores da 
razão pristano/fitano são variáveis e correlacionáveis com os níveis de anoxia e 
salinidade do ambiente deposicional. Assinaturas geoquímicas típicas de 
degradação térmica e de biodegradação foram verificadas em cromatogramas de 
várias amostras de poços e de afloramentos. Com relação aos biomarcadores, 
característicos de ambientes hipersalinos, como o gamacerano, estão presentes 
em diversas seções do Membro Assistência (Araújo et. al. 1996). 
 
15 
 
Figura 1.8 - Diagrama ternário típico da Formação Irati (Araújo et. al. 1996) 
 
 
1.2.4 - Caracterização Faciológica e Ambiental através da 
Palinologia e Geoquímica 
 
A correlação entre COT e a fração mineral mostra um maior conteúdo de 
carbono orgânico nas litofácies terrígenas em relação às carbonáticas. As rochas 
com predominância de matéria orgânica de origem continental exibem menor COT 
do que aquelas com predominância de matéria orgânica amorfa (Pasley et 
al.,1990). A gênese da matéria orgânica amorfa para ambientes marinhos antigos 
indica, basicamente, precursores relacionados aos fitoplânctons e bactérias (apud 
Tyson, 1995). 
As classificações de matéria orgânica amorfa baseiam-se, principalmente, 
nas intensidades de suas cores de fluorescência, na região imatura. As 
16 
intensidades de cores de fluorescência para o querogênio amorfo, imaturo, podem 
ser correlacionadas com os resultados do índice de hidrogênio (IH) - Gregory et. 
al. 1991 e Tyson, 1995. Desta forma, querogênios com colorações de 
fluorescência mais escuras (acastanhadas), apresentariam menor potencialidade 
para a geração de hidrocarbonetos líquidos e os de colorações mais claras 
(amareladas), maior potencialidade, quando analisados dentro da zona matura. 
As cores de fluorescência da matéria orgânica amorfaimatura do Membro 
Assistência apresentam-se bastante variáveis: do amarelo alaranjado ao castanho 
bem escuro, indicando, possivelmente, diferentes estágios de preservação desta 
matéria orgânica (Tuweni e Tyson, 1994), podendo as colorações mais escuras 
estar mal preservadas. 
Em alguns querogênios, verifica-se que enquanto a matéria orgânica 
amorfa apresenta coloração de fluorescência escura ou ausente, indicativo de 
degradação ou maturação, os palinomorfos apresentam intensa fluorescência, 
demonstrando maior resistência à degradação. 
 
1.2.5 - Paleoambiente Deposicional do Membro Assistência 
 
As litofácies da camada basal (margas) do Membro Assistência foram 
depositadas após notável rebaixamento relativo do nível do mar, propiciando o 
aparecimento de fitoclastos bem preservados na base da camada. A progressiva 
diminuição dos fitoclastos preservados em direção ao topo da camada indica a 
implantação de um ciclo transgressivo, que culmina com a deposição dos 
folhelhos betuminosos (segunda camada betuminosa), Araújo et.al.1996. 
O estabelecimento de um fundo anóxico ocorreu devido à diferença de 
salinidade que permitiu a estratificação no nível de oxigenação do corpo aquoso. 
A elevada salinidade é corroborada pela abundância de i-C25 e i-C30, β-
carotano, pristano/fitano < 1, alta razão do gamacerano/C30 αβ-hopano, inversão 
de homohopanos (C34 /( C31 a C35 )), alta abundância relativa de C24 terpano 
tetracíclico e baixa de diasteranos (Araújo et.al.1996). 
17 
Durante a deposição da segunda camada betuminosa, o índice de 
qualidade dos fitoclastos atinge o menor valor no topo da camada, sugerindo que 
a inundação máxima do ciclo transgressivo causou uma retrogradação que 
impossibilitou o acesso de lenhos não estruturados, durante a deposição dos 
folhelhos (Araújo et.al.1996). 
 
 
2 - OBJETIVO 
 
Este trabalho tem como objetivo principal o estudo dos parâmetros ópticos 
e geoquímicos de amostras de rocha selecionadas das Pedreiras Partezanni, 
Stavias e Caviúnas, as quais auxiliaram na exposição da Formação Irati e estão 
localizadas na região de Rio Claro, estado de São Paulo, Brasil. Através destes 
parâmetros, analisa-se a maturidade, a qualidade da matéria orgânica e o 
paleoambiente deposicional. Desta forma realiza-se a caracterização desta 
formação como possível rocha geradora de hidrocarbonetos. 
Para tanto, as conclusões obtidas são comparadas com estudos 
geoquímicos realizados anteriormente. 
 
 
3 - METODOLOGIA 
 
 Em uma primeira etapa foi realizada uma seleção das amostras, seguida de 
uma descrição mineralógica destas. A partir desta etapa procedeu-se da seguinte 
maneira: parte de cada amostra foi destinada para análise de petrografia orgânica, 
mediante a preparação de lâminas petrográficas, para a avaliação do querogênio, 
e uma segunda parte foi destinada a outras análises geoquímicas para estudos da 
matéria orgânica solúvel. 
 
 
 
18 
3.1 - Metodologia (Petrografia Orgânica) 
 
3.1.1 - Preparação das Lâminas 
 
A rotina para preparação das lâminas de petrografia orgânica iniciou-se com 
a seleção do material (folhelho betuminoso e calcário). Em função da qualidade da 
amostra, o peso de material selecionado para preparação de lâminas é diferenciado. 
Para uma coloração escura, expressando uma quantidade aparente de matéria 
orgânica elevada, pesa-se 20 a 30 g de sedimentos. E para clara, expressando 
baixos níveis de matéria orgânica na rocha, são coletados 40 g de amostra. Esse 
material foi fragmentado e peneirado em malha de 20 mesh e guardado em frascos 
de vidro, para evitar contaminação. Em seguida, o material foi submetido a um 
tratamento com ácidos para eliminação de fração carbonática, com ácido clorídrico 
(50%) durante 3 horas, e eliminação dos silicatos, com ataque de ácido fluorídrico 
(40%) durante 16 horas. 
Após cada ataque ácido, as amostras foram neutralizadas com água 
desmineralizada e hidróxido de sódio (10%), sendo ainda, submetidas a uma 
centrifugação à 1000 rpm, durante 5 minutos. As amostras foram peneiradas em 
malha de 12 mesh, e após a adição de cloreto de zinco para auxiliar na separação 
de fases por densidade, foram novamente centrifugadas à 2000 rpm, durante 30 
minutos. A fração de querogênio decantada no fundo da centrífuga ou em 
suspensão foi transferida para um tubo de vidro com água destilada, sendo 
submetida a uma nova centrifugação à 1000 rpm, durante 5 minutos. Finalmente, 
foram peneiradas em malha de 20 mesh , para eliminação da fração mineral fina. 
Desta forma, obteve-se o material para montagem das lâminas. Em seguida, 
cada lâmina foi identificada, em uma de suas extremidades, e depois foram 
preparados dois campos, um que continha matéria orgânica retirada em malha de 
20 mesh, colocada próximo a identificação da lâmina, e outro que possuía matéria 
orgânica sem peneiramento. A matéria orgânica foi aderida à lamínula com a adição 
de Bálsamo do Canadá 
 
19 
3.1.2 - Análise Microscópica das Lâminas 
 
 A análise microscópica foi realizada com o auxílio de microscópio 
óptico, de programa computacional de transferência de imagens (AnalySIS), para 
análise de coloração da matéria orgânica análise da reflectância da vitrinita, e de 
um computador, estando todos os equipamentos instalados no Laboratório de 
Petrografia do LENEP. 
 
 
 
Figura 3.1 - Laboratório de Petrografia – LENEP/UENF 
 
 
O procedimento para descrição das lâminas foi o seguinte: estas foram 
descritas e os macerais foram contados segundo uma malha de pontos 
eqüidistantes para que maior parte da lâmina fosse coberta (Figura 3.2). As 
descrições das lâminas de petrografia orgânica foram feitas com luz branca 
Microscópio de Petrografia 
Orgânica 
Microscópio de 
Petrografia Sedimentar 
20 
transmitida, para a identificação da qualidade da matéria orgânica e do índice de 
coloração de esporos (ICE), e luz ultravioleta incidente para a determinação da 
fluorescência. Além disso, também foram identificadas as porcentagens de 
matéria orgânica lenhosa (fitoclastos), matéria orgânica leptinítica (palinomorfos) e 
matéria orgânica amorfa. 
 
 
 
Figura 3.2 - Esquema de uma lâmina de petrografia orgânica, exibindo ainda a rotina adotada para 
descrição. 
 
 
Durante as descrições petrográficas e contagem percentual (análise semi-
quantitativa) das assembléias de matéria orgânica, foi utilizado o microscópio Carl-
Zeiss (Figura 3.3), com fonte halogênica de 100 HBO (50 watts), para investigação 
da fluorescência. As fotografias foram registradas em um sistema fotográfico 
Orthoplan-Leitz, acoplado ao microscópio Zeiss-MPV-2, com lâmpada halogênica de 
100 watts (12 V) e de mercúrio (ultravioleta), do tipo HBO (100 watts). 
 
21 
 
Figura 3.3 – Microscópio de petrografia orgânica 
 
 
As análises de petrografia orgânica, através da interpretação de 
palinofácies, permitiram determinar parâmetros ambientais, dentre os quais 
destacam-se a qualidade de matéria orgânica, a preservação dos macerais, a 
assembléia total de matéria orgânica, entre outros. 
 
3.2 - Metodologia (Geoquímica Orgânica) 
 
Na análise geoquímica, após a trituração e pulverização, as amostras foram 
pesadas ao décimo de miligrama em balança analítica, para se iniciar o processo 
de extração, que consiste em extrair-se a matéria orgânica solúvel em solvente 
orgânico (diclorometano), separando-a do querogênio. 
A extração foi realizada colocando-se as massas pulverizadas em 
cartuchos de celulose, no extrator SOXHLET, conforme está ilustrado na figura 
3.4. 
 
22 
 
Figura 3.4 - Extratores Soxhlet do Laboratório de Geoquímica doLENEP 
 
Devido à insuficiência de matéria orgânica solúvel extraída nas amostras 
das Pedreiras Partezani e Stavias, realizou-se somente a cromatografia líquida da 
amostra de Caviúnas. Para a realização desta técnica, utilizou-se uma coluna 
preenchida com sílica-gel misturada com hexano. Parte do extrato obtido desta 
amostra foi submetida a este tipo de cromatografia, sendo dissolvida com 
diclorometano e misturada à alumina (Óxido de Alumínio), formando um pó de cor 
castanho claro, que, após a evaporação do diclorometano, facilitou a colocação da 
amostra dentro da coluna. 
A cromatografia líquida permite a separação do extrato nas suas frações: 
saturados, obtidos com a passagem do solvente hexano pela coluna 
cromatográfica, aromáticos, através do solvente diclorometano, e compostos NSO 
(nitrogenados, sulfurados e oxigenados), por meio de álcool metílico (Figura 3.5). 
A cromatografia líquida é importante, pois a maioria dos compostos polares 
não é suficientemente volátil para ser analisada pela cromatografia gasosa. 
 
 
 
23 
 
Figura 3.5 - Cromatografia Líquida em Amostra Calcário Caviúnas 
 
 
Separadas as frações na cromatografia líquida, foi realizada a 
cromatografia gasosa, utilizando-se a fração de hidrocarbonetos saturados da 
amostra de Caviúnas e os extratos das demais amostras, os quais não puderam 
ser separados nas suas frações por meio da cromatografia líquida. 
Na cromatografia gasosa, o constituinte é transportado através da coluna 
por uma fase móvel gasosa (ou gás de arraste, neste caso hélio). Nesta técnica, 
uma amostra é injetada dentro de uma câmara aquecida, na qual ela é evaporada 
rapidamente. O vapor é arrastado na coluna pelo gás de arraste e os constituintes, 
separados por uma coluna cromatográfica capilar com 30 m de comprimento e 
diâmetro interno de 0,25 mm, fluem pelo detector de ionização de chama (FID), 
que é o mais utilizado na análise de alcanos. A resposta é mostrada num 
registrador. Como resultado, a cromatografia gasosa forneceu o registro de 
diversos picos, conhecido como cromatograma ou fingerprint, no qual podem ser 
separados e identificados n-alcanos e isoalcanos presentes na fração de 
saturados. 
 
 
24 
 
Figura 3.6 – Esquema de Cromatografia Gasosa 
 
 
Outra técnica muito utilizada na indústria do petróleo é a utilização da 
cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa. O espectrômetro de 
massa é um detector para análises qualitativa e quantitativa de constituintes em 
cromatografia gasosa. Esta técnica separa os compostos policíclicos saturados e 
aromáticos. O espectrômetro de massa identifica, de forma precisa, os terpanos e 
esteranos, assim como seus estereoisômeros α, β, R e S, e ainda os aromáticos 
alquilados. 
Na espectrometria de massa, as moléculas são ionizadas, geralmente para 
formarem cátions, aceleradas por um campo elétrico e separadas de acordo com 
sua massa. O processo de ionização confere energia suficiente para quebrar a 
molécula em pontos de ruptura preferenciais, dando origem a uma variedade de 
fragmentos. 
Um espectro de massa é um gráfico que mostra a abundância relativa de 
cada fragmento que atinge o detector do espectrômetro de massa. Ou seja, cada 
substância tem um espectro de massa característico. Geralmente, o último valor 
presente corresponde ao peso da molécula não quebrada. O conjunto de todos os 
fragmentos de óleo com íons característicos constitui um fragmentograma. Por 
exemplo, o fragmentograma m/z 191 é da família dos terpanos e o m/z 217 é da 
família dos esteranos. 
25 
 
 
4 - RESULTADOS 
 
 Foram realizados três experimentos, referentes às amostras de Partezanni 
(S-43), de Stavias (S-84) e de Caviúnas (S-86). A seguir é feita uma descrição de 
cada uma destas amostras. 
 
Descrição das Amostras 
 
A amostra S-43 consiste em um folhelho, contendo, ainda, calcita e pirita. É 
procedente da Pedreira Partezani, na região de Rio Claro – SP. Esta pedreira é 
um afloramento da Formação Irati, Membro Assistência, Bacia do Paraná. Esta 
amostra possui uma coloração cinza escuro e uma estratificação nítida, dada por 
laminação. 
 
 
 
Figura 4.1 - Amostra da Pedreira Partezani 
 
 
A amostra S-84 consiste de um folhelho com calcita, extraída da 
Pedreira Stavias, na região de Rio Claro – SP. Esta pedreira também pertence à 
Formação Irati, Membro Assistência, Bacia do Paraná. O folhelho apresenta 
coloração cinza muito escuro e vem intercalado com calcita. 
 
26 
 
Figura 4.2 - Amostra da Pedreira Estavias 
 
 
A amostra S-86 consiste em um calcário da Formação Irati, Membro 
Assistência, Bacia do Paraná, e foi extraída da Pedreira Caviúnas, na região de 
Rio Claro – SP. A amostra possui cor amarronzada, granulometria fina, textura 
maciça e está impregnada com óleo. 
 
 
 
Figura 4.3 - Amostra da Pedreira Caviúnas 
 
 
4.1 - Petrografia Orgânica 
 
 A avaliação das amostras por petrografia orgânica teve início com a análise 
de cinco lâminas petrográficas, das quais, duas tinham o querogênio proveniente 
de amostra de rocha da Pedreira Partezanni e as outras três, de amostra de 
rocha de Caviúnas. Ou seja, as amostras enviadas para a preparação destas 
lâminas não foram aquelas utilizadas na parte de geoquímica. 
 
 
27 
 
Portanto, as análises destas lâminas constituiu-se em um estudo 
independente. Mas, como a petrografia orgânica analisa somente o querogênio da 
amostra, sendo este indígeno (não migra), um relatório conclusivo sobre estas 
outras lâminas pode ser encontrado no anexo 1 deste trabalho. 
Ao iniciar-se os procedimentos geoquímicos com as amostras Folhelho 
Partezanni, Folhelho Stavias e Calcário Caviúnas, reservou-se parte do material 
para a elaboração de lâminas petrográficas. Como a lâmina contendo querogênio 
da amostra S-84 não se mostrou apropriada para análises, são apresentados a 
seguir, somente resultados de petrografia orgânica para as amostras Folhelho 
Partezanni e Calcário Caviúnas. 
 A análise do querogênio, sob luz branca transmitida, mostra que predomina 
a matéria orgânica amorfa e, secundariamente, leptinítica e lenhosa (Figuras 4.4 e 
4.5). Esta forte predominância de matéria orgânica amorfa ainda é comprovada 
pela análise semiquantitativa ou contagem percentual (Tabelas 4.1 e 4.2) e pelo 
diagrama ternário (Figura 4.6). Deve-se ressaltar que a identificação do tipo de 
querogênio nem sempre é fácil e é freqüentemente complicada pelos diferentes 
graus de degradação e preservação do material. Desta forma, isto introduz um 
grau de subjetividade muito grande na interpretação (Tyson, 1983). 
 
 
Tabela 4.1 – Qualidade do querogênio da Amostra Folhelho Partezanni 
% amorfa 90 % 
% leptinítica 5 % 
% lenho 5 % 
28 
 
 
Figura 4.4 – Matéria Orgânica Amorfa da Amostra Folhelho Partezanni 
 
 
 
 
Figura 4.5 – Matéria Orgânica Amorfa com aporte de Leptinítica da Amostra Calcário Caviúnas 
 
Pólen Bissacado 
29 
 
 
 
 
 
Figura 4.6 – Fluorescência da Matéria Orgânica Leptinítica da Amostra Calcário Caviúnas 
 
 
 
Tabela 4.2 – Qualidade do querogênio da Amostra Calcário Caviúnas 
% amorfa 85 % 
% leptinítica 15 % 
% lenho 0 % 
 
 
Pólen Bissacado 
30 
 
Figura 4.7 - Diagrama ternário da composição do querogênio 
 
 
Não foi observada fluorescência, sob luz ultravioleta, da matéria orgânica 
amorfa da amostra Folhelho Partezanni, o que pode estar relacionado à matéria 
orgânica degradada ou à matéria orgânica muito matura. 
 Já o querogênio da amostra Calcário Caviúnas apresentou fluorescênciacom cores claras e Índice de Coloração de Esporos (ICE), observado sob luz 
transmitida, variando do castanho ao alaranjado (Figura 4.5). Esta coloração 
sugere que a matéria orgânica encontra-se em um estágio imaturo ou levemente 
maturo. Deve-se ressaltar que o número limitado de lâminas dificulta 
interpretações mais concretas e generalizações. 
 
 
 
 
 
Amostra Folhelho Partezanni 
Amostra Calcário Caviúnas 
Amorfa Leptinítica 
Lenhosa 
31 
 
Porém, de forma geral, a predominância de matéria orgânica amorfa em 
folhelhos e calcários da Formação Irati é indício de um ambiente transgressivo 
(Pasley et al., 1990). 
A coloração da matéria orgânica amorfa da amostra Folhelho Stavias, 
apresentando-se sempre amarronzada (escura), reflete uma pequena degradação 
desta matéria orgânica, diferente do que é observado para a amostra Folhelho 
Partezanni. 
 
4.2 - Geoquímica Orgânica 
 
 A partir dos procedimentos geoquímicos foram obtidos os seguintes 
resultados: extrato de matéria orgânica solúvel, frações de hidrocarbonetos 
saturados, aromáticos e de compostos NSO presentes no extrato (somente para a 
amostra Calcário Caviúnas), cromatogramas e fragmentogramas m/z 191 e m/z 
217. 
 
4.2.1 - Extração da Matéria Orgânica Solúvel 
 
 Os resultados obtidos com o processo de extração de cada amostra estão 
simplificados na tabela abaixo, por meio da porcentagem de matéria orgânica 
solúvel (MOS) por massa de rocha. A maior quantidade de matéria orgânica 
solúvel para a amostra S-86 está relacionada ao fato do calcário ser uma rocha 
muito porosa e permeável. Portanto, isto favoreceu a migração desta matéria 
orgânica para o calcário (provavelmente, a rocha contém betume migrado). 
 
32 
 
 
 
 
Tabela 4.3 – Porcentagem de matéria orgânica solúvel por massa de rocha 
 Pedreira Amostra mg hidrocarboneto / g de rocha 
Partezani S-43 0,536 
Stavias S-84 0,203 
Caviunas S-86 3,907 
 
 
4.2.2 - Cromatografia Líquida 
 
 A cromatografia líquida é utilizada para a separação das frações dos 
hidrocarbonetos saturados, aromáticos e compostos NSO. 
 As três frações, obtidas com o processo de cromatografia líquida para a 
amostra Calcário Caviúnas, estão devidamente identificadas na Figura 4.8. 
 
 
 
Figura 4.8 - Fração de saturados, aromáticos e compostos NOS da amostra S-86. 
 
 
 As massas das frações de saturados, aromáticos e compostos NSO 
(Tabela 4.4), obtidas a partir da cromatografia líquida para tal amostra, estão 
Saturados 
Aromáticos 
NSO 
33 
tabeladas abaixo, sendo as porcentagens colocadas em um diagrama ternário 
(Figura 4.9). 
 
 
Tabela 4.4 – Porcentagem das frações de saturados, aromáticos e NOS (Amostra Calcário 
Caviúnas) 
Fração Massa (g) Porcentagem (%) 
Saturados 0,0156 25 
Aromáticos 0,0268 44 
Compostos NSO 0,0188 31 
 
 
 
Figura 4.9 - Diagrama ternário com resultados da cromatografia líquida da amostra Calcário 
caviúnas 
 
 
 As abundâncias relativas dessas frações podem indicar o estágio de 
maturação desses compostos (Tissot e Welte, 1984). Normalmente, as amostras 
submetidas ao efeito térmico de intrusivas contêm um maior percentual de 
34 
hidrocarbonetos saturados e aromáticos em relação às imaturas, ricas em 
compostos NSO (Araújo, et. al. 1996). 
 
4.2.3 - Cromatografia Gasosa 
 
 No geral, as relações obtidas através da cromatografia gasosa não são 
específicas apenas como medida de evolução térmica, sendo mais utilizadas 
como indicadores de proveniência da matéria orgânica ou de paleoambientes 
(P/F, P/ n-C17 e F/ n-C18) (Cerqueira e Santos Neto, 1986), embora possam ser 
afetadas pelo metamorfismo orgânico (Trigüis, 1986). 
A seguir são apresentados os cromatogramas para a análise de resultados. 
 
 
Figura 4.10 – Cromatograma do extrato total da Amostra Folhelho Partezanni 
 
FITANO 
PRISTANO 
tempo
resposta 
35 
 
Figura 4.11 – Cromatograma do extrato total da Amostra Folhelho Stavias 
 
 
 
Figura 4.12 – Cromatograma dos hidrocarbonetos saturados da amostra Calcário caviúnas 
 
 
F 
P 
tempo 
resposta 
FITANO PRISTANO 
tempo 
resposta 
36 
Uma elevação da linha de base (hump) é observada no cromatogramas das 
amostra Folhelho Partezanni (Figura 4.10) e Calcário Caviúnas (Figura 4.12), 
provavelmente, devido à presença de compostos não resolvidos pela 
cromatografia gasosa (UCM). Essa elevação é típica de óleos biodegradados ou 
pouco evoluídos. Como se trata de amostras de afloramento, a hipótese de 
biodegradação torna-se ainda mais plausível. 
Desta forma, estas amostras exibem altas razões P/ nC17 e F/ n-C18, 
exceto a amostra Folhelho Stavias (Figura 4.11), cujas relações são 
aproximadamente iguais a um. Esta abundância relativa de isoprenóides (pristano 
e fitano) em relação aos n-alcanos (P/n-C17 e F/n-C18 > 1) sugere um 
paleoambiente deposicional salino, em geral associado a condições de anoxia 
(Trigüis, 1986). 
A razão pristano / fitano, menor do que um para todas as amostras, sugere 
um paleoambiente deposicional anóxico. O pristano é mais estável em ambientes 
óxicos e como há uma abundância relativa do fitano em relação ao pristano, este 
fato sugere um paleoambiente deposicional anóxico. 
Com relação aos isoprenóides i-C25 e i-C30 (esqualano), estes não são 
bem visualizados no cromatograma, assim como o biomarcador β - carotano. 
Juntamente, com a relação pristano / fitano, estes compostos seriam primordiais 
para sugerir um ambiente evaporítico, fundamental para a estratificação das 
águas, possibilitando, desta forma, a existência de um ambiente óxico com fundo 
anóxico. 
A predominância de parafinas de alto peso molecular, em todos os extratos, 
principalmente no da amostra Folhelho Stavias (pico em n-C29), sugere a 
presença de matéria orgânica de origem terrestre, ou seja, proveniente de 
vegetais superiores. 
 
 
 
 
 
37 
Comentários gerais 
 
É realizada uma breve comparação dos resultados obtidos com estudos 
geoquímicos já realizados. 
Para a amostra Calcário Caviúnas, os resultados estão bastante coerentes 
com trabalhos anteriores, tais como Trigüis (1986) e Mangaravite da Silva et. al. 
,2005. 
Em Gomes et.al. (2005) e Borçoi et.al. 2005, foi difícil a identificação dos 
compostos de baixo peso molecular anteriores ao C24, impossibilitando a 
observação dos isoprenóides pristano e fitano em cromatogramas de amostra de 
rocha proveniente da Pedreira Stavias e Partezanni, respectivamente. Porém, 
neste trabalho, foi possível a observação destes isoprenóides tanto no 
cromatograma da amostra Folhelho stavias como no da amostra Folhelho 
Partezanni. 
 
4.2.4 - Cromatografia Gasosa Acoplada a Espectrometria de 
Massa 
 
Os marcadores biológicos, compostos orgânicos presentes na geosfera, 
cuja estrutura básica sugere uma inequívoca semelhança com produtos naturais 
contemporâneos (Mackenzie, 1984) são elementos diagnósticos fundamentais 
para a identificação do conteúdo orgânico, para a interpretação do paleoambiente 
e para o monitoramento da evolução térmica da matéria orgânica. 
 Os melhores biomarcadores possuem esqueletos intactos de esteróides, 
terpenóides e isoprenóides (Seifert, 1975), tendo suas estruturas químicas básicas 
inalteradas. Pequenas diferenças, tais como perda de grupos funcionais ou 
ligações duplas, são relacionadas às alterações de matéria orgânica, devido à 
atividade bacteriana ou à degradação térmica. 
 Algumas relações, obtidas através dos biomarcadores triterpanos e 
esteranos, são extremamente importantes para a avaliação da evolução térmica 
de uma rocha sedimentar(Trigüis, 1986). 
38 
A seguir são apresentados os fragmentogramas para as amostras em 
estudo: 
Amostra Folhelho Partezanni 
 
 
 Figura 4.13– Fragmentograma m/z 191 ilustrando a distribuição dos terpanos da Amostra S-43 
 
 
Figura 4.14 – Fragmentograma m/z 217 ilustrando a distribuição dos esteranos da Amostra S-43 
abundancia 
tempo 
abundancia 
tempo 
C30 αβ hopano 
Gamacerano 
C29 
39 
Amostra Folhelho Stavias 
 
 
Figura 4.15 – Fragmentograma m/z 191 ilustrando a distribuição dos terpanos da Amostra S-84 
 
 
 
Figura 4.16 – Fragmentograma m/z 217 ilustrando a distribuição dos esteranos da Amostra S-84 
 
 
abundancia 
tempo 
abundancia 
tempo 
C30 αβ hopano 
Gamacerano 
C29 
40 
Amostra Calcário Caviúnas 
 
 Figura 4.17 – Fragmentograma m/z 191 ilustrando a distribuição dos terpanos da Amostra S-86 
 
 
 Figura 4.18 – Fragmentograma m/z 217 ilustrando a distribuição dos esteranos da Amostra S-86 
 
tempo 
abundancia 
abundancia 
tempo 
tempo 
C30 αβ hopano 
Gamacerano 
C29 
41 
 
A distribuição típica dos homohopanos (C31 – C35) foi observada nos 
fragmentogramas m/z 191 (família dos terpanos) das amostras Folhelho 
Partezanni e Folhelho Stavias (Figura 4.13 e 4.15). Ou seja, seus índices dos 
homohopanos, indo do C31 ao C35, apresentaram uma relação decrescente. Em 
contrapartida, é notória uma inversão no índice dos homohopanos para a amostra 
Calcário Caviúnas (Figura 4.14). Esta inversão é típica de ambientes salinos. 
A presença do gamacerano é percebida após o segundo pico do C31 
hopano nos três fragmentogramas m/z 191, o que sugere um paleoambiente 
deposicional anóxico. Este biomarcador é encontrado em diferentes ambientes 
deposicionais devido, provavelmente, a sua origem bacteriana. Foi encontrado um 
índice do gamacerano (IG) igual a 0,24 para a amostra Folhelho Partezanni, 
aproximadamente igual a um para a amostra Folhelho Stavias e igual a 0,71 para 
o Calcário Caviúnas. Este índice somente é importante quando é necessário 
observar diferenças entre as origens de dois óleos, por exemplo. 
Como regra geral, tem-se um aumento nas razões de isomerizações dos 
biomarcadores com a evolução térmica, devido aos decréscimos dos isômeros de 
baixa estabilidade térmica. 
 A isomerização em C-22 (22R e 22R) dos C31-C35 hopanos, como uma 
função da maturação foi indicada por Ensminger et.al. 1974. A razão 
22S/(22R+22S) aumenta até aproximadamente 60% com o aumento da 
maturação, atingindo o equilíbrio antes do início da geração de óleo (Seifert & 
Moldowan, 1980). 
Neste trabalho, foram obtidos os seguintes resultados: 55%, 54% e 44% 
para as amostras Folhelho Partezanni, Folhelho Stavias e Calcário Caviúnas 
respectivamente. Estes valores foram medidos no C32 hopano, por apresentar 
menor efeito de coelução com outros compostos. Todos estão abaixo do valor de 
equilíbrio, indicando que o início da geração de óleo ainda não foi atingido. 
As estruturas dominantes dos hopanóides nos sedimentos mais imaturos 
são, normalmente, 17β(H), 21β(H) (Ensminger et.al.1974), embora C31 αβ 
hopanos (22R) e C32 hopanóides tenham sido registrados desde os estágios mais 
42 
iniciais de diagênese (Quirk, et.al., 1984). A estabilidade aumenta na ordem ββ < β 
α < αβ, com o αβ sendo o mais estável em petróleo e rochas geradoras maturas 
(Ensminger et.al. 1974; Seifert & Moldowan, 1980). A razão dos C30 αβ hopanos 
para os C30 βα moretanos mais C30 αβ hopanos pode atingir de 90% a 100% no 
início da geração de óleo. 
Esta isomerização aplicada às amostras em estudo mostrou uma variação 
de 73% a 83%. A amostra Folhelho Partezanni apresentou o resultado mais 
elevado e a amostra Folhelho Stavias é a que está no estágio de maturação mais 
baixo de acordo com esta razão. Estes resultados são correlacionáveis com as 
razões de isomerização do C-22 nos C30 αβ hopanos, que indicaram baixo nível 
de maturação para estas amostras. 
A isomerização em C-20 nos C29 ααα esteranos é análoga à isomerização 
em C-22 nos hopanos (Mackenzie et.al., 1980). A relação 20S/(20R + 20S) atinge 
o equilíbrio em 0,6, que corresponde ao topo da zona matura. 
O resultado obtido para a amostra Folhelho Partezanni foi 0,54 e para as 
demais amostras 0,55, indicando que a maturação destas se encontra ao redor do 
pico da geração de óleo. 
Seifert & Moldowan (1979) sugeriram a razão αβ β (20R + 20S) /  αβ β (20R 
+ 20S) + ααα (20R + 20S) como indicadora de maturação nos C29 esteranos e 
atinge o equilíbrio em 75%, ao redor do pico da janela de maturação. Os valores 
de 54%, obtido para a amostra Folhelho Partezanni, e de 55%, para as outras 
duas, se encontram abaixo do valor de equilíbrio, sendo mais uma evidência de 
que os extratos estão imaturos. 
Huang e Meinschein (1979) sugeriram uma plotagem triangular dos C27, 
C28 e C29 20R esteranos como um indicador ecológico, baseados na provável 
predominância dos C29 esteróis em vegetais superiores, C27 esteróis em 
zooplânctons e C28 esteróis em fontes terrestres e marinhas. 
Mackenzie (1984) contestou parcialmente esta interpretação como 
indicação de paleoambiente , sugerindo que ela poderia ser mais bem empregada 
como parâmetro de maturação. 
43 
Grantham (1986) relatou a presença de distribuições incomuns de 
esteranos em óleo de Oman. O óleo foi gerado por uma rocha do Pré-Cambriano 
Superior, onde não existem evidências de vegetais superiores, e mostrou 
predominância de C29 esteranos. O autor sugeriu que os C29 esteranos deveriam 
estar associados a algas primitivas do Pré-Cambriano. 
Nos fragmentogramas da família dos esteranos (m/z 217) das amostras 
Folhelho Partezanni, Folhelho Stavias e Calcário Caviúnas, observa-se uma certa 
equivalência entre as abundâncias relativas do C29 e C27 e uma menor 
porcentagem de C28. Essa equivalência pode indicar que há matéria orgânica 
tanto de origem terrestre, quanto de origem marinha. 
Em todos os fragmentogramas da família dos terpanos (m/z 191), o 
oleanano não está presente. O oleanano é um biomarcador característico de 
vegetais superiores (angiospermas) que só começaram a existir no Cretáceo, 
logo, sua ausência pode confirmar que a matéria orgânica foi depositada antes do 
Cretáceo. 
 
Comentários gerais 
 
No ANEXO 2 encontram-se resultados de cromatografia gasosa e de 
cromatografia acoplada a espectrometria de massa para outras amostras das 
Pedreiras Partezanni, Stavias e Caviúnas. 
 
4.3 - Discussão dos resultados 
 
 Os resultados de petrografia orgânica apontam para um grau de 
imaturidade da amostra Calcário caviúnas (S-86). Isto porque a matéria orgânica 
amorfa apresentou fluorescência, mostrando que esta ainda se encontra 
preservada. E, através da observação da matéria orgânica leptinítica sob luz 
branca transmitida, apresentando cores claras, que variam do castanho ao 
alaranjado, infere-se sobre um baixo ICE, ou seja, o seu querogênio está imaturo, 
44 
sendo o resultado correlacionável com as informações geoquímicas obtidas para 
esta amostra. 
 Já a análise do querogênio da amostra Folhelho Partezanni, por não 
apresentar nenhuma fluorescência, conduz às seguintes interpretações: a matéria 
orgânica pode estar degradada ou a matéria orgânica está muito matura. 
 Na tentativa de se correlacionar os resultados de petrografia orgânica com 
os obtidos pela geoquímica, para a amostra Folhelho Partezanni, surgem duas 
hipóteses: 
1) O querogênio se encontra em um estágio maturo, podendo até mesmo 
ter sofrido uma maturação anômala, devido ao efeito térmico de rochas 
ígneas intrusivas, e a matéria orgânica imaturanão é autóctone, ou seja, 
migrou de uma outra rocha geradora da bacia, podendo ser proveniente 
da Formação Palermo ou da Formação Rio Bonito, ambas subjacentes a 
Formação Irati. 
2) Ou então, a matéria orgânica solúvel desta geradora encontra-se 
imatura, porém o seu querogênio já estava degradado quando 
depositado na bacia. 
 
 
5 - CONCLUSÕES 
 
 
 As amostras da Formação Irati estão em um estágio inicial de maturação 
correspondente ao início da geração de óleo. Elevadas maturações podem estar 
relacionadas a intrusões ígneas próximas. 
 Devido à boa correlação entre os parâmetros ópticos e geoquímicos para a 
amostra Calcário Caviúnas, pode-se inferir que esta não foi afetada por intrusões. 
Sobre as outras duas amostras é mais complicado fazer tais conclusões, uma vez 
que para uma não se dispõe de dados de petrografia e para a outra se obtiveram 
resultados contraditórios. 
45 
 O nível de evolução térmica, medido por parâmetros ópticos, pode ser 
antagônico àquele da matéria orgânica solúvel, devido à possibilidade de 
migração primária e remobilização. 
 Deve-se sempre levar em consideração que, enquanto os métodos ópticos 
utilizam o querogênio para análise, o qual é indígeno, os biomarcadores são 
obtidos da matéria orgânica solúvel, sujeita a migrações. Isto pode ocasionar erros 
nas tentativas de correlações entre os parâmetros ópticos e geoquímicos, quando 
o betume for migrado (não autóctone), conforme observado em vários níveis da 
Formação Irati (Trigüis, 1986). 
 
 
6 - RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 
 
Fica como sugestão para trabalhos futuros, a coleta de novas amostras de 
rochas da Formação Irati, a partir de saídas de campo à Bacia do Paraná. 
Recomenda-se repetir todos os procedimentos geoquímicos para estas amostras. 
Uma boa parte do material deve ser destinada à elaboração de lâminas 
petrográficas de boa qualidade, especialmente, o material proveniente da Pedreira 
Stavias, pois neste trabalho não foi realizada nenhuma análise petrográfica de 
amostras provenientes deste local. 
Portanto, tanto os resultados de petrografia orgânica, como os das demais 
atividades geoquímicas necessitam de mais análises para serem realmente 
comprovados. 
 
 
 
 
 
 
 
46 
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52 
8 – ANEXOS 
 
Anexo 1 
 
Petrografia Orgânica 
 
 Neste tópico são mostradas algumas análises resultados de cinco lâminas, 
sendo que duas continham material de amostra de rocha da Pedreira Partezanni, e 
as demais foram elaboradas a partir de material proveniente da Pedreira Caviúnas. 
 Em geral, observou-se uma predominância de matéria orgânica amorfa em 
todas as lâminas, quando analisadas sob luz branca transmitida. 
Foi observado um baixo índice de fluorescência da matéria orgânica amorfa 
das lâminas da Pedreira Partezanni, ao contrário do que foi observado nas 
lâminas da Pedreira Caviúnas. 
Também foi feita uma contagem percentual para cada Lâmina analisada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura A1: Observação de matéria orgânica sob luz branca transmitida (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Partezani_1) 
 
 
 
 
53 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura A.2: Observação de matéria orgânica sob luz branca transmitida (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Partezani_2) 
 
 
Tabela A.1 (Lâmina: FI_1_LENEP_Partezani_1) 
% amorfa 95 % 
% leptinítica 0 % 
% lenho 5 % 
 
 
Tabela A.2 (Lâmina: FI_1_LENEP_Partezani_2) 
% amorfa 95 % 
% leptinítica 0 % 
% lenho 5 % 
 
 
 
 
 
 
 
54 
 
 
Figura A.3: Observação de matéria orgânica sob luz branca transmitida (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_1) 
 
 
 
 
Figura A.4: Observação de matéria orgânica sob luz ultravioleta (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_1) 
 
 
55 
 
 
Figura A.5: Observação de matéria orgânica sob luz ultravioleta (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_1) 
 
 
Tabela A .3 (Lâmina: FI_1_LENEP_Caviúnas_1) 
 1º contagem 2º contagem 3º contagem 4º contagem 
% amorfa 80,0% 95 % 95 % 90,0% 
% leptinítica 20,0% 5 % 0 % 0,0% 
% lenho 0,0% 0 % 5 % 10,0% 
 
 
 
56 
 
Figura A.6: Observação de matéria orgânica sob luz branca transmitida (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_2) 
 
 
 
 
Figura A.7: Observação de matéria orgânica sob luz branca transmitida (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
57 
 
 
Figura A.8: Observação de matéria orgânica sob luz ultravioleta (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_2) 
 
 
 
 
Figura A.9: Observação de matéria orgânica sob luz ultravioleta (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_2) 
 
 
 
 
 
 
 
58 
Tabela A .4 (Lâmina: FI_1_LENEP_Caviúnas_3) 
 1º contagem 2º contagem 3º contagem 4º contagem 
% amorfa 90 % 95 % 75 % 95 % 
% leptinítica 5 % 0 % 10 % 0 % 
% lenho 5 % 5 % 15 % 2 % 
 
 
 
 
 
 
Figura A.10: Observação de matéria orgânica sob luz branca transmitida (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_3) 
 
 
 
 
 
 
 
59 
 
Figura A.12: Observação de matéria orgânica sob luz ultravioleta (Lâmina: 
FI_1_LENEP_Caviunas_3) 
 
 
 
 
 
 
Tabela A .5 (Lâmina: FI_1_LENEP_Caviúnas_3) 
 1º contagem 2º contagem 3º contagem 4º contagem 
% amorfa 70 % 85 % 80,0% 90 % 
% leptinítica 20 % 10 % 15 % 0 % 
% lenho 10 % 5 % 5 % 10 % 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
60 
Anexo 2 – Geoquímica Orgânica para outras amostras de rochas, 
das Pedreiras Partezanni, Stavias e Caviúnas. 
 
Grupo 1 (Pedreira Partezanni) – total FID 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo 1 (Pedreira Partezanni) – total 191 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo 1 (Pedreira Partezanni) – total 217 
40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
3500000
4000000
4500000
5000000
5500000
6000000
6500000
7000000
7500000
8000000
8500000
9000000
Time
Response_
Signal: OFAG0105.D\FID1A.CH
40.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 75.00 80.00 85.00
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
55000
60000
65000
70000
75000
80000
85000
Time-->
Abundance
Ion 191.00 (190.70 to 191.30): MSJL1805.D
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0
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50000
55000
60000
65000
70000
Time-->
Abundance
Ion 217.00 (216.70 to 217.30): MSJL1805.D
61 
Grupo 3 (Pedreira Stavias) – total FID 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo 3 (Pedreira Stavias) – total 191 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo 3 (Pedreira Stavias) – total 217 
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500000
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Time
Response_
Signal: OFAG0405.D\FID1A.CH
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0
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50000
55000
Time-->
Abundance
Ion 191.00 (190.70 to 191.30): MSJL1905.D
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0
1000
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18000
Time-->
Abundance
Ion 217.00 (216.70 to 217.30): MSJL1905.D
62 
Grupo 5(Pedreira Caviúnas) – total FID 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo 5(Pedreira Caviúnas) – total 191 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo 5(Pedreira Caviúnas) – total 217 
40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00
500000
1000000
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2000000
2500000