ipex sao francisco · base para este levantamento. ... figura 39 exemplo de uma região com...

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� � � � � � � � � � Loren Pinto Martins, M.Sc.

Ricardo Herdeiro, D.Sc.

Silvana Maria Barbanti, D.Sc.

Raphael Teles Valente

� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � Tikae Takaki, M.Sc.

Executive Manager

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& ' ( ' ) * + , ( - ' . / 0 1 ' 2 - ) * ) 1 3 ( ' 3 ) 4 ' 1 5 6 , ( + ' 4 , ( 5 7 , * 3 ' 3 ' ( 8Miro Matsutani

Projetos

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Página - 5

Introdução.................................................................................................... 17

1. Localização da área ................................................................................ 18

2. Geologia regional e arcabouço tectono-sedimentar ................................ 21

2.1. Estratigrafia ......................................................................................... 26

2.1.1. Supergrupo Espinhaço .................................................................. 26

2.1.2. Supergrupo São Francisco ............................................................. 28

2.1.3. Supersequência Sanfranciscana ...................................................... 30

2.2. Gravimetria e magnetometria ................................................................. 31

3. Metodologia e escolha dos pontos de amostragem ................................. 39

3.1. Critérios para a seleção dos pontos de amostragem ................................... 41

3.2. Detalhamento do processo de amostragem .............................................. 59

3.2.1. Coleta de amostra para análise de hidrocarbonetos gasosos

(Headspace) ............................................................................................ 61

3.2.2. Amostragem para análise microbiologia molecular ............................. 62

3.3. Materiais e equipamentos utilizados no trabalho ........................................ 62

3.3.1. Envio de amostras ........................................................................ 63

3.3.2. Registros..................................................................................... 64

3.3.3. Mobilização das equipes de amostragem .......................................... 64

3.4. Descrição de campo .............................................................................. 67

3.4.1. Registro Fotográfico ...................................................................... 71

4. Metodologia analítica .............................................................................. 73

4.1. Análise de CG-headspace ....................................................................... 73

4.2. Análise de isótopos estáveis de carbono, 13C, de hidrocarbonetos de

C1 a C5 por IR-GC-MS ................................................................................... 75

4.3. Análise de microbiologia molecular .......................................................... 76

4.4. Análises detalhadas .............................................................................. 79

4.4.1. Análises de biomarcadores ............................................................. 79

Página - 6

4.5. Análise estatística ................................................................................. 79

5. Apresentação dos resultados .................................................................. 83

5.1. Análises básicas ................................................................................... 83

5.1.1. Gases por análise de CG-headspace (gases livres) ............................ 84

5.1.2. Análise das amostras de solo por Biologia Molecular ........................ 124

5.2. Análises Detalhadas ............................................................................. 135

5.2.1. Análise de Isótopos Estáveis de Carbono ....................................... 136

5.2.2. Análise de Biomarcadores ............................................................ 138

6. Interpretação dos Resultados ............................................................... 143

7. Conclusões ........................................................................................... 147

8. Referências ........................................................................................... 149

Anexo I Planilha de Campo ......................................................................... 153

Anexo II Resultado de Headspace .............................................................. 193

Anexo III REsultado de DNA ....................................................................... 249

Anexo IV Resultados Isótopos .................................................................... 287

Anexo V Sumarios ...................................................................................... 291

Cromatografia Gasosa ................................................................................. 293

Biomarcadores Saturados ............................................................................ 297

Biomarcadores Aromáticos ........................................................................... 301

Página - 7

Figura 1 Mapa de localização da Bacia de São Francisco destacando a área do

levantamento geoquímico e as unidades de conservação e terras indígenas onde a

amostragem não foi realizada devido às restrições ambientais. ............................. 19

Figura 2 Mapa geológico simplificado do Cráton do São Francisco (modificado de

Alkmim et al. 1993). ....................................................................................... 22

Figura 3 a) Mapa geológico simplificado da Bacia do São Francisco, enfatizando a

distribuição das grandes unidades de preenchimento e principais feições estruturais.

b) Mapa esquemático das principais feições estruturais do embasamento da bacia

(modificado de Alkmim & Martins-Neto, 2001). ................................................... 24

Figura 4 Carta estratigráfica da Bacia do São Francisco, modificada de

Zalán e Silva, 2007. ........................................................................................ 25

Figura 5 Seção sísmica regional da Bacia do São Francisco mostrando as principais

unidades litoestratigráficas, estruturas e os limites atuais e propostos para o Cráton do

São Francisco, localização na figura 7 (extraído de Zalán e Silva, 2007). ................ 27

Figura 6 Seção sísmica regional da Bacia do São Francisco mostrando as principais

unidades litoestratigráficas, estruturas e o mapa de localização das linhas sísmicas

(extraído de Zalán e Silva, 2007). ..................................................................... 27

Figura 7 Coluna estratigráfica simplificada da Bacia do São Francisco (modificada

de Alkmim & Martins-Neto, 2001). .................................................................... 29

Figura 8 Mapa gravimétrico de anomalia Bouguer corrigido com densidade de

2.67g/cm³. A correção Bouguer é executada para redução do efeito das

massas topográficas. ...................................................................................... 32

Figura 9 Mapa gravimétrico de anomalia Ar-Livre. A correção ar-livre é feita para

reduzir o efeito gravitacional causado pela variação da altura nas estações. ............ 33

Figura 10 Mapa de anomalia magnética corrigido do IGRF (International

Geomagnetic Reference Field). ......................................................................... 34

Figura 11 Mapa de anomalia magnética reduzido ao polo magnético. A redução

ao polo é feita com o intuito de transformar os dipolos em monopólios magnéticos,

facilitando a interpretação de zonas intrusivas, falhas e lineamentos. ..................... 35

Figura 12 Mapa de amplitude do sinal analítico – O filtro de amplitude do sinal

analítico ou gradiente total ajuda na classificação de zonas onde apresenta maior

concentração de minerais magnéticos, que podem estar relacionadas à: zonas

intrusivas, altos do embasamento cristalino, alterações mineralógicas,

zonas de falhas, etc. ....................................................................................... 36

Figura 13 Linha sísmica 284-103 interpretada utilizada de base para construção do

modelo gravimétrico/magnético........................................................................ 37

Página - 8

Figura 14 Modelo direto/inverso gravimétrico/magnético do embasamento

elaborado com base na interpretação sísmica do embasamento (embasamento

acústico). Para elaboração do modelo gravimétrico foi estipulada uma densidade

constante de 2.67g/cm³ para o embasamento e susceptibilidade magnética com

variação lateral estimada usando inversão 2D. ................................................... 37

Figura 15 Diferenças entre o embasamento interpretado na sísmica e o obtido com

métodos potenciais – Gravimetria e Magnetometria. ............................................ 38

Figura 16 Mapa de localização dos estados que compõem a área de estudo, rede

de drenagens e quadrículas apresentando a disposição espacial dos pontos de

amostragem selecionados sobre a composição colorida R5G4B3 das imagens

LANDSAT-5 TM. ............................................................................................. 43

Figura 17 Mapa estrutural simplificado da área de estudo e quadrículas sobre a

composição colorida R5G4B3 das imagens LANDSAT-5 TM que ilustram nas figuras

seguintes a disposição espacial dos pontos de amostragem selecionados. ............... 44

Figura 18 Mapa da quadrícula A ilustrando os pontos de amostragem e malha

sísmica sobre a composição colorida R5G4B3 da imagem LANDSAT-5 TM adquirida em

03/Set/2011. ................................................................................................. 45

Figura 19 Mapa da quadrícula B ilustrando os pontos de amostragem e malha


03/Set/2011. ................................................................................................. 46

Figura 20 Mapa da quadrícula C ilustrando os pontos de amostragem e malha


03/Set/2011. ................................................................................................. 47

Figura 21 Mapa da quadrícula D ilustrando os pontos de amostragem e malha


03/Set/2011. ................................................................................................. 48

Figura 22 Mapa da quadrícula E ilustrando os pontos de amostragem e malha


12/Set/2011. ................................................................................................. 49

Figura 23 Mapa da quadrícula F ilustrando os pontos de amostragem e malha


12/Set/2011. ................................................................................................. 50

Figura 24 Mapa da quadrícula G ilustrando os pontos de amostragem e malha


12/Set/2011. ................................................................................................. 51

Figura 25 Mapa da quadrícula H ilustrando os pontos de amostragem e malha


12/Set/2011. ................................................................................................. 52

Figura 26 Mapa ambiental da área de levantamento de geoquímica de superfície

destacando em verde as áreas de exclusão de coleta. .......................................... 54

Página - 9

Figura 27 Mapa geológico/estrutural da área de levantamento, apresentando os

pontos de amostragem. ................................................................................... 55

Figura 28 Mapa de anomalia Bouguer mostrando a locação dos pontos de coleta. 57

Figura 29 Mapa de anomalia magnética mostrando a locação dos

pontos de coleta. ............................................................................................ 58

Figura 30 Disposição das fatias e profundidades das amostras para análise de

Geoquímica de Superfície. ............................................................................... 60

Figura 31 Frasco de Isojar® com as indicações de nível de sólido e água. ........... 61

Figura 32 Mapa da área prospectada na Bacia de São Francisco, apresentando a

malha de amostragem planejada por estados. .................................................... 65

Figura 33 Mapa da área prospectada na Bacia de São Francisco, apresentando os

pontos amostrados e as localizações das sete cidades utilizadas como

base para este levantamento. ......................................................................... 66

Figura 34 Dados de topografia observados durante o procedimento

de amostragem. ............................................................................................. 67

Figura 35 Dados de vegetação observados durante o procedimento

de amostragem. ............................................................................................ 68

Figura 36 Dados de granulometria observados durante o procedimento de

amostragem. ................................................................................................. 68

Figura 37 Dados de coloração observados durante o procedimento

de amostragem. ............................................................................................. 69

Figura 38 Dados de umidade observados durante o procedimento

de amostragem. ............................................................................................. 69

Figura 39 Exemplo de uma região com cobertura vegetal fechada na área de

amostragem no Estado da Bahia. ...................................................................... 70

Figura 40 Exemplo de uma região com cobertura vegetal fechada na área de

amostragem no Estado da Goiás. ...................................................................... 70

Figura 41 Exemplo de uma região com cultivo na cidade de Luís Eduardo

Magalhães, Bahia. .......................................................................................... 71

Figura 42 Identificação da amostra. .............................................................. 71

Figura 43 Ponto de coleta e a área limpa. ...................................................... 72

Figura 44 Geomorfologia da área ao redor do ponto. ....................................... 72

Figura 45 Cromatograma de mistura padrão para calibração em headspace. ....... 73

Figura 46 Curva de calibração para análise de CG-headspace. .......................... 74

Figura 47 Cromatograma de amostra de solo em análise de CG-headspace. ........ 74

Figura 48 Instrumento da IPEX onde os teores isotópicos de carbono são

analisados por espectrometria de massas de isótopos estáveis (IR-GC-MS). ........... 75

Página - 10

Figura 49 Instalações da IPEX, no Rio de Janeiro, onde são realizados os ensaios

de microbiologia molecular pela técnica de qPCR em amostras de solo. .................. 77

Figura 50 Ilustração das etapas básicas de uma reação de PCR. ........................ 78

Figura 51 Distribuição dos logaritmos dos valores de concentração do gás

pentano na população estudada. Os valores que não se ajustam à reta (pontos nos

retângulos vermelhos) foram excluídos da população para

efeitos da análise estatística. ........................................................................... 80

Figura 52 Padrões de concentração mínima, máxima e média dos gases, valores

expressos em ppm. ........................................................................................ 85

Figura 53 A) interpretação de um padrão normal de concentração de gás, em

escala logarítmica. B) O princípio de cálculo, a partir de uma linha de regressão, dos

três parâmetros geoquímicos: Erro de regressão (error), inclinação da linha de

regressão logarítmica (slope), e o valor Yo de intercepção. ................................... 86

Figura 54 Coeficientes de projeção sobre o primeiro Eigen-Vector da Análise de

Componentes Principais realizada em um banco de dados de gases de superfície. .... 88

Figura 55 Correlação entre as concentrações de etano (em ppm) e a intersecção da

linha de regressão (Yo). Os pontos vermelhos correspondem aos dados filtrados (284

amostras), e os pontos verdes representam toda a população de amostras analisadas

(2000 amostras). ........................................................................................... 89

Figura 56 Correlação entre as razões etano/metano e propano/metano. Os

pontos vermelhos correspondem aos dados filtrados (284 amostras), e os pontos

verdes representam toda a população de amostras analisadas (2000 amostras). ..... 90

Figura 57 Correlação entre as concentrações de propano e etano Os pontos

vermelhos correspondem aos dados filtrados (284 amostras), e os pontos verdes

representam toda a população de amostras analisadas (2000 amostras). ............... 91

Figura 58 Correlação entre as concentrações de propano e iso-butano. Os pontos

vermelhos correspondem aos dados filtrados (284 amostras), e os pontos verdes

representam toda a população de amostras analisadas (2000 amostras). ............... 92

Figura 59 Correlação entre a projeção dos dados por meio do primeiro Eigen-Vector

de um ACP (Análise de Componente Principal) e da interceptação

como definido na Figura 43. ............................................................................. 93

Figura 60 Ausência de correlação entre as concentrações de metano e etano. ..... 94

Figura 61 Gráfico da razão etano/metano razões versus os valores de isótopos

estáveis de carbono do metano, C1. .................................................................. 95

Figura 62 Mapa dos valores da projeção sobre o Eigen-Vector do PCA dos

resultados obtidos para as 2000 amostras analisadas por CG-Headspace. ............... 97

Figura 63 Mapa de interpolação dos valores de Yo, ou seja, interseção da

correlação logarítmica entre os concentrações C2, C3, e iC4 nC4 dos resultados

obtidos para as 2000 amostras analisadas por CG-Headspace. .............................. 98

Página - 11

Figura 64 Mapa de interpolação dos valores obtidos a partir da inclinação da linha

de regressão das concentrações de C2, C3, iC4 e nC4, em escala logarítmica, dos

resultados obtidos para as 2000 amostras analisadas por CG-Headspace. ............... 99

Figura 65 Mapa da razão das concentrações de C2/C1 dos resultados obtidos para as

2000 amostras analisadas por CG-Headspace. .................................................. 100



Figura 67 Mapa da razão das concentrações de C2/C2= dos resultados obtidos para

as 2000 amostras analisadas por CG-Headspace. .............................................. 102



Figura 69 Mapa das concentrações de i-C4 de resultados obtidos para as 2000

amostras analisadas por CG-Headspace. .......................................................... 104



Figura 71 Mapa das concentrações de C6+ de resultados obtidos para as 2000


Figura 72 Mapa das concentrações de C1 de resultados obtidos para as 2000


Figura 73 Mapa das concentrações de n-C4 de resultados obtidos para as 2000




Figura 75 Mapa dos valores da projeção sobre o Eigen-Vector do PCA dos

resultados obtidos para as 284 amostras mais representativas analisadas

por CG-Headspace. ....................................................................................... 111

Figura 76 Mapa de interpolação dos valores de Yo, ou seja, interseção da

correlação logarítmica entre os concentrações C2, C3, e iC4 nC4 dos resultados

obtidos para as 284 amostras mais representativas analisadas por CG-Headspace. 112

Figura 77 Mapa de interpolação dos valores obtidos a partir da inclinação da linha

de regressão das concentrações de C2, C3, iC4 e nC4, em escala logarítmica, dos

resultados obtidos para as 284 amostras mais representativas analisadas

por CG-Headspace. ....................................................................................... 113

Figura 78 Mapa da razão das concentrações de C2/C1 dos resultados obtidos para

as 284 amostras mais representativas analisadas por CG-Headspace. .................. 114



Figura 80 Mapa da razão das concentrações de C2/C2= dos resultados obtidos para


Página - 12




amostras mais representativas analisadas por CG-Headspace. ............................ 118

Figura 83 Mapa das concentrações de i-C6+ de resultados obtidos para as 284






Figura 86 Mapa de integração dos resultados de gases, obtidos por CG-

Headspace. Os círculos em vermelho destacam as principais zonas de anomalias

identificadas neste estudo. ............................................................................ 123

Figura 87 Gráfico de dispersão dos resultados do número de ciclos de amplificação

para as duplicatas das amostras BSJ submetidas à análise pelo

bioindicador BLP1985. ................................................................................... 125



bioindicador ARH1947. .................................................................................. 126



bioindicador PRS1922. .................................................................................. 126

Figura 90 Valores de z score do bioindicador BLP1985 para um total de 290

amostras de solo, as quais apresentaram valores anômalos. Note que com base na

premissa da técnica de qPCR estas amostras podem ser potencialmente propensas à

ocorrência de microseeps de gás. ................................................................... 127

Figura 91 Valores de z score do bioindicador ARH1947 para um total de 273




Figura 92 Valores de z score do bioindicador PRS1922 para um total de 385




Figura 93 (A) Mapas de pontos dos resultados usando valores de z-score do

bioindicador BLP1985. Os pontos em vermelho representam anomalias de 3ª ordem,

os pontos em laranja representam anomalias de 2ª ordem e os pontos em verde

representam anomalias de 1ª ordem. Os pontos em amarelo

representam valores de background. ............................................................... 129

Página - 13

Figura 93 (B) Distribuição das anomalias usando valores de z-score do bioindicador

BLP1985. As áreas em vermelho representam anomalias de 3ª ordem, as áreas em

laranja representam anomalias de 2ª ordem e as áreas em verde representam

anomalias de 1ª ordem. As áreas com valores de background estão em amarelo. .. 130


bioindicador PRS1922. Os pontos em vermelho representam anomalias de 3ª ordem,


representam anomalias de 1ª ordem. Os pontos em amarelo representam

valores de background. ................................................................................. 131


PRS1922. As áreas em vermelho representam anomalias de 3ª ordem, as áreas em




bioindicador ARH1947. Os pontos em vermelho representam anomalias de 3ª ordem,


representam anomalias de 1ª ordem. Os pontos em amarelo representam

valores de background. ................................................................................. 133


ARH1947. As áreas em vermelho representam anomalias de 3ª ordem, as áreas em



Figura 96 : Localização dos pontos das amostras de água .............................. 136

Figura 97 : Localização das amostras analisadas para isótopos de

13C ‰ Metano. ......................................................................................... 138

Figura 98 Perfil cromatográfico do extrato recuperado da amostra de água

BWU0002, EXS.03. ....................................................................................... 139

Figura 99 Cromatograma de massas, m/z 191, referente aos terpanos do extrato

recuperado da amostra de água BWU0002, EXS.03. Note a presença

dos C29 a C35-hopanos. .................................................................................. 139

Figura 100 Cromatograma de massas, m/z 217, referente aos esteranos do

extrato recuperado da amostra de água BWU0002, EXS.03. Note a presença dos C27,

C28 e C29-esteranos. ...................................................................................... 140

Figura 101 Cromatograma de massas, m/z 231, referente aos esteranos

triaromáticos do extrato recuperado da amostra de água BWU0002, EXS.03. ........ 141

Figura 102 Cromatograma de massas, m/z 245, referente aos metil-esteranos

triaromáticos do extrato recuperado da amostra de água BWU0002, EXS.03. ........ 141

Figura 103 Mapa de localização da área de levantamento com integração de todos

os resultados obtidos no presente estudo: anomalias de gás, isótopos estáveis de

carbono do metano (C1), DNA e biomarcadores. ............................................... 145

Página - 14

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Página - 15

Tabela 1 Coordenadas geográficas decimais dos vértices do polígono referente ao

Levantamento Geoquímico na Bacia do São Francisco. Datum SAD69: ................... 18

Tabela 2 Relação dos dados públicos de poços perfurados na Bacia do São

Francisco fornecidos pela ANP. ......................................................................... 40

Tabela 3 Relação dos dados sísmicos públicos fornecidos pela ANP. .................. 40

Tabela 4 Relação dos dados geofísicos públicos fornecidos pela ANP. ................ 40

Tabela 5 Profundidades de coleta das amostras para análises. ......................... 60

Tabela 6 Valores de média, mínimo e máximo obtidos para as

populações de gases leves. .............................................................................. 81

Tabela 7 Tabela dos valores considerados anômalos e de background para os

gases de analisados por CG-headspace. ............................................................. 81

Tabela 8 Componentes do primeiro Eigen-vector da análise de componentes

principais projetada em cada eixo correspondente aos logaritmos dos diferentes

parâmetros geoquímicos. ................................................................................ 87

Tabela 9 Presença de anomalias geoquímicas nos diferentes mapas apresentados

acima. Número de presença para cada anomalia e classificação

da importância das anomalias. ....................................................................... 122

Tabela 10 Amostras selecionadas para a análise detalhada de isótopos estáveis

de carbono de acordo com o critério da ANP. .................................................... 135

Tabela 11 Amostras de água selecionadas para as análises detalhadas de acordo

com o critério da ANP.................................................................................... 136

Tabela 12 Resultados de isótopos estáveis de carbono do metano. ................... 137

ipex sao francisco · base para este levantamento. ... figura 39 exemplo de uma região com...

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