Estudo da precipitação de silicatos magnesianos a partir da coluna de água visando a compreensão da diagênese do pré-sal

Abstract

O processo de evaporação e de precipitação em sistemas lacustres alcalinos pode ser um elemento chave para explicar a mineralogia encontrada nos reservatórios do pré-sal. Entretanto, simular condições de precipitação destes minerais em laboratório, majoritariamente estevensita/kerolita, calcita e dolomita, é um desafio uma vez que, além de escassos na literatura, são difíceis de serem realizados. Nesse sentido, a modelagem geoquímica auxilia a realização de experimentos geoquímicos através de softwares que permitem a simulação dos processos de evaporação e de precipitação de filossilicatos magnesianos e de carbonatos. No presente trabalho, a fim de estudar a precipitação de estevensita/kerolita e de calcita, a partir da coluna d’água, foram realizados experimentos de evaporação controlada, em escala laboratorial, utilizando lâminas de vidro dispostas em um copo de Becker em níveis diferentes, contendo uma solução sintetizada equivalente à composição Lago Mono (EUA), um análogo dos lagos precursores do pré-sal. Aliada aos experimentos, a modelagem geoquímica indicou que a evaporação é capaz de criar uma supersaturação dando condição para a precipitação do carbonato nos primeiros dias e da estevensita partir do 14º dia. Na fase líquida, observa-se redução da alcalinidade, do cálcio, magnésio e silício em solução durante o processo de evaporação além da formação de minerais como silicatos, carbonatos e sais comuns em sistemas evaporativos como o carbonato de bicarbonato de sódio hidratado (Na3H(CO3)2·2H2O), o sulfato de sódio anidro (Na₂SO₄), o carbonato/sulfato de sódio (Na6(CO3)(SO4)2) e o cloreto de sódio (NaCl).

The evaporation and precipitation process in alkaline lake systems can be a key element to explain the mineralogy found in the pre-salt reservoirs. However, simulating the precipitation conditions of these minerals in the laboratory, mostly stevensite / kerolite, calcite and dolomite, is a challenge. In this sense, geochemical modeling assists to carry out geochemical experiments through software that allows the simulation of the evaporation and precipitation processes of magnesian phyllosilicates and carbonates. In the present work, in order to study the precipitation of stevensite / kerolite and calcite, from the water column, experiments of controlled evaporation were performed, on a laboratory scale, using glass slides arranged in a Becker glass at different levels containing a synthesized solution equivalent to the composition Mono Lake (USA), an analogue of the precursor precursor lakes. Allied to the experiments, the geochemical modeling indicated that the evaporation is capable of creating a supersaturation allowed the precipitation of the carbonate in the first days and of the stevensite from the 14th day. In the liquid phase, there is a reduction in alkalinity, calcium, magnesium and silicon in solution during the evaporation process, in addition to the formation of minerals such as silicates, carbonates and common salts in evaporative systems like hydrated sodium bicarbonate (Na3H(CO3)2·2H2O), anhydrous sodium sulfate (Na₂SO₄), sodium carbonate / sulfate (Na6(CO3)(SO4)2) and sodium chloride (NaCl).