GEOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF COAL DEPOSITS OF CANDIOTA COALFIELD RIO BONITO FORMATION (EO-PERMIAN) OF PARANÁ BASIN, SOUTH BRAZIL / CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA DOS DEPOSITOS DE CARVÃO DA FORMAÇÃO RIO BONITO (EOPERMIANO DA BACIA DO PARANÁ) NA ÁREA DE SEIVAL, RS (BRASIL)
Authors: Chaves Hernani Aquini Fernandes , Rodrigues René , Ade Marcus Vinicius Berao 
Published: April 2018

This work analyses organic geochemistry (total organic carbon - TOC, total Sulphur - S and Rock Eval pyrolysis data) and detailed organic petrography results of the Eo-Permian interval (Rio Bonito Formation, Paraná Basin) in the Grande Candiota area, Rio Grande do Sul State (RS), where the largest Brazilian coalfield is located. Samples were collected along the SVH-07 well and in front of the open-pit mine at Seival. The organic petrography analysis allowed to characterize the coals composition and to classify the stage of coalification. The results reveal that the Grande Candiota coals were deposited in a stormy coastal environment. As the samples present high percentage of inorganic material, the Seival coals must be considered more appropriately as coaly shales. The highest percentage of TOC was observed at the base of the coal Seams. The Upper Seam 7(US7) presents the highest average organic matter content and the Lower Candiota Seam (LCS) the lowest one. The sampled coals can be classified as humic coal due to the predominance of vitrinite, followed by liptinite and inertinite maceral groups. Analyzing each coal Seam individually, it is observed that vitrinite and organic carbon contents are higher in the base of Rio Bonito Formation, whereas inertinite and liptinite contents increase upwards. These variations encompassed a parasequence scale whose base is represented by the carbon Seam deposited at higher humidity conditions, whereas the top paleo soils are associated to longer dry periods. Considering the coal Seams as a whole, it is observed an upward decreasing of the vitrinite content and an increase of inertinite and liptinite, as well as the Hydrogen Index values. These data should be related to a retro gradational system in a transgressive context of the Rio Bonito Formation. The significant increase of sulfur content in Banco Louco Seam also suggests a greater influx of seawater into the depositional system. The Hydrogen Index values show that the coal of US7 has the highest volatile ratio. This behavior is related to the higher liptinite group content in these strata, diminishing the calorific power of this coal. Data from the organic petrography analyzes of the Seival coals were compared with those of the Candiota coalfields, for Lower Candiota and Upper Candiota Seams; it is observed that they have a certain similarity. In addition, the Seival coal organic composition was compared with other South Hemisphere Gondwanan coals, for which they have significant differences related to the higher proportions of liptinite and smaller of inertinite. The coalification stage (rank) for the Seival coals, on the basis of the vitrinite reflectance, ranged from peat to a sub-bituminous B type. ResumoEste estudo apresenta os resultados e interpretação de análises geoquímicas do intervalo eopermiano (Formação Rio Bonito) na área de Seival, Estado do Rio Grande do SuI, onde se encontra a maior reserva brasileira de carvão. As amostras foram coletadas no poço SVH-07 e na frente da mina a céu aberto de Seival, Rio Grande do Sul. Foram realizadas análises de petrografia orgânica e classificação do estágio de carbonificação dos carvões, além de análises geoquímicas para determinação dos teores de carbono orgânico total, enxofre total e pirólise "Rock Eval". Os resultados destas análises foram relacionados com o modelo deposicional em ambiente costeiro tempestítico para os carvões de Grande Candiota.Os resultados relevam que os intervalos carbonosos de Seival devem ser, de modo geral, considerados mais apropriadamente como folhelhos carbonosos, uma vez que as amostras apresentam um alto teor de material inorgânica, fruto de intercalações pelíticas carbonosas com lentes de carvão. Os maiores teores de carbono orgânico encontram-se na base das camadas dos carvões. A camada Superior 7 apresenta o teor médio mais elevado de matéria orgânica, enquanto que o menor teor está na camada Candiota inferior. Os carvões foram classificados como húmicos devido à predominancia do grupo maceral da vitrinita, seguindo-se os grupos da liptinita e da inertinita. Considerando-se cada camada de carvão individualmente, observa-se que, normalmente, os teores de carbono orgânico e de vitrinita são mais elevados na base das camadas, enquanto que, em direção ao topo, há um enriquecimento nos conteúdos relativos de inertinita e liptinita. Estas variações enquadram-se numa escala de parassequência, cuja base é representada pela camada de carvão depositada em condições de maior umidade, e o topo contituido por paleossolos, indica a ocorrência de períodos mais secos. Considerando-se as camadas de carvão em seu conjunto, constatou-se que, em direção ao topo, ocorre um decrescimo no conteúdo de vitrinita e uma elevação nos teores relativos de inertinita e liptinita, assim como, nos valores do índice de hidrogênio. Estes resultados estão relacionados com um sistema retrogradacional condizente com o contexto transgressivo da Formação Rio Bonito. Neste sentido, a elevação substancial dos teores de enxofre, a partir da camada Banco Louco, também sugere um maior influxo da água do mar no sistema deposicional. Os valores do índice de hidrogênio mostram que a camada de carvão com a maior proporção de voláteis é a Superior 7, associados aos macerais do grupo da liptinita, o que, consequentemente, diminuiria o poder calorifico deste carvão. Os dados das anáIises organo-petrográficas dos carvões de Seival foram comparados com os da Jazida de Candiota (RS) para as camadas Candiota inferior, Candiota superior; verifica-se que estes apresentam uma certa similaridade principalmente com as duas primeiras camadas. Além disto, a composição orgânica dos carvões de Seival também foi comparada com a de alguns outros carvões gondwânicos do Hemisfério SuI, apresentando diferenças significativas relacionadas a proporções mais elevadas de liptinita e menores de inertinita. A classificação do grau de carbonificação (rank) para os carvões de Seival, com base no poder refletor médio da vitrinita variou de Turfa a sub-betuminoso B.