Dados da Submissão

Título

EFEITOS DO SULFATO NA CARBONATAÇÃO HIDROTERMAL DO MANTO EXUMADO EM LIMITES DE PLACAS DIVERGENTES: UMA ABORDAGEM EXPERIMENTAL

Texto do resumo

A exumação do manto em limites de placas de divergentes ocorre através de falhas de descolamento, expondo os peridotitos ao sistema exógeno e consequentemente, a percolação de fluídos. A circulação de água intrabasinal ao longo de superfícies falhadas-fraturadas promove reações hidrotermais de serpentinização e carbonatação das rochas peridotíticas, com CO2 proveniente da água do mar e fontes endógenas, como o manto. Neste trabalho, investigamos as reações de carbonatação através de metodologias experimentais e analíticas, simulando as condições esperadas em ambientes naturais. Quatro experimentos foram conduzidos com reatores hidrotermais, em condições de pressão (CO2) e temperatura de 140 bar e 230 ºC, respectivamente, além de duas durações, 5 e 30 dias. O peridotito utilizado foi um espinéio lherzolito, enquanto para a fase líquida, duas composições foram artificialmente produzidas: a primeira com NaCl e NaHCO3, enquanto a segunda com a adição de Na2SO4. Tal adição tem o intuito de avaliar o efeito do sulfato, ânion comum em ambientes marinhos, mas geralmente ausente em sistemas continentais. Os produtos sólidos foram avaliados através da Difração de Raios X , Microscopia Eletrônica de Varredura com Detector de Energia Dispersiva, Microssonda Eletrônica, Fluorescência de Raios X e Análise Termogravimétrica. Já os produtos fluidos foram analisados com medições de pH, Espectroscopia de Emissão Atômica por Plasma Acoplado Indutivamente, Cromatografias Iônica e Gasosa. Dentre os resultados dos produtos sólidos, destacam-se: a presença de feições de dissolução em todos minerais iniciais, mas especialmente em olivinas, com suas feições intensificadas na presença do sulfato; a cristalização de magnesitas em todos os ensaios, com maiores concentrações em função do tempo e presença de sulfato; sílica amorfa como a segunda fase mais abundante; a neoformação de sulfeto de Ni-Fe no ensaio sulfatado de 30 dias. Acerca dos resultados das fases fluídas, o pH da série sulfatada apresentou valores inferiores aos ensaios sem sulfato. Já a concentração do sulfato demonstrou uma redução com o passar do tempo (25% em 5 e 97% em 30 dias). Em relação aos produtos líquidos, os principais elementos mobilizados incluem Si, Mg, Ca e Ni nas duas séries, com concentrações superiores nos ensaios curtos e com sulfato. Ademais, os produtos gasosos incluem H2, CH4, C2H6 e C2H4. Tanto o H2 quanto o CH4 foram observados em ambas as séries, com concentrações superiores na série sulfatada. Por fim, C2H6 e C2H4 foram detectados apenas na série sulfatada. Esses resultados apontam para o sulfato como um importante agente ao longo das reações de carbonatação. Isso ocorre devido a sua mudança de especiação ao longo das reações, com sua redução para formação de H2S e HS-, diminuindo o pH da solução, intensificando as reações de dissolução e favorecendo a cristalização de magnesita. Tais interpretações apontam para sistemas de carbonatação do manto como importantes mobilizadores de íons e gases, com a presença do sulfato afetando diretamente a concentração dos produtos gerados. Esta mobilização pode contribuir como fonte para a cristalização de fases hidrotermais, eodiagenéticas e sin-genéticas sobrepostas aos sistemas de carbonatação. Por fim, a neoformação de sulfetos de Ni-Fe e a geração de gases reduzidos aponta para as reações de carbonatação do manto exumado como potenciais geradores de hidrocarbonetos e H2, além de mineralizações de Ni em ambientes hidrotermais.

Palavras Chave

Peridotito; CO2; Carbonato; Magnesita; Hidrogênio.