Classifying the reactivity of volcanic rocks from the Serra Geral Group: an approach using a proposed Reactivity Index (RI)

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.5380/bpg.v83i2.99861

Resumen

The increasing global interest in CO₂ mineralization in basaltic rocks has led to studies within Large Igneous Provinces (LIPs), particularly focusing on their carbon storage potential. In South America, the Serra Geral Group (SGG), part of the Paraná-Etendeka Province, has been the subject of investigations due to its compositional diversity and extensive volcanic sequences. This study assesses the applicability of the Reactivity Index (RI) as a predictive tool for geochemical reactivity in six SGG volcanic rock samples, compared with two Icelandic basalts and one Columbia River Basalt (CRB). Results reveal RI values for SGG samples ranging from -11.1 to -6.7 log mol/s, aligning well with the observations from batch reactor experiments. Higher RI values were associated with increased reactivity, supporting the use of the index as a reliable proxy, especially in preliminary evaluations, although it does not account for textural characteristics or surface area variations. The samples from SGG, Icelandic, and CRB showed similar RI values. When integrated with petrography, surface area, and chemical data, the RI provides a promising tool for evaluating the reactivity of volcanic rocks in carbon storage strategies.

Biografía del autor/a

Stephanie Carvalho da Silva, Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR)

Possui graduação em Geologia (2014) e Mestrado em Geociências (2018) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Atualmente é Doutoranda em Geoquímica pelo Programa de Pós-Graduação em Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) com período de doutorado sanduíche na Universitet it Troms (UiT), na Noruega. Atua principalmente em temas relacionados à Geoquímica, Geotectônica, Geologia Estrutural, Petrologia, Metamorfismo e Mapeamento Geológico. Seus interesses incluem particularmente: geoquímica, petrologia ígnea e metamórfica, modelamento termodinâmico de condições metamórficas, geologia estrutural, evolução tectônica, petrografia e microestruturas de rochas ígneas e metamórficas, magmatismo sintectônico e magmatismo colisional.

João Pedro Zielinski, Institute of Petroleum and Natural Resources (IPR), Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul (PUCRS)

Pesquisador pleno no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR) da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), onde desenvolve pesquisas aplicadas à Captura, Uso e Armazenamento Geológico de CO2 (CCUS). Graduado em Geologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC, 2015), com parte dos estudos realizados na Universidad Complutense de Madrid (UCM) durante o ano acadêmico de 2012-2013, como bolsista do programa Ciência sem Fronteiras. Concluiu o mestrado em Geociências pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) em 2017 e o doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental (PPGRHSA) do IPH/UFRGS (2024), com pesquisa voltada à análise hidrogeoquímica e isotópica da interação CO2-água subterrânea-mineral em aquíferos rasos. Seus principais temas de interesse incluem: armazenamento permanente de CO2 por meio de abordagens de remoção de dióxido de carbono (CDR); reatividade geoquímica e potencial de mineralização in situ de CO2 em rochas basálticas; estudo da interação CO2-rocha-fluido em condições de reservatório; e aplicação de técnicas ambientais para Monitoramento, Medição e Verificação (MMV) de possíveis vazamentos de CO2 em ambientes onshore e offshore. Revisor convidado para o Journal of South American Earth Sciences (Elsevier)

Erico Albuquerque Santos, Institute of Petroleum and Natural Resources (IPR), Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul (PUCRS)

Bacharel em Geologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (2017). Mestre em Geociências pelo Programa de Pós-Graduação em Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2019). Pesquisador Visitante no GEOTOP - Research Centre in Earth System Dynamics da Université du Québec à Montréal (2021 - 2022) pelo Programa PDSE - Programa de Doutorado Sanduíche no Exterior fomentado pela Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES. Doutor em Agroecossistemas pelo Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas da Universidade Federal de Santa Catarina (2024).

William Jeovanini Fucks, Institute of Petroleum and Natural Resources (IPR), Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul (PUCRS)

Geólogo graduado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Foi integrante da comissão coordenadora do projeto de extensão Modelamento Virtual de Afloramentos das Vias de Escalada, no Instituto de Geociências da mesma Universidade, empregando técnicas de geoprocessamento e geotecnologias. Em 2016, foi Bolsista de Iniciação Científica no Laboratório de Palinologia Marleni Marques Toigo - UFRGS desempenhando atividades relacionadas ao projeto de análise das palinofácies de depósitos miocênicos da Bacia de Pelotas. Também foi bolsista de iniciação científica do programa PIBIC CNPq-UFRGS, no Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica (CECO) - UFRGS. Atualmente trabalha como auxiliar de pesquisa no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR/PUCRS), participando de projetos de monitoramento de CO2 próximo à superfície e temas relacionados à captura e armazenamento geológico de carbono. 

Antônio Rosales Gonçalves Oliveira, Institute of Petroleum and Natural Resources (IPR), Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul (PUCRS)

Geólogo formado pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos – UNISINOS, com experiência nas áreas de hidrogeologia, geofísica, mapeamento aéreo com drones, micropaleontologia, Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) e saídas de campo voltadas ao licenciamento ambiental. Atualmente atua no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR). Atualmente é mestrando em Geologia pela Universidade Federal do Paraná (UFPR).

 

Pedro Sousa Costabile, Institute of Petroleum and Natural Resources (IPR), Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul (PUCRS)

Graduando em fase de conclusão de curso em Geologia na UFRGS, desenvolve o projeto temático com estratigrafia química do período Permiano na Bacia do Paraná e atualmente faz estágio no IPR na PUCRS no projeto DAC-SI com captura e armazenamento de CO2.Trabalhou com análises de isótopos de carbono e oxigênio em carapaças carbonáticas através de I.C. no projeto "Reconstrução Paleoambiental da Lagoa dos Patos". Estagiou na CPRM desenvolvendo atividades no SIAGAS.

Rodrigo Iglesias, Institute of Petroleum and Natural Resources (IPR), Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul (PUCRS)

Possui graduação em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1997) e mestrado em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000). Doutor em Ciencias Químicas pela Universidad Autónoma de Madrid (Espanha, 2006), com bolsa CAPES. Pós-doutorado no Laboratório de Novos Materiais Orgânicos do IQ-UFRGS (2007). Tem experiência na área de Química, com ênfase em Química Teórica, Físico-Química Orgânica e Geoquímica, atuando principalmente nos seguintes temas: métodos quânticos de cálculo de propriedades eletrônicas moleculares, síntese de novos materiais orgânicos com aplicações optoeletrônicas, modelagem numérica e experimental de interações CO2-fluido-mineral em reservatórios geológicos. Atualmente é Professor Assistente da Faculdade de Engenharia (FENG) da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), e trabalha na área de Modelagem Geoquímica e Petrofísica no Instituto do Petróleo e Recursos Naturais (IPR), na PUCRS.

Breno Leitão Waichel, Universidade Federal de Santa Catarina

Possui graduação em Geologia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1995), mestrado em Geociências pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1999) e doutorado em Geociências pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2006). Atualmente é professor associado da Universidade Federal de Santa Catarina. Coordena o grupo de pesquisa ESPEPETRO- Estratigrafia, petrologia e petrofísica e participa dos seguintes grupos de pesquisa (CNPq): Petrologia e estratigrafia de sequências vulcânicas (UFRGS) e do Grupo de Análise de Bacias da USFC (ANBA). Tem experiência na área de Geologia, com ênfase em vulcanologia, estratigrafia e petrologia.

Victor Hugo Jacks Santos, Institute of Petroleum and Natural Resources (IPR), Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul (PUCRS)

Possui Técnico Profissionalizante em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - IFRS (2012), Graduação em Química Industrial pela PUCRS (2015) e Mestrado/Doutorado em Engenharia e Tecnologia de Materiais pela PUCRS (2018/2022). Atualmente atua como Pesquisador no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais - IPR/PUCRS. 

Felipe Dalla Vecchia, Institute of Petroleum and Natural Resources (IPR), Pontifical Catholic University of Rio Grande do Sul (PUCRS)

Professor adjunto e pesquisador na PUCRS. Desde novembro de 2017 ocupa a posição de diretor do Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais da PUCRS (IPR). Atualmente faz parte do quadro de docentes permanentes do Programa de Pós Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais (PGETEMA). Possui doutorado e mestrado em Engenharia e Tecnologia de Materiais pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. No ano de 2006 graduou-se em Engenharia de Controle e Automação pela mesma universidade.Tem experiência na área de Engenharia de Materiais participando do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias para captura e conversão de CO2 (CCUS). Desenvolve atividades de pesquisa também na área de Integridade de poços na indústria do óleo e gás e corrosão de aços por CO2 em condições supercríticas, produção de hidrogênio de baixa intensidade de carbono, captura de CO2 direto do ar (DAC)e dispositivos de acumulação de energia.

Cassiane Maria Nunes Ferreira, Repsol Sinopec Brasil

Possui Doutorado em Geologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2008). Atualmente é pesquisadora na Repsol Sinopec Brasil. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geofísica. Engenheira com 15 anos de experiência na área de exploração e produção de petróleo, com especialidade em petrossísmica, integração rocha-perfil-fluido-sísmica, análise de atributos elásticos, experimentos e modelagem estatística de física de rochas, classificação de fácies, análise de viabilidade, AVO, inversão sísmica e interpretação sísmica quantitativa das propriedades de reservatórios. Atualmente tem realizado estudos e implementação de modelos de física de rochas que forneçam módulos elásticos efetivos aplicáveis às rochas carbonáticas em geral; e estudos petrossísmicos avançados de modelagem e calibração dos reservatórios do Pré-Sal. A utilização destes modelos na inversão geoestatística e geração de parâmetros para construção dos modelos geomecânicos.

Leonildes Soares de Melo Filho, Repsol Sinopec Brasil

Graduação Geologia pela Universidade de Brasília (1993) e mestrado em Geologia pela Universidade de Brasília (1996). Atualmente é geofísico pela Petrobras SA, com experiência na área de Geociências e ênfase em Geofísica de Reservatórios de Petróleo e Gás. Atua principalmente nos seguintes temas: caracterização sísmica, modelagem geológica e geomecânica de reservatórios de petróleo e gás.

Citas

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Amígdala de apofilita e escolecita e basalto. Amostra do grupo PET Geologia

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Publicado

2025-07-21

Cómo citar

Silva, S. C. da, Zielinski, J. P., Albuquerque Santos, E., Jeovanini Fucks, W., Rosales Gonçalves Oliveira, A., Sousa Costabile, P., … Melo Filho, L. S. de. (2025). Classifying the reactivity of volcanic rocks from the Serra Geral Group: an approach using a proposed Reactivity Index (RI). Boletim Paranaense De Geociências , 83(2), 1–10. https://doi.org/10.5380/bpg.v83i2.99861

Número

Vol. 83 Núm. 2 (2025): GeoMinE

Sección

Artigos do GeoMinE

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