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A transição energética e a mitigação climática exigem soluções de aprisionamento permanente de carbono, contexto no qual o armazenamento de CO2 em sequências basálticas se destaca pela fixação geoquímica definitiva via carbonatação mineral in-situ. A viabilidade e a cinética desse processo são governadas pela petrologia e mineralogia de detalhe da rocha hospedeira: a dissolução de fases primárias reativas (clinopiroxênios, plagioclásios cálcicos, olivina e mesóstase vítrea) dita a taxa de liberação de cátions divalentes (Ca²⁺, Mg²⁺ e Fe²⁺) para a precipitação de fases carbonáticas secundárias estáveis. A caracterização dessas fases em conjunto com a mineralogia secundária pré-existente (zeólitas e argilominerais) e o suporte da modelagem geoquímica termodinâmica e cinética tornam-se indispensáveis para quantificar caminhos de reação ao longo do tempo, prever a passivação de superfícies minerais e antecipar variações de porosidade e permeabilidade decorrentes do preenchimento mineral (pore clogging).

Esses processos reativos microscópicos são condicionados pela arquitetura estratigráfica interna dos derrames, cujas variações de litofácies, alternando topos vesiculares e brechas permeáveis com núcleos densos preservados, controlam os caminhos preferenciais de fluxo hidrodinâmico e a área superficial de contato fluido-rocha. Nesse cenário, o Grupo Serra Geral na Bacia do Paraná atua como um análogo petrológico, mineralógico e estratigráfico direto, permitindo calibrar em afloramentos e testemunhos de sondagem a heterogeneidade das fácies vulcânicas e sua resposta geoquímica. A transposição desse modelo conceitual terrestre fornece critérios preditivos fundamentais para avaliar o potencial de mineralização e reduzir incertezas em intervalos ígneos correlatos das bacias da margem continental brasileira (Pelotas, Santos e Campos), onde os dados de poço e amostragens contínuas de rochas vulcânicas são restritos e de elevado custo operacional.

O desenvolvimento metodológico do projeto estrutura-se a partir da integração cronológica entre dados de subsuperfície de poços exploratórios disponibilizados pela ANP, seções estratigráficas de detalhe em afloramentos do Grupo Serra Geral e uma robusta rotina laboratorial analítica e experimental. Inicialmente, realiza-se uma revisão bibliográfica sistemática voltada à petrologia de sequências vulcânicas e à mineralização de carbono, acompanhada da triagem e organização de perfis geofísicos e relatórios de poços das bacias do Paraná, Pelotas, Santos e Campos. A partir desse levantamento preliminar, são selecionados intervalos vulcânicos representativos com disponibilidade de amostras de calha e testemunhos para posterior calibração com os análogos de superfície.

A etapa subsequente compreende o trabalho de campo focado no levantamento de seções estratigráficas em afloramentos do Grupo Serra Geral na Bacia do Paraná. O trabalho visa mapear a arquitetura interna dos derrames por meio da individualização de suas litofácies características, contrastando crostas de topo vesicular e amigdaloidal, brechas de derrame e núcleos maciços densos. Durante o mapeamento, realiza-se a coleta sistemática de amostras para caracterização das fases secundárias pré-existentes, como zeólitas, argilominerais, sílica e carbonatos eodiagenéticos, identificando seu impacto na oclusão da porosidade e sua influência prévia na circulação de fluidos.

As amostras selecionadas são submetidas a uma detalhada caracterização petrológica, mineralógica e petrofísica em laboratório. A análise textural e mineralógica primária é realizada por microscopia óptica em lâminas delgadas, complementada por difração de raios X (DRX) para a determinação quantitativa das fases cristalinas e identificação de argilas. A microscopia eletrônica de varredura acoplada a espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS) é empregada para mapear quimicamente a mesóstase vítrea residual e as variações composicionais de piroxênios e plagioclásios. Em paralelo, determina-se a porosidade e a permeabilidade efetiva ao gás, associadas ao imageamento 3D por microtomografia computadorizada de raios X (micro-CT), o que possibilita quantificar a conectividade da rede vesicular e o padrão de microfraturas das diferentes fácies antes das reações químicas.

Com base na caracterização física e composicional, realizam-se ensaios de reatividade fluido-rocha em reatores de alta pressão e temperatura, simulando condições representativas de reservatório através da injeção de fluidos acidificados por CO2 dissolvido. O monitoramento hidrogeoquímico das soluções ejetadas permite mensurar a cinética de dissolução e a liberação de cátions divalentes de cálcio, magnésio e ferro, enquanto análises pós-reação por DRX e MEV/EDS identificam a precipitação de fases carbonáticas neoformadas nas superfícies minerais e nos poros. Esses parâmetros cinéticos e termodinâmicos alimentam simulações de modelagem geoquímica e transporte reativo, viabilizando a projeção temporal da estabilidade das fases minerais, o reconhecimento de mecanismos de passivação de superfícies e a avaliação de fenômenos de obstrução do espaço poroso (pore clogging). Por fim, os modelos conceituais calibrados no Grupo Serra Geral são correlacionados aos perfis geofísicos de poço das bacias marinhas de Pelotas, Santos e Campos, consolidando critérios preditivos de reatividade para áreas onde a amostragem direta de rochas vulcânicas é restrita.

O projeto visa consolidar um banco de dados integrado contendo parâmetros petrológicos, mineralógicos, petrofísicos e cinéticos das diferentes litofácies vulcânicas basálticas, permitindo quantificar as taxas de liberação de cátions divalentes e a eficiência de precipitação de fases carbonáticas estáveis em condições de reservatório. Como meta científica central, pretende-se calibrar modelos geoquímicos termodinâmicos e cinéticos capazes de simular a evolução mineralógica a longo prazo, determinando a extensão do aprisionamento mineral e prevendo variações induzidas de porosidade e permeabilidade. A integração desses resultados culminará na construção de um modelo preditivo baseado em análogos terrestres que subsidie a interpretação de eletrofácies e a avaliação de integridade para a estocagem de carbono nos intervalos ígneos das bacias marginais brasileiras de Pelotas, Santos e Campos.

No âmbito da formação de recursos humanos, a proposta prevê a inserção direta de estudantes de graduação em geociências e engenharias em planos de trabalho de iniciação científica, capacitando-os em técnicas de petrologia, difração de raios X e caracterização de reservatórios não convencionais. Em nível de pós-graduação, o projeto fomentará o treinamento de discentes em modelagem geoquímica e processos de transporte reativo, associado à captação contínua de bolsas de fomento junto a agências de fomento e programas setoriais de energia. A difusão do conhecimento será concretizada por meio da submissão de artigos científicos a periódicos internacionais de alto impacto nas áreas de geociências aplicadas, petrologia e transição energética, além da apresentação de trabalhos em congressos especializados e da realização de workshops integrando a academia e o setor produtivo. Com isso, os resultados fornecerão balizadores técnicos para a modelagem de riscos e viabilidade de projetos de CCUS, inserindo as formações vulcânicas do território brasileiro no cenário global de mineralização definitiva de carbono.