Papel da intercamada na estabilidade termoestrutural de Mg-esmectitas da Bacia de Santos: implicações na distinção entre espécies

Abstract

A identificação precisa de esmectitas trioctaédricas do Pré-Sal (saponita e estevensita) constitui um desafio científico devido à elevada variabilidade cristaloquímica, à heterogeneidade estrutural e à coexistência/interestratificação com fases afins (e.g., kerolita), fatores que podem comprometer interpretações baseadas exclusivamente em dados químicos ou em critérios térmicos fixos. A difração de raios X (DRX) é a principal ferramenta para identificação estrutural de esmectitas; contudo, a distinção espécie-específica é limitada, pois depende de diferenças sutis de carga e do comportamento de hidratação e expansão, que podem ser realçadas por tratamentos controlados da intercamada. Esta dissertação integra análises de DRX e termogravimetria (DTG) para avaliar como a composição da intercamada controla desidratação, perda de expansibilidade e desidroxilação em duas esmectitas trioctaédricas do Pré-Sal da Bacia de Santos (SAP e STV), em lotes naturais e em alíquotas saturadas (Cs⁺, Li⁺, K⁺, Mg²⁺ e Ca²⁺), submetidas a aquecimentos escalonados (470, 550 e 690 °C) seguidos de solvatação em vapor de etilenoglicol (EG). Os resultados mostram que (i) a retenção de água livre fortemente ligada (TBW) e (ii) a perda de expansibilidade ocorrem em janelas térmicas fortemente dependentes pelo cátion compensador, frequentemente ultrapassando limites consolidados na literatura. No domínio térmico inferior, saponitas preservam hidratação intercamada a temperaturas superiores às observadas em estevensitas, com exceção relevante para Mg-STV. A desidroxilação concentra-se majoritariamente acima de ~700 °C e pode ocorrer de forma parcialmente desacoplada do início do colapso irreversível em determinadas configurações de intercamada. Em estevensitas, reflexões ~9,4–9,6 Å (kerolita/kerolita-like) podem ser intensificadas mediante aquecimento. A alíquota Li_STV aquecida a 690 °C apresenta evolução integral para a reflexão de ~9,3 Å, compatível com evolução para domínios kerolita-/talco-like. Em conjunto, os resultados refinam critérios diagnósticos para distinção entre esmectitas trioctaédricas por DRX, ao expandir o princípio metodológico clássico de Christidis e Koutsopoulou (2013a) por meio da proposição de janelas térmicas específicas dependentes da composição intercamada.