La explotación de los yacimientos minerales siempre genera debates en torno a la necesidad económica frente a la preservación del medio ambiente. El fracking para obtener gas en la región sudafricana del Karoo es actualmente objeto de un intenso debate. Este artículo no trata de la fracturación, pero toca aspectos de la retención o pérdida de gas en las rocas del Karoo. También destaca el potencial de otros yacimientos minerales en la misma zona.

Formación de las rocas del Karoo

Los Drakensberg dominan el país montañoso de Lesoto, en el sur de África, y están compuestos en su totalidad por lavas basálticas (como Hawái).

La erupción de estas lavas puso fin a un prolongado período de acumulación de material sedimentario desde hace 300 a 180 millones de años: arena (ahora arenisca amarilla), arcilla (ahora pizarra azul-negra) y material orgánico, este último produciendo los extensos depósitos de carbón de Sudáfrica, sin petróleo, pero posiblemente con acumulaciones de gas.

Los espesores totales de estas capas sedimentarias y flujos de lava probablemente alcanzaron 6 km y 2 km respectivamente. Estas capas sedimentarias y lavas cubrían gran parte de Gondwana, el antiguo megacontinente de África, Sudamérica, India, Australia y la Antártida que se dividió y separó debido a las fuerzas de las erupciones volcánicas hace 180 millones de años.

Sillares de dolerita

Asociado a la vasta efusión de lava había un enorme sistema de tuberías profundas de roca fundida, llamado magma. Los magmas se originaban al fundirse a profundidades de 100 km en el interior de la Tierra, y se infiltraban hacia la superficie. Cualquier junta, grieta o debilidad en la corteza terrestre habría sido aprovechada por el magma invasor. Las rocas sedimentarias son como pilas de tortitas: capas muy finas con superficies de separación definidas entre ellas.

El magma que invadía hacia arriba se inyectaba horizontalmente a lo largo de estas superficies de separación, a lo largo de decenas o incluso cientos de km. Al enfriarse el magma producía una roca dura y negra (no muy diferente de las lavas basálticas) que se llama dolerita. Donde el magma invadió un plano de estratificación horizontal lo llamamos solera.

Al ser mucho más duras que las areniscas y pizarras subyacentes y suprayacentes, estas doleritas forman las colinas de cima plana tan características del paisaje del Karoo en Sudáfrica. Los estudios han demostrado que la sucesión del Karoo contiene aproximadamente un 10% de su espesor en forma de dolerita, con un espesor medio de 30 m. Cuando el magma se solidificó en una fractura pronunciada, la llamamos dique.

Dique de dolerita que atraviesa capas de rocas sedimentarias. Grant Cawthorn

Atrapamiento de gas en las rocas

Dos aspectos potencialmente importantes desde el punto de vista económico son dignos de explicación. El primero se refiere a la conservación del gas. Se han establecido muchas analogías entre las pizarras que contienen gas en formaciones sedimentarias de todo el mundo y las rocas del Karoo en Sudáfrica, y las conocidas cuestiones sobre economía frente a medio ambiente se debaten enérgicamente.

Sin embargo, el Karoo es el único ejemplo que tiene abundantes doleritas. Hay dos efectos potencialmente opuestos de los sills de dolerita. El gas se formó a partir de material vegetal orgánico en descomposición que estaba enterrado bajo gruesas capas de arena y arcilla. Normalmente, el gas se filtraría hacia arriba muy lentamente a través de los pequeños poros y espacios de las rocas hasta quedar atrapado bajo una capa de roca que no tiene poros. A esa capa la llamamos impermeable.

Las doleritas forman este tipo de capas impermeables y por ello pueden haber actuado como buenas rocas trampa para el gas. Por lo tanto, las rocas que se encuentran debajo de un umbral de dolerita podrían constituir un buen objetivo de exploración.

Pero también hay un proceso opuesto. El magma intruyó a 1200 grados Celsius. Al enfriarse, calentó las rocas circundantes. La amplitud de esta zona de calentamiento dependía del espesor de la dolerita. La temperatura más alta a la que puede sobrevivir el gas es de unos 250 grados Celsius, por encima de esa temperatura se quemará. Esa temperatura será superada por todas las rocas circundantes que estén dentro de la mitad del espesor de la propia dolerita (tanto por encima como por debajo).

Cualquier gas presente en las rocas sedimentarias hace 180 millones de años dentro de esa distancia del umbral habría sido destruido. Por lo tanto, un umbral de 30 m de espesor quemaría todo el gas en un radio de 15 m por encima y por debajo. En varias localidades de la superficie se ha encontrado que las rocas sedimentarias muestran una estructura muy inusual.

Las rocas han sido rotas y re-cementadas, y extensamente alteradas. Estas características se han atribuido a la liberación de fluidos y gases a alta temperatura desde la profundidad. ¿Son pruebas de que la intrusión de las doleritas liberó gases que fluyeron hacia arriba? Si es así, es posible que haya menos gas del previsto. Así que no sabemos qué esperar que el efecto de la dolerita pueda ser en términos de preservación de gas.

Yacimientos ocultos de níquel y cobre

El segundo aspecto económico potencial está relacionado con la mineralización de sulfuros de níquel-cobre. Una parte considerable del níquel mundial se extrae de las doleritas. El mejor ejemplo está en Siberia, Rusia. En Sudáfrica hubo una pequeña mina de mineralización de sulfuro de níquel-cobre en Insizwa, cerca de Kokstad, en KwaZulu-Natal. La intrusión tiene 1.000 m de espesor.

Aunque nunca se explotaron cantidades insignificantes de mineral, existen pruebas químicas de que en su base deberían existir depósitos mucho mayores. La lógica es que si un líquido inmiscible rico en azufre se separa del magma (como el aceite que se separa del agua, o las gotas de grasa que se forman en un cuenco de agua de lavado que se enfría) una proporción considerable del níquel y el cobre se extraería en el líquido sulfurado, que entonces forma un depósito de mineral.

El magma restante estaría entonces agotado en níquel y cobre en comparación con su composición original. Basándose en la diferencia entre el basalto «normal» y las rocas de Insizwa es posible calcular que enormes masas de sulfuro rico en níquel y cobre deberían estar ocultas bajo la intrusión.

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