Eksploatacja złóż mineralnych zawsze tworzy debaty wokół konieczności gospodarczej vs ochrony środowiska. Fracking dla gazu w regionie Karoo w Republice Południowej Afryki jest obecnie energicznie dyskutowane. Ten artykuł nie jest o szczelinowanie, ale to dotyka aspektów retencji gazu lub utraty w Karoo skał. Podkreśla również potencjał dla innych złóż mineralnych w tym samym obszarze.

Formacja skał w Karoo

Drakensberg dominują w górzystym kraju Lesotho w południowej Afryce, i składają się w całości z bazaltowych law (jak Hawaje).

Erupcja tych law zakończyła przedłużający się okres akumulacji materiału osadowego od 300 do 180 milionów lat temu – piasek (obecnie żółty piaskowiec), glina (obecnie niebiesko-czarne łupki) i materiał organiczny, ten ostatni produkujący rozległe złoża węgla w RPA, bez ropy naftowej, ale być może akumulacje gazu.

Całkowita grubość tych warstw osadowych i strumieni lawy prawdopodobnie osiągnęła 6 km i 2 km odpowiednio. Te warstwy osadowe i lawy pokrywały znaczną część Gondwany, starożytnego megakontynentu Afryki, Ameryki Południowej, Indii, Australii i Antarktydy, który rozdzielił się i dryfował z powodu sił erupcji wulkanicznych 180 milionów lat temu.

Słupki Cholerytowe

Połączony z rozległym wylewem lawy był ogromny głęboki system hydrauliczny stopionych skał, zwany magmą. Magmy powstawały poprzez topienie się na głębokości 100 km wewnątrz Ziemi i infiltrowały swoją drogę ku górze, ku powierzchni. Wszelkie połączenia, pęknięcia i słabości w skorupie ziemskiej byłyby wykorzystywane przez wdzierającą się magmę. Skały osadowe są jak stosy naleśników – bardzo cienkie warstwy z wyraźnymi powierzchniami podziału pomiędzy nimi.

Grobla dolerytowa przecinająca warstwy skał osadowych. Grant Cawthorn

Uwięzienie gazu w skałach

Warto wyjaśnić dwa bardzo różne, potencjalnie ważne z ekonomicznego punktu widzenia aspekty tych spągów. Pierwszy z nich odnosi się do zachowania gazu. Wiele analogii zostało narysowanych między gazonośnych łupków w formacjach osadowych na całym świecie z Karoo skał w Republice Południowej Afryki i dobrze znane kwestie ekonomii kontra środowisko są żywo dyskutowane.

Jednakże Karoo jest jedynym przykładem, który ma obfite dolerytowych sills. Istnieją dwa potencjalnie przeciwstawne efekty działania usypisk dolerytowych. Gaz powstał z rozkładającej się organicznej materii roślinnej, która została zakopana pod grubymi warstwami piasku i gliny. Gaz normalnie bardzo powoli wyciekałby do góry przez małe pory i przestrzenie w skałach, aż zostałby uwięziony pod warstwą skały, która nie ma porów. Taką warstwę nazywamy nieprzepuszczalną.

Słupki dolerytowe tworzą takie nieprzepuszczalne warstwy i dlatego mogły działać jako dobre skały pułapkowe dla gazu. Tak więc skały znajdujące się pod progiem dolerytowym mogą stanowić dobry cel poszukiwań.

Ale jest też proces przeciwstawny. Intruzja magmy miała temperaturę 1200 stopni Celsjusza. W miarę stygnięcia ogrzewała otaczające ją skały. Szerokość tej strefy ogrzewania zależała od grubości dolerytowego progu. Najwyższa temperatura, w której gaz może przetrwać to około 250 stopni Celsjusza, powyżej tej temperatury zostanie spalony. Temperatura ta zostanie przekroczona dla wszystkich otaczających skał, które znajdują się w obrębie połowy grubości samego dolerytu (zarówno powyżej, jak i poniżej).

Każdy gaz obecny w skałach osadowych 180 milionów lat temu w tej odległości od progu zostałby zniszczony. Thus, a 30m-thick sill would burn all the gas within 15m above and below. W wielu miejscach na powierzchni odkryto, że skały osadowe mają bardzo niezwykłą strukturę.

Skały zostały połamane i ponownie scementowane, a także szeroko zmienione. Cechy te zostały przypisane uwolnieniu z głębokości wysokotemperaturowych płynów i gazów. Czy są one dowodem na to, że intruzja dolerytów wyzwoliła gazy, które popłynęły w górę? Jeśli tak, to gazu może być mniej niż przewidywano. Nie wiemy więc, czego możemy się spodziewać, jeśli chodzi o zachowanie gazu w dolerytach.

Ukryte złoża niklu i miedzi

Drugi potencjalny aspekt ekonomiczny odnosi się do mineralizacji siarczkowo-niklowo-miedziowej. Znaczna część światowych zasobów niklu wydobywana jest z dolerytów. Najlepszym przykładem jest Syberia, Rosja. W Republice Południowej Afryki istniała jedna mała kopalnia mineralizacji siarczkowej niklowo-miedziowej w Insizwa, w pobliżu Kokstad, w KwaZulu-Natal. Grubość intruzji wynosi 1000 m.

Aczkolwiek znikome ilości rudy zostały kiedykolwiek wydobyte, istnieją chemiczne dowody na to, że znacznie większe złoża powinny występować u jej podstawy. Logika jest taka, że jeśli niemieszalna, bogata w siarkę ciecz oddzieli się od magmy (jak olej od wody lub krople tłuszczu tworzące się na stygnącej misce z wodą do mycia naczyń), znaczna część niklu i miedzi zostanie wyekstrahowana do cieczy siarczkowej, która następnie utworzy złoże rudy.

Pozostała magma byłaby wtedy zubożona w nikiel i miedź w porównaniu z jej pierwotnym składem. Na podstawie różnic pomiędzy „normalnym” bazaltem a skałami Insizwa można obliczyć, że pod intruzją powinny być ukryte ogromne masy bogatych w nikiel i miedź siarczków.

Leave a comment

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.