Exploatarea zăcămintelor minerale creează întotdeauna dezbateri în jurul necesității economice versus conservarea mediului. În prezent, fracturarea pentru gaze în regiunea Karoo din Africa de Sud face obiectul unor dezbateri viguroase. Acest articol nu se referă la fracturare, dar abordează aspecte legate de reținerea sau pierderea gazului în rocile din Karoo. De asemenea, evidențiază potențialul pentru alte depozite de minerale în aceeași zonă.

Formația rocilor din Karoo

Drakensbergul domină țara muntoasă Lesotho din sudul Africii și sunt compuse în întregime din lave bazaltice (ca în Hawaii).

Erupția acestor lave a încheiat o perioadă îndelungată de acum 300 până la 180 de milioane de ani de acum 300 până la 180 de milioane de ani de acum – nisip (acum gresie galbenă), argilă (acum șist albastru-negru) și material organic, acesta din urmă producând depozitele extinse de cărbune din Africa de Sud, fără petrol, dar posibil acumulări de gaze.

Grosimile totale ale acestor straturi sedimentare și ale fluxurilor de lavă au atins probabil 6 km și, respectiv, 2 km. Aceste straturi sedimentare și lave au acoperit o mare parte din Gondwana, vechiul mega-continent format din Africa, America de Sud, India, Australia și Antarctica, care s-a divizat și s-a îndepărtat din cauza forțelor erupțiilor vulcanice de acum 180 de milioane de ani.

Sills de dolarită

Asociat cu vasta revărsare de lavă a existat un uriaș sistem de canalizare adâncă de rocă topită, numită magmă. Magmele au luat naștere prin topire la adâncimi de 100 km în interiorul Pământului și s-au infiltrat în sus spre suprafață. Orice îmbinări, fisuri sau puncte slabe din scoarța terestră ar fi fost exploatate de magma invadatoare. Rocile sedimentare sunt ca niște grămezi de clătite – straturi foarte subțiri cu suprafețe de despărțire definite între ele.

Magma care a invadat în sus s-a injectat orizontal de-a lungul acestor suprafețe de despărțire, pe o distanță de zeci sau chiar o sută de km. Pe măsură ce magma s-a răcit, a produs o rocă dură și neagră (nu foarte diferită de lavele de bazalt) care se numește dolerit. În cazul în care magma a invadat un plan de așternere orizontal, o numim sill.

Fiind mult mai dure decât gresiile și șisturile de dedesubt și de deasupra, aceste filonii de dolerit formează dealurile cu vârfuri plate atât de caracteristice peisajului Karoo din Africa de Sud. Studiile au arătat că succesiunea Karoo conține aproximativ 10% din grosimea sa sub formă de praguri de dolerit, cu o grosime medie a pragurilor individuale de 30 de metri. În cazul în care magma s-a solidificat într-o fractură abruptă, o numim dyke.

Dyke de dolerit care taie straturi de roci sedimentare. Grant Cawthorn

Tratarea gazului în roci

Două aspecte foarte diferite, potențial importante din punct de vedere economic, ale acestor zăcăminte merită explicate. Primul se referă la conservarea gazelor. S-au făcut multe analogii între șisturile purtătoare de gaz din formațiunile sedimentare din întreaga lume cu rocile Karoo din Africa de Sud, iar binecunoscutele probleme legate de economie versus mediu sunt dezbătute viguros.

Cu toate acestea, Karoo este singurul exemplu care are șisturi doleritice abundente. Există două efecte potențial opuse ale pragurilor de dolerit. Gazul s-a format din materia vegetală organică în descompunere care a fost îngropată sub straturi groase de nisip și argilă. În mod normal, gazul se scurge în sus foarte încet prin porii și spațiile mici din roci până când este prins sub un strat de rocă care nu are pori. Noi numim acel strat impermeabil.

Straturile de dolerit formează astfel de straturi impermeabile și astfel ar fi putut acționa ca roci captive bune pentru gaz. Astfel, rocile de sub un filon de dolerit ar putea constitui o bună țintă de explorare.

Dar există și un proces opus. Magma a intruzionat la 1200 de grade Celsius. Pe măsură ce s-a răcit, a încălzit rocile din jur. Lățimea acestei zone de încălzire a depins de grosimea filonului de dolerit. Cea mai mare temperatură la care gazul poate supraviețui este de aproximativ 250 de grade Celsius, peste această temperatură el va fi ars. Această temperatură va fi depășită pentru toate rocile înconjurătoare care se află pe o distanță mai mică de jumătate din grosimea doleritului însuși (atât deasupra, cât și dedesubt).

Care gaz prezent în rocile sedimentare de acum 180 de milioane de ani pe această distanță față de prag ar fi fost distrus. Astfel, un prag de 30 m grosime ar fi ars tot gazul pe o distanță de 15 m deasupra și dedesubt. Într-o serie de localități de suprafață, s-a constatat că rocile sedimentare prezintă o structură foarte neobișnuită.

Rocile au fost sparte și re-cimentate și au fost puternic alterate. Aceste caracteristici au fost atribuite eliberării de fluide și gaze la temperaturi ridicate de la adâncime. Sunt ele dovezi că intruziunea doleritelor a eliberat gaze care s-au scurs în sus? Dacă da, este posibil să existe mai puțin gaz decât se anticipa. Așadar, nu știm la ce să ne așteptăm ca efectul doleritei să fie în ceea ce privește conservarea gazelor.

Depozite ascunse de nichel și cupru

Cel de-al doilea aspect economic potențial se referă la mineralizarea cu sulfuri de nichel-cupru. O proporție considerabilă din cantitatea de nichel din lume este extrasă din dolerite. Cel mai bun exemplu este în Siberia, Rusia. În Africa de Sud a existat o mică mină de mineralizare de sulfură de nichel-cupru la Insizwa, lângă Kokstad, în KwaZulu-Natal. Intrusul are o grosime de 1000 m.

Deși cantități neglijabile de minereu au fost exploatate vreodată, există dovezi chimice că la baza sa ar trebui să apară depozite mult mai mari. Logica este că, dacă un lichid imiscibil bogat în sulf se separă de magmă (la fel ca uleiul care se separă de apă sau picăturile de grăsime care se formează pe un bol de apă de spălat care se răcește), o proporție considerabilă de nichel și cupru ar fi extrasă în lichidul sulfurat, care apoi formează un depozit de minereu.

Magma rămasă ar fi apoi sărăcită în nichel și cupru în comparație cu compoziția sa inițială. Pe baza diferenței dintre bazaltul „normal” și rocile Insizwa, este posibil să se calculeze că mase enorme de sulfură bogată în nichel-cupru ar trebui să fie ascunse sub intruziune.

Leave a comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.