การแสวงหาประโยชน์จากแหล่งแร่ก่อให้เกิดการถกเถียงเกี่ยวกับความจำเป็นทางเศรษฐกิจกับการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมอยู่เสมอ Fracking สำหรับก๊าซใน ภูมิภาค Karooของแอฟริกาใต้กำลังถกเถียงกันอย่างจริงจัง บทความนี้ไม่เกี่ยวกับการแตกร้าว แต่จะกล่าวถึงแง่มุมของการกักเก็บก๊าซหรือการสูญเสียในหิน Karoo นอกจากนี้ยังเน้นถึงศักยภาพของแหล่งแร่อื่น ๆ ในพื้นที่เดียวกัน Drakensberg ครองพื้นที่ภูเขาของเลโซโททางตอนใต้ของแอฟริกา และประกอบด้วยลาวาบะซอลต์ ทั้งหมด ( เช่นฮาวาย)
การปะทุของลาวาเหล่านี้ยุติการสะสมของตะกอนที่ยืดเยื้อตั้งแต่
300 ถึง 180 ล้านปีก่อน ทราย (ปัจจุบันเป็นหินทรายสีเหลือง) ดินเหนียว (ปัจจุบันเป็นหินดินดานสีน้ำเงินดำ) และวัสดุอินทรีย์ ซึ่งก่อให้เกิดตะกอนถ่านหินจำนวนมากในแอฟริกาใต้ ไม่มีน้ำมัน แต่อาจมีการสะสมของก๊าซ
ความหนารวมของชั้นตะกอนเหล่านี้และการไหลของลาวาอาจสูงถึง 6 กม. และ 2 กม. ตามลำดับ ชั้นตะกอนและลาวาเหล่านี้ปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของกอนด์วานาซึ่งเป็นทวีปขนาดใหญ่โบราณของแอฟริกา อเมริกาใต้ อินเดีย ออสเตรเลีย และแอนตาร์กติกา ที่แยกและลอยออกจากกันเนื่องจากแรงระเบิดของภูเขาไฟเมื่อ 180 ล้านปีก่อน
เกี่ยวข้องกับการไหลออกของลาวาจำนวนมหาศาล มีระบบประปาลึกขนาดใหญ่ของหินหลอมเหลวที่เรียกว่าแมกมา แมกมาเกิดจากการหลอมละลายที่ความลึก 100 กม. ภายในโลก และแทรกซึมขึ้นสู่ผิวโลก รอยต่อ รอยแตก หรือจุดอ่อนใดๆ ในเปลือกโลกจะถูกแมกมารุกราน หินตะกอนเป็นเหมือนกองแพนเค้ก เป็นชั้นที่บางมากและมีพื้นผิวที่แยกออกจากกันชัดเจน
หินหนืดที่รุกล้ำขึ้นมาฉีดตัวในแนวนอนตามพื้นผิวที่แยกจากกันเหล่านี้ เป็นระยะทางหลายสิบถึงร้อยกิโลเมตร เมื่อหินหนืดเย็นตัวลง จะทำให้เกิดหินแข็งสีดำ (ไม่เหมือนกับลาวาหินบะซอลต์) ที่เรียกว่าโดเลอไรต์ ที่หินหนืดบุกเข้าไปในระนาบนอนในแนวนอน เราเรียกมันว่าธรณีประตู
หินทรายและหินดินดานที่แข็งกว่าหินทรายและหินดินดานที่อยู่ด้านล่างและด้านบน ธรณีประตูหินโดเลอไรต์เหล่านี้ก่อตัวเป็นเนินเขาที่ราบเรียบ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะของทิวทัศน์ Karoo ในแอฟริกาใต้ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการสืบทอดของ Karoo มีความหนาประมาณ 10% เป็นธรณีประตูโดเลอไรต์โดยมีความหนาของธรณีประตูเฉลี่ย 30 ม. เมื่อหินหนืดจับตัวเป็นก้อนสูงชัน เราเรียกว่าเขื่อนกั้นน้ำ
ลักษณะสำคัญทางเศรษฐกิจที่แตกต่างกันสองประการของธรณีประตู
เหล่านี้มีค่าควรแก่การอธิบาย ประการแรกเกี่ยวข้องกับการเก็บรักษาก๊าซ มีการเปรียบเทียบหลายอย่างระหว่างหินดินดานที่มีแก๊สในการก่อตัวของตะกอนทั่วโลกกับหิน Karoo ในแอฟริกาใต้ และประเด็นที่รู้จักกันดีเกี่ยวกับเศรษฐศาสตร์กับสิ่งแวดล้อมกำลังถกเถียงกันอย่างหนัก
อย่างไรก็ตาม Karoo เป็นตัวอย่างเดียวที่มีธรณีประตู dolerite มากมาย ธรณีประตูโดเลไรต์มีผลกระทบที่เป็นไปได้สองประการ ก๊าซที่เกิดขึ้นจากการย่อยสลายวัสดุอินทรีย์ของพืชที่ถูกฝังอยู่ใต้ชั้นทรายและดินเหนียวหนา โดยปกติแล้วก๊าซจะรั่วไหลขึ้นข้างบนอย่างช้า ๆ ผ่านรูพรุนเล็ก ๆ และช่องว่างในหินจนกระทั่งติดอยู่ใต้ชั้นหินที่ไม่มีรูพรุน เราเรียกชั้นนั้นว่าผ่านไม่ได้
ธรณีประตูโดเลไรต์ก่อตัวเป็นชั้นที่น้ำผ่านไม่ได้ และดังนั้นอาจทำหน้าที่เป็นหินดักจับก๊าซได้ดี ดังนั้นหินที่อยู่ใต้ขอบหินโดเลอไรต์อาจเป็นเป้าหมาย การสำรวจที่ ดี
แต่ยังมีกระบวนการที่ตรงกันข้าม หินหนืดรุกล้ำที่อุณหภูมิ 1200 องศาเซลเซียส เมื่อมันเย็นลง หินที่อยู่รอบๆ ก็ร้อนขึ้น ความกว้างของโซนทำความร้อนนี้ขึ้นอยู่กับความหนาของธรณีประตูโดเลไรต์ อุณหภูมิสูงสุดที่ก๊าซสามารถอยู่รอดได้คือประมาณ 250 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมินั้นก๊าซจะถูกเผาไหม้ อุณหภูมิดังกล่าวจะเกินสำหรับหินรอบ ๆ ทั้งหมดที่มีความหนาไม่เกินครึ่งหนึ่งของโดเลไรต์ (ทั้งด้านบนและด้านล่าง)
ก๊าซใด ๆ ที่มีอยู่ในหินตะกอนเมื่อ 180 ล้านปีก่อนภายในระยะห่างจากธรณีประตูจะถูกทำลาย ดังนั้นธรณีประตูหนา 30 ม. จะเผาไหม้ก๊าซทั้งหมดในระยะ 15 ม. ด้านบนและด้านล่าง บนพื้นผิวหลายแห่งพบว่ามีหินตะกอนแสดงโครงสร้างที่ผิดปกติมาก
หินได้แตกและประสานใหม่และมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก คุณลักษณะเหล่านี้เกิดจากการปล่อยของไหลและก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงจากความลึก พวกเขามีหลักฐานว่าการบุกรุกของ dolerites ปลดปล่อยก๊าซที่ไหลขึ้นไปหรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้น อาจมีก๊าซน้อยกว่าที่คาดไว้ ดังนั้นเราจึงไม่รู้ว่าจะคาดหวังผลอย่างไรจากโดเลไรต์ในแง่ของการเก็บรักษาก๊าซ
แม้ว่าจะเคยขุดแร่ในปริมาณเล็กน้อย แต่ก็มีหลักฐานทางเคมีว่าควรมีการสะสมแร่จำนวนมากขึ้นที่ฐานของมัน เหตุผลก็คือว่าหากของเหลวที่อุดมด้วยกำมะถันที่ผสมกันไม่ได้แยกออกจากหินหนืด (เช่น น้ำมันที่แยกตัวออกจากน้ำ หรือหยดไขมันที่ก่อตัวบนชามหล่อเย็นของน้ำชะล้าง) สัดส่วนที่มากของนิกเกิลและทองแดงจะถูกสกัดเข้าไปในซัลไฟด์ ของเหลวซึ่งจะก่อตัวเป็นแร่
แมกมาที่เหลืออยู่จะถูกทำให้หมดลงในนิกเกิลและทองแดงเมื่อเทียบกับองค์ประกอบดั้งเดิม จากความแตกต่างระหว่างหินบะซอลต์ “ปกติ” กับหินอินซิซวา จึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณว่ามวลมหาศาลของซัลไฟด์ที่อุดมด้วยนิกเกิล-ทองแดงน่าจะซ่อนอยู่ใต้การบุกรุก
ฉันรู้จักการบุกรุกของ dolerite อีกสี่ตัวใน Karoo ที่มีลักษณะการลดลงของนิกเกิล – ทองแดงโดยมีนัยว่าพวกมันสามารถโฮสต์ทรัพยากรโลหะมีค่าที่ฐานได้เช่นกัน การสำรวจและผลประโยชน์ของพวกเขาจะสร้างความขัดแย้งในระดับชาติที่คล้ายคลึงกับที่เกิดขึ้นจากการทำ Fracking หรือไม่?
