El carbón mineral es el resultado de la acumulación
de materia vegetal en un ambiente muy especial de depósito. Aunque las
primeras plantas se desarrollaron a principios del Paleozoico, no fue
sino hasta el Paleozoico tardío, particularmente en los períodos
Carbonífero y Pérmico, cuando hubo una gran proliferación de especies
que produjeron grandes acumulaciones de turba.
A través del tiempo geológico, desde el Carbonífero
al Cuaternario se han venido formando numerosos depósitos de carbón, sin
embargo, dentro de este intervalo de tiempo sobresalen tres períodos
muy importantes que son el Carbonífero, el Jurásico-Cretácico y el
Terciario (Figura 1).
1Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México
2 Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, Instituto Politécnico Nacional
3Programa de Geofluidos, Centro de Geociencias, UNAM. Campus Juriquilla
4 Vid 120, Colonia Nueva Santa María, 02800, México D.F.
5 Escuela Superior de Ingeniería “Lic. Adolfo López Mateos”, Universidad Autónoma de Coahuila
2 Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, Instituto Politécnico Nacional
3Programa de Geofluidos, Centro de Geociencias, UNAM. Campus Juriquilla
4 Vid 120, Colonia Nueva Santa María, 02800, México D.F.
5 Escuela Superior de Ingeniería “Lic. Adolfo López Mateos”, Universidad Autónoma de Coahuila
Los primeros depósitos de importancia económica se
encuentran en el Carbonífero Tardío y el Pérmico Temprano. Dichos
yacimientos, constituyen la mayor reserva de carbón (black coal) en el
mundo (40%) y porlo general son los más explotados por su buena calidad.
Estos carbones paleozoicos se distribuyen en franjas a
lo largo del hemisferio norte en Canadá y Estados Unidos de América,
Europa y la Ex-Unión Soviética. En el hemisferio sur están presentes en
América del Sur, África, India, Asia, Australia y la Antártida.
El segundo episodio importante en la formación de cuencas
carboníferas, sucedió durante el Jurásico-Cretácico. Los principales
yacimientos de esta edad contienen el 31.4% de las reservas y se
encuentra en Canadá, Estados Unidos de América, México, China, Australia
y la Ex Unión Soviética.Por último, durante el Terciario se formaron los yacimientos más jóvenes con el tipo de carbón conocido como lignito. Se les encuentra en todos los continentes, constituyendo la mayor parte de las reservas de este tipo de carbón a nivel mundial. Se caracterizan por tener espesores
muy grandes y por estar poco deformados.
Los yacimientos más importantes de México pertenecen al segundo episodio, son esencialmente cretácicos y se localizan principalmente en el estado de Coahuila (Figura 2).
Origen de los yacimientos de carbón
Generalmente, se define al carbón como una roca de
origen orgánico que se genera por la diagénesis, a cierta presión y
temperatura de materia vegetal procedente de pteridofitas, gimnospermas y
angiospermas, y ocasionalmente de briofitas. La composición del carbón
incluye carbono, hidrógeno, oxígeno, así como pequeñas cantidades de
azufre y nitrógeno; contiene además, dióxido de carbono y metano;
compuestos aceitosos, como alquitrán y brea, que a su vez contienen
amoniaco, tolueno, naftas y creosotas (Clayton, 1998). La mayoría de los
yacimientos de carbón mineral se generan en paleoambientes
pantanosos asociados a lagunas, deltas, estuarios y zonas de rift
continental.
La formación de yacimientos económicamente explotables ocurre cuando se cumplen las siguientes condiciones:
- Presencia de vegetación muy abundante, normalmente en un ambiente tropical cálido y húmedo.
- Ambiente tectónico de subsidencia en equilibrio con el crecimiento y sepultamiento de la vegetación, de tal manera que no quede expuesta a la oxidación en la superficie. Bajo estas condiciones, la descomposición de la materia orgánica sepultada ocurre muy lentamente o no sucede, permitiendo que se forme la turba.
- Estas condiciones paleoambientales deben presentarse conjuntamente durante intervalos de tiempo prolongados.
Por lo regular, la acumulación de turba se lleva a
cabo “in situ”, es decir, los restos vegetales se acumulan en el mismo
sitio donde crecen las plantas; ya sea en los deltas, estuarios,
albuferas o rifts continentales.
Aunque en ocasiones la materia vegetal puede sufrir
transportación y depositarse en áreas alejadas de su lugar de origen.
Estas características permiten diferenciar los carbones autóctonos,
formados en el propio ecosistema, y los carbones alóctonos, formados en
un medio ambiente diferente al ecosistema original. Según el medio de
formación, también es posible diferenciar entre los carbones límnicos,
formados en medios lacustres, y los carbones parálicos, formados en
ambientes transicionales como deltas, estuarios o lagunas (Diessel,
1992; Piedad-Sánchez, 2005). Un factor también importante en la génesis
de los diferentes tipos de carbón es el clima (paleoclima) imperante
durante la época de la generación de turba. Los más favorables son los
paleoclimas tropicales, generadores de vegetación exuberante que generan
cantidades enormes de turba, y que en condiciones tectónicas favorables
se puede sepultar y formar carbón. Asimismo, es importante considerar
la edad de las unidades sedimentarias en las que pueden presentarse
mantos de carbón, ya que las plantas vasculares aparecieron por primera
vez en el Silúrico, y poblaron la mayor parte de la superficie de la
Tierra durante el Devónico, con presencia de selvas formadas con
hierbas, arbustos y árboles, cuya turba acumulada permitió la formación
de los depósitos de carbón más antiguos conocidos.
Posteriormente, se formaron yacimientos de carbón
prácticamente de todas las edades, aunque existen períodos especialmente
favorables que se explican por factores fundamentalmente tectónicos,
paleoclimáticos y de tipo de vegetación predominante en cada uno de
dichos períodos (Diessel, 1992; Piedad-Sánchez, 2005).
Yacimientos de carbón en México
Antecedentes
En México, se conoce el carbón mineral como un
recurso económicamente rentable desde 1850, cuando Birkinbine publicó
algunos datos sobre el hierro y carbón de Oaxaca, redescubiertos por
José V. Camacho Jiménez, en el año de 1921.
Las primeras concesiones para la explotación del
carbón se llevaron a cabo en 1828, otorgando a la antigua población de
Rosita, privilegios para explotar hierro y carbón. Sin embargo, los
métodos primitivos, los altos impuestos y la falta de comunicación
impidieron su desarrollo.
La primera producción comercial de la que se tiene referencia se
inició en 1884, en un socavón excavado cerca del pueblo de San Felipe,
al sur de la Estación Sabinas, en el estado de Coahuila. El carbón se
utilizó primero para fundir cobre en las minas de Pánuco (al suroeste de
la Estación Candela en Coahuila), después para proveer de combustible a
los ferrocarriles y hacia finales del Siglo XIX, para las nacientes
industrias metalúrgicas y del acero. Cabe destacar que la primera
exploración sistemática la realizó en 1860 el Ingeniero Jacobo Küchler,
cuando presentó la primera descripción fisiográfica y geográfica del
área de San Felipe El Hondo, población cercana a Sabinas, Coahuila
(Salas y Benavides, 1976).
Durante el período de 1910-1930, el carbón fue
desplazado por el uso del petróleo, sin embargo, continuó siendo un
factor indispensable en la industria siderúrgica y minero-metalúrgica,
originando un sólido mercado interno. Durante esta época, los
subproductos de los materiales volátiles fueron desaprovechados. A
partir de 1930 y hasta 1959 la explotación del carbón fue esencial para
el desarrollo cada vez más estable de las industrias impulsadas desde
1910, contrastando con la forma muy limitada en que fue aprovechado para
la generación de energía eléctrica.
Se estima que por esos años el porcentaje máximo
utilizado en este servicio no sobrepasaba a las 250,000 ton/año (Salas y
Benavides, 1976).
Las estadísticas muestran que de 1902 a 1910 se
produjeron 10.08 millones de toneladas de carbón “todo uno”, es decir
como viene de las minas. De 1911 a 1921 la producción bajó a 3.97
millones de toneladas debido a los disturbios durante la Revolución
Mexicana. De 1921 a 1940, época en que proliferaron las compañías
carboníferas pequeñas y se iniciaron algunas mayores, la producción
acumulada fue de 31.99 millones de toneladas de carbón “todo uno”, casi
todo coquizable, y procedió de las subcuencas de Sabinas, Esperanza y
otras, en el estado de Coahuila (Salas y Benavides, 1976).
A partir de 1954 se instalaron en el país plantas
coquizadoras de capacidad suficiente para recuperar hasta el 85% de los
subproductos de carbón. En 1959 se instaló en Monclova, Coahuila, la
primera planta de fertilizantes que utilizó gas de la coquizadora
construida por Mexicana de Coque y Derivados S.A. de C.V. con una
capacidad de 560,000 ton/ año (Piedad-Sánchez, 2005).
La industria del carbón en nuestro país es primordial
como generadora de empleos, inversiones y de electricidad con bajos
costos. Sin embargo, la participación de México con respecto a los
países más importantes en la exportación del carbón hacia Estados Unidos
de América (el principal mercado mundial) es nula, no pudiendo competir
con China y Canadá, en los últimos años (Gobierno del Estado de
Coahuila, 2003; Piedad-Sánchez, 2005).
Hasta el año 2004 y de acuerdo con la Dirección
General de Minas de la Secretaría de Economía, la Región Carbonífera de
Coahuila sigue teniendo el primer lugar en el país en la producción de
carbón, con un estimado de 11,305,022.50 toneladas, señalándose que
Coahuila registró un valor de la producción minera para el año 2003 de
2,293,050,400 millones de pesos para el carbón (Piedad-Sánchez, 2005).
Descripción de las cuencas carboníferas
Si bien se conoce la presencia de indicios de carbón mineral en
varios estados de la República Mexicana, los principales yacimientos de
este recurso natural se localizan en 3 regiones que, citadas en orden de
importancia actual, corresponden a los estados de Coahuila, Oaxaca y
Sonora. En otros estados de la República como Colima, Chihuahua,
Chiapas, Durango, Guerrero, Hidalgo, Jalisco, Nuevo León, Michoacán,
Puebla, San Luis Potosí, Tabasco y Veracruz, también se encuentran
evidencias de carbón, aunque de menor importancia económica (Fig. 2).
Región Carbonífera de Coahuila
La Región Carbonífera de Coahuila, también designada
“Cuenca de Sabinas” es la más importante del país, aportando más del 90%
de la producción nacional de carbón, de acuerdo a las últimas cifras
indicadas por el Servicio Geológico Mexicano (2003). Esta región se
ubica en la porción norte-central del estado de Coahuila y se extiende
al oriente hasta incluir una pequeña área del estado de Nuevo León
(Figura 3), (Robeck et al., 1956; Flores-Galicia, 1988; Flores-Espinoza,
1989; Brizuela, 1992).
Dumble (1892) y Vaughan (1900) realizaron los
primeros estudios geológicos, describiendo las formaciones de la región.
Böse y Cavins (1927), en base a la bioestratigrafía europea, asignaron
la edad a estas unidades. Finalmente, Stephenson (1927) definió las
formaciones tal y como se conocen hasta ahora. El estudio geológico más
completo en ese entonces fue el de Robeck et al. (1956), en el que se
describe detalladamente la estratigrafía y estructura de la región de
Sabinas, y se estiman las reservas de carbón. Otros trabajos más
recientes han sido publicados por Flores-Galicia (1988), Consejo de
Recursos Minerales (1994) y Rivera-Martínez y Alcocer-Valdés (2003),
quienes han actualizado el cálculo de las reservas.
La Región Carbonífera de Coahuila, también designada
“Cuenca de Sabinas”, aunque tal y como se ha indicado anteriormente,
comprende una cierta parte del territorio de Nuevo León, se divide en
dos sub-regiones. La primera se localiza al sur de las poblaciones de
Nueva Rosita y de Sabinas, y se extiende hasta las cercanías de Monclova
(Figura 3), cubriendo una superficie aproximadamente de 10,000 km2. La
segunda se localiza en el área Nava-Piedras Negras, se extiende en una
franja paralela al Río Bravo del Norte, cubre una superficie de
aproximadamente 2,000 km2 y se le designa “Zona de Fuentes-Río
Escondido”, nombre tomado de una pequeña mina del área. (Robeck et
al.,1956; Flores-Galicia, 1988; Verdugo y Ariciaga, 1988a, b;
Flores-Espinoza, 1989; Brizuela, 1992). Geológicamente, la Cuenca de
Sabinas está constituida por ocho “subcuencas” que corresponden con
sinclinales amplios, cuya orientación NW-SE se ajusta a la estructura
regional. Estas subcuenca
localmente se designan como Sabinas, Esperanzas, Saltillito, Lampacitos, San Patricio, Las Adjuntas, Monclova y San Salvador (Flores-Galicia, 1988) (Figura 4).
localmente se designan como Sabinas, Esperanzas, Saltillito, Lampacitos, San Patricio, Las Adjuntas, Monclova y San Salvador (Flores-Galicia, 1988) (Figura 4).
Las rocas que afloran dentro de la Región Carbonífera
de Coahuila varían en edad del Jurásico Tardío al Cuaternario
(Flores-Galicia, 1988; Eguiluz de Antuñano, 2001). Los materiales
mesozoicos están esencialmente representados por rocas sedimentarias de
ambientes marinos; los sedimentos del Terciario y Cuaternario se
componen principalmente por rocas de tipo continental, incluyendo
algunos derrames de basalto, las cuales han sido estudiadas por varios
autores, entre ellos Robeck et al. 1956).
Estructuralmente, las rocas sedimentarias de la
región adoptan la forma de anticlinales y sinclinales de dimensiones
relativamente grandes, estructuras que presentan complicaciones locales
tales como deformación, pliegues subordinados en las calizas de
estratificación delgada y adelgazamiento de las formaciones arcillosas;
dichas rocas están también están afectadas por diapiros de yeso y
cuerpos ígneos intrusivos. Las rocas plegadas más jóvenes son del final
de Cretácico y sobre ellas descansa en posición discordante el
conglomerado Sabinas, considerado como del Plioceno.
Recursos en la Región Carbonífera de Coahuila
Dentro de estas subcuencas, la de Sabinas es la mejor
conocida debido a su intensa explotación de carbón, tiene 62 km de
longitud, con anchura máxima de 24 km.
La profundidad máxima a la que se encuentra el manto
de carbón es de 490 metros en un lugar que está como a 6 km al oriente
de Los Piloncillos. La subcuenca de Esperanzas, localizada al poniente
de la subcuenca de Sabinas, también ha sido objeto de exploración y
explotación; tiene 34 km de longitud y una anchura máxima de 7 km.
(Robeck et al., 1956).
El carbón explotable se encuentra principalmente en
estas dos subcuencas. Éste se presenta en forma de un doble manto
separado por un cuerpo arcillo-limolítico. En los demás depósitos
conocidos localizados en las otras subcuencas, no siempre se encuentra
el segundo manto. En la cima del segundo manto, se presenta un horizonte
de arcilla refractaria de 25 a 30 cm de espesor, que corresponde
probablemente a una toba volcánica transformada parcialmente en
bentonita. Este horizonte es un índice confiable para la correlación de
los mantos de carbón de una mina a otra, así como para la correlación de
áreas próximas entre sí (Figuras 5 y 6).
El carbón de estas
subcuencas (Tabla 1) es de tipo sub-bituminoso, apropiado para su
transformación en coque: tiene volatilidad media a baja, presenta
vitrinita preponderantemente como constituyente, y un poder reflector de
la vitrinita de 0.6-1.2 % (Figura 7) (Piedad-Sánchez et al., 2005). En
cuanto a las reservas, al año de 1993 se estimó un potencial total de
1,387,622,586 ton. (Rivera-Martínez y Alcocer-Valdés, 2003).
Coahuila. Incluido
en la sub-región de Fuente-Río Escondido. Abajo, el color negro
corresponde a la cima de la capa principal, la cual está dentro de la
formación Olmos del Cretácico (foto de Micare, 1982).
En la subregión “Zona de Fuente-Río Escondido”, la litología de las
unidades estratigráficas del Cretácico Tardío que contienen los
horizontes de carbón es prácticamente la misma que los depósitos
contemporáneos de la Cuenca de Sabinas. La diferencia está en el tipo de
carbón que posee, ya que se trata de carbón sub-bituminoso “C”, de alta
volatilidad (de flama larga), poco apropiado para que se le pueda
transformar en coque. Asimismo, de acuerdo a la clasificación de
combustibles fósiles sólidos, este carbón corresponde al tipo vítrico
con más de 65% de vitrinita y de facies mixta cuya materia mineral
excede el 20% (Verdugo y Ariciaga, 1988a, b) (Figuras 8 y 9). Desde el
punto de vista estructural, los sedimentos carboníferos de esta zona
forman un monoclinal continuo, buzando hacia el noreste, por lo cual
dichas unidades quedan pronto cubiertas por las formaciones marinas del
Terciario que afloran hacia el este y constituyen la Planicie Costera
del Golfo de México.
Los mantos están asociados a un sistema deltaico que
se desarrolló durante el Maastrichtiano-Campaniano y que ha sido
clasificado como del tipo constructivo lobulado. Sus facies están
representadas por las formaciones Upson (prodelta), San Miguel (frente
deltaico) y Olmos (planicie deltaica), siendo esta última la que
contiene, los mantos de carbón con espesores económicos (Verdugo y
Ariciaga, 1988).
Los trabajos de
exploración, realizados en forma coordinada por la Comisión Federal de
Electricidad y por Minera Carbonífera Río Escondido, S.A. permitieron
comprobar reservas del orden de 600 millones de toneladas de carbón
sub-bituminoso, de flama larga, cuyas características se pueden
consultar en la Tabla 1.
De acuerdo con el programa de diversificación
energética, la Comisión Federal de Electricidad, desarrolló en 1982 un
proyecto termo-eléctrico, para generar 1,200 (MW) que consumirían 4.3
millones de toneladas de carbón por año, extraído de la subcuenca
carbonífera Fuentes-Río Escondido.
Región Carbonífera de Colombia-San Ignacio, Estados de Tamaulipas, Coahuila y Nuevo León
Esta región ha sido poco explorada, aunque se incluye
aquí por su ubicación al noreste de México. Forma parte de la Cuenca de
Burgos, ubicada en el estado de Tamaulipas y una porción de los de
Nuevo León y Coahuila, ocupando el norte de la Planicie Costera del
Golfo de México (Figura 2).
En esta cuenca afloran formaciones marinas terciarias
dispuestas en franjas orientadas NW-SE, cuya edad disminuye hacia el
oriente. Estas formaciones registran la regresión generalizada del mar,
asociada a levantamiento regional. Sin embargo, el proceso regresivo
dominante estuvo afectado por numerosas oscilaciones
transgresivo/regresivas del litoral, expresados en las interdigitaciones
de los depósitos sedimentarios marinos y continentales, estos últimos
conteniendo capas de carbón lignítico de edad Paleogena.
La columna estratigráfica está representada en su
totalidad por rocas sedimentarias de edad Paleoceno-Eoceno y materiales
aluviales recientes.
En su mayoría, dichas rocas corresponden a lutitas,
areniscas, limolitas y conglomerados, de las formaciones Midway, Wilcox,
Carrizo, Bigford, Pico Clay, Laredo, Uvalde y las arenas, gravas y
conglomerados mal consolidados, que conforman los depósitos del Reciente
(Rivera-Martínez y Alcocer-Valdés, 2003).
Las unidades de mayor interés están representadas por
las formaciones Bigford y Pico Clay del Terciario, ya que en la cima de
la primera y en la base de la segunda se localizan los mantos de carbón
lignítico ,que representan el principal interés económico de esta
cuenca.
Los programas de exploración realizados en diferentes
épocas tanto por Comisión Federal de Electricidad como por el extinto
Consejo de Recursos Minerales, han permitido detectar la presencia de
hasta nueve mantos de carbón en esta cuenca, con espesores que van desde
0.17 m hasta 0.60 m y profundidades que van desde la superficie del
terreno hasta los 150 m. En general, los mantos presentan una posición
subhorizontal, con inclinaciones de 2° a 4° hacia el NE.
El carbón de esta cuenca fue clasificado como lignito
brillante sapropélico a lignito brillante vítrico (Rivera-Martínez y
Alcocer-Valdés, 2003).
Las reservas de carbón han sido cuantificadas en el
área de Villa Hidalgo en 5,914,169 toneladas medidas, 5,152,249
indicadas y 2,232,800 inferidas y en la zona de Colombia-San Ignacio
51,052,449 toneladas probadas y susceptibles de explotación
(Rivera-Martínez y Alcocer-Valdés, 2003).
Región Carbonífera de Tezoatlán-Mixtepec, Oaxaca
Se localiza en la porción noroeste, del estado de
Oaxaca y se extiende hacia los vecinos estados de Puebla y de Guerrero,
quedando incluida dentro de la provincia fisiográfica de la Sierra Madre
del Sur. La zona mejor estudiada corresponde a la región de Mixtepec–El
Consuelo–Tezoatlán, Oaxaca (Figura 2).
Los mantos de carbón se encuentran en la parte
inferior de las Formaciones Rosario, Zorrillo y Simón del Jurásico Medio
(Erben, 1956), constituidas por una alternancia de areniscas, lutitas y
limolitas, depositadas probablemente en un ambiente deltaico. El
espesor de las capas de carbón varía de unos cuantos centímetros hasta 3
m, con configuraciones muy variadas (Figura 10). En distancias cortas,
se adelgazan o se engruesan, se subdividen o vuelven a juntarse,
desaparecen casi por completo o se dispersan súbitamente (Ojeda-Rivera,
1975). Sin embargo, en algunas áreas se han detectado mantos de cientos
de metros de longitud, aunque persiste la lenticularidad, la
variabilidad de espesor y su interestratificación con roca intermedia
(Ojeda-Rivera, 1975). En esta secuencia se ha descrito la flora jurásica
mejor conocida de México (Wieland, 1914; Corona-Esquivel et al., 1995).
Debido a las condiciones sedimentológicas inherentes a
su formación y a procesos orogénicos posteriores, buena parte de los
mantos de carbón presentan altos contenidos de impurezas. Además, están
afectados por una fuerte tectónica, deformación que aunada a la
influencia de numerosas intrusiones ígneas, ha dado lugar a que los
depósitos de carbón, junto con las unidades sedimentarias que los
contienen, se encuentren en forma de bloques aislados por numerosas
fallas, lo cual limita la continuidad de las capas de carbón y sus
posibilidades de explotación económica. (Cortés-Obregón et al., 1957;
Salas y Benavides, 1976).
Uno de los pocos bloques que parece tener cierta
homogeneidad se localiza en las cercanías de El Consuelo. Según estudios
del extinto Consejo de Recursos Minerales, teniendo en cuenta la
multitud de factores positivos y negativos, sobre todo estos últimos,
que intervienen en la distribución de carbón del área de Tezoatlán, se
estima que esa área contiene un tonelaje máximo probable de 30 millones
de toneladas de carbón y un tonelaje posible de 30 millones más
(Ojeda-Rivera, 1975). De estas reservas solamente los 30 millones de
toneladas, probables y posibles del Cerro de San Juan Viejo tienen
posibilidades de aprovechamiento económico, bajo las condiciones
actuales de explotación, no sólo por la cantidad y calidad del carbón,
sino por su distribución.
Los 30 millones de toneladas restantes corresponden a
las reservas probables y posibles de las áreas de El Consuelo y
Sayuyá-Santa Catarina. Estas reservas no tienen ninguna posibilidad de
aprovechamiento económico inmediato, pero si constituyen una reserva
confiable que puede llegar a ser económica por sí sola, si continúa
subiendo de precio el carbón, o que podría utilizarse como reserva
emergente de un proyecto termo-eléctrico en el que se tratase de
aprovechar las reservas del Cerro de San Juan Viejo (Ojeda-Rivera,
1975).
Asimismo, en la Monografía Geológico-Minera del
estado de Oaxaca publicada por el Consejo de Recursos Minerales (1996),
se indican reservas probables 18.6 millones de toneladas para el área de
Tezoatlán–El Consuelo, reservas probables con 37.18% de carbón fijo y
38.14% de cenizas.
Cabe destacar, que esa región está mal comunicada y
carece de la infraestructura para la explotación del carbón a corto
plazo. Sin embargo, dado que el país está bien interconectado con líneas
de alto voltaje, y que se requiere generar electricidad, el carbón de
la región podría utilizarse para este fin (Salas y Benavides, 1976).
Región Carbonífera de San Marcial-Santa Clara, Sonora
La región carbonífera de San Marcial-Santa Clara se
localiza en la parte central del estado de Sonora, aproximadamente a 90
km al sur de Hermosillo, en la Provincia Fisiográfica Desierto del
Sonora. La geología y los depósitos de carbón han sido investigados por
Dumble (1899), King (1939), Wilson y Rocha (1946), y Flores-Galicia
(1988). Según el Consejo de Recursos Minerales (1994), se han encontrado
también evidencias carboníferas en las regiones de Santa Clara, San
Enrique, Sierra Verde, Los Vasitos y El Cocinero, pero la de San
Marcial, sigue siendo la más importante. En Sonora se encuentran
evidencias de grafito en las regiones de San José de Moradillas (El
Cochi), Ónavas y La Igualama.
La unidad portadora
tanto de los mantos de carbón como del grafito es la Formación Barranca
(King, 1939) del Triásico, elevada a Grupo por Alencáster (1961). El
Grupo Barranca está constituido por conglomerados, areniscas y limolitas
rojas con intercalaciones de lutitas y mantos de carbón y grafito.
Flores-Galicia (1988) menciona que las unidades de esa región están
afectadas por varios periodos de deformación, marcados por las
discordancias entre las rocas Cretácicas y las volcánicas de principios
del Terciario, e intrusionadas por grandes masas plutónicas.
Debido a lo anterior, la potente secuencia del Grupo
Barranca aparece como bloques dislocados, separados entre sí por grandes
distancias; asimismo, el emplazamiento de cuerpos intrusivos indujo el
desarrollo de un sistema de fallas radiales. Los depósitos de carbón se
encuentran interestratificados en el miembro intermedio definido como
Formación Santa Clara (Alencáster, 1961), donde los sedimentos son finos
y carbonosos. El carbón se encuentra bajo la forma de mantos
lenticulares, adelgazándose hasta confundirse con los sedimentos
carbonosos, o bien se acuñan entre dos capas de cuarcita o una lutita y
otra de cuarcita.
Flores-Galicia (1988) menciona que, con la
exploración directa tanto de obra minera como de sondeos con diamante,
fue posible identificar cuatro mantos de carbón comerciales. También se
reconocieron otros considerados de menor importancia debido a su poca
extensión y espesor. Dicho autor señala además que la continuidad de los
mantos está cortada por numerosas fallas de diferente magnitud y tipo,
que producen escalonamientos característicos. Lo anterior debe
considerarse en la formulación de los proyectos de desarrollo y
explotación de estos mantos.
En el área de San Marcial, el carbón es negro, duro,
compacto, brillante, con fractura sub-concoidal o cúbica y gravedad
específica alrededor de 1.9 g/cm3. Se presenta bajo dos tipos: el
primero de ellos tiende a quebrarse fácilmente en trozos más cuboidales,
y es posible recuperarlo íntegramente en los núcleos de exploración; el
segundo tipo se rompe con mayor dificultad y es más untuoso al tacto
(Flores-Galicia, 1988).
El carbón de esta región corresponde al tipo 2 de la
“clase” antracítica, en el grupo que varía desde la meta-antracita hasta
la semi-antracita, incluyendo a la antracita. Los resultados de sus
análisis se listan en la Tabla 1.
Regionalmente, estos depósitos de carbón se
originaron en un ambiente transicional salobre, desarrollado en una gran
cuenca, que se extendía en toda la porción centro-oriental del estado
de Sonora. El carbón generado inicialmente fue bituminoso, el que por
metamorfismo de contacto asociado al emplazamiento de intrusiones
laramídicas, se transformó en carbón antracítico o en grafito.
Las reservas de carbón reportadas por el Consejo de
Recursos Minerales, considerando sólo las áreas de Santa Clara, San
Marcial y San Enrique, son de 4,755 millones de toneladas probadas. Dada
la gran extensión de la cuenca, es muy probable que mediante la
exploración regional, dichas reservas se incrementen sustancialmente.
Cuenca de Cabullona, Sonora
Esta cuenca se localiza en el noreste del estado,
dentro de los Municipios de Agua Prieta, Naco y Fronteras; se le divide
en las áreas de Cabullona y El Encino. En dicha cuenca afloran unidades
que se extienden temporalmente desde del Precámbrico al Reciente,
dominando las formadas por rocas sedimentarias. Las unidades de mayor
interés, por contener yacimientos de carbón, son las Formaciones Cintura
y Snake Ridge del Grupo Bisbee, así como el Grupo Cabullona, todas del
Cretácico (Flores-Galicia, 1988).
La Formación Cintura sobreyace concordantemente a la
Caliza Mural, y subyace de igual manera a la Formación Snake Ridge; es
una secuencia de areniscas, limolitas, lutitas, calizas, y lentes de
conglomerado. Además contiene mantos de carbón, intercalados con lutitas
y/o areniscas y calizas con moluscos de ambiente marino somero, tales
como Trigonia sp., Turritella sp., y Ostrea sp. del Cretácico Temprano.
La Formación Snake Ridge subyace concordantemente a
la Arenisca Camas, tiene un espesor de aproximadamente 650 m, está
constituida por capas medianas de conglomerado arenoso, arenisca
conglomerática, arenisca de grano grueso, y lutita. Hacia la base, se
encuentran dos estratos de lutita carbonosa, que cambian lateralmente a
mantos de carbón. (Flores-Galicia, 1988).
El área de Cabullona se extiende lateralmente 13 km,
comprende los Sectores San Marcos, Las Fragüitas, Santa Rosa, La Aguja y
San Juan.
El Sector San Marcos es el de mayor interés, por
haberse localizado ahí 38 mantos de carbón, material carbonoso o
productos de alteración. El Sector El Encino es importante también por
la presencia de once mantos de carbón (Flores-Galicia, 1988). Los mantos
de carbón de ambos sectores están alojados en la Formación Cintura;
dado que ésta tiene plegamiento intenso, pudiera haber repetición de
mantos.
El carbón de Cabullona corresponde al tipo
bituminoso, subsecuentemente transformado por metamorfismo en antracita y
aún en grafito (Flores-Galicia, 1988).
Debido a la falta de prospección geológica de la
Formación Cintura es difícil presentar una evaluación de reservas, ya
que se conoce la existencia de los mantos de carbón sólo en
afloramientos, desconociéndose su continuidad a profundidad. En base a
los estudios geológicos efectuados sólo se puede estimar los posibles
recursos existentes en 68 millones de toneladas de carbón para el área
de San Marcos y 12 millones para el área El Encino (Flores-Galicia
1988).
Cuenca San Pedro Corralitos, Chihuahua
Esta cuenca se localiza en el Rancho Peña Blanca,
situado 50 km al noreste de Nuevo Casas Grandes, Chihuahua, cerca de la
estación del ferrocarril San Pedro Corralitos.
El área de San Pedro Corralitos corresponde a un
bloque de rocas sedimentarias del Cretácico, preservado de la erosión,
que se ubica entre el complejo ígneo intrusivo de la Sierra del Capulín y
los grandes intrusivos situados en el extremo noreste de la Sierra La
Escondida. El bloque tiene una longitud de 10 km, estructuralmente
corresponde a un sinclinal recumbente, cuyo eje mayor se orienta de E-SE
a N-NW: su flanco norte es casi vertical, mientras que su flanco sur es
más suave, con inclinaciones de 16º a 40º al NE. El bloque está
delimitado hacia el sureste por el complejo ígneo de la Sierra La
Escondida, y hacia el noroeste queda limitado por una falla, que lo pone
en contacto con el aluvión cuaternario (Flores-Galicia, 1988).
En la secuencia sedimentaria del Cretácico Tardío se
encuentran dos intervalos con varios niveles de carbón designados como
Manto Uno y Manto Dos. El Manto Uno tiene un espesor de 76 cm, y muestra
una intercalación lutítica de 4 a 30 cm. El carbón es de tipo
vitrinítico, y por lo tanto, su contenido de volátiles es alto, como
ocurre con el carbón de Coahuila. Hacia la cima, se presentan otros dos
horizontes con carbón.
El Manto Dos, según Flores-Galicia (1988), tiene un
espesor medido de 30 cm, con un nivel carbonoso más pequeño hacia la
cima, de unos 10 cm de espesor. Las reservas de carbón en esta área son
de 5.8 millones de toneladas clasificadas dentro de la categoría de
inferidas, con un espesor máximo del manto de carbón de (0.70 m).
Cuenca Ojinaga, Chihuahua
El carbón de esta cuenca se encuentra en la Formación
Aguja del Maastrichtiano, cuya sección estratigráfica más completa
aflora en la zona del Rancho San José, y comprende dos unidades
cartografiables, cuyo espesor es de aproximadamente 400 m. La primera es
una unidad marina de 60 m de espesor, la cual está constituida en la
base por una alternancia de capas de lutita gris-oscuro y de arenisca
diastratificada, con nódulos calcáreos y abundantes conchas de Exogyra
sp. Hacia la parte superior, esta unidad pasa a una secuencia
gradacional, formada por capas de arenisca diastratificada de grano fino
a grueso, y abundantes moluscos (principalmente gasterópodos,
pelecípodos incluida Ostraea sp.-). La unidad se encuentra intrusionada
por numerosos dique-estratos.
La otra unidad es una secuencia continental, la cual
contiene en la base un manto de carbón sucio de 0.35 a 0.50 m de
espesor, y un estrato arcilloso con concreciones calcáreo-ferrosas.
Hacia la cima aflora una secuencia limo-arenosa que contiene también
abundantes concreciones calcáreo-ferrosas, huesos de dinosaurio, cortada
por diques y dique-estratos.
Coronando la sección se encuentra una cubierta (de roca ígnea de composición básica) de 8 m de espesor (Flores-Galicia, 1988).
Las reservas de carbón estimadas en el área son de 23
millones de toneladas (Flores-Galicia, 1988), sin embargo, los trabajos
geológicos efectuados, indican que actualmente, no son susceptibles de
explotación (económica).
Otras posibles cuencas carboníferas
Desde los albores de la minería del carbón en México,
la atención industrial se enfocó en las subcuencas de Coahuila,
concediéndose poca importancia a la exploración sistemática evaluativa
de los numerosos depósitos carboníferos existentes en otras partes del
país. Es así que se han reportado ya algunas localidades de carbón,
lignito o turba, pero sólo en unas pocas se ha estudiado bien la
geología y se han cuantificado y evaluado sus reservas.
Con base en estudios someros o visitas de
reconocimiento, se sabe que existen manifestaciones carboníferas en los
estados de Coahuila, Chihuahua, Durango, Guerrero, Hidalgo, México,
Michoacán, Oaxaca, Nuevo León, Puebla, San Luis Potosí, Tamaulipas, y
Veracruz, (Salas y Benavides), 1976. La génesis de los depósitos es
similar a la ya descrita, y se encuentran principalmente encajonados en
unidades litoestratigráficas paleozoicas, jurásicas, cretácicas,
eocénicas o más jóvenes, las cuales a continuación se reseñan brevemente
comenzando por las más antiguas.
La Formación Matzitzi de Puebla (Calderón-García,
1956), con su rica y abundante flora, apenas preliminarmente conocida, y
la Formación Los Arcos (Olinalá sic.) de Guerrero (Corona-Esquivel,
1981), son las unidades paleozoicas que podrían contener depósitos de
carbón, ya que en ambas unidades se han encontrado estratos de lutitas
carbonosas (Corona-Esquivel, et al., 2006).
En las rocas de la Formación Tecomazúchil del
Jurásico, que aflora en Tecomatlán, Puebla, y probablemente en otras
partes del estado, como las áreas de Tejaluca y de Ahuatlán, los autores
del presente estudio observaron una capa de carbón de buena calidad, en
posición sub-horizontal, con un espesor aproximadamente de 1.50 m.
En Guerrero, en la Región de la Montaña (parte
noroeste del estado), se han reconocido siete áreas con evidencias de
carbón contenidos en estratos del Jurásico Medio y Tardío
(Corona-Esquivel, 1978). La zona con carbón “Cualac” en el estado de
Guerrero, es el área más promisoria. Se encuentra al norte de la
población del mismo nombre y tiene una superficie de aproximadamente 80
km2. Los depósitos principales se encuentran en las cañadas de
Cuachitzoloyo, Limontitlán y en la Loma La Viga, en la parte baja del
Grupo Tecocoyunca de edad jurásica. El carbón forma capas y lentes
alargados, con espesores de 45 a 50 cm, excepcionalmente llegan a tener
80 cm. El carbón encontrado hasta ahora es sucio, con impurezas de
arcillas, y valores de 4 al 17% de carbón fijo (Corona-Esquivel, 1978).
La zona de “Xalmolapa”, Guerrero, caracterizada por
rocas también del Jurásico, tiene una superficie aproximada de 24 km2,
se localiza al sureste de Cualac y norte de Tlapa; su litología es muy
similar a la de Cualac, difiriendo en que los mantos de carbón tienen
espesores menores a 50 cm y son mas lenticulares.
En la zona de “Xixila”, situada al noroeste de
Olinalá, Guerrero, justo entre Xixila y Mitlancingo, sólo se encuentran
capas gruesas de lutita carbonosa negra, con impresiones de plantas
fósiles del Jurásico y algunos fragmentos de troncos carbonizados, muy
semejantes a los del arroyo de Cuachitzoloyo en la región de Cualac
(Corona-Esquivel, 1978).
En la zona de Quechultenango, Guerrero, se
encontraron pequeñas capas y lentes de carbón limpio, así como
impresiones de tallos y troncos, contenidos en un estrato arenoso de
edad Jurásica; estos lentes por su tamaño, no son de interés económico.
Las localidades potenciales de contener depósitos de
carbón de edad Cretácica son: El Bolsón de Mapimí, en Durango;
Temexalco, Coxcatlán y Xilitla, en San Luis Potosí; Villa Pánuco en
Veracruz; y Tancasneque en Tamaulipas. La información que se tiene de
ellas es muy limitada (Salas y Benavides), 1976.
También existen localidades potenciales de depósitos
de carbón de edad cenozoica; entre ellas están: la Cuenca de Colombia en
Nuevo León, que contiene carbones sub-bituminosos de origen palustre de
edad eocénica, los de Yahualica y Chicontepec en Veracruz, de edad
oligocénica; los de Zacualtipán en Hidalgo, de edad miocénica, (Cope,
1886) y los de Tamazunchale en San Luis Potosí, de edad terciaria.
Se conocen además algunas localidades con evidencias
de lignito y/o turbas de origen lacustre, tales como Tehuichila y
Zacualtipán y San Miguel Ocaxichitlán, estado de Hidalgo, de edad
miocénica; y las de Chalco, Estado de México, de edad cuaternaria.
Casi todas estas localidades con afloramientos de
carbón, sólo se conocen por estudios de reconocimiento; en muy pocos
casos se han efectuado trabajos de obra minera. Por ejemplo, en
Colombia, Nuevo León, se produjo carbón para la Fundidora de Fierro y
Acero de Monterrey, pero pronto se suspendió la producción por su bajo
volumen.
En Tecomatlán, Puebla, se trabajó en 1874 (Jiménez,
1921), una mina llamada “La Salvadora”, pero su escaso rendimiento
pronto obligó a cerrarla. Lo mismo aconteció en la Peña de Ayuquila en
el estado de Puebla; por último, en 1875, se produjo carbón de la Mina
“El Cristo 2,” ubicada cerca de Tempoal, Veracruz, mismo que era
transportado por barco en el Río Pánuco, pero pronto se suspendió la
producción por no ser costeable (Salas y Benavides), 1976.
Discusión
Los depósitos de carbón en México no tienen la
extensión ni el espesor que presentan otros yacimientos a nivel mundial.
Lo anterior se debe en parte, a que en México no se tienen grandes
secuencias sedimentarias del Carbonífero-Pérmico, cuyo intervalo de
tiempo fue muy favorable para la formación del carbón.
Con relación a la región carbonífera del Cretácico de
Coahuila, la cual es la más importante en México, a pesar de que los
estudios paleoclimáticos preliminares indican condiciones favorables
para el crecimiento de la vegetación, no parece haberse cumplido el
segundo factor de subsidencia constante para permitir el depósito y
preservación de grandes espesores de turba y de esta manera, generar
grandes espesores de capas de carbón.
Conclusiones
A pesar de que en México se conocen abundantes manifestaciones de carbón repartidas en series sedimentarias con edades comprendidas entre el Paleozoico y el Cuaternario, únicamente algunas cuencas carboníferas han podido ser desarrolladas tanto por el volumen de sus reservas como por la facilidad de su explotación.
A pesar de que en México se conocen abundantes manifestaciones de carbón repartidas en series sedimentarias con edades comprendidas entre el Paleozoico y el Cuaternario, únicamente algunas cuencas carboníferas han podido ser desarrolladas tanto por el volumen de sus reservas como por la facilidad de su explotación.
Geográficamente, los principales yacimientos de este
recurso natural se localizan en los estados de Coahuila, Oaxaca y
Sonora. Entre ellas, tienen pocas posibilidades de contener depósitos
económicamente explotables, por otra parte, presentan un mayor grado de
dificultad para su explotación debido a que por lo general están mas
deformados.
Agradecimientos
El presente estudio es parte de las investigaciones llevadas a cabo
por la Universidad Nacional Autónoma de México, (Instituto de Geología y
el Centro de Geociencias “Campus Juriquilla”), así como de la
Universidad Autónoma de Coahuila, “Campus Nueva Rosita”. El primer y
tercer autor agradecen al extinto Consejo de Recursos Minerales y a la
compañía Minera Carbonífera Río Escondido (MICARE), por permitir la
publicación de los datos obtenidos durante los trabajos de exploración
realizados para esas instituciones. Piedad-Sánchez hace patente su
reconocimiento a PROMEP, CONACYT y a la Compañía MIMISA, por el apoyo
para la obtención y difusión de los datos en este trabajo.
En especial, los autores desean expresar su
agradecimiento al Dr. Martín Valencia Moreno por su crítica y minuciosa
revisión del manuscrito así como su gentil ayuda. Se agradece, asimismo,
a las pasantes de la carrera de Ingeniero Geólogo Sarah Arroyo y Laura
Vargas, a la Pasante de Ingeniería en recursos Minerales y Energéticos,
Fabiola González Carrillo, y a la Sra. Yuritzi Hurtado por su
colaboración durante la conformación del texto. La adaptación de las
figuras fueron procesadas por Federico Díaz Mafara.
La región carbonífera de Coahuila es la más
importante del país, aportando más del 90% de la producción nacional de
carbón. Este carbón explotable es de edad cretácica y aparece
esencialmente en las “subcuencas” de Sabinas y de Esperanzas.
En general, el carbón de la sub-región
“Sabinas-Monclova”, es de tipo sub-bituminoso, apropiado para su
transformación en coque: tiene volatilidad media a baja, presenta
vitrinita preponderantemente como constituyente y un poder reflector de
la vitrinita de 0.6-1.2 %. A diferencia del área anterior, en la
sub-región “Zona de Fuente-Río Escondido”, el tipo de carbón es
sub-bituminoso “C”, de alta volatilidad (de flama larga), poco apropiado
para que se le pueda transformar en coque; sin embargo, está siendo
utilizado para la producción de energía eléctrica.
La cantidad y calidad del carbón contenidos en otras
series mesozoicas fuera de las de Coahuila es variable, así como su
importancia, siendo destacables los yacimientos de San Marcial-Santa
Clara y Cabullona en el estado de Sonora así como Corralitos en
Chihuahua.
En la porción sur del país, el carbón contenido en
las secuencias jurásicas de la región Tezoatlan-Mixtepec en el Estado de
Oaxaca, constituyen una reserva confiable que pudiese ser aprovechada a
corto plazo, para la generación de energía eléctrica.
Los indicios de carbón que aparecen en series
paleozoicas, como los de las formaciones Matzitzi en Puebla y Los
Arcos-Olinalá en Guerrero,
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