El Witwatersrand ( Reino Unido : / wɪtˈwɔːtərzrænd , -rɑːnd / , EE . UU . también / ˈwɪtwɔːtərz- / ; [ 1 ] pronunciación en afrikáans : [ ˌvətˌvɑːtərsˈrant ] ; localmente el Rand o, menos comúnmente, el Reef ) es un escarpe de 56 kilómetros de largo (35 millas) orientado al norte en Sudáfrica . Consiste en una roca metamórfica de cuarcita dura y resistente a la erosión , sobre la cual varios ríos que fluyen hacia el norte forman cascadas, lo que explica el nombre Witwatersrand, que significa 'cresta de agua blanca ' en afrikáans . [ 2 ] Esta escarpa que se extiende de este a oeste se puede seguir con una sola interrupción corta, desde Bedfordview (a unos 10 km [6,2 millas] al oeste del Aeropuerto Internacional OR Tambo ) en el este, pasando por Johannesburgo y Roodepoort , hasta Krugersdorp en el oeste (véase el diagrama de la izquierda a continuación). [ 3 ]
El escarpe forma el borde norte de una meseta (o cresta) de 7 a 10 kilómetros de ancho (4–6 mi) que se eleva unos 200 m (660 pies) sobre las llanuras circundantes del Highveld . Varios suburbios pintorescos de Johannesburgo, incluidos Observatory , Linksfield Ridge y Upper Houghton , se encuentran a lo largo del escarpe, con vistas al resto del norte de Johannesburgo y vistas hasta Magaliesberg [ 4 ] (aunque los lugareños se refieren a segmentos del escarpe usando nombres específicos de la zona, como Linksfield Ridge , Parktown Ridge u Observatory Ridge ). [ 5 ] [ 6 ] Toda la estructura similar a una meseta también se llama a menudo Witwatersrand. La elevación de la meseta sobre el nivel del mar está entre 1700 y 1800 metros (5600–5900 pies) .
La meseta de Witwatersrand forma una divisoria continental , donde la escorrentía hacia el norte desemboca en el Océano Índico a través de los ríos Crocodile y Limpopo , mientras que la escorrentía hacia el sur desemboca a través del Vaal en el río Orange y, finalmente, en el Océano Atlántico . [ 3 ] [ 7 ] [ 8 ]
Debido a las extraordinarias cantidades de oro que se han extraído de las rocas de Witwatersrand, la moneda sudafricana recibió el nombre de rand en 1961, tras la proclamación de la república.
Witwatersrand y el Rand son nombres para la conurbación que se desarrolló a lo largo de la cordillera , aunque los términos están cayendo en desuso y Witwatersrand era la "W" en PWV (Pretoria-Witwatersrand-Vereeniging), el nombre inicial de la provincia de Gauteng . En este contexto, ha dado nombre a instituciones como la Universidad de Witwatersrand (Universidad de Wits) y la extinta Universidad Rand Afrikaans (RAU, ahora parte de la Universidad de Johannesburgo ), y a pueblos y regiones como el East Rand , el West Rand y Randburg .
Geología

La meseta de Witwatersrand consiste en una capa de rocas principalmente sedimentarias de 5000 a 7000 metros de espesor (3,1–4,3 mi) depositadas durante un período de aproximadamente 260 millones de años, comenzando hace aproximadamente 2970 millones de años. [ 9 ] Toda la serie de rocas, conocida como el "Supergrupo Witwatersrand", consiste en cuarcitas muy duras y resistentes a la erosión , limolitas bandeadas y algunos depósitos de lava marina, intercalados con tillitas , lutitas y conglomerados más blandos y fácilmente erosionables . Las rocas más antiguas (depositadas hace 2970 millones de años) forman el escarpe norte de la meseta de Witwatersrand; las más jóvenes (depositadas hace 2710 millones de años) son las que forman el borde sur de la meseta.
El oro se encuentra en los estratos conglomerados de los miembros más jóvenes del Supergrupo, conocidos localmente como banket . La abundancia de este oro no tiene parangón en ningún otro lugar del mundo. Se han extraído más de 40 000 toneladas (44 000 toneladas cortas) de estas rocas desde que se descubrió este precioso metal en 1886. Esto representa aproximadamente el 22 % de todo el oro que se conoce actualmente. [ 3 ]
No todos los conglomerados contienen oro, y de los que sí lo contienen (conocidos como "fibrados" por los mineros), el oro no está distribuido uniformemente a lo largo de la capa, sino que tiende a aparecer en vetas, donde los guijarros que componen el conglomerado son más grandes que en otras partes. Aquí el oro está asociado con otros minerales, especialmente pirita de hierro y uraninita , así como con materiales ricos en carbono como el querógeno o betún , que aparece en pequeñas bolas de menos de 1 mm (0,04 pulg .) de tamaño, llamadas "carbono de motas", o como capas continuas de unos 10-20 mm (0,4-0,8 pulg. ) de espesor. [ 2 ] [ 9 ] Los conglomerados auríferos se encuentran principalmente en las capas superiores y más jóvenes del Supergrupo de rocas de Witwatersrand, en el lado sur de la meseta de Witwatersrand.
Los estratos del Supergrupo Witwatersrand que alcanzan la superficie en Johannesburgo se inclinan hacia el sur con un ángulo de aproximadamente 30°. [ 3 ] A partir de ahí, están cubiertos casi en todas partes, con muy pocas excepciones (véase más adelante), por rocas más jóvenes. [ 10 ] La extracción de oro en estas porciones enterradas del Supergrupo Witwatersrand se realiza a veces a profundidades de 4 kilómetros (2,5 millas) bajo la superficie. [ 9 ] [ 11 ]
Cuenca de Witwatersrand



La cuenca de Witwatersrand es una formación geológica mayormente subterránea que aflora en Witwatersrand. Contiene las mayores reservas de oro conocidas del mundo y ha producido más de 40 000 toneladas (1,3 × 10 9 onzas) , lo que representa aproximadamente el 22 % de todo el oro contabilizado sobre la superficie. [ 3 ] La cuenca se extiende por las antiguas provincias de Transvaal y el Estado Libre de Orange , y consiste en una capa de 5000 a 7000 m de espesor de rocas arcaicas , principalmente sedimentarias, depositadas durante un período de unos 260 millones de años, comenzando hace unos 3000 millones de años. [ 9 ] Toda la serie de rocas, conocida como el "Supergrupo Witwatersrand", consiste en cuarcitas , limolitas bandeadas , lutitas , tillitas , conglomerados y algunos depósitos de lava marina. La mayor parte de la cuenca está profundamente enterrada bajo rocas más jóvenes, pero afloramientos se encuentran en Gauteng , el Estado Libre , así como en algunas de las provincias circundantes. El afloramiento en Gauteng forma la cresta de Witwatersrand, de la cual la cuenca y sus rocas derivan su nombre. Fue en la porción sur de esta cresta donde se descubrió oro por primera vez en la granja Langlaagte en 1886, 5 km al oeste de Johannesburgo . [ 3 ] [ 2 ] Dado que este oro estaba incrustado en un conglomerado, inicialmente se asumió que se trataba de oro aluvial en un antiguo lecho de río, que se había inclinado como resultado de movimientos de tierra. [ 3 ] [ 2 ] Sin embargo, cuando se descubrió que, al seguirlo hacia abajo , el conglomerado no solo se desarrollaba en el ancho estrecho de un río, sino que continuaba en profundidad, se llegó a la conclusión de que esta zona conglomerática era parte de una sucesión sedimentaria . [ 2 ] El conglomerado fue rápidamente rastreado hacia el este y el oeste a lo largo de una distancia continua total de 50 km (31 millas) para definir lo que se conoció como el "Campo de Oro de Central Rand".
Desde entonces se ha establecido que las rocas que componen la cresta de Witwatersrand se inclinan hacia abajo y hacia el sur para formar la "Cuenca de Witwatersrand", en su mayor parte subterránea, que cubre un área elíptica con un eje principal de 300 km (190 mi) de longitud desde Evander en el noreste hasta Theunissen en el suroeste, y 150 km (93 mi) de ancho que se extiende desde Steynsrus en el sureste hasta Coligny en el noroeste, [ 2 ] con una pequeña cuenca subsidiaria en Kinross . El oro se encuentra solo a lo largo de los márgenes norte y oeste de esta cuenca, pero no en una banda continua. Las rocas auríferas se limitan a seis sitios donde los ríos Arcaicos del norte y el oeste formaron deltas en abanico, con muchos canales trenzados, antes de desembocar en el "Mar de Witwatersrand" al sur, donde se habían depositado los sedimentos más antiguos que forman las rocas más antiguas del Supergrupo Witwatersrand. Algunos de estos deltas aluviales auríferos se encuentran ahora a profundidades de 4 km (2,5 millas) bajo la superficie. [ 3 ] [ 2 ] Aunque muchas de las minas más antiguas, alrededor de Johannesburgo, están ahora casi agotadas, la cuenca de Witwatersrand todavía produce la mayor parte del oro de Sudáfrica y gran parte de la producción mundial total. La plata , el uranio y el iridio se recuperan como subproductos del refinado del oro. [ 12 ]
Origen geológico
La cuenca de Witwatersrand se formó durante el Eón Arcaico y, por lo tanto, se encuentra entre las estructuras geológicas más antiguas de la Tierra. Se formó en dos etapas, a lo largo de 260 millones de años, comenzando hace poco menos de 3 mil millones de años. La primera fase, que duró 60 millones de años, consistió en depósitos sedimentarios en un mar poco profundo, convenientemente llamado "Mar de Witwatersrand". La capa de sedimentos resultante, de 2500 a 4500 m de espesor, se denomina "Grupo West Rand" de rocas de Witwatersrand. La segunda fase, que duró 200 millones de años, siguió a la primera, con depósitos terrestres, resultado del retroceso del Mar de Witwatersrand, dejando una amplia llanura costera casi plana sobre la cual los ríos del norte formaron amplios deltas fluviales trenzados , en algunos de los cuales se depositaron ricos yacimientos de oro. La capa de roca resultante, de 2500 m de espesor, se denomina "Grupo Central Rand". El "Grupo West Rand" y el "Grupo Central Rand" de rocas forman juntos el "Supergrupo Witwatersrand", cuya extensión horizontal completa se denomina Cuenca Witwatersrand. [ 3 ] [ 9 ] [ 2 ]





No había continentes durante las primeras etapas del Eón Arcaico, [ 14 ] pero sí se formaron arcos de islas . Fue la coalescencia de varios de estos arcos de islas lo que condujo a la formación del cratón de Kaapvaal , uno de los primeros microcontinentes que se formaron en la Tierra hace unos 3900 millones de años. [ 9 ] Su tamaño y posición con respecto al sur de África en la actualidad se indican en el diagrama de la izquierda. Hace unos 3000 millones de años, el enfriamiento local de la astenosfera subyacente provocó la subsidencia de la porción sureste de este microcontinente por debajo del nivel del mar. [ 9 ] El fondo de este recién formado "mar de Witwatersrand" consistía en granitos erosionados suavemente . Los sedimentos arenosos transportados por los ríos del norte comenzaron a depositarse sobre el granito hace unos 2970 millones de años. Esta capa arenosa finalmente se comprimió para formar la Cuarcita de Orange Grove, la capa más baja del Supergrupo Witwatersrand. Esta capa de cuarcita se puede ver sobre su base de granito en Johannesburgo , donde forma una cresta de 56 km de longitud que se extiende de este a oeste, sobre la cual varios ríos que fluyen hacia el norte forman cascadas, dando origen al nombre de Witwatersrand, que en afrikáans significa "Cresta de Aguas Blancas".

No había oxígeno libre en la atmósfera terrestre hasta hace unos 2000 millones de años, antes de la aparición y el desarrollo suficiente de las cianobacterias fotosintéticas . [ 13 ] El oxígeno producido por estos microorganismos reaccionó rápidamente, entre otros, con los iones Fe²⁺ disueltos en el agua, precipitando óxido de hierro rojo insoluble ( hematita ). Por diversas razones, la sedimentación del lodo de grano fino se vio afectada por episodios cíclicos con mayor o menor precipitación de óxidos de hierro. El resultado fueron capas alternas de lodo rojo y beige que, al consolidarse, se convirtieron en limonitas bandeadas . [ 13 ]
A medida que el mar se profundizaba, se acumulaban sedimentos más finos y fangosos. Las cambiantes condiciones geográficas dieron lugar a la acumulación de una amplia variedad de sedimentos, desde lodo hasta arena, grava y limonitas bandeadas . Los depósitos de tillita , que datan de hace 2950 millones de años, son indicativos de los primeros episodios de glaciación en la Tierra. [ 9 ] [ 15 ] En 60 millones de años, se habían acumulado hasta 4500 m de sedimento sobre la base granítica, para formar el "Grupo West Rand" de rocas que contribuyen con más del 60 % del espesor total del Supergrupo Witwatersrand. [ 3 ] [ 9 ] [ 15 ]
El levantamiento del norte del cratón de Kaapvaal, sumado a la orogénesis (formación de montañas), hacia el final de la deposición de los sedimentos del "Grupo West Rand", provocó el retroceso del mar de Witwatersrand. El área del cratón sobre la cual se asienta actualmente Johannesburgo se convirtió en una vasta llanura fluvial que se extendía a lo largo de toda la costa norte y oeste del mar menguante, en un arco que se extendía desde Evander en el este, pasando por Johannesburgo, Carletonville y luego hacia el sur hasta Klerksdorp y Welkom en el suroeste. Los ríos formaron deltas trenzados con numerosos canales entrelazados de flujo lento donde se depositaron todos los materiales pesados arrastrados desde las montañas: grandes guijarros y minerales pesados, como oro , pirita de hierro y uraninita . El oro se encontraba en su forma elemental libre. Las cianobacterias crecían en relativa abundancia en estas aguas ricas en minerales. [ 3 ] [ 9 ] [ 15 ] El querógeno , o betún , que se encuentra asociado con los depósitos de oro casi con certeza representa lo que queda de estos microorganismos fotosintéticos del Arcaico. [ 9 ]
Es evidente que durante los siguientes 200 millones de años, la llanura aluvial se inundó repetidamente, a veces se erosionó y se volvieron a depositar sedimentos. El resultado fue una capa de roca de 2500 m de espesor, denominada «Grupo Central Rand», que junto con el «Grupo Oeste Rand» forma el «Supergrupo Witwatersrand». Es el Grupo Central Rand, más reciente, el que contiene la mayor parte de los conglomerados auríferos, conocidos localmente como banket , que hoy en día tienen gran importancia económica.
El grupo de depósitos "Central Rand" llegó a un abrupto final debido a enormes erupciones de lava, que formaron las lavas de Ventersdorp, las cuales entraron en erupción hace 2715 millones de años. [ 9 ] La causa de estas erupciones de lava es objeto de especulación. Podría estar relacionada con la colisión del cratón de Kaapvaal con el cratón de Zimbabue , que eventualmente se unieron para formar una sola unidad continental.

Un evento final que tuvo un gran impacto en la geología de la cuenca de Witwatersrand y su exposición en la región de Johannesburgo, fue un impacto masivo de meteorito a 110 km al suroeste de Johannesburgo hace 2020 millones de años. [ 3 ] [ 9 ] El impacto fue cerca de la actual aldea de Vredefort, que ha dado nombre al remanente geológico de este inmenso evento: el Domo de Vredefort. Los restos de este impacto no solo se encuentran entre los más antiguos de la Tierra, sino que también es uno de los mayores impactos de meteorito que ha dejado su huella en la geología actual de la Tierra. [ 3 ] [ 9 ] Un meteorito de 10 a 15 km de diámetro creó un cráter de 300 km de diámetro, distorsionando todos los estratos rocosos dentro de ese círculo. Johannesburgo se encuentra justo en el borde exterior de este cráter de impacto. En las inmediaciones del impacto, todos los estratos subterráneos se elevaron y volcaron, de modo que las rocas de Witwatersrand están expuestas en un arco a 25 km del centro del impacto. No hay depósitos de oro en estos afloramientos. Sin embargo, el impacto del meteorito hundió la cuenca de Witwatersrand dentro del cráter. Esto la protegió de la erosión posterior; pero, posiblemente más importante, la llevó a la superficie cerca del borde del cráter, cerca de Johannesburgo. [ 9 ] De hecho, aparte de los afloramientos de Witwatersrand (es decir, donde estas rocas están expuestas en la superficie) en las inmediaciones del Domo de Vredefort, prácticamente todos los demás afloramientos se encuentran en un arco de aproximadamente 80-120 km desde el centro del cráter de impacto, hacia el oeste, noroeste, norte y noreste. [ 10 ] Por lo tanto, es posible que si no hubiera sido por el impacto del asteroide Vredefort hace 2 mil millones de años, la humanidad nunca habría descubierto los ricos depósitos de oro bajo la superficie del sur de África, o estos habrían sido erosionados durante la remoción ininterrumpida de una capa de depósitos de varios kilómetros de espesor de la superficie de la meseta del sur de África en el pasado geológico relativamente reciente: es decir, los últimos 150 millones de años, pero especialmente durante los últimos 20 millones de años. [ 9 ]
Origen del oro
La gran mayoría del oro y otros metales pesados de la Tierra se encuentran atrapados en el núcleo terrestre . La evidencia de estudios de isótopos de tungsteno indica que la mayor parte del oro en la corteza proviene del oro del manto , que resultó de un bombardeo de meteoritos hace unos 3900 millones de años (es decir, aproximadamente en el momento en que se formó el cratón de Kaapvaal ). Los eventos de meteoritos portadores de oro ocurrieron millones de años después de la segregación del núcleo terrestre. [ 16 ] El oro en el área de la cuenca de Witwatersrand se depositó en deltas fluviales del Arcaico , arrastrado desde cinturones de rocas verdes ricos en oro circundantes al norte y al oeste. Los estudios de isótopos de renio - osmio indican que el oro en esos depósitos minerales provino de intrusiones inusuales derivadas del manto de 3000 millones de años de antigüedad , conocidas como komatiita , presentes en los cinturones de rocas verdes. [ 17 ]
Consecuencias de la explotación minera de las antiguas rocas de Witwatersrand
Aparte del evidente ahuecamiento de las rocas bajo el sur de Johannesburgo, que provoca sumideros impredecibles, inestabilidades superficiales y temblores de tierra, [ 18 ] la exposición a la superficie de rocas que se habían depositado en condiciones sin oxígeno tuvo efectos imprevistos. La pirita de hierro (FeS 2 ), que es relativamente abundante en los minerales de oro de Witwatersrand, se oxida a óxido férrico insoluble (Fe 2 O 3 ) y ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ). Por lo tanto, cuando los desechos mineros entran en contacto con agua de lluvia oxigenada, se libera ácido sulfúrico en el agua subterránea. El drenaje ácido de minas , como se denomina a este fenómeno, se ha convertido en un grave problema ecológico, porque disuelve muchos de los elementos pesados, como el uranio , el cadmio , el plomo , el zinc , el cobre , el arsénico y el mercurio que se encuentran en los vertederos mineros, facilitando su paso a las aguas superficiales y subterráneas. [ 9 ] [ 18 ] [ 19 ] Los estanques de relaves contienen un promedio de 100 mg/kg de U 3 O 8 , y los niveles de uranio son medibles en el cabello humano. [ 20 ]
El ácido sulfúrico también erosiona las estructuras de hormigón y cemento, lo que provoca daños estructurales en edificios y puentes. [ 18 ] [ 19 ]
Historia
Aunque se había descubierto oro en varios lugares de Sudáfrica, como Barberton y Pilgrim's Rest , así como en varios sitios cerca de Witwatersrand, estos eran concentrados aluviales en ríos contemporáneos, o en vetas de cuarzo, en la forma en que siempre se había encontrado oro en otros lugares de la tierra. Cuando George Harrison, probablemente acompañado por George Walker, encontró oro en la granja Langlaagte, 5 km (3 mi) al oeste de lo que se convertiría en la ciudad de Johannesburgo, en un afloramiento de rocas conglomeradas, en febrero de 1886, asumieron que se trataba de oro aluvial en un antiguo lecho de río, que se había inclinado como resultado de movimientos de tierra. [ 2 ] [ 3 ] Sin embargo, cuando se descubrió que, siguiendo la pendiente, el conglomerado no solo se desarrollaba en el ancho estrecho de un río, sino que continuaba en profundidad, se llegó a la conclusión de que esta zona conglomerática era parte de una sucesión sedimentaria. [ 2 ] Harrison había dado con el conglomerado Main Reef (parte del "Subgrupo Johannesburgo" de rocas; véase la ilustración anterior). El conglomerado se siguió rápidamente de este a oeste a lo largo de una distancia continua total de 50 km (31 millas) para definir lo que se conoció como el "Campo de Oro de Central Rand".
Harrison declaró su reclamación ante el gobierno de la República Sudafricana (ZAR), y en septiembre de 1886 el presidente Paul Kruger emitió una proclamación declarando nueve granjas como explotaciones mineras públicas, a partir del 20 de septiembre de 1886. [ 3 ] Esto marcó el inicio de la histórica Fiebre del Oro de Witwatersrand . Se cree que Harrison vendió su reclamación por menos de 10 libras esterlinas antes de abandonar la zona, y nunca más se supo de él.

La concesión original de Harrison, Zoekers' (en inglés: buscadores o prospectores) No. 19, fue declarada monumento nacional en 1944 y nombrada Parque Harrison. [ 23 ] El parque se encuentra en la concurrida Main Reef Road, inmediatamente al oeste de Nasrec Road. [ 3 ] En 1887, Cecil John Rhodes registró "The Gold Fields of South Africa" en Londres, la primera casa minera de Sudáfrica, con un capital de250 000 libras esterlinas . Su hermano Thomas fue el primer presidente. [ 3 ]
Véase también
Lecturas adicionales
- Breckenridge, Keith Derek (1995) Una era de consentimiento: ley, disciplina y violencia en las minas de oro sudafricanas, 1910 – 1933 . Tesis doctoral, Northwestern University, Evanston, Illinois.
- Cammack, Diana (1990) El Rand en guerra: Witwatersrand y la guerra anglo-bóer 1899-1902 . Londres: James Currey
- Herd, Norman (1966) 1922: la revuelta en el Rand . Johannesburgo: Blue Crane Books
Referencias
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- ↑ "Afloramiento del grupo de conglomerados Main Reef Langlaagte Johannesburgo-9/2/228/0196" . Agencia Sudafricana de Recursos del Patrimonio . Archivado del original el 22 de febrero de 2014. Consultado el 4 de febrero de 2014 .
Enlaces externos
Contenido multimedia relacionado con Witwatersrand en Wikimedia Commons.- Corner, B.; Durrheim, RJ; Nicolaysen, LO (1990). "Relaciones entre la estructura de Vredefort y la cuenca de Witwatersrand dentro del marco tectónico del cratón de Kaapvaal según la interpretación de datos regionales de gravedad y aeromagnetismo". Tectonophysics . 171 ( 1–4 ): 49–61 . Bibcode : 1990Tectp.171...49C . doi : 10.1016/0040-1951(90)90089-Q .
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