Principales Yacimientos de Carbón Mineral en México

Carbón Negro

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).

Figura 1. Mapa de localización de los principales yacimientos de carbón en el mundo
Figura 1. Mapa de localización de los principales yacimientos de carbón en el mundo

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

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.

Figura 2. Localización de los principales yacimientos de carbón en México.
Figura 2. Localización de los principales yacimientos de carbón en México.

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:

  1. Presencia de vegetación muy abundante, normalmente en un ambiente tropical cálido y húmedo.
  2. 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.
  3. 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).

Figura 3. Localización de la región carbonífera de Coahuila también conocida como "Cuenca de Sabinas"
Figura 3. Localización de la región carbonífera de Coahuila también conocida como “Cuenca de Sabinas”
Figura 4. Localización de las ocho  “subcuencas” que constituyen a Cuenca de Sabinas
Figura 4. Localización de las ocho “subcuencas” que constituyen a Cuenca de Sabinas

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).

 Panorámica que muestra en la parte inferior al manto principal de carbón subbituminoso expuesto en el tajo “Lupita” en la subcuenca deSabinas, Región Carbonífera.
Figura 5. Panorámica que muestra en la parte inferior al manto principal de carbón subbituminoso expuesto en el tajo “Lupita” en la subcuenca deSabinas, Región Carbonífera.
Detalle que muestra una de las capas de carbón sub-bituminoso en el Tajo Rosita, subcuenca de Sabinas. (foto de Piedad-Sánchez 2001).
Figura 6. Detalle que muestra una de las capas de carbón sub-bituminoso en el Tajo Rosita, subcuenca de Sabinas. (foto de Piedad-Sánchez 2001).

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).

Detalle de uno de los mantos de carbón sub-bituminoso en una mina subterranea del área de barroterán, subcuenca Saltillitos-lampacitos, donde puede observarse, al centro de la fotografía una capa delgada de toba volcánica (foto de Piedad-Sánchez, 2007).
Figura 7. Detalle de uno de los mantos de carbón sub-bituminoso en una mina subterranea del área de barroterán, subcuenca Saltillitos-lampacitos, donde puede observarse, al centro de la fotografía una capa delgada de toba volcánica (foto de Piedad-Sánchez, 2007).

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.

Figura 8
Figura 8

De acuerdo con Rivera-Martínez y Alcocer-Valdés, (2003) los mantos de carbón detectados se encuentran aflorando desde la superficie hasta los 250 m de profundidad, tienen espesores de 0.10 a 2.50 m, presentándose por lo general de dos a seis mantos, con separaciones de 0.50 a 20 m entre ellos.

Figura 9. Detalle del tajo de carbón en Piedras Negras, Coahuila. Se observa el manto principal con una capa de limonita intercalada. (foto de Micare, 1982).
Figura 9. Detalle del tajo de carbón en Piedras Negras, Coahuila. Se observa el manto principal con una capa de limonita intercalada. (foto de Micare, 1982).

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).

Figura 10. Lutitas y areniscas con horizontes de carbón de la parte inferior del grupo Tecocoyunca, estado de Guerrero.
Figura 10. Lutitas y areniscas con horizontes de carbón de la parte inferior del grupo Tecocoyunca, estado de Guerrero.

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.

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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Autores: Rodolfo Corona-Esquivel1,2*, Enrique Martínez-Hernández1, Jordi Tritlla3, María Elena Benavides-Muñoz4, Noé Piedad-Sánchez5.

Este estudio fue originalmente publicado por la revista GEOMIMET

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