La geología de Arkansas incluye una profunda roca de basamento cristalino ígneo de 1.400 millones de años de antigüedad del Proterozoico conocida solo por pozos, cubierta por extensas rocas sedimentarias y algunas rocas volcánicas . La región fue un entorno marino, ribereño y costero poco profundo durante gran parte del Paleozoico temprano , cuando la vida multicelular se volvió común. Al final del Paleozoico, en el Pérmico, la región experimentó la formación de carbón y una extensa falla y elevación relacionada con el evento de formación de montañas de la orogenia Ouachita. La extensa erosión de las nuevas tierras altas creó una mezcla de sedimentos continentales y marinos y gran parte del estado permaneció inundado incluso durante los últimos 66 millones de años del Cenozoico . En el Pleistoceno y el Holoceno recientes , los sedimentos glaciares se vertieron en la región desde el norte, por los principales ríos, formando dunas y crestas sedimentarias. Hoy, Arkansas tiene una industria activa de petróleo y gas, aunque los enjambres de terremotos relacionados con la fracturación hidráulica tienen una extracción limitada. Las industrias mineras del estado también producen salmueras, arena, grava y otros minerales industriales.
Las rocas más antiguas de Arkansas son granitos ígneos encontrados en pozos profundos de los Ozarks y la parte norte de la ensenada del Mississippi, que datan de hace 1.400 millones de años. Estas rocas félsicas probablemente se formaron poco después de la desintegración del supercontinente Columbia en sus continentes componentes, incluido Laurentia , que hoy forma las rocas del basamento estable de la mayor parte de América del Norte.
El Precámbrico , que incluye los eones Arcaico y Proterozoico, es poco conocido en Arkansas, pero se cree que todo el estado está sustentado por rocas de basamento cristalino ígneas y metamórficas profundas. En la región de Ouachita, los geólogos han encontrado rocas erráticas precámbricas ígneas y metamórficas , así como intrusiones de rocas ígneas metamorfoseadas. [1]
En la época de la explosión cámbrica , cuando la multicelularidad se hizo común, Arkansas estaba inundada principalmente por ríos y un ambiente marino poco profundo. En la región de Ozark, se depositaron arena y arcilla calcáreas y cuarzosas, mientras que en la zona de Ouachita se formaron capas alternas de arena, arcilla, limo y pequeñas cantidades de lodo calizo. [2]
Los niveles de agua pueden haberse profundizado en Arkansas con arena y arcilla depositándose en un entorno de canal marino profundo en alta mar en la región de Ouachita, que cambió a lodo silíceo y arcilla durante el Devónico . Un entorno poco profundo, cerca de la costa prevaleció en los Ozarks, donde capas delgadas de carbonatos fueron interrumpidas por la erosión periódica durante el Ordovícico . Durante el Devónico, la deposición de carbonato continuó, pero con el emplazamiento adicional de arcilla carbonosa, lodo silíceo y algunos depósitos de arena marina poco profundos. [2]
Si bien el ambiente marino siguió prevaleciendo durante el Misisipiano , el período marcó una rápida sedimentación clástica en el Misisipiano Tardío en la región de Ouachita. El ambiente de sedimentación en el área de los Ozarks se mantuvo muy similar al del Devónico durante el Misisipiano, pero la región experimentó una rápida sedimentación clástica a principios del Pensilvánico . Los Ozarks carecen de rocas del Pensilvánico Temprano .
Arkansas experimentó fallas generalizadas en el Pensilvánico, asociadas con el evento de formación de montañas de la orogenia de Ouachita . Como resultado, los sedimentos rápidamente acumulados en la fosa marina profunda de Ouachita se fallaron, se plegaron y experimentaron un metamorfismo de bajo grado, seguido de un levantamiento y la formación de numerosas vetas de cuarzo . [2]
En la región del valle de Arkansas se formó un entorno poco profundo de pantanos costeros, delimitado por fallas recién formadas, que condujeron a la posterior formación de carbón a partir de restos vegetales. La región experimentó erosión durante el Pérmico y un levantamiento generalizado de tierras altas, así como la formación continua de vetas de cuarzo lechoso. [2]
A principios del Mesozoico , en el período Triásico , las tierras altas sufrieron una erosión continua. Se formaron sobre la tierra arcilla roja, limo, arena, grava y otros sedimentos y pequeños depósitos de anhidrita .
Una transgresión marina en el Jurásico trajo consigo un ambiente marino renovado. Arcilla roja, arena carbonatada y limo se acumularon en un mar poco profundo. Grandes depósitos de anhidrita de este período indican una salinidad muy alta en el agua. Estos depósitos de anhidrita están emplazados en el subsuelo del sur de Arkansas.
A principios del Cretácico , los carbonatos y los sedimentos clásticos se acumularon en los mares poco profundos, junto con yeso y anhidrita adicional. Hace aproximadamente 100 millones de años, la deformación de la ensenada del Misisipi expandió la transgresión marina, lo que llevó a la acumulación de marga , arena y tiza, así como detritos volcánicos arrojados por la actividad volcánica en la región. [2]
En los períodos Paleógeno y Neógeno del Cenozoico (también conocido tradicionalmente como Terciario), Arkansas experimentó eventos geológicos similares a los del Mesozoico.
En el Paleoceno , se formaron arrecifes costeros y arcillas marinas oscuras en la ensenada inundada del Mississippi. La bauxita se desarrolló en islas, formadas a partir de rocas ígneas expuestas del Cretácico. Durante el Eoceno , se transportó algo de bauxita y el regreso a las condiciones pantanosas favoreció la formación de carbón de baja calidad de lignito . A lo largo del Plioceno y el Oligoceno , la zona experimentó una erosión generalizada.
Gran parte del suelo y los sedimentos cerca de la superficie en Arkansas se formaron durante los últimos 2,5 millones de años del Cuaternario . En el Pleistoceno , se formaron zonas de mantos de nieve alpina, similares a pequeños glaciares, en las montañas Ouachita y las montañas Boston . La erosión glacial periódica y extensa del río Ohio y el río Misisipi produjo la cresta de Crowley y las tierras bajas orientales y occidentales. El limo y la arena formaron loess y dunas. Durante los últimos 11.000 años del Holoceno , Arkansas ha experimentado una deposición adicional de aluvión debido a las inundaciones del río Misisipi. Se formaron diques de arena debido a la importante actividad sísmica en el noreste de Arkansas en las proximidades de la zona sísmica de New Madrid . [2]
Tanto la minería de bauxita como la de zinc han desempeñado un papel en la economía de Arkansas en el pasado, junto con el petróleo y el gas natural, que se extraen cada vez más de recursos no convencionales como el esquisto de Fayetteville .
El antimonio se extrajo de la estibina , presente en vetas de cuarzo en el condado de Sevier, Arkansas , entre 1873 y 1947, alcanzando su punto máximo durante la Primera Guerra Mundial y utilizando una combinación de trincheras y túneles poco profundos. En las montañas Ouachita, los depósitos de manganeso también contienen hasta un 1,2 por ciento de cobalto, cobre, níquel y litio.
Arkansas tiene 19 minerales que contienen cobre, entre ellos calcopirita , malaquita y cobre nativo, que suelen encontrarse en los Ozarks y Ouachitas. Ninguno de ellos forma depósitos económicamente viables. En los Ozarks, la esfalrita se encuentra a menudo cerca de fallas en la piedra caliza y la dolomita del Paleozoico .
Además del cobre, existen numerosos minerales de hierro, pero pocos de ellos tienen yacimientos económicos. En el siglo XIX funcionaban dos pequeños hornos de arrabio y en los años sesenta, una pequeña mina a cielo abierto cerca de Rosston (Arkansas) , de la que se extraían sólo unos pocos cientos de toneladas. La mayor producción total fue de 120.000 toneladas producidas por el Grupo Wilcox, donde la erosión de la siderita estratificada produjo concreciones de limonita . En 2006, los minerales industriales se valoraron en 913 millones de dólares, con producción de bromo, cemento Portland, piedra triturada, cal, arena y grava para la construcción.
En Arkansas, los hidróxidos de aluminio de la bauxita forman pequeños oolitos y pisolitos del tamaño de un guisante y afloran o se encuentran muy cerca de la superficie bajo sedimentos delgados. El recurso se extrajo por primera vez en 1898, 11 años después de que el geólogo estatal, John Branner, lo identificara en una muestra del condado de Pulaski, Arkansas . Además del depósito en el condado de Pulaski, al sur y al este de Little Rock, hay un segundo depósito en el condado de Saline, Arkansas , cerca de Benton. Durante el Cretácico y principios del Cenozoico , las islas de sienita en la ensenada inundada del Mississippi experimentaron condiciones de monzón tropical y se erosionaron hasta convertirse en laterita , eliminando muchos elementos y dejando sedimentos enriquecidos en aluminio. Inicialmente, la bauxita de Arkansas cubría el 90% de la demanda de aluminio de EE. UU. La minería subterránea antes y durante la Segunda Guerra Mundial dio paso a la minería a cielo abierto en la década de 1960. Durante la guerra, se extrajeron hasta seis millones de toneladas en 1943. Las minas de bauxita de Arkansas a menudo se dejaron de lado en favor de reservas de bauxita de mayor calidad en el Caribe y la minería cesó en 1982. El estado tiene pequeñas cantidades de galio asociadas con depósitos de bauxita. [3]
Entre 1920 y 2003, Arkansas produjo 1.800 millones de barriles de petróleo. Diez condados, repartidos por la parte sur del estado, producen petróleo. Entre ellos se encuentran Ashley, Bradley, Calhoun, Columbia, Hempstead, Lafayette, Miller, Nevada, Ouachita y Union, aunque históricamente los condados de Union, Lafayette, Columbia y Ouachita han representado el 85% de la producción total.
El Dorado, Arkansas, fue el lugar de las primeras prospecciones. Cincuenta años antes de que se descubriera petróleo, la Union Coal Company de William Brown construyó una refinería de petróleo en 1860 para destilar petróleo a partir de lignito . Se perforaron pozos exploratorios en la década de 1880 y otras empresas del condado de Camden intentaron refinar petróleo a partir de lignito durante la década de 1860.
La exploración petrolera comenzó en serio en 1916 con un pozo fallido al este de El Dorado, en el condado de Union (que en ese momento se conocía como el condado de Urbana). Una semana después de que Samuel S. Hunter encontrara cantidades modestas de petróleo en el pozo Hunter No. 1 cerca de Stephens, Arkansas , la Constantin Oil and Refining Company encontró grandes cantidades de petróleo y gas natural. Poco después, en 1921, un pozo en El Dorado arrojó hasta 10.000 barriles a una distancia de una milla. La producción de petróleo se expandió drásticamente a lo largo de la década de 1920, lo que impulsó a los ferrocarriles a operar hasta 22 trenes al día entre El Dorado, Shreveport y Little Rock .
En el punto álgido del boom, en 1925, 3.483 pozos produjeron hasta 73 millones de barriles de petróleo. La enorme oferta abrumó a los ferrocarriles locales y gran parte del petróleo se almacenó en fosas abiertas, donde se filtró a las aguas subterráneas o se volvió inútil debido a la contaminación del agua de lluvia. La Comisión de Conservación de Arkansas inició demandas judiciales relacionadas con los derrames en la década de 1920 y el estado lanzó la Comisión de Petróleo y Gas de Arkansas en 1939, que se propuso regular la industria y limitar los desechos de petróleo y gas, así como los derrames de salmuera cargada de bromo extraída de los pozos.
La producción de petróleo cayó precipitadamente de 58 millones de barriles en 1926 a 12 millones en 1932. Sin embargo, la industria creció durante la Segunda Guerra Mundial hasta principios de la década de 1960, produciendo 30 millones de barriles anuales. Los yacimientos Shuler y Magnolia en el condado de Union, descubiertos en 1937, produjeron 110 millones de barriles durante su vida útil. Solo se descubrió un nuevo yacimiento de petróleo en 1971 y, a principios de la década de 2000, la producción rondaba ligeramente por encima de los siete millones de barriles. Con los cambios hacia los recursos no convencionales en la década de 2000, comenzó la fracturación hidráulica en Fayetteville Shale . Sin embargo, el enjambre de terremotos Guy-Greenbrier relacionado con la fracturación hidráulica en agosto de 2010 impulsó un enfoque más lento para el desarrollo. [4]