Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1822/30265

TitleContribuição para um sistema de gestão integrada de sítios mineiros do NW de Portugal
Other titlesContribution to an integrated approach to abandoned mine lands management system the Arga mining region (NW Portugal)
Author(s)Alves, Raquel Cepeda
Advisor(s)Gomes, C. Leal
Valente, Teresa Maria Fernandes
Issue date4-Jul-2014
Abstract(s)No NW de Portugal, os sítios mineiros ocupam uma área importante no que respeita à gestão territorial. Este estudo incide particularmente sobre o espaço mineiro abandonado (EMa), que se define como uma unidade territorial elementar com atributos geológicos e mineiros relevantes para o ordenamento e desenvolvimento regional. Nele se integram todos os locais onde tenha decorrido exploração de recursos geológicos, à superfície e/ou no subsolo, persistindo com maior ou menor exuberância vestígios do seu aproveitamento. Na definição de EMa considera-se ainda a administração mineira e o contexto social, testemunhados pelo acervo documental e por referências identitárias, materiais ou imateriais, expressas entre as comunidades relacionadas. A delimitação espacial corresponde às antigas áreas de concessão mineira. À principal área de estudo é a Região Mineira da Serra d’Arga (RMArga), no NW de Portugal. A esta estão dedicados diversos trabalhos de investigação que a tornam um objecto bem referenciado no que respeita ao conhecimento geológico, dos recursos base, ao património intrínseco e às formas de impacte ambiental na dependência de EMa. Os temas que fundamentam a proposta de um sistema integrado de gestão do EMa dizem respeito ao funcionamento mineiro passado e ao estado de evolução do EMa, especificamente os ambientes de escombreira, galeria, drenagem de mina. O seu estudo e diagnóstico implicam a adequação de metodologias multidisciplinares com vista à integração de dados qualitativos e quantitativos (elementos analíticos) em matrizes de ordenamento. Estes dados abrangem várias escalas e níveis de organização, a que se dedicou atenção e profundidade diferenciada, a saber: Regional (com reconhecimento de vestígios mineiros e seus perímetros de influência); Local (com inventariação, amostragem e estudo paragenético de amostras de mão, análise de parâmetros físico-químicos e da componente química específica de águas e sedimentos de leito); Pontual (com análise mineroquímica de cristais, crustificações e substratos orgânicos). A análise documental dos processos administrativos de concessões mineiras fornece dados de caris técnico (das intervenções mineiras) e cartográfico (dos trabalhos de lavra, atitude, andamento e espessura de depósitos filonianos). No seu conjunto permitem uma análise da dispersão de vestígios e a projecção estereográfica dos filões explorados, considerando a diversidade litológica e os alinhamentos estruturais que os acolhem. A combinação daqueles elementos com a análise de conteúdo de entrevistas a antigos mineiros permite a integração de dados fragmentários (documentais e de revisão no terreno) e ainda aprofundar o conhecimento sobre aspectos mineiros peculiares (exploração e tratamento) e da comunidade, apoiando o valor patrimonial do EMa. As escombreiras e cortas num EMa são ambientes privilegiados para o estudo e compreensão dos fenómenos de evolução metalogénica, expondo um espectro diversificado de mineralizações supergénicas de neoformação. Aí podem equacionar-se tanto fenómenos concentradores-fixadores de elementos poluentes como fenómenos de concentração-acumulação de elementos passiveis de recuperação ou indiciadores de mineralizações úteis. No diagnóstico ao estado de evolução do EMa atende-se a este raciocínio dicotómico, promovendo a pesquisa de fontes e reservatórios mineralógicos ou litológicos. Os inventários de minerais em escombreira constituem uma primeira fase do diagnóstico da evolução, atendendo à diversidade dos depósito-tipo em EMa, da reactividade paragenética e da interacção mineral mineral-água. Abrangendo diferentes ambientes metalogenéticos, as mineralizações de W constituem bons indicadores de evolução e distribuição metálica. Distinguem-se em paragéneses primárias, hidrotermal em zonas de cisalhamento e em ambientes metavulcanogénico-exalativos – scheelite e volframite – e, em secundárias, evoluídas em processos de alteração metassomática e supergénica (stolzite – raspite e tungstite). As neoformações mineralógicas dependem da reactividade paragenética dos suportes primários e interacção mineral-água. Com base na análise de produtos neoformados, mais concretamente crustificações scorodíticas (ainda scorodites individualizadas) e crustificações ferralíticas (de cristalinidade variável), e na análise química de água distinguiram-se na RMArga dois ambientes discriminantes no que respeita ao seu estado de evolução, aqui compreendido como sistema: 1) Sistemas com reactividade paragenética moderada e interacção mineral-água reduzida, com crustificações scorodíticas bem expressas (EMa de Castelhão e EMa de Fulão). Neste ambiente as paragéneses secundárias em que a scorodite é a fase essencial, foram analisadas águas com e sem a influência da escombreiras. Sob a interacção água – mineral e na sequência da oxidação da arsenopirite, as águas de escorrência seguem uma tendência definida até às condições de sobre-saturação e precipitação da scorodite, para um incremento de Eh e decréscimo de pH. Em microanálise foi possível reconhecer contrastes composicionais e texturais entre crustificações scorodíticas, atribuindo-lhes um caracter fixador e redistribuidor químico. Detectou-se uma mineralização invulgar de índio (In), yanomamite [(In- Fe)AsO4 ●2H2O] que constitui série com a scorodite. A ocorrência foi identificada no núcleo de cristais euédricos, isolados e na matriz de crustas arsenolíticas. Nestas últimas identificaram-se fracções detríticas herdadas das paragéneses primárias com (As, Zn, Cu) sulfuretos, entretanto evoluídos na própria crustificação. 2) Sistema com paragéneses de elevada reactividade e forte interacção mineral-água, com precipitação extensiva de crustificações ferralíticas de aspecto morfológico e textural complexo e associações poliminerálicas de cristalinidade variável em ambiente de drenagem ácida mineira. Deu-se continuidade a um programa de monitorização no EMa de Valdarcas e no receptor fluvial (com parâmetros de análise e estações estabelecidas). Entretanto, acções de reabilitação ambiental sobre a escombreira de Valdarcas impuseram alterações ao sistema. Os parâmetros de análise físico-química da agua revelam semelhanças nos ambientes de drenagem caracterizados previamente à obra, mantendo contraste entre si, que agora é corroborado pela composição em TR. Combinando a análise química de sedimentos de leito e de água reconhecem-se tendências de enriquecimento verificadas pelo estudo da composição mineralógica em DRX sobre pós. Estudos de mineralometria nos mesmos ambientes de drenagem ácida testemunham fenómenos de retenção mineral (promovidos na interface crustificações ferralíticas e colónias de algas acidófilas) e de evolução sulfatolítica associada a substratos vegetais com deposição de ouro. A partir dos elementos analíticos apresentados no estudo do funcionamento mineiro passado e no diagnóstico da evolução do EMa reconheceu-se um padrão de descrição que, aplicado aos tipos de depósitos explorados na RMArga, poderá utilmente servir para outras áreas de idêntica configuração. Da geração de modelos conceptuais para os depósitos-tipo puseram-se em evidência três atributos fundamentais do EMa: potencialidade; impacte ambiental e património (directamente relacionado com descritor patrimonial). A proposta final concretiza-se sob a forma de um contributo para a matriz de ordenamento territorial suporte ao sistema integrado de gestão de EMa.
In the NW Portugal the abandoned mine lands (AML) occupies an important area regarding land management, which are the main subject of this study. The AML means a territorial unit with relevant geological and mining attributes to regional development and management. Therein include all mines with no exploitation of geological resources in the present, but with several remaining traces of it. In the definition of AML it also must be considered the mining administration and the social context, which can be recognized through documentary archive and identity references of related communities. The spatial delimitation matches the old concessions of the mining areas. The Arga’s Mining Region (RMArga) is the main studied area. There are many researches and dedicated scientific works of RMArga, which makes it a well-referenced object in the following fields: geology, base and critical resources, geo-mining heritage and environmental impact associated with the AML. The fundamentals that support an AML integrated management system are related to the past mining operations and evolution status of the AML, specifically waste dumps environments, diggings and mine drainage. The study of those domains involves multidisciplinary methodologies for the integration of qualitative and quantitative data (analytical elements). This data covers several levels of organization approached with distinct attention and depth, namely: Regional (recognizing miner traces and their dispersion); Local (inventory, sampling, mineralogical and paragenetic study, physic-chemical analysis of water and chemistry of sediments analysis); Punctual (micro-analysis of crystals, well-lithified crusts and organic substrates). The documentary analysis of mining concessions provides technical data (from mining operations) and cartographic data (from mining activity and the ore deposits features). Together it allows an analysis on the dispersion of trace and stereographic projection of deposits, considering the lithological diversity and structural alignments. Combining those elements with the content analysis of interviews to old miners it was possible to integrate isolate data and further knowledge about the peculiarities of past mining (exploration and processing) and mining community, which support the patrimonial value of the AML. In AML the mine wastes, the waste dumps and the mining diggings are suitable environments to study the chemical mobilization phenomena. In those environments it is possible to observe a diverse set of supergenic mineralization that indicate dichotomously: 1) concentrators-fixers of polluting elements phenomena and 2) concentration-accumulation of economically significant elements phenomena (or minerals-useful guides). The diagnosis of evolution status in AML promotes this dichotomy, supporting the research of sources and mineralogical-lithological reservoirs. The mineral inventories in waste dumps establish the first phase of the diagnosis, giving a perspective of the diversity of deposit-types, the paragenetic reactivity and mineral-water interaction. Covering different metallogenic environments, W mineralizations are good indicators of the evolution and metal distribution. Scheelite and wolframite in RMArga were characterized in primary paragenesis - in hydrothermal shear zones and metavulcanogenic-exhalative environments. In secondary paragenesis, there was characterized stolzite - raspite and tungstite, evolved in metassomatic processes and supergene alteration. Mineralogical neoformations depend on the reactivity of the primary supports and mineral-water interaction. Based on the analysis of newly formed products, well lithified crusts, specifically scoroditic crusts (or scorodites individualized) and Fe-lithified crusts (with variable crystallinity), and also based on chemical water analysis, there were distinguished two discriminant environments in RMArga, regarded to their evolution status, here designated as systems: 1) Systems with moderate paragenetic reactivity, reduced mineral-water interaction and well-lithified crusts (Castelhão AML and Fulão AML) exhibit scorodite as the key-phase in the secondary paragenesis. In those environments there were analysed the runoff waters, with and without the influence of wastes. Under the interaction water - mineral and further oxidation of arsenopyrite, the runoff waters tend to be set by the conditions of oversaturation and precipitation of scorodite, for an increase of Eh and pH decrease. In microanalysis it was possible to recognize compositional and textural contrasts between scoroditic crusts, showing its fixative and also redistributive character. As well. it was detected an unusual mineralization of indium (In), yanomamite, which constitutes series with scorodite [(In-Fe)AsO4●2H2O]. This occurrence was identified in the core of scorodite single crystal and in the arsenate or scoroditic matrix crusts, possibly developed from primary (As, Zn, Cu) sulphide phases, also present in the matrix. 2) Systems with high paragenetic reactivity and strong mineral-water interaction, exhibit extensive precipitation Fe-lithified crusts, with complex morphological and textural features, and Fe-oxyhydroxides with variable crystallinity, typical of acid mine drainage environment (Valdarcas AML). Steady to a monitoring program in effluents and fluvial watercourses (with defined analysis parameters and set stations), it was recognised the influence of recent actions of environmental rehabilitation on Valdarcas waste dumps. The physic-chemical analysis of water revealed contrasts between specific points along the main affected watercourse, which were extended to river environments - Rio Coura (specifically at the confluence zone). The contrast characteristics of the waters in these environments are well expressed by the metallic composition of TR. Combining chemical analysis of sediment and water, there were recognized enrichment trends confirming the mineralogical composition estimative (powder XRD). Heavy minerals concentration in acid mine drainage environments suggest mineral retention (promoted at the Fe-lithified crusts related with acidophilic algae colonies) and still sulfatolitics reactions associated with plant substrate with gold deposition. From the analytic elements obtained on the past mining operations and the evolution status diagnosis of AML development it has been recognized a pattern description that, applied in exploited deposit types in RMArga, may usefully serve other areas of identical settings. The generation of conceptual models for deposit-type puts in evidence three fundamental attributes of AML: mining potential, environmental impact, geo-mining heritage. The ultimate purpose of this investigation is a contribution for Land Use Plans by the integrated management of AML.
TypeDoctoral thesis
DescriptionTese de doutoramento em Ciências (área de especialização em Geologia)
URIhttp://hdl.handle.net/1822/30265
AccessOpen access
Appears in Collections:BUM - Teses de Doutoramento
CIG-R - Teses de Doutoramento

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