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Geochemical exploration and assessment of environmental impacts in the Portuguese sector of the Iberian Pyrite Belt
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Abstract(s)
ABSTRACT: This work intends to briefly report the history and application of geochemical exploration techniques in the Iberian Pyrite Belt (IPB). The use of geochemistry in IPB for exploration purposes started in 1950s. Together with geophysics, the soil geochemical exploration surveys performed over several decades were responsible for important discoveries such as Carrasco and Feitais ore-bodies. However, the continuous development of analytical methods and the progress in data processing/modelling led to significant changes in the planning of sampling surveys, and their specific objectives, as well as in the accuracy of geochemical anomalies definition and corresponding interpretation. As a consequence, the number of samples involved in each survey was significantly reduced, but the chemical elements analysed with improved detection limits were considerably extended; additionally, geochemical anomalies were better resolved. Notwithstanding this evolution, data obtained in early soil geochemical surveys (notably by the Serviço de Fomento Mineiro) are still useful in the development of preliminary approaches at a regional scale. Over the years, many studies were made for exploration and environmental assessments, the most relevant of them reported in this chapter. Natural distributions of chemical elements were also identified in these studies as background (if pristine conditions are present) or baseline (depending how disturbed is the area covered by the sampling survey) values. Large part of IPB was, and still is, subjected to poly-metallic mineral exploration or mining, being also the focus of environmental evaluation and/or remediation projects on particular areas that, being the target of long-lasting human intervention, represent paradigmatic case-study examples. The exploration and exploitation works carried out by national and foreign private companies were, and still are, very important for innovative achievements in IPB along with copious contributions from the Portuguese R&D public institutions. Presently, LNEG possesses a vast quantity of geochemical data that can be provided for companies that wish to start their activity in the IPB; some of these datasets are compiled to a unique integrative map also presented in this work. Stream-sediments geochemistry, hydrogeochemistry and lithogeochemistry (of outcropping rock and drill-core samples) represent also important sources of geochemical data in regional or detailed studies over specific target areas in the IPB. However, these techniques are beyond the scope of the present paper which aimed at providing a general overview of the importance of soil geochemistry studies in the current knowledge of the IPB.
RESUMO: A geoquímica é aqui abordada através da história da sua utilização na Faixa Piritosa Ibérica (FPI) e correspondente influência na evolução do conhecimento sobre os recursos minerais, distribuição natural dos elementos químicos e avaliação ambiental desta importante província metalogenética. Ao longo do tempo usaram-se na FPI técnicas analíticas cada vez mais precisas para determinar a concentração de um número crescente de elementos químicos. As campanhas de prospecção geoquímica tornaram-se assim progressivamente mais dispendiosas, levando à redução do número de amostras colhidas e analisadas em cada expedição. Consequentemente, no início da década de 1990, foi abandonado o uso de redes densas de amostragem de solos, muitas vezes elaboradas segundo uma esquadria retangular, como prática de rotina em campanhas de prospeção estratégica e tática, desenvolvidas pelos serviços do Estado vocacionados para este tipo de estudos, nomeadamente o Serviço de Fomento Mineiro (SFM). Reconhece-se, no entanto, que mesmo com um número reduzido de elementos químicos e baixa resolução analítica, a elevada densidade de amostragem combinada com diversas técnicas de geofísica desempenhou papel crucial na descoberta de jazigos de sulfuretos maciços na FPI, como são exemplo as massas Carrasco e Feitais em Aljustrel. Presentemente, as atividades de prospeção são maioritariamente desenvolvidas por empresas mineiras com contratos de pesquisa outorgados pelo Estado Português. O Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG) é o atual depositário de uma vasta informação de estudos geoquímicos, com destaque para um grande volume de dados produzido pelo SFM e por empresas. As bases de dados do LNEG são frequentemente requisitadas para efeitos de reavaliação de setores estratégicos da província e, em alguns casos, para reprocessamento de dados e reanálise de amostras físicas existentes em arquivo. Estudos geoquímicos desenvolvidos em áreas específicas da FPI são apresentados sumariamente neste artigo, abordando a importância do mapeamento geostatístico multivariado e multifractal de dados de geoquímica, para além de contribuir para a definição dos fundos (concentrações) naturais dos elementos metálicos com interesse económico; isto é, procurando identificar critérios objetivos úteis à separação entre o fundo geoquímico, o nível de referência e a anomalia. Todos estes estudos revelam que as formações constituintes do Complexo Vulcano Sedimentar (CVS – Devónico Superior – Carbónico Inferior) são fontes de metais como o Cu, Zn e Pb, podendo haver ainda alguma contribuição das sequências de metassedimentos pertencentes ao Grupo Filito-Quartzítico (Devónico Médio – Devónico Superior) e ao Grupo do Chança (Devónico Superior). Após um período de intensa prospeção e pesquisa mineral até finais dos anos 1990 seguiu-se cerca de uma década e meia de abrandamento desta atividade na Europa, a qual foi, na FPI, gradualmente substituída por estudos de diagnóstico ambiental, procurando responder a novas inquietações sociais e políticas. Alguns desses estudos são também abordados de forma sumária neste capítulo, salientando os que contribuíram para a identificação e caracterização dos principais centros mineiros da FPI, geradores de grande volume de resíduos mineiros e importante drenagem ácida. Salientam-se ainda os sítios da província onde a atividade mineira decorreu por longo período de tempo (ex. S. Domingos, Aljustrel, Lousal e Caveira), em épocas em que o impacto ambiental não fazia parte das preocupações sociais, políticas e económicas das empresas mineiras e das entidades reguladoras. Nestes mesmos locais, e muito recentemente, como resposta à necessidade conjunta de tratamento/valorização de resíduos e salvaguarda da segurança de abastecimento de matérias-primas minerais na Europa (reduzindo a sua dependência externa e fomentando o seu crescimento económico), outros estudos geoquímicos têm vindo a ser realizados. Estes visam a identificação de novas oportunidades e mercados para os resíduos mineiros históricos, considerando-os como recursos secundários de matéria-prima que, por vezes, contêm quantidades acessórias de metais escassos e valiosos, alguns especialmente importantes na manufactura de componentes da “alta tecnologia”. A prospecção geoquímica não se restringe à geoquímica de solos, muito embora o presente artigo lhe seja inteiramente dedicado por a mesma representar uma abordagem geral dos trabalhos desenvolvidos na FPI, ao longo de mais de meio século.
RESUMO: A geoquímica é aqui abordada através da história da sua utilização na Faixa Piritosa Ibérica (FPI) e correspondente influência na evolução do conhecimento sobre os recursos minerais, distribuição natural dos elementos químicos e avaliação ambiental desta importante província metalogenética. Ao longo do tempo usaram-se na FPI técnicas analíticas cada vez mais precisas para determinar a concentração de um número crescente de elementos químicos. As campanhas de prospecção geoquímica tornaram-se assim progressivamente mais dispendiosas, levando à redução do número de amostras colhidas e analisadas em cada expedição. Consequentemente, no início da década de 1990, foi abandonado o uso de redes densas de amostragem de solos, muitas vezes elaboradas segundo uma esquadria retangular, como prática de rotina em campanhas de prospeção estratégica e tática, desenvolvidas pelos serviços do Estado vocacionados para este tipo de estudos, nomeadamente o Serviço de Fomento Mineiro (SFM). Reconhece-se, no entanto, que mesmo com um número reduzido de elementos químicos e baixa resolução analítica, a elevada densidade de amostragem combinada com diversas técnicas de geofísica desempenhou papel crucial na descoberta de jazigos de sulfuretos maciços na FPI, como são exemplo as massas Carrasco e Feitais em Aljustrel. Presentemente, as atividades de prospeção são maioritariamente desenvolvidas por empresas mineiras com contratos de pesquisa outorgados pelo Estado Português. O Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG) é o atual depositário de uma vasta informação de estudos geoquímicos, com destaque para um grande volume de dados produzido pelo SFM e por empresas. As bases de dados do LNEG são frequentemente requisitadas para efeitos de reavaliação de setores estratégicos da província e, em alguns casos, para reprocessamento de dados e reanálise de amostras físicas existentes em arquivo. Estudos geoquímicos desenvolvidos em áreas específicas da FPI são apresentados sumariamente neste artigo, abordando a importância do mapeamento geostatístico multivariado e multifractal de dados de geoquímica, para além de contribuir para a definição dos fundos (concentrações) naturais dos elementos metálicos com interesse económico; isto é, procurando identificar critérios objetivos úteis à separação entre o fundo geoquímico, o nível de referência e a anomalia. Todos estes estudos revelam que as formações constituintes do Complexo Vulcano Sedimentar (CVS – Devónico Superior – Carbónico Inferior) são fontes de metais como o Cu, Zn e Pb, podendo haver ainda alguma contribuição das sequências de metassedimentos pertencentes ao Grupo Filito-Quartzítico (Devónico Médio – Devónico Superior) e ao Grupo do Chança (Devónico Superior). Após um período de intensa prospeção e pesquisa mineral até finais dos anos 1990 seguiu-se cerca de uma década e meia de abrandamento desta atividade na Europa, a qual foi, na FPI, gradualmente substituída por estudos de diagnóstico ambiental, procurando responder a novas inquietações sociais e políticas. Alguns desses estudos são também abordados de forma sumária neste capítulo, salientando os que contribuíram para a identificação e caracterização dos principais centros mineiros da FPI, geradores de grande volume de resíduos mineiros e importante drenagem ácida. Salientam-se ainda os sítios da província onde a atividade mineira decorreu por longo período de tempo (ex. S. Domingos, Aljustrel, Lousal e Caveira), em épocas em que o impacto ambiental não fazia parte das preocupações sociais, políticas e económicas das empresas mineiras e das entidades reguladoras. Nestes mesmos locais, e muito recentemente, como resposta à necessidade conjunta de tratamento/valorização de resíduos e salvaguarda da segurança de abastecimento de matérias-primas minerais na Europa (reduzindo a sua dependência externa e fomentando o seu crescimento económico), outros estudos geoquímicos têm vindo a ser realizados. Estes visam a identificação de novas oportunidades e mercados para os resíduos mineiros históricos, considerando-os como recursos secundários de matéria-prima que, por vezes, contêm quantidades acessórias de metais escassos e valiosos, alguns especialmente importantes na manufactura de componentes da “alta tecnologia”. A prospecção geoquímica não se restringe à geoquímica de solos, muito embora o presente artigo lhe seja inteiramente dedicado por a mesma representar uma abordagem geral dos trabalhos desenvolvidos na FPI, ao longo de mais de meio século.
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Keywords
Geochemical exploration Environmental impact Iberian Pyrite Belt Mining taillings resources Prospeção geoquímica Impacto ambiental Recursos em escombreiras mineiras Faixa Piritosa Ibérica
Citation
Batista, M.J... et.al - Geochemical exploration and assessment of environmental impacts in the Portuguese sector of the Iberian Pyrite Belt. In: Comunicações Geológica, 2020, vol.107, Fasc. Especial III, p. 79-90
Publisher
LNEG - Laboratório Nacional de Energia e Geologia