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Geoquímica dos solos e águas na envolvente das antigas explorações mineiras de W-Au-Sb de Sarzedas, Castelo Branco

Geochemistry of soils and waters close to W-Au-Sb old mines from

Sarzedas, Castelo Branco

P. C. S. Carvalho(1)(2), A. M. R. Neiva(1)(3), M. M. V. G. Silva (1)(4)

(1) Departamento de Ciências da Terra e Centro de Geociências, Universidade de Coimbra, Largo Marquês de Pombal, 3000-272 Coimbra

(2) paulacarvalho@mail.pt (3) neiva@dct.uc.pt (4) mmvsilva@dct.uc.pt

SUMÁRIO

Sarzedas foi uma área de exploração de W, Au e Sb em Gatas-Santa e Pomar-Galdins. Os teores de Sb, Sn, W e As nos solos de Gatas-Santa e Pomar-Galdins são superiores aos limites máximos vigentes na Norma Canadiana [1] para solos agrícolas, solos para zonas residenciais e solos para zonas industriais e comerciais, não podendo ser usados para estes fins. As águas apresentam contaminação em Sb, Fe e Mn, podendo ser usadas para rega de terrenos agrícolas, mas não servem para consumo humano.

Palavras-chave: Solos, águas, contaminação, mineralizações de W- Au- Sb, Sarzedas.

SUMARY

Sarzedas mining area was exploited for W, Au, and Sb in Gatas-Santa and Pomar-Galdins. Soils in Gatas-Santa and Pomar-Galdins must not be used for agriculture, human residence, commerce and industry [1] due to their high Sb, Sn, W and As contents. Waters should not be used to human consumption due the Sb, Fe and Mn contaminations, but could be used for agriculture.

Key-words: Soils, waters, contaminations, W-Au-Sb mineralizations, Sarzedas.

Geologia

A área mineira de Sarzedas situa-se a cerca de 19

km a noroeste de Castelo Branco (Fig. 1 a). Nesta região predomina o Complexo Xisto-Metagrauváquico Câmbrico (Fig. 1b), representado pela Formação do Rosmaninhal e constituída por uma alternância de metapelitos e metasiltitos com algumas intercalações de metagrauvaques, mármores e metaconglomerados [2]. Os quartzitos Armoricanos assentam por discordância angular sobre o Complexo Xisto-Metagrauváquico e afloram na serra do Moradal. A região é cortada por um conjunto de diques ácidos, de idade Pré-Varisca (B), orientados N45-70ºW, que intruíram o Complexo Xisto-Metagrauváquico. Afloram em Rapoulinha e Vale de Maria Dona, com espessuras inferiores a 5 metros (Fig. 1b).

Os filões de quartzo, provavelmente Variscos (Q), intruíram o Complexo Xisto-Metagrauváquico; são numerosos, muito descontínuos, com espessuras entre 0,5 e 2 metros e com orientações dominantes N25-50ºE. Estes filões afloram a sudeste do Marco Geodésico da Gesteira (Fig. 1b). Estes filões são constituídos por

quartzo, moscovite, rútilo, apatite, ferberite, ouro, cobaltite, glaucodote, arsenopirite, pirite, blenda, calcopirite, tetraedrite, semseiíte, estibina e siderite.

Os diques de diabase Variscos (D), com orientação N10ºW, intruíram o Complexo Xisto-Metagrauváquico e afloram a oeste de Pé da Serra (Fig. 1b).

Os diques e filões felsíticos Variscos (A), orientados N20-30ºW, subverticais, intruíram o Complexo Xisto-Metagrauváquico. Têm maior expressão junto à Povoação de Gatas, numa extensão de cerca de 3 km e com espessuras que variam entre 5 e 10 metros (Fig. 1b). São constituídos por quartzo, albite, feldspato potássico, moscovite, zircão, rútilo, montebrasite, apatite, lazulite, arsenopirite, pirite, blenda, estibina e siderite.

Os depósitos de cobertura Terciária e Quaternária assentam em discordância sobre o soco Varisco e afloram sobretudo na bacia de Sarzedas e na Serra de Magarefe (Fig. 1b). São constituídos na base por unidades conglomerático-argilosas e areno-arcósicas e no topo por cascalheiras de planalto.

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Amostragem e Metodologias

Em 1988, foram colhidas, pelo Serviço de

Fomento Mineiro, 893 amostras de solos na área de Sarzedas. Em Gatas-Santa, com cerca de 0,56 km2 de área, foram colhidas 609 amostras numa malha de amostragem de 50×20 m. Em Pomar-Galdins, foram colhidas as restantes 284 amostras numa área de cerca de 0,24 km2 e com uma malha de amostragem de 50×20 m e de 25×20 m próximo a Pomar.

Nas amostras colhidas nas duas áreas de Gatas – Santa e Pomar-Galdins, foram analisados Sb, W e As por colorimetria com os limites de detecção de 1 ppm, 0,6 e 50 ppm, respectivamente. Em Gatas-Santa também foi determinado Sn pela mesma técnica, com limite de detecção de 0,5 ppm. A precisão do método é 10 %. Os dados foram facultados pelo Instituto Geológico e Mineiro.

Foram colhidas onze amostras de água na envolvente das antigas explorações mineiras de Gatas-Santa e Pomar-Galdins, em quatro colheitas, duas na época de Inverno e duas na época de Verão. Os parâmetros físico-químicos, tais como condutividade específica, temperatura, concentração hidrogeniónica (pH), potencial de oxidação-redução (Eh) e oxigénio

dissolvido foram medidos “in situ” bem como a concentração de bicarbonatos, dado que são propriedades que se alteram com o transporte das amostras do campo para o laboratório. Os cloretos foram determinados por titulação com nitrato de prata. Os nitratos, nitritos, fosfatos e sulfatos foram determinados por espectrofotometria de absorção molecular, utilizando um espectrofotómetro PERKIN ELMER, Modelo LAMBDA 2, de ultra violeta-visível. Os catiões sódio, potássio, cálcio, magnésio, ferro, manganês, zinco, cobre, antimónio, arsénio, chumbo e tungsténio foram determinados por espectrofotometria de absorção atómica, recorrendo ao espectrofotómetro PERKIN ELMER, modelo 303 e também por espectrofotometria de emissão de plasma indutivo. A precisão de todas estas análises foi de ± 5%. O erro de análise das águas de Sarzedas é inferior a 10% em 86 % das amostras. Considerando o cálculo do erro de fecho [2], as restantes amostras apresentam um erro inferior a 21 %; tratam-se de amostras com condutividades específicas baixas, compreendidas entre 50 a 200 µS/cm, pelo que o erro é aceitável e as análises podem ser consideradas fiáveis.

Fig. 1- a) Localização da área em estudo; b) Mapa geológico de Sarzedas (Adaptado de [1]). 1- Complexo Xisto-Metagrauváquico (Câmbrico); 2- Quartzitos Armoricanos; 3- Diques ácidos Pré-Variscos, B; 4- Filões de quartzo mineralizados provavelmente Variscos, Q; 5- Diques de diabase Variscos, D; 6- Diques e filões felsíticos Variscos, A; 7- Depósitos de Cobertura Terciária e Quaternária; 8- Cavalgamento; 9- Cavalgamento provável; 10- Falha; 11-Falha provável; 12- Explorações mineiras abandonadas; 13 – Marco geodésico; 14 - Localidade.

a.

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Resultados

As anomalias de Sb, Sn, W e As nos solos coincidem com a orientação dos filões de quartzo com W-Au-Sb e filões felsíticos com Sb (e.g., Fig. 2; anomalia Sb).

A alteração dos sulfuretos e volframite dos filões mineralizados causa a libertação de metais para os solos

por drenagem superficial e vertente abaixo. Os solos de Sarzedas são constituídos por matéria orgânica, minerais argilosos e óxidos-hidróxidos de Fe que adsorvem os metais provenientes de sulfuretos e volframite, havendo um aumento da sua concentração nos solos na envolvente à exploração mineira.

Fig. 2- Cartografia dos teores de antimónio nos solos de Gatas-Santa e Pomar-Galdins.

Os teores de Sb, Sn, W e As nos solos de

Gatas-Santa e Pomar-Galdins na região de Sarzedas e os limites máximos vigentes na Norma Canadiana [3] para

solos agrícolas, solos para zonas residenciais e solos para zonas industriais e comerciais são apresentados na Tabela I.

Tabela I - Intervalos de teores nos solos de Sarzedas e valores máximos vigentes na Norma Canadiana [3] para diferentes ocupações do solo

Gatas - Santa Pomar - Galdins

Concentrações

máximas

recomendadas

Elemento (ppm) Mínimo Máximo Média Mínimo Máximo Média 1 2 3

Sb 2 11000 294 2 21600 293 20 20 40

Sn 0,5 2500 6 - - - 5 50 300 W 0,6 300 5 0 27 1,69 - - -

As 25 9300 63 25 170 34 20 30 50 N 609 144

- Valor não determinado ou não definido na legislação. 1-Solos agrícolas; 2-Solos para zonas residenciais; 3- Solos para zonas industriais e comerciais. Os dados dos solos de Sarzedas foram fornecidos pelo Instituto Geológico e Mineiro.

Nas proximidades das mineralizações, os teores máximos de Sb, Sn, W e As são muito superiores às concentrações máximas recomendadas para uso agrícola, para zonas residenciais e para zonas industriais e comerciais (Tabela I), não podendo ser usados para estes fins. O antimónio é o elemento mais abundante,

visto ser ele o que atinge maiores teores nos filões explorados e nas escombreiras.

As análises físico-químicas de algumas das águas, colhidas em duas das épocas de colheitas efectuadas (Inverno e Verão), são apresentadas na Tabela II. As amostras de água da região de Sarzedas

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geralmente apresentam condutividades específicas, resíduo seco, temperaturas e teores dos elementos superiores na época de Verão comparativamente à época de Inverno (Tabela II). O oxigénio dissolvido, bem como o potencial de oxidação-redução destas águas, tende a ser mais baixo na época de Verão em relação à época de Inverno. As condutividades específicas de todas as amostras colhidas são baixas, variando entre 51,20 a 234,50 µS/cm e o pH de 5,5 a 9,3. As amostras de água dos pontos 3 e 8 apresentam as mais altas concentrações em antimónio (Fig. 3), que excedem o VMA de 0,01 mg/l para águas para consumo humano (Tabela III), evidenciando a contaminação provocada pela exploração mineira. Na generalidade, as amostras de água colhidas têm teores de ferro derivados de pirite, arsenopirite e siderite e os teores de manganês derivam da siderite. Estes teores de Fe e Mn são muito superiores aos VMAs (Tabela III) permitidos na

legislação [4], impedindo o uso das águas para consumo humano.

As águas da região de Sarzedas podem ser utilizadas para rega de terrenos agrícolas, visto que, na generalidade, os teores dos elementos não excedem os VMRs e VMAs das águas para rega (Tabelas II e III).

As águas de Sarzedas não apresentam uma contaminação significativa, visto que o material de escombreira possui siderite, proveniente dos filões de quartzo e filões felsíticos, que reage com os ácidos neutralizando-os [5], segundo a reacção 3FeCO +

+H +2Fe + −3HCO . Existem também carapaças

ferruginosas a envolver o material de escombreira e constituídas por goetite e simplesite. A goetite retém por adsorção As e Sb e apresenta inclusões de arsenopirite e estibina, e a simplesite retém S e P por adsorção. Estes elementos ficam assim imobilizados, não contaminando as águas em proporções significativas.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Pontos de água

Sb (m

g/l)

Fig. 3 - Variação sazonal do antimónio nas águas da região de Sarzedas.

N.D.- Parâmetro não detectado. 1 e 5- poços; 8 e 9- linhas de água. Analista: Paula C. S. Carvalho.

Referências Bibliográficas [1] Shepherd, T. J. (1994). Integrated Multidisciplinary Exploration Techniques for Gold and Precious Metals in the Western Iberian Peninsula, Final Report, vol. I: 141 pp. [2] Custódio, E. & LLamas, M.R. (1983). Hidrologia Subterrânea. 2ª Edición. Edições Ómega, Barcelona. Tomo I: 1157 pp. [3] Canadian Council of Ministers of the Environment, 1991: Interim Canadian Environmental Quality Criteria for Contaminated Sites. CCME EPC –CS34, Manitoba pp 1-20. [4] Carvalho, P. C. S. (2004). Impacte Ambiental de Antigas Explorações Mineiras na região de Sarzedas-Castelo Branco. Tese para obtenção do grau de Mestre em Geociências na Universidade de Coimbra, 185 pp.

[5] Seal, R. R. & Hammarstrom, J. M. (2003). Geoenvironmental models of mineral deposits: examples from massive sulfide and gold deposits. In Environmental Aspects of Mine Wastes (J. L. Jambor & D. W. Blowes, eds.). Mineral. Assoc. Can. Short Course Vol. 31: pp 11-50.

Agradecimentos Agradecemos ao Doutor Jorge Figueiras os comentários enviados.

Inverno (Fevereiro de 2002) Verão (Agosto de 2002)

Pontos de água Parâmetro

1 5 8 9 1 5 8 9

Condutividade(µS/cm) 124,60 148,40 64,80 66,40 144,60 140,90 229,40 113,8

0Temperatura (ºC) 12,50 12,10 13,40 12,70 21,90 19,80 28,20 26,70

pH 5,66 6,31 6,65 6,53 5,50 6,66 7,17 6,81

Eh (mV) 287 219 208 206 288 44 202 230

O2 Dissolvido (mg/l) 10,80 6,25 12,60 13,20 8,92 5,82 8,91 10,38

Bicarbonato (mg/l) 13 41 13 13 11 49 36 29

Cloreto (mg/l) 12 10 9 9 9 7 10 9

Nitrato (µg/l) 1156 31 757 N.D. 810 460 410 340

Nitrito (µg/l) 10 N.D. N.D. N.D. 30 N.D. 10 4

Fosfato (µg/l) 6 54 14 N.D. 72 N.D. 200 36

Sulfato (mg/l) 31 21 3 5 56 25 95 18

Sódio (mg/l) 7 8 7 7 7 9 16 12

Potássio (mg/l) 0,2 1 0,4 0,4 0,2 0,8 2,0 2,7

Cálcio (mg/l) 1 4 0,8 0,9 2 5 6 3

Magnésio (mg/l) 8 11 3 3 11 10 17 5

Ferro (µg/l) 10 1160 50 120 <50 558 63 124

Manganês (µg/l) N.D. 230 N.D. 20 <5 112 14 12

Zinco (µg/l) 20 30 10 10 6 22 <5 <5

Cobre (µg/l) N.D. N.D. N.D. N.D. <5 12 5 <5

Antimónio (µg/l) N.D. N.D. 28 6,8 <50 <50 211 <50

Arsénio (µg/l) N.D. 6 N.D. N.D. <30 <30 <30 <30

Chumbo (µg/l) 1100 N.D. <30 N.D. <30 <30 <30 <30

Tungsténio (µg/l) <50 N.D. N.D. N.D. <50 <50 <50 <50 Resíduo Seco (mg/l) 95 108 67 53,33 89 79 148 62

Consumo Humano

Rega

VMR (mg/l)

VMA (mg/l)

VMR (mg/l)

VMA (mg/l)

Sb - 0,01 - -

Fe 0,05 0,2 5,0 -

Mn 0,02 0,05 0,2 10

Símbolos: - Colheita de Inverno (Fevereiro de 2002); - Colheita de Verão (Agosto de 2002); - Colheita de Inverno (Março de 2003); - Colheita de Verão (Julho de 2003).

Tabela III – Valores máximos permitidos na legislação de Sb, Fe e Mn para águas para consumo humano e para águas para rega de acordo com o Decreto-Lei 236/98

- Não definido; VMR- Valor Máximo Recomendável; VMA- Valor Máximo Admissível

Tabela II - Resultados obtidos para algumas das amostras de água de Sarzedas colhidas em duas épocas de amostragem