Tipologia e evolução dos materiais de neoformação ... · INTRODUÇÃO A industria extractiva...

TTiippoollooggiiaa ee eevvoolluuççããoo ddooss mmaatteerriiaaiiss ddee nneeooffoorrmmaaççããoossuuppeerrggéénniiccaa ddeetteeccttaaddooss nnaa eessccoommbbrreeiirraa ddaa MMiinnaa ddeeVVaallddaarrccaass ((VViillaa NNoovvaa ddee CCeerrvveeiirraa -- NN PPoorrttuuggaall)) --

IImmpplliiccaaççõõeess AAmmbbiieennttaaiiss

Typology and evolution of the new mineralogydeveloped at the mine waste dump of Valdarcas

(Vila Nova de Cerveira - N Portugal) -Environmental Implications

VALENTE, T. & LEAL GOMES, C.

The abandoned waste dump of Valdarcas tungsten skarn deposit — Vila Nova de Cerveira, NPortugal, represents a key site, appropriate to study the environmental problems related todeactivated sulfide tails. The tungsten mineralization which occurs in coexistence with metallic sulfide minerals, cal-cium silicates and carbonates, confers to this deposit special characteristics. The water-mineralinteractions at the waste dump surface, leads to the generation of acid mine waters (AMD) withhigh content of metals and sulfate (ASW), related to the sulfide minerals alteration.Consequently occurs the contamination of the Coura river system.Simultaneously the alteration of calcium silicates and carbonates produces neutralization reactions,and the development of a new mineralogy - soluble salts, iron crusts and clay minerals. The newparagenesis reflects the occurrence of wet-dry cycles, related to the seasonal variations of rainfall.These geochemical trends and their role in the process evolution of the waste dump surface tothe stabilization are the main subject of this work.The soluble salts, iron crusts and the clay minerals have different capacities and mechanisms tofixate the chemical potential associated to the AMD/ASW.The instability of the salt minerals leads only to a temporary fixation of the contaminant ele-ments. On the other hand, the crusts are capable of fixate efficiently these elements, speciallythe iron oxides, furthermore, they isolate the reactive minerals from the weathering agents.Consequently they limit the aquatic contamination, the dispersion area of the environmentalimpact and contribute to the chemical stabilization of the waste dump.

VALENTE, T. (Bolseira FCT, Departamento de Ciências da Terra da Universidade do Minho, Gualtar, 4719Braga Codex).LEAL GOMES, C. (Departamento de Ciências da Terra da Universidade do Minho, Gualtar, 4719 Braga Codex).

Cadernos Lab. Xeolóxico de LaxeCoruña. 1998. Vol. 23, pp. 43-58

IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO

A industria extractiva desencadeia pro-blemas ambientais específicos que sãodeterminados pelas características dos sis-temas naturais intervencionados, e pelosatributos técnicos dos empreendimentosmineiros.

Os desequilíbrios físicos, químicos ebióticos adquirem magnitudes considerá-veis, quando o desmonte e separação deminérios incidem sobre materiais compotencial poluente. É o caso das paragéne-ses com sulfuretos metálicos.

Na região do Minho e particularmenteno concelho de Vila Nova de Cerveira, aNorte da Serra de Arga está localizado umdepósito de tungsténio em rochas calcossi-licatadas, no qual ocorrem sulfuretosmaciços de vários metais. A unidadeextractiva mais importante era a mina deValdarcas (Fig 1).

Nesta mina, cuja lavra mineira se sus-pendeu em meados dos anos 80, existemvolumosas escombreiras em que os tritura-dos estéreis acumulados, têm elevada per-

centagem de sulfuretos, em desequilíbrioperante as condições de alteração meteóri-ca actual. A reactividade dos sulfuretosorigina um foco de impacte ambiental queainda se manifesta, afectando principal-mente o sistema fluvial do Rio Coura, paraonde escorrem os efluentes mineiros.Define-se assim um sistema natural emdesequilíbrio perante as manifestações daactividade extractiva, o qual pode ser des-crito a partir de três unidades fundamen-tais: depósito primário (particularmente asparagéneses primárias sujeitas a desmontee beneficiação), escombreira (com tritura-dos finos) e Rio Coura. As peculiaridadesparagenéticas dos minérios explorados, emque massas sulfuretadas coexistem comassociações ricas em carbonatos e silicatos,e a elevada pluviosidade própria do climalocal, fazem com que a escombreira sejaum local chave para a compreensão dosfenómenos de evolução reaccional supergé-nica de triturados estéreis ricos em sulfu-retos.

A alteração dos sulfuretos em escom-breira gera escorrências ácidas – AMD

44 Valente, T. & Leal Gomes, C. CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998)

FFiigg.. 11.. LLooccaalliizzaaççããoo ddaa áárreeaa eemm eessttuuddoo..

CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998) Tipologia e evolução dos materiais 45

(“Acid Mine Drainage”) de águas ácidassulfatadas – ASW (“Acid SulphateWaters”). Na drenagem da escombreira epela evolução reaccional dos triturados,condicionada pelos ritmos climáticos sazo-nais, desenvolvem-se neoformações mine-ralógicas fraccionadas em diferentes tiposde materiais, como sejam os sais solúveis,couraças ferralíticas e argilas (VALENTEet al.,1997a), com distintas capacidades defixação de elementos.

As principais causas de evolução daescombreira após abandono da lavramineira podem agrupar-se em antrópicas enaturais.

Nas primeiras incluem-se as con-dições de rejeição, armazenamento emanipulação dos estéreis – acumulaçãopor despejo livre sem consideração decritérios geotécnicos relevantes, no querespeita à capacidade de retenção físicados detritos. Nas segundas consideram-se os desequilíbrios e subsequentesreacções, em que intervêm os mineraisprimários, após instabilização em con-dições termodinâmicas típicas deambiente supergénico, superficial.

A cadeia de interacções que ocorrem nosistema, depósito primário – escombreira– Rio Coura, culmina neste último, com aafluência da drenagem ácida.

Para compreender de forma integra-da as várias transformações observadas,seleccionaram-se como objectos primor-diais de estudo, as neoformações mine-ralógicas e as AMD/ASW. A sua carac-terização revelou importantes indicado-res, no que respeita ao papel desempen-hado pelas neoformações na definição deuma tendência para a estabilização dosistema.

MMEETTOODDOOLLOOGGIIAASS DDEE TTRRAABBAALLHHOO

Numa primeira fase de caracterizaçãogeral do sistema as opções metodológicas eas respectivas técnicas de suporte foramdirigidas ao estudo das neoformaçõesmineralógicas, e à análise descritiva einterpretativa das AMD/ASW e da conta-minação do sistema fluvial do Rio Coura.

EEssttuuddoo ddaass nneeooffoorrmmaaççõõeess mmiinneerraallóóggii--ccaass

As etapas principais do estudo foram asseguintes:

—Identificação mineralógica e caracte-rização composicional de associações para-genéticas supergénicas.

—Interpretação da génese e evolução –condições de equilíbrio e identificação demicroambientes de precipitação.

—Avaliação da sua capacidade de limi-tação da reactividade potencial dos estéreis- controlo da composição das AMD.

—Estudo do carácter expedito e eficá-cia das opções metodológicas, quando seequaciona a implementação de técnicasexpeditas que permitam conhecer o papeldesempenhado pelas neoformações nalimitação dos halos de dispersão dosmetais.

O estudo da fracção mineralógica sali-na (sais solúveis) desenvolveu-se em doisníveis distintos:

—sais naturais identificados no siste-ma;

—sais resultantes de experiências labo-ratoriais de salinização (obtenção de preci-pitado a partir de efluente filtrado)(VALENTE, 1996). Nas duas situações


recorreu-se à microscopia electrónica devarrimento (MEV) e à difracção de raios X(DRX).

A obtenção de imagens em electrõessecundários (ES – MEV) permitiu adeterminação da morfologia dos cristais edos hábitos e configurações dos agregadosmono e poliminerálicos. A microanálisede Raios X (MEV), combinada com aDRX, contribuiu para a identificação dosminerais e para a caracterização composi-cional das associações (VALENTE et al.,1997b).

Quanto às couraças ferralíticas efec-tuou-se um estudo petrológico em micros-copia óptica (luz transmitida – MOT ereflectida – MOR) e em MEV – análise desuperfície polida e de fragmentos(VALENTE et al., 1997a).

A identificação dos minerais de argilafoi efectuada por DRX em lâminas orien-tadas, com aplicação de tratamentos tér-micos e químicos, como os testes com eti-lenoglicol e glicerol.

EEssttuuddoo ddaass AAMMDD ee ddaa ccoonnttaammiinnaaççããoo ddooRRiioo CCoouurraa

A caracterização das AMD e da conta-minação do Rio Coura baseou-se na reali-zação periódica de campanhas de amostra-gem. Os métodos analíticos aplicados àdeterminação dos parâmetros físico-quí-micos, são na generalidade os indicados noStandard Methods for the Examination ofWater and Wastewater (1985).

Parâmetros expeditos como o pH, con-dutividade, temperatura e potencial deoxidação-redução (Eh) foram medidos insitu, com medidores digitais portáteis.

DDEEPPOOSSIITTOO PPRRIIMMAARRIIOO

As características, estruturais e parage-néticas do depósito de Valdarcas estão des-critas em BAYER (1968), CONDE et al.(1971) e COELHO (1993).

A actividade extractiva incidiu sobreminérios tungstíferos em níveis de skarn,com massas de sulfuretos, num depósitocuja génese é considerada essencialmentede tipo metassomático.

A mineralização scheelítico-volframíti-ca encontra-se associada a uma paragénesecomplexa e diversificada. As fácies litoló-gicas predominantes são calcossilicatadas,existindo abundantes sulfuretos com vol-framite. É a coexistência de minerais denatureza química antagónica —sulfuretos eminerais típicos da composição do skarn—que torna peculiar o comportamento destaparagénese no ambiente superficial daescombreira. A alterabilidade das asso-ciações sulfuretada e calcossilicatada deter-mina o estabelecimento de condições deequilíbrio particulares. Resulta daqui atendência de evolução geoquímica princi-pal, dirigida no sentido do aparecimentode neoformações mineralógicas supergéni-cas.

AAssssoocciiaaççããoo ssuullffuurreettaaddaa

Do espectro de minerais que compõemesta associação mineralógica destacam-sepela abundância e reactividade a pirrotite,pirite, arsenopirite e marcassite. O estudopetrológico de amostras do depósito pri-mário revelou várias evidências de altera-bilidade, com expressão macroscópica emicroscópica já nas frentes de desmonte. Acapacidade de reequilíbrio desta associação


em condições supergénicas, traduz-se peloaparecimento de óxidos - hidróxidos deferro. A Fig. 2 ilustra alguns aspectos tex-turais típicos da presença de mineraissecundários, controlada por fracturas,espaços intergranulares ou formando orlasde reacção e/ou pátinas de revestimento.

A pirrotite revela-se o mineral maisreactivo da associação. A sua capacidade dereequilíbrio, associada a uma rápida perdade ferro em ambientes de oxidação(CRAIG et al., 1991), possibilita por vezesa formação de termos sucessivamente maisricos em enxofre. A lixiviação preferencialdo ferro, também observável na piriteexpressa-se numa zonalidade composicio-nal como a que é exemplificada na Fig. 3.

AAssssoocciiaaççããoo ccaallccoossssiilliiccaattaaddaa

Nesta associação incluem-se os silicatoscaracterísticos do skarn, como a vesuviani-te, actinolite-tremolite, grossulária e dióp-sido. Consideram-se também neste quadroparagenético, a apatite e os minerais denatureza carbonata, como a calcite.

A alterabilidade dos silicatos é condi-cionada pela extensão das reacções dehidrólise, pelo que de um modo geralreflecte a hierarquização estabelecida pelasséries de Goldish.

A calcite apresenta-se fortemente reac-tiva, observando-se por vezes a formaçãode agregados cristalinos de calcite secun-dária.

AAvvaalliiaaççããoo ddoo ppootteenncciiaall ddee nneeuuttrraalliizzaaççããoo

A alterabilidade reflecte a estabilidadedas paragéneses primárias em superfície,pelo que depende das condições termo-dinâmicas próprias da génese primária ini-cial.

Na Fig. 4 apresenta-se um ordenamen-to qualitativo da alterabilidade de umconjunto de minerais parageneticamentesignificativos da associação mineralógicade Valdarcas (VALENTE et al., 1997a).

A neutralização da acidez gerada pelaalteração dos sulfuretos, é desencadeadapelo potencial químico atribuível às asso-ciações carbonatada e silicatada, e portan-

FFiigg..22.. IImmaaggeemm MMOORR -- LLRR NNiiccóóiiss II II.. OOrrllaa ddeerreevveessttiimmeennttoo ddee óóxxiiddoo--hhiiddrróóxxiiddoo ddee ffeerrrroo((OOXX--FFEE)) nnaa aarrsseennooppiirriittee ((AASSPPII)).. RReellííqquuiiaassddee ppiirrrroottiittee ((PPIIRR))..

FFiigg.. 33--11IImmaaggeemm MMOORR -- LLRR NNiiccóóiiss IIII.. AAlltteerraaççããoozzoonnaaddaa ddooss ssuullffuurreettooss ppiirriittee oouu ppiirrrroottiittee((PPII//((PPIIRR))..WW -- VVoollffrraammiittee..


to resulta do antagonismo químico quecaracteriza a paragénese. Este mecanismoembora não seja suficiente para anular aalterabilidade/reactividade, contribui paraa limitação da drenagem ácida e para odesenvolvimento de neoformações.

NNEEOOFFOORRMMAAÇÇÕÕEESS MMIINNEERRAALLOOGGII--CCAASS SSUUPPEERRGGEENNIICCAASS

A alternância de ciclos de lixiviação-dessecação combinada com a neutralizaçãoda acidez, promovida pela solubilização decarbonatos e outros constituintes do skarn,

conduzem ao desenvolvimento de micro-ambientes geoquímicos diferenciados, epor vezes espacialmente circunscritos.Estes são propícios ao estabelecimento dosfenómenos fraccionados de salinização,ferruginização, crustificação e argilização,dos quais resultam os sais solúveis e preci-pitados ocres, as couraças ferralíticas, e asargilas, respectivamente. Dá-se especialdestaque neste trabalho aos sais solúveis eprecipitados ocres de drenagem ácida e àscouraças ferralíticas.

EEssttuuddoo ddaa ffrraaccççããoo ssaalliinnaa ssoollúúvveell ee ddoosspprreecciippiittaaddooss ooccrreess

Na superfície da escombreira e na con-fluência das AMD/ASW identificou-seum espectro variado de espécies, domina-do pela presença dos sulfatos (Tabela I).

O gesso e a rozenite são dois dos saismais frequentes, individualizáveis e commaior cristalinidade, como se expressanos difractogramas da Fig. 5. De ummodo geral os sulfatos ocorrem em eflo-rescências de cor variável, com aspectopulverulento.

Frequentemente os difractogramas reve-lam espécies pouco evoluídas ou metaestá-veis, de baixa cristalinidade como os óxidos-hidróxidos de ferro (Fig. 6). Estes materiaisapresentam-se em massas de aspecto ferru-ginoso, observando-se diferentes tonalidadestípicas dos ocres de ferro.

Na Fig. 7-a podem observar-se ascaracterísticas morfológicas dos sais solú-veis mais abundantes. Nos períodos deforte dessecação ocorrem dispersos sobreeflorescências de gesso e rozenite, mono-cristais isolados de enxofre (Fig. 7-b).Macroscopicamente e no seu conjunto sur-

FFiigg.. 44.. AAlltteerraabbiilliiddaaddee ((mmááxxiimmaa--77;; mmíínniimmaa --00)) eeíínnddiiccee ddee aabbuunnddaanncciiaa rreellaattiivvaa ((aabbuunnddaannttee --55;; aauusseennttee -- 00)),, ppaarraa oo eessppeeccttrroo ddee mmiinneerraaiissppaarraaggeennnneettiiccaammeennttee mmaaiiss ssiiggnniiffiiccaattiivvoo,, ddaaaassssoocciiaaççããoo mmiinneerraallóóggiiccaa ddee VVaallddaarrccaass..LLeeggeennddaa:: AABB -- AAllbbiittee;; AAPP -- AAppaattiittee;; AASSPPII --AArrsseennooppiirriittee;; AA -- TT AAccttiinnoolliittee --ttrreemmoolliittee;;CCAA-- CCaallcciittee;; DDII -- DDiióóppssssiiddoo;; EEPP --EEppiiddoottoo;; FFBB -- FFeerrbbeerriittee;; FFKK -- FFeellddeessppaattoo KK;;GGRR -- GGrroossssuulláárriiaa;; LLOO -- LLoolliinnggiittee;; MMCC --MMaarrccaassss iittee ;; PPII -- PPiirr ii ttee ;; PPIIRR --PPiirrrroottiittee;; QQZZ -- QQuuaarrttzzoo;; SSCC -- SScchheeeelliittee;; SSII --SSiiddeerriittee;; VVEE -- VVeessuubbiiaanniittee;; VVOO --VVoollaassttoonniittee;; WW -- VVoollffrraammiittee..


gem como uma dispersão pulverulentafina de cor amarela.

CCoonnddiiççõõeess ddee eeqquuiillííbbrriioo ee mmiiccrrooaamm--bbiieenntteess ddee ddeeppoossiiççããoo

Nos meses de verão, quando a evapo-ração é intensa, a proliferação salina é ubí-qua, podendo constituir coberturas devários milímetros de espessura (VALEN-TE et al., 1997b). O agregado radiado degesso da Fig.7-a, constitui um aspectotípico de algumas eflorescências maiscompactas e espessas, correspondentes aperíodos mais longos em que se mantêmas condições de deposição.

Os monocristais de enxofre (Fig. 7-b)são de ocorrência rara e correspondem pro-vavelmente à deposição em períodos deforte dessecação (VALENTE et al.,1997b).

A cristalinidade dos óxidos-hidróxidosde ferro está dependente das condições doambiente de formação. O pH da solução

lixiviante, a ocorrência de mediação bacte-riana na oxidação do Fe2+ e a presença deoutras espécies (Al, Si, PO43-), tal comosugere HERBERT (1997), influenciamdirectamente a taxa de nucleação e o cres-cimento cristalino.

Os difractogramas da Fig. 6 são típicosde materiais efémeros pouco evoluídos,cuja persistência está sujeita a uma solubi-lização intermitente, dependente de ciclossazonais de humidificação.

Como extremos de solubilidade dosdiferentes materiais identificados referem-se a goethite (preferencialmente em con-dições de lixiviação), e os sulfatos resultan-tes da sobressaturação das soluções lixi-viantes (preferencialmente em condiçõesde dessecação).

Na tabela II apresenta-se a distribuiçãocartográfica das paragéneses precipitadasdesde a superfície da escombreira até àconfluência das AMD/ASW no Rio Coura.

A diferenciação paragenética, comexpressão cartográfica deve estar relaciona-

TTAABBEELLAA II.. CCoommppoossiiççããoo mmiinneerraallóóggiiccaa ddooss pprreecciippiittaaddooss ——mmiinneerraaiiss iiddeennttiiffiiccaaddooss nnoo ssiisstteemmaa eessccoommbbrreeii--rraa—— mmeeiioo aaqquuááttiiccoo..


da com o estabelecimento de microam-bientes específicos, determináveis emrelação com o pH (ERNEST et al., 1965;MONTOROI, 1995; BIGHAM et al.,1996).

Os sulfatos formam-se em ambientesespecialmente ácidos, com um escalona-mento dos equilíbrios, condicionados pelasolubilidade.

Os óxidos-hidróxidos de ferro reflec-

tem a neutralização da acidez dasAMD/ASW, pelo que ocorrem na escom-breira e/ou em locais dominados por con-dições de lixiviação. Na confluência com o

FFiigg.. 55.. DDiiffrraaccttooggrraammaass ccoorrrreessppoonnddiieenntteess aaooss ssaaiissssoollúúvveeiiss mmiinneerraaiiss:: aa)) GGrreessssoo ((GGee));; bb))RRoozzeenniittee ((RRzz))..

FFiigg.. 66.. DDiiffrraaccttooggrraammaass ccoorrrreessppoonnddeenntteess aa mmaatteerriiaaiissccoomm eessttaaddooss ddee ccrriissttaalliinniiddaaddee vvaarriiáávveell,, iiddeennttii--ffiiccaaddooss nnaa ssuuppeerrffíícciiee ddaa eessccoommbbrreeiirraa ee nnaa ccoonn--fflluuêênncciiaa ddaass AAMMDD//AASSWW ccoomm oo RRiioo CCoouurraa..GGtt:: GGooeetthhiittee;; JJtt:: JJaarroossiittee;; SScchh::SScchhwweerrttmmaannnniittee;; QQzz:: QQuuaarrttzzoo..

FFiigg.. 77.. AAggrreeggaaddooss ee hháábbiittooss ccrriissttaalliinnooss pprróóppiiooss ddee ddiiffeerreenntteess ccoonnddiiççõõeess ddee ddeeppoossiiççããoo.. IImmaaggeennssss ddee MMEEVV((EESS)).. aa)) GGeessssoo;; bb)) EEnnxxooffrree nnaattiivvoo ssoobbrree ggeessssoo++rroozzeenniittee..


Rio Coura a sua presença é controlada peloefeito de diluição associado à mistura dasAMD/ASW com a água não contaminada.

Quando os períodos de dissolução coin-cidem com fortes precipitações durantemeses de estio, pode ocorrer aumento sig-nificativo da acidez e da concentraçãometálica na drenagem.

A realização de ensaios laboratoriais desalinização realçou a natureza electrolíticados processos de deposição/solubilizaçãoem presença das AMD/ASW, a qual tinhasido detectada no sistema natural.

O resíduo seco obtido por precipi-tação laboratorial apresenta uma distri-buição estratificada, com formação tar-dia de sulfatos de ferro e de gesso, bemdesenvolvidos. Nas cápsulas de evapo-ração detectam-se vários fenómenos deestruturação morfológica das neofor-mações, que tinha sido observada naescombreira. Nomeadamente os que serelacionam com a dessecação, salinizaçãoe ferruginização.

A evolução do precipitado simuladaem laboratório revela a susceptibilidade eritmos de estabilidade das espécies salinas,

quando sujeitas às variações impostas pelascondições ambientais de dessecação ehumidificação, características do sistemanatural.

CCoouurraaççaass ffeerrrraallííttiiccaass

A crustificação que se desenvolve noambiente intensamente ferruginoso daescombreira culmina na formação de cou-raças ferralíticas. Estas são aqui entendi-das como massas de agregados mais oumenos consolidados, desenvolvidas pelaacção aglutinante de um ocre sobre os tri-turados estéreis e seus produtos de alte-ração (VALENTE et al., 1997a). Não têmportanto qualquer relação com o termo,ferralite, reservado à designação de agre-gados ricos em ferro próprios de umapedogénese tropical com forte lixiviaçãode sílica.

O cimento assegura em simultâneo acrustificação e o isolamento dos mineraisreactivos, e incorpora constituintes essen-cialmente alóctones.

Na caracterização das couraças conside-

TTAABBEELLAA IIII.. AAssssoocciiaaççõõeess ppaarraaggeennééttiiccaass ppoossssíívveeiiss nnaa eessccoommbbrreeiirraa ee nnaa ccoonnfflluuêênncciiaa ddoo eefflluueennttee ccoomm oo rriiooCCoouurraa.. AA sseettaa iinnddiiccaa ppoossiiççõõeess ddee eessccoorrrrêênncciiaa pprrooggrreessssiivvaammeennttee aaffaassttaaddaass ddaa ssuuppeerrffíícciiee ssuuppee--rriioorr ddaa eessccoommbbrreeiirraa


ram-se três fracções geneticamente distin-tas, descritas na tabela III.

Do ponto de vista macroscópico distin-guem-se pela cor, compactação, porosida-de, dureza, natureza e textura do cimento,granularidade e mineralogia da fracçãoaloquímica.

CCaarraacctteerriizzaaççããoo tteexxttuurraall ee ccoommppoossiicciioonnaall

A caracterização textural e composicio-nal das couraças faz apelo à identificação edistribuição espacial dos constituintes(residuais, lixiviados, remobilizados e fixa-

FFiigg.. 88.. AAssppeeccttooss tteexxttuuaaiiss ccaarraacctteerrííssttiiccooss ddaass ccoouurraaççaass ffeerrrraallííttiiccaass.. aa)) GGrrããooss ddee ssuullffuurreettoo iissoollaaddooss ppeelloo óóxxiiddooddee nneeooffoorrmmaaççããoo -- ggooeetthhiittee.. PPII:: ppiirriittee;; PPIIRR:: ppiirrrroottiittee;; AASSPPII:: aarrsseennooppiittiittee;; OOXX:: óóxxiiddoo--hhiiddrróóxxiiddoo ddeeffeerrrroo.. bb)) CCrreesscciimmeennttoo iirrrraaddiiaannttee ddee ssaaiiss ddee ggeessssoo aaoo lloonnggoo ddaa ffrraaccttuurraass -- ffeennóómmeennoo ddee aasscceennssããoo ccaappii--llaarr eemm ffeennddaa ddee rreettrraaccççããoo,, sseegguuiiddoo ddee eevvaappoorraaççããoo nnaa ssuuppeerrffiicciiee.. GGEE:: GGeessssoo,, SSFFee:: ssuullttaattoo ddee ffeerrrroo..

TTAABBEELLAA IIIIII.. CCoonnssttiittuuiiççããoo ddaass ccoouurraaççaass ffeerrrraallííttiiccaass..

aa)) IImmaaggeenn MMOORR -- LLRR NNiiccóóiiss bb)) IImmaaggeenn MMEEVV -- EESS


dos) e ao seu posicionamento em mineraisprimários e/ou supergénicos.

As Figs. 8 – a,b, mostram algumas tex-turas características das couraças, as quaispermitem interpretações de carácter gené-tico.

A variabilidade composicional reflectea complexidade das paragéneses primáriasdo depósito. Todos os minerais das paragé-neses primárias podem integrar a fracçãodetrítica, e surgir aglomerados por crusti-ficação. Verifica-se que as couraças maisfortemente consolidadas apresentam maiorconteúdo de sulfuretos na fracção detrítica(aloquímica).

Por outro lado, a eficácia isolante daspelículas iniciais, geradas no processo decrustificação, é demonstrada pelo estadode preservação em que ocorrem muitosminerais reactivos, em especial os sulfure-tos.

A fracção cimento - fracção ortoquími-ca de neoformação em escombro- apresen-ta os seguintes constituintes essenciais(VALENTE et a., 1997a):

—Óxidos de ferro – predominante-mente goethite e hidróxidos de baixa cris-talinidade.

—Argilas – com uma porção significa-tiva de fracção caulínico-esmectítica.

—Sais – sulfatos de ferro>gesso > cal-cite.

—Enxofre nativo – raro, intercrescidoou depositado sobre a superfície de crusti-ficação.

—Sílica coloidal – rara, preenchendofracturas (herdadas e/ou resultantes defragmentação) e espaços intergranulares.

Tratando-se de constituintes relativa-mente insolúveis em condições de superfí-

cie, os óxidos, em especial a goethite, agre-gam de forma eficaz os clastos de naturezaprimária e supergénica. Possuem ainda ele-vada capacidade de fixação de elementos,quer num estado de adsorção superficial(fixação transitória), quer incorporando asua estrutura cristalina (fixação definitiva).

CCOONNTTAAMMIINNAAÇÇÃÃOO DDOO SSIISSTTEEMMAA FFLLUU--VVIIAALL DDOO RRIIOO CCOOUURRAA

Embora se inventariem vários focos deimpacte ambiental, relacionados com autilização do domínio público hídrico notroço do Rio Coura que está em estudo(Fig. 9), a afluência das AMD/ASW repre-senta a principal contribuição em termosde elementos químicos depreciadores daqualidade da água.

CCaarraacctteerriizzaaççããoo ddaass AAMMDD//AASSWW

A caracterização das águas e efluentesé apoiada pela representação gráfica docomportamento dos parâmetros conside-rados mais relevantes para a avaliação dopotencial poluente, quando se considerauma situação de drenagem mineira,ácida (AMD). (Figs. 10 e 11).

Na Fig. 10 é possível verificar que ainfluência dos ciclos sazonais de dessecaçãoe lixiviação é evidenciada pelas variaçõesde pH observadas entre os meses deAgosto 95 e Março 96.

A maior acidez detectada no mês deAgosto poderá estar a reflectir as seguintescondições ambientais:

- condições de escoamento, mais redu-zido, verificando-se consequentementemenor capacidade de diluição natural;

- evaporação intensa típica de verão,

com consequente aumento da concen-tração iónica das soluções lixiviantes;

—dissolução da fracção salina promo-vida pelas primeiras chuvas de verão, oco-rridas na semana de amostragem, comconsequente mobilização da carga iónicaantes retida nos sais, para o sistema deescorrência, caracterizado por baixos valo-res de caudal.

Para além deste aspecto, a intensa des-secação de verão poderá ter provocado aesfoliação das camadas de óxido de ferroque revestem as superfícies de escorrência.Os sulfuretos antes isolados ficam assimexpostos. As primeiras chuvas, ao promo-verem as reacções de interacção água-mineral, provocam a mobilização de


FFiigg.. 1100.. CCoommppaarraaççããoo ddooss vvaalloorreess ddeell ppHH ddooeefflluueennttee nnooss mmeesseess ddee AAggoossttoo ddee 11999955 eeMMaarrççoo ddee 11999966..

FFiigg.. 1111.. VVaarriiaaççããoo eessppaacciiaall ddaa ccoonncceennttrraa--ããoo ddee FFee,,CCaa,, ee SSoo44 nnoo eefflluueennttee ((aammoossttrraaggeenn rreeaalliizzaa--ddaa eemm MMaarrççoo 11999966))..

FFiigg.. 99.. PPrriinncciippaaiiss ffooccooss ddee iimmppaaccttee aammbbiieennttaall llooccaalliizzaaddooss nnoo ttrrooççoo ddoo rriioo eemm eessttuuddoo ee llooccaaiiss ddee aammoossttrraaggeemmccoonnssiiddeerraaddooss..

catiões e ião sulfato, com reflexo na dimi-nuição do pH.

Na Fig. 11, relativa à variação docálcio, ferro e sulfato, parece tambémreflectir as condições atmosféricas oco-rrentes no período de amostragem –intensa lixiviação. A ligeira diminuiçãoda concentração de ferro, detectadaentre o segundo e o terceiro local deamostragem, deverá estar relacionadacom mecanismos de remoção catiónica,associados às neoformações do tipo, cou-raça ferralítica. A intensa lixiviaçãolimitou a formação de sais solúveis, peloque se justifica a dificuldade deretenção dos iões sulfato e mesmo decálcio, sob a forma de sulfatos de ferro egesso. O ferro está fixado essencialmen-te como goethite.

As concentrações mais elevadas detec-tadas a jusante de M2, podem relacionar-se com o arrastamento de estéreis reactivosa partir da escombreira fortemente insta-bilizada do ponto de vista físico, por ravi-namentos decorrentes de escorrênciastorrenciais em períodos de intempérie.

AAllccaannccee ddaa pprrooggrreessssããoo ddaass AAMMDD//AASSWWnnoo RRiioo CCoouurraa

As Figs. 12 e 13 descrevem a variaçãoespacial da contaminação no troço do rioque está em estudo. A diminuição da qua-lidade da água a partir da confluênciaexpressa-se pela diminuição do pH, eexpressa-se por um aumento brusco deconcentração na generalidade dos parâme-tros composicionais.

A confluência, representada peloslocais de amostragem C4, C5 e C6, reve-la-se uma zona especialmente conturba-

da no que respeita à localização espacialdos microambientes de mistura, lixi-viação e precipitação. Aqui ocorre umconjunto diversificado de fenómenos,ordenados pelas variações de pH e Eh,por sua vez promovidas pelo efeito demistura do efluente mineiro com a águado rio.

As reacções de neutralização e conse-quentemente a precipitação de óxidos-hidróxidos de ferro, determina a intensacromatização ocre aqui verificada. A dis-ponibilidade de partículas coloidais,sobretudo de hidróxidos de ferro, comelevada capacidade de adsorção superfi-cial, sugerem a ocorrência de fenómenosde distribuição de elementos entre asfracções suspensa e solúvel. Estas reacçõespoderão ser significativas no caso do ele-mento arsénio, mobilizado a partir daalteração da arsenopirite, de importânciaconsiderável como elemento poluente, eque não se detectou retido em escombrei-ra nas neoformações, conforme sugeremSMITH et al. (1994) e SALOMONS(1995).

Após a confluência, o comportamentodos parâmetros representados revela pro-gressivamente o efeito de diluição natural.O halo de dispersão da contaminação man-tém-se mesmo após a afluência da Ribeirade S. João, que pelo seu elevado caudal,representa um importante potencial dediluição.

A observância de valores de qualidadeda água próximos das características defundo (não anómalos), só ocorre cerca de7,5 Km a jusante da confluência. A cro-matização ocre do leito do Rio Couraembora diminua mantém-se perceptívelaté próximo da foz.


CCOONNCCLLUUSSÕÕEESS –– CCoonnssttiittuuiinntteess ee ppóóllooss ddeeeevvoolluuççããoo ddoo ssiisstteemmaa

A complexidade de interacções queocorrem na escombreira, impostas em pri-meiro lugar pela paragénese primária dojazigo, tornam relevante que o estudo dosistema seja inicialmente dirigido às ver-tentes: alteração em escombreira - neofor-mações mineralógicas e génese deAMD/ASW – e contaminação do sistemafluvial do Rio Coura.

A alternância de ciclos sazonais dehumidificação/dessecação influencia direc-tamente os mecanismos de alteração, comreflexo na natureza da mineralogia neofor-mada.

Os minerais e agregados de neofor-mação que a seguir se discriminam nassuas fracções principais, desempenhamcom eficácia distinta, o papel de fixadoresde elementos contaminantes do sistemafluvial:

—Sais solúveis - funcionam como indi-cadores da capacidade poluente dasreacções em escombro. Através de DRX,associações salinas complexas com consti-

tuintes de elevada cristalinidade, sugeremperíodos de forte retenção de poluentes(condições de dessecação), e consequente-mente, limitação dos halos de dispersãodos metais.

—Couraças ferralíticas – representamum mecanismo eficaz de fixação in situ,devido à estabilidade dos minerais de neo-formação que asseguram a crustificação,sobretudo os óxidos.

—Argilas – de natureza essencialmen-te caulínico-esmectítica, a sua estabilidadesugere um papel importante na fixação deelementos, não só por integração de catiõescomo o ferro na rede cristalina, mas tam-


FFiigg.. 1122.. VVaarriiaaççããoo ddoo ppHH nnoo ttrrooççoo ddoo RRiioo CCoouurraaeemm eessttuuddoo ((aammoossttrraaggeemm rreeaalliizzaaddaa eemmMMaarrççoo ddee 11999966))..

FFiigg.. 1133.. VVaarriiaaççããoo ddaa ccoonncceennttrraaççããoo ddee FFee,, CCaa ee SSOO44 nnoottrrooççoo ddoo RRiioo CCoouurraa eemm eessttuuddoo ((aammoossttrraaggeemmrreeaalliizzaaddaa eemm MMaarrççoo ddee 11999966))..

FFiigg.. 1144.. MMooddeelloo eessqquueemmááttiiccoo ddaass iinntteerraaççõõeess nnoo ssiiss--tteemm,, eessccoommbbrreeiirraa--mmeeiioo aaqquuááttiiccoo..

bém por adsorção superficial de catiõesdiversos.

Na Fig. 14 apresenta-se um modelosimplificado das várias interacções obser-vadas (VALENTE et al., 1997a). Nestasimplificação a capacidade evolutiva dosistema é reduzida a uma representaçãotetraédrica. Os quatro pólos do sistemaorganizam-se numa configuração dicotó-mica entre: paragénese primária (reactiva– vértice oposto)/neoformações mineraló-gicas supergénicas (estabilizadoras – triân-gulo frontal).

As transformações associadas àsAMD/ASW são determinadas pelo póloparagénese primária. A composição dassoluções evolui, no interior do tetraedro,ao ritmo dos ciclos climáticos, no sentidodas neoformações – couraças – argilas –sais.

Embora a generalidade das neofor-mações tenha capacidade limitadora doimpacte ambiental, o equilíbrio final e adissipação da reactividade da escombreira,ocorre quando os materiais acumulados,evoluem para as proximidades do pólo,couraças.


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BAYER, H. (1968). Laggersttatemkundlish –Petrographische Untersunchungen derWolframvorkommen von Valdarcas bei Covas,Distrikt V. Castelo, NWPortugal, und IhrerNebengesteine, Dissert. Tese de doutoramento,Techn. Hochschule Aahen, Essen., 229p.

BIGHAM, J. M., SCHWERTMANN, U., TRAI-NA, S. J., WINLAND, R. L, WOLF, M.(1996). Schwertmannite and chemical mode-ling of iron in acid sulfate waters. GeochimicaActa, Vol. 60, nº12, pp.2111-2121.

CRAIG, J., VAUGHAN, D. J. (1991).Compositional and textural variations of themajor iron and base-metal sulphide minerals, inMetallurgy, ed. I.O.M.A- Sulphide Deposits –their origin and processing.

COELHO, J. (1993). Os “Skarns” cálcicos pós-mag-máticos, mineralizados em scheelite, do distritomineiro de Covas, V. N. Cerveira (N Portugal).Tese de doutoramento, Univ. Porto, 328p.

CONDE, L. N., PEREIRA, V., RIBEIRO, A. eTHADEU, D. (1971). Jazigos hipogénicos deestanho e volfrâmio. I CHLAGE, Madrid –Lisboa, Livro Guia da Excursão nº 7, DGGM eServ. Geol. Portugal. Lisboa, 81p.

ERNEST, G., EHLERS, E. G., STILES, D. V.(1965). Melanterite – rozenite equilibrium.American Min., nº 50, pp. 1457 – 1464.

HERBERT, R. B. (1997). Properties of goethiteand jarosite precipitated from acidic groundwa-ter, Dalarna, Sweden. Clays and Clay Minerals,Vol. 45, nº 2, pp. 261-273.

MONTOROI, J. P. (1995). Mise en évidence d’uneséquence de précipitation des sels dans les sols

sulfatés acides d’une Vallée Aménagée de Basse– Casamance (Sénégal). C. R. Acad. Sci., t. 320,série Iia, pp. 395 – 402.

SALOMONS, W. (1995). Environmental impact ofmetals derived from mining activities: proces-ses, predictions, prevention. Journal ofGeochemical Exploration, Vol. 52, pp. 5 – 23.

SMITH, K. S., PLUMLEE, G. S., FICKLIN, W. H.(1994). Predecting water contamination frommetal mines and mining wastes. in Workshop 2;International Land Reclamation and MineDrainage Conference and the Third InternationalConference on the Abatement of AcidicDrainage, Pittsburg, U.S. Geological Survey.

VALENTE, T. (1996). Evolução geológica e geo-química em sistemas actuais desequilibradospor intervenções extractivas. exemplos doMinho (Portugal) – O Couto Mineiro deValdarcas. Tese de mestrado, Univ. do Minho,202p.

VALENTE, T., LEAL GOMES, C., GASPAR, O.(1997a). Paragénese e evolução de crustificaçõesferralíticas na escombreira da Mina de Valdarcas– Vila Nova de Cerveira – Norte de Portugal.Actas da X Semana de Geoquímica /IVCongresso de Geoquímica de Países de LínguaPortuguesa, Braga, Portugal, pp. 541 – 544.

VALENTE, T., LEAL GOMES, C. (1997b).Caracterização mineralógica dos precipitados dedrenagem ácida na escombreira da Mina deValdarcas – Vila Nova de Cerveira – N Portugal.Actas da X Semana de Geoquímica /IVCongresso de Geoquímica de Países de LínguaPortuguesa, Braga, Portugal, pp.537–540.


Tipologia e evolução dos materiais de neoformação ... · INTRODUÇÃO A industria extractiva...

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