-
Impacto ambiental de las reas de minera metlica: Aplicacin de
metodologas analticas no destructivas al anlisis
geoqumico
scar Gonzlez Fernndez Tesis doctoral
Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera-CSIC
Director: Ignasi Queralt Mitjans (ICTJA-CSIC)
Tutor: Esteve Cardellach Lpez (UAB- Departamento de Geologa)
Programa de doctorat en Cincia i Tecnologia Ambientals Institut
de Cincia i Tecnologia Ambientals (ICTA-UAB)
Pb Zn Fe As
0 2 4 6
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
020406080100120140160180200
0 2 4 6
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0200400600800100012001400
0 2 4 6
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
515253545556575
0 2 4 6
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
12345678910111213
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Laboratorio de Aplicaciones Analticas de los Rayos X (LARX)
Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera
Consejo Superior de Investigaciones Cientficas (CSIC)
Impacto ambiental en reas de minera metlica:
Aplicacin de metodologas analticas no destructivas al
anlisis
geoqumico
Tesis Doctoral presentada por
scar Gonzlez Fernndez
Para obtener el grado de Doctor en Ciencias Ambientales en la
Universidad Autnoma de Barcelona
Programa de doctorado en Ciencia y Tecnologa Ambientales
Institut de Cincia i Tecnologia Ambientals (ICTA-UAB)
Director: Ignacio Queralt Mitjans (Investigador Cientfico del
CSIC) Tutor: Esteve Cardellach Lpez (Catedrtico- Departamento de
Geologa
UAB)
Barcelona, Mayo 2011
-
Ignacio Queralt Mitjans, Investigador Cientfico del Instituto de
Ciencias de la Tierra Jaume Almera (CSIC) como director de la tesis
y Esteve Cardellach Lpez, Catedrtico de Geologa de la Universidad
Autnoma de Barcelona, como tutor, CERTIFICAMOS: Que los estudios
recogidos en esta memoria bajo el ttulo Impacto ambiental en reas
de minera metlica: Aplicacin de metodologas analticas no
destructivas al anlisis geoqumico han sido realizados bajo nuestra
supervisin por scar Gonzlez Fernndez, licenciado en Ciencias
Ambientales, para optar al grado de Doctor en Ciencias Ambientales.
Y para que as conste, firmamos la presente certificacin, Barcelona,
26 de mayo de 2011 Dr. Ignacio Queralt Mitjans Dr. Esteve
Cardellach Lpez
-
Este trabajo ha sido financiado por el Plan Nacional de
Investigacin Cientfica, Desarrollo e Innovacin Tecnolgica
(Proyectos: CGL2004-05963-C04, CGL2007-66861-C04) y por el programa
Consolider Ingenio 2010 (Proyecto: CSD2006-00044). Tambin agradezco
la beca de Formacin de Personal Investigador (BES2005-6810) que me
ha permitido el soporte econmico para realizar esta tesis.
-
A toda mi familia, y sobre todo a Cris, por apoyarme y darme luz
y fuerzas
para seguir luchando cada da.
-
Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt.
(Albert Einstein 1879 -1955)
What we know is a drop of water, what we ignore is the whole
ocean.
(Sir Isaac Newton, 1643 1727)
He fallado una y otra vez en mi vida, por eso he conseguido el
xito. (Michael Jordan, 1963-...)
The worthwhile problems are the ones you can really solve or
help solve, the ones you
can really contribute something to. (Richard Feynman,
1918-1988)
-
NDICE
I
ndice Captulo 1
1. Introduccin
1.1. Minera y medio ambiente
1.1.1. Consideraciones generales
1.1.2. La minera en Europa
1.1.3. Legislacin minera en la Unin Europea
1.2. C aractersticas d e l os yacimientos m etlicos en r elacin
co n estudios d e
geoqumica ambiental
1.2.1. Mineraloga primaria de los yacimientos
1.2.2. Mineraloga secundaria
1.2.3. Sales secundarias solubles
1.2.4. Factores c limticos de i ncidencia en l a di spersin de l
a contaminacin
minera
1.3. El distrito minero de Cartagena-La Unin
1.3.1. Antecedentes de estudio
1.3.2. Los yacimientos mineros de la Sierra de Cartagena-La
Unin
1.3.3. Desarrollo de la minera en el distrito de Cartagena-La
Unin
1.4. Referencias
Captulo 2
2. Objetivos
Captulo 3
3. Tcnicas analticas aplicadas a la geoqumica
3.1. Introduccin
3.2. Tcnicas instrumentales aplicadas a la geoqumica
3.2.1. Tcnicas de anlisis por va hmeda
3.2.2. Tcnicas del estado slido
3.3. Anlisis por fluorescencia de rayos X (XRF)
3.3.1. Evolucin de la instrumentacin de XRF
3.3.1.1. XRF por dispersin de longitud de onda (WDXRF)
3.3.1.2. XRF por dispersin de energas (EDXRF)
3.4. Instrumentacin empleada
3.5. Referencias
1
1
1
1
6
7
8
9
12
12
13
14
14
19
25
27
34
34
39
39
39
41
42
44
45
45
46
48
51
55
-
NDICE
II
Captulo 4
4. De la Sierra Minera hacia el Mar Menor: La Rambla del
Beal
4.1. reas fuente y mineralizacin: La Crisoleja
4.1.1. Introduccin
4.1.2. Materiales y mtodos
4.1.2.1. Muestreo y preparacin de muestras
4.1.2.2. Instrumentacin analtica
4.1.3. Resultados
4.1.3.1. Anlisis de rocas
4.1.3.2. Anlisis de suelos rizosfricos
4.1.3.3. Anlisis de plantas
4.1.4. Discusin y conclusiones
4.1.5. Referencias
4.2. Procesos de movilidad y transporte en el curso medio de las
ramblas
4.2.1. Introduccin
4.2.2. Materiales y mtodos
4.2.2.1. Muestreo
4.2.2.2. Instrumental a plicado a l e studio c oncreto. A nlisis
m ediante -
EDXRF
4.2.3. Resultados
4.2.3.1. Contenido elemental y anlisis milli-EDXRF
4.2.3.2. Anlisis cuantitativo de sedimentos en profundidad
mediante WDXRF
4.2.3.3. Ensayos de lixiviacin
4.2.4. Discusin
4.2.4.1. Contenido elemental y anlisis milli-EDXRF
4.2.5. Conclusiones
4.2.6. Referencias
4.3. Deposicin en la llanura aluvial
4.3.1. Introduccin
4.3.2. Materiales y metodologa
4.3.2.1. Muestreo
4.3.2.2. Metodologa
4.3.3. Resultados
59
59
61
61
64
64
66
68
68
70
73
77
79
83
83
85
85
87
90
90
93
97
100
100
102
104
109
109
109
109
111
111
-
NDICE
III
4.3.3.1. Anlisis de los sedimentos aluviales
4.3.3.2. Metales pesados en plantas y suelos rizosfricos de la
llanura aluvial
4.3.4. Discusin
4.3.5. Referencias
4.4. Aplicacin de tcnicas geofsicas al estudio de sedimentos
mineros
4.4.1. Introduccin
4.4.1.1. Estudios de resistividad
4.4.1.2. Polarizacin inducida
4.4.1.3. Tomografa elctrica de resistividad
4.4.2. Aplicacin de la tomografa elctrica al estudio de ramblas
mineras
4.4.2.1. Situacin de los perfiles
4.4.3. Resultados y discusin
4.4.3.1. Geofsica y contenido elemental en la Rambla del
Beal
4.4.3.2. Aplicacin de l a tomografa el ctrica en los sedimentos
de l a rambla
de Las Matildes
4.4.4. Conclusiones
4.4.5. Referencias
4.5. Influencia potencial de microorganismos en la removilizacin
de metales
en la zona no saturada
4.5.1. Introduccin
4.5.2. Materiales y mtodos
4.5.2.1. Muestreo
4.5.2.2. Parmetros fsico-qumicos
4.5.2.3. Anlisis microbiolgicos y de biologa molecular
4.5.3. Resultados
4.5.3.1. Parmetros fsico-qumicos
4.5.3.2. Anlisis microbiolgco
4.5.4. Conclusiones
4.5.5. Referencias
5. Vertido y almacenaje de residuos mineros
5.1. Introduccin
5.2. La generacin de residuos de flotacin en la zona minera de
Cartagena-La
Unin
111
117
118
121
123
123
126
127
131
133
134
135
135
144
146
148
151
151
154
154
155
155
166
166
169
175
176
181
181
183
-
NDICE
IV
5.2.1. Experimental
5.2.1.1. Muestreo
5.2.1.2. Preparacin de muestras
5.2.1.3. Instrumentacin y medidas
5.2.2. Resultados y discusin
5.2.3. Conclusiones
5.2.4. Referencias
5.3. Deposicin de residuos mineros en el mar: El caso de la baha
de Portmn
5.3.1. Tipologa de los sedimentos
5.3.2. Anlisis elemental de los sedimentos
5.3.3. Test de lixiviacin
5.3.4. Discusin y conclusiones
5.3.5. Referencias
Captulo 6
6. Conclusiones
Agradecimientos
Anexos
Anexo 1: Trabajos publicados relacionados con la tesis
Anexo 2: Currculum vitae del doctorando
186
186
188
188
189
197
199
203
205
206
208
210
212
215
215
-
NDICE TABLAS Y FIGURAS
V
ndice Tablas y Figuras Tablas
Captulo 1
Tabla 1.1. Cantidades de mineral extrado y plomo metal obtenido
en la Sierra de
Cartagena entre los aos 1867-1876 (Extrado de Estevan Sens,
1964)
Tabla 1.2. Especies minerales presentes en los yacimientos de la
Sierra de Cartagena
Captulo 2
Captulo 3
Tabla 3.1. Tcnicas analticas instrumentales empleadas en
geoqumica y tipo de
muestra analizable
Tabla 3.2. Comparacin de figuras de mrito entre las tcnicas
clsicas de anlisis
Tabla 3.3. Condiciones de medida optimizadas para cada elemento
para el
espectrmetro WDXRF Bruker S2 Explorer.
Captulo 4
Captulo 4.1.
Tabla 4.1.1. Composicin mineralgica de las rocas de La Crisoleja
(Valores en %
calculados a partir de espectros de difraccin utilizando el
mtodo de Chung, F.H.,
1974)
Tabla 4.1.2. Composicin qumica de las rocas (valores promedio en
mgkg-1) n=3
Tabla 4.1.3. Composicin qumica de los suelos bajo las plantas
recolectadas
(resultados promedio expresados en mgkg-1) n=3
Tabla 4.1.4. Contenido de metales en los extractos DIN 38414-S4
(Valores en mgL-1)
Tabla 4.1.5. Textura del suelo (Tamao de grano de las partculas
del suelo)
Tabla 4.1.6. Propiedades fsico-qumicas bsicas (pH y
conductividad) siguiendo los
procedimientos del NRCS, 2004 y el DIN 38414-S4
Tabla 4.1.7. Coeficientes de transferencia suelo/planta para las
races y para la parte
area.
Tabla 4.1.8. Contenido elemental en plantas (Valores promedio en
mgkg-1 para n=3)
Captulo 4.2.
Tabla 4.2.1. Parmetros instrumentales y condiciones de
medida.
Tabla 4.2.2. Contenido total de metales (mgkg-1) de los
sedimentos a diferentes
profundidades de los diferentes niveles del sondeo estudiado,
junto con los valores
establecidos por el RD 1310/1990. (n.e. no establecido)
Tabla 4.2.3. Intensidades de las lneas elementales obtenidas a
partir de los espectros
obtenidos por milli-EDXRF (valores en cps)
15
22
41
43
53
68
69
71
72
73
75
75
76
89
91
92
-
NDICE TABLAS Y FIGURAS
VI
Tabla 4.2.4. Composicin qumica de las muestras del sondeo
extrado en el centro del
cauce. (Valores expresados en %)
Tabla 4.2.5. Composicin qumica del sondeo extrado de los
sedimentos laterales del
cauce (Valores expresados en %)
Tabla 4.2.6. Especies minerales presentes en las muestras de los
sedimentos del centro
del cauce de la zona media de la Rambla del Beal
Tabla 4.2.7. Especies minerales presentes en las muestras de los
sedimentos de la
llanura de inundacin de la zona media de la Rambla del Beal.
Tabla 4.2.8. Matriz de correlaciones para los diferentes
elementos analizados por
milli-EDXRF.
Tabla 4.2.9. Eigenvalues y % de varianza explicada por los
diferentes factores de
anlisis factorial.
Tabla 4.2.10. Factores obtenidos del anlisis factorial con los
datos de milli-EDXRF.
Captulo 4.3.
Tabla 4.3.1. Estimacin semicuantiatitva de los minerals
presentes en las diferentes
muestras de diferente profundidad del sondeo extrado. (Los
valores estn en %)
(Chung, F.H., 1974)
Tabla 4.3.2. Transferencia suelo-planta y suelo-agua para todas
las plantas estudiadas
(Valores en mgkg-1 para suelos y plantas, mgL-1 para lixiviados
y % para factores
de transferencia)
Captulo 4.4.
Tabla 4.4.1. Localizacin de los perfiles de tomografa elctrica
de la Rambla del
Beal.
Tabla 4.4.2. Mineraloga observada en las muestras del sondeo
manual discontinuo
extrado en la llanura aluvial de la rambla del Beal por XRD.
Captulo 4.5.
Tabla 4.5.1. Especies de bacterias identificadas y secuenciadas
en las muestras
extradas mediante sonda Eijkelkamp en la llanura del Beal.
Captulo 5
Tabla 5.1. Extensin y volumen ocupado por los depsitos de
residuos mineros
(Garca, C., 2004)
Tabla 5.2. Estado actual de las cortas explotadas en la Sierra
Minera. (Extrado de
Garca, C. 2004)
93
94
100
100
101
102
102
116
117
134
143
172
184
185
-
NDICE TABLAS Y FIGURAS
VII
Tabla 5.3. Valores determinados y certificados de Materiales de
Referencia
Certificados (NBS 1645, BCR 143R y PACS-1). La desviacin estndar
fue calculada
a partir de 3 medidas diferentes.
Tabla 5.4. Concentraciones elementales de las muestras de las 2
balsas mineras:
variacin en profundidad y comparacin con la legislacin de
vertederos.
Tabla 5.5. Parmetros de estadstica descriptiva para todos los
elementos evaluados en
el sondeo en continuo de milli-EDXRF. (Los valores de Media,
mnimo, mximo y
desviacin estndar estn medidos en cps)
Tabla 5.6. Parmetros estadsticos fruto del anlisis factorial con
los 864 anlisis
realizados por milli-EDXRF en el sondeo continuo de la balsa
minera de Marqus de
Pejar.
Tabla 5.7. Composicin elemental de las diferentes muestras de la
zona black.
Valores en mgkg-1.
Tabla 5.8. Composicin elemental de las diferentes muestras de la
zona yellow.
Valores en mgkg-1.
Tabla 5.9. Composicin elemental de las diferentes muestras de
las zonas red y
purple. Valores en mgkg-1.
Tabla 5.10. Composicin elemental de los lixiviados obtenidos de
aplicar el
procedimiento DIN 38414-S4 a las muestras de la zona black.
Tabla 5.11. Composicin elemental de los lixiviados obtenidos de
aplicar el
procedimiento DIN 38414-S4 a muestras de la zona yellow.
Tabla 5.12. Valores de contenidos elementales en los lixiviados
obtenidos de aplicar
el procedimiento DIN 38414-S4 a las muestras de la zona red y la
muestra purple.
Tabla 5.13. pH, conductividad y potencial redox de las muestras
de la baha de
Portmn. Los valores de pH y conductividad del test DIN 38414-S4
que estn a la
derecha son los iniciales (15 min) y los de la izquierda los
finales.
Figuras
Captulo 1
Figura 1.1. Esquema del proceso minero con los posibles impactos
ambientales y la
afectacin a la sociedad.
Figura 1.2. Formacin de eflorescencias salinas en la zona de
desembocadura de la
rambla del Beal.
Figura 1.3. Mapas de distribucin de Plomo y Cinc en el Mar Menor
donde se pueden
189
192
193
194
206
207
207
208
209
209
210
1
13
-
NDICE TABLAS Y FIGURAS
VIII
ver las mximas acumulaciones en la desembocadura de las Ramblas
de la sierra
minera (Extrados de Simmoneau, J., 1973)
Figura 1.4. Mapa geolgico de la Sierra de Cartagena-La Unin
(Extrado de Robles-
Arenas et al., 2006)
Figura 1.5. Vista parcial de corta Brunita con el lago de guas
cidas en el fondo de la
corta.
Captulo 2
Captulo 3
Figura 3.1. Diferentes disciplinas que influyen y forman parte
de la geoqumica
(Adaptado de Willis, J. P., 1986)
Figura 3.2. Mtodos analticos y su resolucin espacial y rango de
concentraciones.
(Adaptado de Beckhoff, B., et al. 2006)
Figura 3.3. Esquema de un espectrmetro de XRF por dispersin de
longitud de onda.
Figura 3.4. Espectro de rayos X por dispersin de longitud de
onda de una muestra
lquida mostrando los picos de los diferentes elementos presentes
en la muestra
Figura 3.5. Esquema de un espectrmetro de fluorescencia de rayos
X por excitacin
directa.
Figura 3.6. Esquema de un instrumento de XRF con blanco
secundario.
Figura 3.7. Esquema instrumental de un espectrmetro de
fluorescencia de rayos X
empleando una geometra triaxial (XYZ) de excitacin.
Figura 3.8. Espectrmetro Bruker S2 Explorer.
Figura 3.9. Esquema espectrmetro Fischer XDAL.
Figura 3.10. Configuracin experimental del equipo de EDXRF
(geometra triaxial):
(1) Tubo de rayos-X, (2) Absorbente de Ag, (3) nodo secundario
de molibdeno,
(4)Colimadores del haz, (5) Muestra, (6) Detector Si(Li).
Captulo 4
Captulo 4.1.
Figura 4.1.1. Vista general de la zona de la Crisoleja
Figura 4.1.2. Mapa geolgico simplificado de La Crisoleja. 1.
Dacitas dominantes,
con alteracin hidrotermal y stockwork silceo mineralizado. 2.
Aureola de alteracin
hidrotermal en las rocas encajantes, con silicificaciones de
contacto y stockwork
mineralizado. 3. Silicificaciones ferruginosas tabulares,
masivas, mineralizadas. 4.
Derrubios y escombreras mineras. 5. Mioceno. 6 Substrato btico
(filitas, esquistos y
cuarcitas alpujrrides y nevado-filbrides). (Extrada de Arribas,
et al. 1984)
Figura 4.1.3. La Crisoleja, zona de alteracin hidrotermal, con
colores claros
17
18
21
39
41
47
48
49
50
50
52
54
55
61
63
64
-
NDICE TABLAS Y FIGURAS
IX
Figura 4.1.4. Plantas muestreadas en la zona de la Crisoleja: a)
Piptatherum
miliaceum; b) Ditrichia viscosa; c) Hirsfeldia incana
Captulo 4.2.
Figura 4.2.1. Sedimentos depositados en el cauce medio de la
Rambla del Beal. Escala
vertical de 1m.
Figura 4.2.2. Sedimentos laterales del cauce de la Rambla del
Beal.
Figura 4.2.3. El cauce medio de la Rambla del Beal en la zona de
muestreo. Los
puntos coloreados representan la localizacin de los sondeos
discontinuos efectuados
(en rojo la zona de llanura de inundacin y en verde la de
sedimentos del lecho del
cauce).
Figura 4.2.4. Esquema del espectrmetro EDXRF Fischer XDAL y
fotografa del
equipo.
Figura 4.2.5. Distribucin elemental en profundidad de Pb, Zn, Fe
y As en los
sedimentos de llanura de inundacin de la zona media de la Rambla
del Beal.
Figura 4.2.6. Variacin en profundidad del contenido de elementos
analizados en las
muestras de sedimentos procedentes de la llanura de inundacin
(lnea continua) y de
la parte central del cauce (lnea discontinua).
Figura 4.2.7. Conductividad, Eh y pH en profundidad. Sedimentos
del cauce medio de
la rambla de El Beal (lnea continua, sedimentos laterales; lnea
discontinua,
sedimentos de lecho)
Figura 4.2.8. Variacin en profundidad de los niveles de
lixiviacin en sedimentos de
la llanura de inundacin (lnea continua) y del centro del cauce
(lnea discontinua).
Captulo 4.3.
Figura 4.3.1. Localizacin de los sondeos realizados en la zona
del Beal.
Figura 4.3.2. Variacin del pH en profundidad. Sedimentos de la
llanura aluvial de la
rambla de El Beal
Figura 4.3.3. Perfil en profundidad de los metales en el sondeo
de sedimentos
extrado.
Figura 4.3.4. Distribucin en profundidad de metales en los
ensayos de lixiviacin de
sedimentos aluviales. La lnea representa el valor lmite legal
para su consideracin
residuos txico
Figura 4.3.5. Espectro de DRX para diferentes muestras del
sondeo (a) B20 (120-125
cm); (b) B19 (115-120 cm); (c) B12 (64-71 cm); (d) B1 (0-8
cm).
Figura 4.3.6. Grfico de factores obtenido a partir del anlisis
factorial de 28
variables medidas en los sedimentos. (Ang: Anglesita, Cal:
Calcita, Clo: Clorita, Dol:
65
84
86
86
89
92
95
97
98
110
111
112
113
115
-
NDICE TABLAS Y FIGURAS
X
Dolomita, Gy: Yeso, Jar: Jarosita, lx: lixiviado, Par:
Paragonita, Qz: Cuarzo)
Figura 4.3.7. Anlisis cluster de las muestras del sondeo.
Captulo 4.4.
Figura 4.4.1. Rango aproximado de valores de resistividad para
diferentes tipos de
rocas comunes. (adaptado de Kearey, P., et al, 2002)
Figura 4.4.2. Cada del potencial debido a la polarizacin
inducida despus de la
interrupcin de la corriente primaria. (Extrado de Lowrie, W.,
2007)
Figura 4.4.3. Efecto de la cada de voltaje respecto al tiempo en
un caso de
polarizacin inducida. (extrado de Lowrie, W., 2007)
Figura 4.4.4. (a) Construccin de una pseudo-seccin a partir de
las medidas de
resistividad elctrica. (b) Pseudo seccin de resistividad
aparente y factor metlico
para un estudio de IP de un cuerpo de sulfuros. (Figura extrada
de Lowrie, W. 2007)
Figura 4.4.5. Representacin de un dispositivo de tomografa
elctrica y variacin de
la profundidad a la cual se produce la medida de la resistividad
con la distancia de los
electrodos. (Extrado de Martnez Pagn, P., 2006)
Figura 4.4.6. Equipo de tomografa elctrica midiendo en la zona
de la Rambla del
Beal.
Figura 4.4.7. Localizacin de los 2 perfiles de la Rambla de las
Matildes.
Figura 4.4.8. Pseudoseccin de resistividad obtenida en el centro
de la llanura aluvial
de la rambla del Beal a diferentes distancias de electrodo (2 y
0.5 m. respectivamente)
y por lo tanto a diferentes resoluciones y profundidades.
Figura 4.4.9. Relacin metales asociados a la mineralizacin vs
resistividad.
Figura 4.4.10. Perfiles elementales del core extrado en la
llanura aluvial del Beal a la
vez que se realizaba la campaa de geofsica.
Figura 4.4.11. Propiedades fsico-qumicas (pH, Conductividad
elctrica y Eh) de las
muestras del sondeo discontinuo extrado en la parte de la
llanura aluvial del Beal.
Figura 4.4.12. Diagrama Eh-pH para parte del sistema Zn-O-H-S-C.
Sobre el
diagrama estn representadas con 2 puntos negros las condiciones
Eh-pH de las
muestras donde se observa una acumulacin de Zn. (Modificado de
Brookins, D.G.,
1987)
Figura 4.4.13. Perfil de tomografa elctrica tomado en la Rambla
de Matildes al lado
de la fundicin. El perfil (a) resistividad elctrica, el perfil
(b) polarizacin inducida.
Figura 4.4.14. Perfil de tomografa elctrica tomado en la Rambla
de Matildes zona
por debajo de la fundicin. El perfil (a) resistividad elctrica,
el perfil (b) polarizacin
inducida.
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146
-
NDICE TABLAS Y FIGURAS
XI
Captulo 4.5.
Figura 4.5.1. Grfico representativo del filograma de las
principales bacterias
oxidantes de Mn (II). Los nombres en negrita son aquellos cuya
secuencia bacteriana
aparece en el Ribosomal Database Project (RDP;
http://rdp.cme.msu.edu). La
similitud de las secuencias slo es una estimacin de las
relaciones evolutivas y se
expresa aqu como la distancia entre 2 puntos de una rama; las
secuencias que
aparecen unas al lado de la otra no son necesariamente muy
cercanas. Los filum en
parntesis son considerados taxones de incierta filiacin y que
tienen pocos miembros
cultivados. Abreviaciones: Lept, Leptothrix; Psu, Pseudomonas.
(Extrado de Tebo,
B.M. et al., 2005)
Figura 4.5.2. Esquema metodolgico del trabajo experimental en
los anlisis
geomicrobiolgicos. (PCR Polymerase chain reaction; DGGE -
Denaturing Gradient
Gel Electrophoresis; ADN- cido Desoxiribonucleico )
Figura 4.5.3. Esquema de los diferentes pasos de la PCR.
Figura 4.5.4. Placa de Petri con medio LB donde se pueden ver
las colonias que han
incorporado el inserto para ver las colonias que han incorporado
el ARNr de las
bacterias presentes en la muestra.
Figura 4.5.5. Ejemplo de un trozo de secuencia del clon 1 de la
muestra Beal 5-1.
Figura 4.5.6. Propiedades fsico-qumicas (pH, Conductividad
elctrica (en S/cm) y
Eh (en mV)) de las muestras del sondeo discontinuo Beal-5
extrado en la parte de la
llanura aluvial del Beal.
Figura 4.5.7. Perfiles elementales del sondeo Beal 5 extrado en
la llanura aluvial del
Beal.
Captulo 5
Figura 5.1. Distribucin de los residuos minero-metalrgicos a lo
largo de la Sierra
minera de Cartagena-La Unin (extrado de Garca, C., 2004)
Figura 5.2. Mapa de localizacin de las balsas mineras estudiadas
en el distrito minero
de Cartagena-La Unin. (Extrado de Gonzlez-Fernndez, O. et al.,
2007)
Figura 5.3. Espectro de una muestra del pantano minero de
Portmn.
Figura 5.4. Mappings elementales obtenidos a partir del sondeo
extrado de los
primeros cm. del pantano de Marqus de Pejar.
Figura 5.5. Perfil en profundidad de los metales en el sondeo
discontinuo de
sedimentos extrado en la balsa minera de Portmn.
154
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190
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-
NDICE TABLAS Y FIGURAS
XII
Figura 5.6. Vista de la Baha de Portmn en 1960 en la poca en la
que se empezaron
a verter lodos desde el Lavadero Roberto (extrado de
www.fotocartagena.com)
Figura 5.7. Vista de la Baha de Portmn (Noviembre 2005)
Figura 5.8. Diferentes zonas muestreadas en los residuos mineros
que colmatan la
Baha de Portmn.
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204
206
http://www.fotocartagena.com/
-
INTRODUCCIN
1
1. Introduccin
1.1. Minera y medio ambiente 1.1.1. Consideraciones
generales
El sector minero-metalrgico es uno de los contribuyentes ms
importantes de la
economa, no slo para las necesidades materiales del mundo
industrializado, sino que
es de suma importancia para el desarrollo y el crecimiento de
pases en vas de
desarrollo. Una gran mayora de los bienes de consumo de estos
pases estn producidos
o relacionados con materiales procedentes del sector extractivo.
La minera es
contemplada tambin como un motor importante para el desarrollo
regional. El
aprovechamiento de los recursos minerales se vislumbra para
muchos pases como una
forma positiva de crecimiento econmico, particularmente en reas
donde la
implantacin del sector de transformacin es escasa o muy
deficiente.
De forma opuesta, los procesos mineros se asocian, por una buena
parte de los
agentes socioculturales, a unos altos niveles de contaminacin y
degradacin del medio
ambiente, por un potencial impacto negativo sobre sistemas
ecolgicos.
Impactos ambientales
Sondeo, trincheras, construccin de carreteras,
instalaciones de la minae infraestructuras
Movimientos de tierra,residuos slidos (rocas,
balsas mineras, fundicin)aguas y gas residual
Minas subterrneas, minas a cielo abierto, vertederosy pilas de
residuos, drenaje
cido de mina
Aspectos socioculturales
Derechos sobre el usode la tierra Deposicin de residuos
Denuncias
Exploracin mineral Minera y procesadodel mineral Cierre de las
minas
Impactos ambientales
Sondeo, trincheras, construccin de carreteras,
instalaciones de la minae infraestructuras
Movimientos de tierra,residuos slidos (rocas,
balsas mineras, fundicin)aguas y gas residual
Minas subterrneas, minas a cielo abierto, vertederosy pilas de
residuos, drenaje
cido de mina
Aspectos socioculturales
Derechos sobre el usode la tierra Deposicin de residuos
Denuncias
Exploracin mineral Minera y procesadodel mineral Cierre de las
minas
Figura 1.1. Esquema del proceso minero con los posibles impactos
ambientales y la afectacin a la
sociedad.
-
INTRODUCCIN
2
Para que la minera sea socialmente aceptada debe existir una
conjuncin entre
una legislacin ambiental efectiva y unas buenas prcticas de
respeto al entorno. Debido
a que las actividades mineras implican una alteracin fsica del
ambiente biofsico, los
proyectos mineros deben considerar como parte importante la
gestin ambiental. La
proteccin medioambiental debe ser observada como un componente
ms de la
actividad minera dentro del ciclo tpico de exploracin,
desarrollo, extraccin del
mineral, procesado metalrgico y desmantelamiento por cierre de
la actividad extractiva.
Antes de 1960, la proteccin ambiental reciba poca atencin por
parte de los
gobiernos, e incluso por parte de la sociedad, en la mayor parte
de pases. Sin embargo,
el sostenido crecimiento econmico en los pases desarrollados
produjo mayores
ingresos, mayores estndares de vida y la demanda pblica hacia
los gobiernos para que
prestasen una mayor atencin a la necesidad de proteger el medio
ambiente y reducir los
niveles de contaminacin existentes, especialmente desde el
articulado legislativo.
Debido al alto nivel de contaminacin producido por las
actividades humanas el
trmino desarrollo sostenible aparece como un concepto concebido
para reflejar la
necesidad de interaccin entre el crecimiento econmico y la
calidad ambiental a largo
trmino.
El informe de la Comisin Mundial para el Desarrollo y el Medio
Ambiente de
1987, liderado por Gro Harlem Brutland, - conocido como informe
Brutland -, define el
desarrollo sostenible como aquel que permite satisfacer las
necesidades del presente sin
comprometer la capacidad de las generaciones futura para
satisfacer las suyas. Un
compromiso global de este principio se asumi desde la
Conferencia de las Naciones
Unidas para el Medio Ambiente y el Desarrollo, llevada a cabo en
Ro de Janeiro en
1992. La comisin de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y
el Desarrollo
intent que los gobiernos se identificasen con este principio e
implantaran medidas que
permitieran un desarrollo sostenible.
La declaracin que se realiz despus de la conferencia reclama la
atencin
sobre 27 principios que estn creados para guiar a la comunidad
internacional a asumir
un desarrollo sostenible. Varios de estos principios se pueden
considerar importantes en
relacin a la minera e influyen en los controles ambientales que
se deben hacer sobre
estas zonas. Los principios ms importantes son: a) el principio
2, donde se reconoce el
derecho de todas las naciones a explotar sus recursos naturales
pero tambin que ello no
debe daar a otros estados, b) el principio 3, donde se afirma
que el desarrollo debe
permitir satisfacer las necesidades ambientales de las
generaciones presentes y las
-
INTRODUCCIN
3
futuras y c) el principio 4, que confirma que el desarrollo
sostenible requiere que la
proteccin ambiental sea una parte ms del proceso de desarrollo.
Finalmente otros 2
principios muy importantes para una actividad con un potencial
contaminante como la
minera son el principio 15, que es el principio de prevencin y
el principio 16 que es
el de responsabilidades de la afectacin medioambiental
(asumiendo los criterios de la
agencia ambiental norteamericana, -Environmental Protection
Agency, EPA-, en el
Programa Superfund, basado en la regla de que quien contamina
paga). Este ltimo
principio, con diferentes matices e interpretaciones, ha sido
recogido por diferentes
disposiciones de la legislacin europea, espaola y catalana.
Otra normativa de afectacin de las actividades mineras fue la
creacin de las
Agendas 21 en la cumbre de la Comisin de las Naciones Unidas
para el Desarrollo y el
Medio Ambiente (UNCED) de 1992. La agenda 21 se dise bajo la
concepcin de ser
una herramienta para el desarrollo sostenible. Dentro de ella
inicialmente se
consideraron seis reas: 1) la revitalizacin del crecimiento y la
sostenibilidad, 2) la
posibilidad de la vida sostenible, 3) el uso eficiente de los
recursos, 4) la gestin global
y regional de recursos, incluyendo programas de accin para la
atmsfera, los ocanos y
los mares, as como los recursos vivos marinos, 5) la gestin de
los asentamientos
humanos y 6) la gestin de los productos qumicos y los
residuos.
Esta situacin condujo a que poco antes de la Cumbre de la UNCED
de 1992 se
realizase una cumbre en Berln donde se formularon las llamadas
directrices de Berln
en una mesa redonda llamada Mining and the Environment que se
celebr en junio de
1991. Esta conferencia fue organizada por el Departamento de
Naciones Unidas de
Cooperacin Tcnica para el desarrollo (UN/DTCD) junto con el Frum
de polticas de
Desarrollo de la Fundacin Alemana para el Desarrollo
Internacional (DSE).
El tema de la minera y el medio ambiente ha sido objeto de un
inters creciente
en las agendas internacionales, evolucionando de ser slo un tema
que implicase a
pases desarrollados a un punto muy importante para los pases en
vas de desarrollo. El
aumento de conciencia, por parte de los pases en vas de
desarrollo y las instituciones
financieras, acerca de los costes que puede tener a largo plazo
un desarrollo
incontrolado basado en actividades potencialmente contaminantes
como la minera fue
objeto de debate en las cumbres mundiales del UNCED durante la
dcada de 1990
(ONU, 1994).
Las directrices emanadas de la cumbre de Berln consideraban la
interaccin de
representantes de la industria y organizaciones gubernamentales
y no gubernamentales.
-
INTRODUCCIN
4
Las directrices estn dirigidas a traducir toda la retrica del
desarrollo sostenible a
estndares internacionales. Esto se tradujo en los siguientes
puntos:
- Reconocer la gestin ambiental como una gran prioridad,
incluyendo el
desarrollo y la implementacin de sistemas de gestin ambiental.
Esto
implica la identificacin rpida y comprensiva de los impactos
ambientales,
el control de la contaminacin y otras medidas preventivas y de
mitigacin,
monitoreo ambiental y procesos de auditoria y emergencia.
- Establecer la responsabilidad ambiental en los altos niveles
de la gestin y
creacin de polticas de industrias y gobiernos.
- Animar a los empleados a todos los niveles a reconocer sus
responsabilidades en la gestin ambiental y asegurarse que
existen recursos
suficientes para implementar planes medioambientales.
- Asegurar la participacin y el dilogo con la comunidad afectada
y otras
partes implicadas en los aspectos ambientales de todas las fases
de las
actividades mineras.
- Adoptar las mejores prcticas para minimizar la degradacin
ambiental,
especialmente en los casos de carencia de regulaciones
ambientales
especficas.
- Adoptar tecnologas ambientales en todas las fases del proceso
minero y
aumentar el nfasis en utilizar las tecnologas ambientales que
permitan
mitigar los impactos ambientales, incluyendo aquellos derivados
de
operaciones mineras de pequea escala.
- Adoptar el anlisis y la gestin de riesgos en el desarrollo de
regulaciones y
en el diseo, operacin y desmantelamiento de las actividades
mineras,
incluyendo la manipulacin y deposicin de los residuos peligrosos
mineros.
- Reforzar la infraestructura, los servicios de sistemas de
informacin,
entrenamiento y habilidades para la gestin ambiental en relacin
a las
actividades mineras.
- Reconocer los vnculos entre ecologa, condiciones
socioculturales y la
seguridad y la salud humana, ambos dentro del lugar del trabajo
y del
ambiente natural.
- Animar a la inversin a largo plazo en minera para tener claros
los
estndares ambientales con criterios y procedimientos estables y
predecibles.
-
INTRODUCCIN
5
A finales de los 90, y debido a los cambios producidos en el
sector minero,
diversos gobiernos intentaron convencer a las compaas mineras de
que asumiesen
objetivos para conseguir un desarrollo sostenible, habilitando
instrumentos econmicos
y permisos comerciales a cambio de ser respetuosas con el medio
ambiente.
Las empresas lderes del sector minero lanzaron una amplia
iniciativa industrial
para el desarrollo sostenible, asumiendo algunos de los retos ms
importantes respecto
al mismo. Estas aproximaciones estratgicas hoy en da tienen que
ir ms all de los
temas ambientales para abordar algunos de los problemas sociales
ms difciles que las
compaas mineras tienen que asumir en los sitios donde ellas
operan.
Los tratados nacionales e internacionales, convenciones,
acuerdos, estndares y las
tendencias corporativas han afectado al sector minero, llevando
a las compaas mineras
a afrontar unas grandes demandas de regulacin, extremadamente
restrictivas para las
potencial emisin de contaminantes, reduccin de residuos (towards
the zero waste) y
rehabilitacin del medio ambiente tras el cierre minero.
Todos los pases tienen retos cada vez ms importantes en el
desarrollo y el uso
de los recursos minerales naturales y en sus interacciones con
las compaas mineras
internacionales. Esto requiere adoptar mejor planificacin
territorial, tcnicas de
exploracin, minera y operaciones metalrgicas, rehabilitacin de
sitios, reciclado y
deposicin de residuos, mejorar las oportunidades de empleo para
la gente autctona de
reas mineras y mejorar sus posibilidades sociales, de salud y
educacionales.
Un caso de este tipo de explotaciones mineras, basadas en la
integracin/implicacin de la sociedad local en el proyecto minero
es la instalacin de
Cobre Las Cruces S.A. cerca de Sevilla (Espaa). Desde el
descubrimiento de una gran
masa subterrnea de mineral de cobre se iniciaron inversiones en
actividades de
formacin de la sociedad y proyectos de profundo conocimiento del
estado
medioambiental previo, como una accin a largo plazo, muy
posterior a las expectativas
de cierre de la instalacin proyectada.
La segunda cumbre de Berln (1999) sobre actividades mineras
supuso la
concrecin de algunos nuevos objetivos. Tambin durante la dcada
aparecieron un
nmero importante de herramientas y prcticas para el desarrollo
sostenible que han
estado siendo implementadas dentro de las actividades mineras.
Las ms importantes
fueron la aparicin de:
-
INTRODUCCIN
6
- Estndares ISO: Estos proporcionan a las compaas un marco de
trabajo
para desarrollar los programas de gestin ambiental corporativa y
auditar los
posibles problemas ambientales.
- Responsabilidad Social Corporativa: Significa integrar dentro
del desarrollo
minero la responsabilidad social que tienen las compaas respecto
a sus
trabajadores, sus inversores y suministradores y a las
comunidades locales.
- Anlisis del ciclo de vida: Requiere un continuo anlisis
input/output de las
operaciones mineras desde la exploracin minera a la apertura de
mina y a su
clausura.
- Eficiencia ecolgica: Implica crear ms valor por unidad de
input,
particularmente de energa.
A un nivel prctico las actividades extractivas mineras an tienen
un buen
nmero de temas no completamente resueltos como son:
- Gestin de balsas mineras (antiguas, actuales, proyectos
futuros)
- Prevencin, control y mitigacin del fenmeno de drenaje (cido o
no) de mina
- Estabilizacin del terreno
- Adecuada gestin del agua en el entorno minero
- Antiguos espacios de abandono minero (gestin, adecuacin,
restauracin, etc)
Evidentemente estos temas no tienen solucin universal, lo que no
obsta para
que deban establecerse unas guas de actuacin, basadas en
estudios cientficos
adecuados, para una posible incorporacin posterior en la
legislacin vigente.
1.1.2. La minera en Europa
La minera en Europa tiene una larga historia, con desarrollo de
actividades de
gran escala desde hace ms de veinte siglos. En las ltimas
dcadas, la industria minera
de la Unin Europea ha reducido notablemente los impactos
negativos a nivel ambiental,
debido principalmente al cese de la actividad extractiva. A
pesar de la disminucin
paulatina de las actividades de minera metlica en territorio
europeo, las actividades
extractivas tienen una gran importancia para la industria de los
pases miembros de la
Unin. Las industrias de transformacin de la Unin Europea
dependen de una gran
cantidad de materias primas, muchas de ellas de procedencia
externa. La seguridad en el
-
INTRODUCCIN
7
suministro de materias primas se est convirtiendo en uno de los
temas de alta prioridad.
En el caso de las materias primas metlicas, Europa es el mximo
consumidor de
metales del mundo. Sin embargo Europa slo es capaz de producir
una pequea fraccin
(entre un 4 a un 8 % de los metales, segn las estadsticas de la
ltima dcada) de los
materiales que necesita.
El crecimiento econmico de grandes pases en vas de desarrollo,
como China e
India, que cada da aumentan su demanda de materias primas, hace
que aumente la
demanda y la presin por el control del mercado de las mismas.
Los metales bsicos
cada da tienen una demanda mayor lo que provoca que algunos como
el cobre,
aluminio, zinc o nquel hayan llegado a precios rcord en los
ltimos aos. Algunos
otros minerales y en general los precios de los minerales
industriales estn siguiendo
esta misma tendencia.
Mientras la UE no pueda eliminar este dficit de produccin de
materias primas
minerales se hace necesario el conseguir que, cuando menos, no
aumente. Asimismo, la
UE debe replantear de nuevo su poltica de minera, abandonada
hace unas tres dcadas,
para aumentar la exploracin y la explotacin minera, aunque
obviamente bajo el
prisma de los criterios de mnima afectacin medioambiental.
1.1.3. Legislacin minera en la Unin Europea
En los ltimos 20-30 aos se han producido un gran nmero de
accidentes, con
afectacin medioambiental, relacionados con la minera. La mayora
de los mismos
acontecieron fuera de Europa. Sin embargo, dos eventos ocurridos
en los ltimos quince
aos (Aznalcllar, Espaa, 1998; Baia Mare, Rumana, 2000) han
supuesto un mayor
inters dentro de la Unin Europea por los aspectos de seguridad
medioambiental en los
estados miembros. A nivel legal el cambio ms significativo es la
aprobacin de la
Directiva Europea 2006/21/EC dedicada a la gestin de residuos de
las industrias
extractivas. La Directiva afecta a los residuos que son
generados por la prospeccin,
extraccin, tratamiento y almacenaje de los recursos minerales y
los trabajos de las
canteras. Esta directiva ha sido recientemente adaptada por la
legislacin espaola
mediante el Real Decreto 975/2009.
Uno de los temas ms importantes de esta Directiva es la
obligacin de la
existencia de un plan de gestin de residuos que deba:
-
INTRODUCCIN
8
a) Prevenir o reducir la produccin de residuos y su peligro, en
particular
considerando :
- La gestin de residuos en la fase de diseo y en la eleccin del
mtodo
utilizado para la extraccin del mineral y su tratamiento.
- Los cambios que el residuo extractivo pueda padecer en relacin
a un
incremento en el rea superficial y la exposicin a las
condiciones del
suelo.
- Colocar residuos extractivos dentro de la excavacin minera una
vez se
haya producido la extraccin del mineral.
- Colocar suelo frtil encima de la zona, tras el cierre del
vertedero de
residuos.
- Utilizar sustancias de menor riesgo en las plantas de
tratamiento
mineralrgico de las materias primas minerales.
b) Asegurar la disminucin de residuos extractivos reciclando,
reutilizando o
recuperando estos residuos de acuerdo a los estndares
ambientales
establecidos por la Unin Europea y con las exigencias de esta
directiva
cuando sea relevante (principio fundamental de la minimizacin,
towards
the zero waste).
c) Asegurar la deposicin segura a corto y largo plazo de los
residuos
extractivos.
La Directiva tambin establece procesos para la informacin y
prevencin de
accidentes importantes y de las caractersticas generales del
plan de emergencia. Sin
embargo la normativa no contempla ni establece disposicin alguna
para el caso de la
minera abandonada en tiempos pretritos y que sigue generando
cualquier tipo de
impacto en el medio ambiente circundante.
1.2. Caractersticas de los yacimientos metlicos en relacin
con estudios de geoqumica ambiental
La meteorizacin y erosin de un depsito mineral en la superficie
terrestre
dispersa, de forma natural, sus constituyentes en las aguas,
suelos y sedimentos del
medio que lo rodea. All, los constituyentes pueden ser captados
por las plantas y/o los
organismos.
-
INTRODUCCIN
9
Las actividades de procesado de minerales y minera modernas
emplean una
amplia variedad de mtodos para prevenir o minimizar efectos
ambientales adversos
(Dold, B., 2007). Sin embargo, si no se llevan a cabo las
prcticas apropiadas para la
mitigacin y prevencin, las actividades mineras y de procesado de
la mena pueden
dispersar una gran cantidad de metales pesados de riesgo
potencial para el medio
ambiente.
Las caractersticas geolgicas de los depsitos minerales ejercen
un control
importante y predecible en las caractersticas de base (fondo
geoqumico) del
ambiente natural de las reas mineralizadas antes de cualquier
actividad minera. Una
buena comprensin de la geologa ambiental de los depsitos
mineros, incluyendo
parmetros fsicos, qumicos y aspectos biolgicos, es por lo tanto
crucial para el
desarrollo de prcticas de prediccin, remediacin y/o mitigacin de
los efectos sobre el
medio.
Independientemente de las clasificaciones de los diversos tipos
de yacimientos
minerales y con el objetivo final de estudiar los efectos
medioambientales, por causas
naturales o debidos al laboreo, el aspecto ms importante de
cualquier yacimiento es la
presencia de diferentes asociaciones minerales debidas al
proceso geodinmico primario
de emplazamiento o a los procesos posteriores que promueven la
desagregacin de la
estructura cristalina y la movilizacin de los constituyentes en
la superficie terrestre. Por
ello, distinguiremos unos complejos minerales primarios,
habitualmente en equilibrio
termodinmico con el proceso de gnesis y unos cortejos de
minerales secundarios,
generalmente en desequilibrio y en formas metaestables,
generados en la superficie.
1.2.1. Mineraloga primaria de los yacimientos
Los minerales primarios se definen como aquellos que se generan
en las mismas
condiciones termodinmicas del yacimiento beneficiable en su
globalidad, y por tanto se
hallan genticamente relacionados constituyendo una misma
paragnesis mineral. En
esta paragnesis se encuentra la mena (mineral o minerales
beneficiables, de inters
econmico) y la ganga (parte no econmicamente valiosa, que
habitualmente constituye
la mayor parte de los residuos mineros). Tanto una como otra
presentan unos elementos
qumicos transferibles y la forma en que puedan potencialmente
ser transferidos al
medio ambiente circundante, depende de multitud de variables
tanto naturales como
antrpicas.
-
INTRODUCCIN
10
Con un carcter general, la propiedad esencial que determina la
mayor o menor
movilidad de elementos qumicos, - principalmente metales en el
medio ambiente -, es
la mayor o menor acidez de las aguas que los transportan. El pH
de las aguas
superficiales, o de aquellas que circulan en la zona no saturada
hacia niveles freticos,
queda tambin controlado por la presencia de minerales
susceptibles de oxidarse o
disolverse, generando cambios en la acidez o alcalinidad del
medio hdrico.
Muchos depsitos minerales que se forman debajo de la superficie
terrestre
contienen sulfuros debido a su gnesis bajo condiciones qumicas
reductoras. Los
sulfuros que se exponen a la erosin y a la minera son inestables
en presencia de
oxgeno atmosfrico o aguas subterrneas. La oxidacin de los
sulfuros catalizada por
bacterias tambin es bien conocida debido al drenaje cido de mina
(Schippers, A., et al,
2007; Rawlings, DE. and Johnson, DB, 2007). Sin embargo, el
nivel de acidez
generada es una funcin compleja dependiente de: a) los sulfuros
presentes en el cuerpo
mineral, b) su resistencia a la meteorizacin, c) el contenido en
hierro de los sulfuros, d)
la presencia mayoritaria de otros elementos como arsnico, e) el
agente oxidante
(oxgeno, hierro frrico, etc.) y f) el nivel de precipitacin de
xidos u otros minerales
como resultado del proceso de oxidacin.
Los sulfuros de hierro (pirita, FeS2; marcasita, FeS2;
pirrotina, Fe1-xS), sulfuros
con relaciones metal:azufre
-
INTRODUCCIN
11
FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O 15 Fe2+ + 2 SO42- + 16 H+ Esfalerita
(ZnS) y Galena (PbS)
ZnS + 2 O2 Zn2+ + SO42- ZnS + 8 Fe3+ + 4 H2O Zn2+ + 8 Fe2+ +
SO42- + 8 H+
Galena (PbS)
PbS + 2 O2 PbSO4 (anglesita) PbS + 0.5 O2 + 2 H+ Pb2+ + H2O + So
(azufre nativo)
La oxidacin de los sulfuros por el Fe3+ sucede ms rpidamente que
si est slo
catalizada por el oxgeno. De este modo, debido a su rol en
producir ion Fe3+ en forma
acuosa, las cantidades de sulfuros de Fe presente en un mineral
pueden jugar un papel
crucial para determinar si se generarn fluidos cidos durante la
meteorizacin.
La precipitacin de xidos hidratados durante el proceso de
oxidacin de
sulfuros puede llevar a la formacin de cido. De hecho, algunos
minerales que no
tienen azufre como la siderita (FeCO3) y la alunita
(KAl3(SO4)2(OH)6) pueden tambin
generar cido durante la meteorizacin si precipitan los xidos de
aluminio o especies
de hierro hidratadas.
Estos procesos de produccin de cido y precipitacin de Fe en
muchos casos
nos llevan a tener unas coloraciones rojizas en las aguas, uno
de los casos ms
espectaculares que se puede observar de este tipo son las aguas
de Ro Tinto en Huelva
(Espaa).
Si las especies de hierro hidratadas o los xidos de manganeso
que se forman
como resultado de la disolucin de sus respectivos carbonatos
(siderita y rodocrosita) se
oxidan entonces se producir una generacin neta de cido. Tambin
una variedad
importante de carbonatos de metales, como el de Zn
(Smithsonita), y Cu (Malaquita y
Azurita) aparecen en la zona oxidada de los depsitos de
minerales de sulfuro en climas
secos. Estos minerales tambin son importantes consumidores de
cido. Las reacciones
de cido con minerales de aluminosilicato son una parte bien
conocida del proceso de
meteorizacin de las rocas (White et al., 1999). Estas reacciones
consumidoras de cido
normalmente producen la liberacin de algunos constituyentes en
minerales menos
reactivos y ms estables respecto a reaccionar con cidos.
-
INTRODUCCIN
12
1.2.2. Mineraloga secundaria
Los minerales secundarios son aquellos que se forman en o cerca
de la superficie
terrestre cuando los depsitos minerales son expuestos a la
erosin y la alteracin por
los agentes geodinmicos externos.
Cuando un depsito mineral est expuesto a la erosin y es
meteorizado por las
aguas superficiales, se suelen producir fenmenos de
encostramiento, as como
eflorescencias por precipitacin de minerales desde la solucin
agua-roca (o residuo)
mineralizada. Algunos ejemplos de minerales comunes en la zona
de oxidacin
secundaria son: xidos e hidrxidos de hierro (goetita,
lepidocrocita, hematita),
aluminio (boehmita, gibsita, diaspora), de manganeso
(pirolusita) y/o de cobre (cuprita,
tenorita); sulfatos de calcio (yeso) y plomo (anglesita);
hidroxisulfatos de hierro,
aluminio, potasio, sodio y plomo (alunita, natroalunita,
jarosita, natrojarosita,
plumbojarosita); arcillas (Caolinita, Halloysita, Dickita);
silicatos de manganeso
(psilomelano), cobre (Chrysocolla), y zinc (hemimorfita);
carbonatos de cobre
(malaquita y azurita), zinc (smithsonita), y plomo
(cerusita).
Algunos metales que son lixiviados por aguas en la zona no
saturada son
redepositados como sulfuros en profundidad debido a condiciones
reductoras presentes
por debajo del nivel fretico.
1.2.3. Sales secundarias solubles
Una cantidad compleja de sulfatos solubles, sulfatos hidratados
y algunos
hidroxisulfatos son los resultados ms comunes de la oxidacin de
sulfuros en el
ambiente superficial. Estas sales solubles son de importancia
ambiental extrema porque
almacenan metales en la fase slida y pueden suponer una reserva
de condiciones de
acidez en episodios lluviosos. Estas sales tambin pueden ser una
fuente importante de
in frrico disuelto el cual, cuando se libera, puede suponer la
oxidacin de sulfuros.
Los sulfatos y los sulfatos hidratados de los elementos
mayoritarios, calcio (yeso)
y magnesio (epsomita, pickeringita) y de los metales
mayoritarios hierro y aluminio
(melanterita, copiapita, coquimbita, rhomboclasa, halotriquita,
alungeno, etc.) son
generalmente los ms abundantes, debido a la presencia de
sulfuros de hierro en muchos
depsitos minerales y la abundancia del Ca, Mg y Al en las rocas
encajantes de los
depsitos. La abundancia de sulfatos hidratados de metales
pesados como cobre
-
INTRODUCCIN
13
(calcantita, brocantita), zinc (gummingita, zincosita) y nquel
(morenosita) vara
dependiendo de la abundancia de estos metales en los sulfuros
primarios presentes.
Figura 1.2. Formacin de eflorescencias salinas en la zona de
desembocadura de la rambla del Beal.
Las costras eflorescentes son habituales es en las superficies
de balsas de
residuos mineros y en los drenajes naturales de las aguas
mineras. La mineraloga de las
sales que se producen puede cambiar con la evaporacin progresiva
y la consecuente
sobresaturacin.
1.2.4. Factores climticos de incidencia en la dispersin de la
contaminacin
minera
El clima puede sustancialmente afectar a la capacidad de las
aguas superficiales
para el transporte de contaminantes en el entorno de espacios
mineros. En climas secos,
las altas tasas de evaporacin tienden a aumentar las
alcalinidades y las capacidades de
regulacin del drenaje cido de las aguas circulando por la mayor
parte de tipos de rocas,
incluyendo aquellas con bajo contenido de carbonatos (Plumlee,
G.S., et al. 1999). En
zonas ridas la generacin de drenaje cido de mina queda
restringida a puntos
localizados y a fenmenos de splash hdrico ocurrido en eventos
espordicos. Una
gran parte de la precipitacin secundaria en dichas reas est
constituida por carbonatos
y los mecanismos de capilaridad en los procesos de
humectacin-secado de suelos, y
sedimentos provoca una masiva aparicin de eflorescencias
sulfatadas. Por el contrario,
-
INTRODUCCIN
14
en zonas con un clima hmedo y lluvioso, la generacin de drenaje
cido de mina es
una constante y la precipitacin de sulfatos secundarios es el
proceso dominante.
1.3. El distrito minero de Cartagena-La Unin
1.3.1. Antecedentes de estudio
El distrito minero de Cartagena-La Unin es una de las regiones
de minera ms
antiguas de Espaa y Europa. Esta regin constituye uno de los
distritos mineros ms
importantes de Europa debido a la extensin de yacimientos de
sulfuros de tipo pirita-
galena-esfalerita (Fe-Pb-Zn).
La riqueza en Pb y Zn de la regin hizo posible la explotacin de
ellos desde
tiempos de los fenicios y los cartagineses. La actividad minera
empez en el siglo III
antes de Cristo (Orejas y Antolinos, 2001). Sin embargo, esta
actividad slo fue
importante durante determinados perodos. En la poca del imperio
romano, la
produccin de Pb lleg a tener mximos de 45000 toneladas por ao
durante el siglo II
y I antes de Cristo (Moreno-Grau et al., 2002; Martin Camino,
1996). Ms tarde, entre
1840 y 1930 la minera en Cartagena-La Unin llega a sus mximos
niveles de
explotacin. Finalmente, hubo otro perodo importante de
explotacin entre 1953 y
1991 debido a la mejora de los procesos hidrometalrgicos. La
aparicin de las tcnicas
de flotacin permiti tener un mayor porcentaje de recuperacin y
mantener las
producciones medias de Pb y Zn durante los siglos XIX y XX.
(Linares-Martinez, F.,
2005).
Debido la larga historia minera de esta zona la mineraloga y la
geologa de esta
zona minera ha sido ampliamente estudiada. Los primeros estudios
geolgicos
publicados en esta zona son los trabajos del ingeniero Amalio
Maestre Ojeada
geognstica y minera sobre el litoral mediterrneo, desde el Cabo
de Palos hasta el
Estrecho de Gibraltar en 1850. El mismo ao fue tambin publicado
un estudio de Jos
Monasterio titulado Sobre el estado de la industria minera y
metalrgica de Cartagena
al finalizar el ao 1845. El mismo autor tambin public en 1850
otro trabajo llamado
Minera de Cartagena. En 1868, un importante estudio regional fue
llevado a cabo por
el ingeniero de minas Federico de Botella y Hornos Descripcin
geolgico y minera de
las provincias de Murcia y Albacete. En 1872, aparece el estudio
de Manuel Malo de
-
INTRODUCCIN
15
Molina Bosquejo minero de la Sierra de Cartagena. En 1876
aparece el estudio de
Alfredo Mssart Descripcin de los yacimientos metalferos del
distrito de Cartagena.
Despus de estos estudios podemos considerar como uno de los mas
importantes
trabajos realizados en la zona el trabajo de Ricardo Guardiola,
en su importante estudio
Estudio metalognico de la Sierra de Cartagena publicado en 1927,
que constituye la
sntesis ms importante de la geologa y la minera hecho en la zona
hasta ese momento.
En 1929 se publica el trabajo de los ingenieros Rolandi y
Templado Catlogo de los
criaderos de zinc del distrito minero de Murcia. Finalmente en
1963 la tesis doctoral de
Maria Teresa Estevan Sens realiza un estudio de los aspectos
econmicos y sociales
durante esta primera parte de la explotacin minera en el siglo
XIX y principios del XX
y las razones de la detencin de la misma. Tabla 1.1. Cantidades
de mineral extrado y plomo metal obtenido en la Sierra de Cartagena
entre los
aos 1867-1876 (Extrado de Estevan Sens, 1964)
Ao Mineral
(Tm.)
N Orden
provincia % Espaa Metal
N Orden
provincia % Espaa
1867 260889 1 70.93 22604 2 31.58
1868 222344 1 64.15 16957 3 23.29
1869 164513 1 52.78 12057 3 14.40
1870 206448 1 57.61 26971 1 31.71
1871 283952 1 66.25 33069 1 35.94
1872 231580 1 56.72 28420 1 27.99
1873 118782 1 46.57 17753 3 17.80
1874 132568 1 46.04 15908 3 14.97
1875 184744 1 54.64 30988 2 25.89
1876 221238 1 58.28 34375 2 26.96
En la ltima mitad del siglo XX, con la reactivacin de la
actividad minera de la
zona, una cantidad importante de nuevos estudios fueron
realizados con la colaboracin
importante de muchos gelogos europeos. Las publicaciones acerca
de la geologa,
mineraloga y metalogenia son abundantes: las publicaciones ms
relevantes son las de
Friedrich (1962, 1964), Urban (1968), Pavillon (1966, 1969 y
1972), Alabert (1973),
Oen (1974), Espinosa et al. (1974), Oen et al. (1975), Ovejero
et al. (1976), Kager
(1980), Amors et al. (1981), Lunar et al. (1982), Lopez &
Lunar (1983), Arribas (1984)
y Lpez Garca (1985). Tambin durante este perodo una importante
cantidad de tesis
-
INTRODUCCIN
16
doctorales fueron realizadas comentando aspectos de la geologa,
mineraloga y
metalogenia de la zona. Las ms importantes fueron: La tesis de
Pavillon, defendida en
la Universidad de Pars en 1972 Paleogeographies, volcanisms,
estructures,
mineralisations plombo zinciferes et heritages dans lEst des
Cordilleres Betiques
(Zones internes), la tesis de Alabert presentada en la
Universidad de Nancy en 1973
La province plombozincifre des cordilleres betiques (Espagne
meridional). Essai
typologique, la tesis de Kager, presentada en la Universidad de
msterdam en 1980
Mineralogical investigations on sulfides, Fe-Mn-Zn-Mg-Ca
carbonates, greenalite and
associated minerals in the Pb-Zn deposits in the Sierra de
Cartagena, province of
Murcia, S.E. Spain, la tesis de Lpez Garca presentada en la
Universidad
Complutense de Madrid en 1985 Estudio mineralgico, textural y
geoqumica de las
zonas de oxidacin de los yacimientos de Fe, Pb, Zn de la Sierra
de Cartagena, Murcia.
Tambin es muy importante la tesis de Simmoneau Mar Menor:
Evolution
sdimentologique et gochimique recente du remplisage presentada
en 1973 en la
Universidad de Toulouse. Esta tesis es probablemente una de las
primeras tesis acerca
de la geologa ambiental de los depsitos minerales.
-
INTRODUCCIN
17
Figura 1.3. Mapas de distribucin de Plomo y Cinc en el Mar Menor
donde se pueden ver las mximas
acumulaciones en la desembocadura de las Ramblas de la sierra
minera (Extrados de Simmoneau, J.,
1973)
La mineraloga y la geologa de esta zona minera han sido
ampliamente
estudiadas y existen diversas teoras acerca de la gnesis de la
mineralizacin. Algunos
autores como Friedrich (1962, 1964), Graeser & Friedrich
(1970), Espinosa et al. (1974),
Oen et al. (1975), Arribas (1980) y Arribas et al. (1995)
proponen un nico proceso de
mineralizacin terciaria. Por otro lado, Urban (1968), Pavillon
(1969, 1972), Alabert
(1973), Ovejero et al. (1976), Ovejero (1980) y Manteca &
Ovejero (1992) sugieren un
proceso metalognico de varias etapas a partir de
mineralizaciones previas de los
perodos trisico y paleozoico.
-
INTRODUCCIN
18
Figura 1.4. Mapa geolgico de la Sierra de Cartagena-La Unin
(Extrado de Robles-Arenas et al., 2006)
Estos dos grupos importantes de estudios se realizaron durante
los perodos de
mayor actividad minera, primero entre 1840 y 1930, y entre 1960
y 1990. Tambin
debido al crecimiento de la conciencia ambiental y la aparicin
del concepto de riesgo
ambiental y potencialidad txica de la actividad minera se han
emprendido diversos
proyectos y trabajos en los ltimos aos, muchos de ellos todava
en curso de
realizacin.
Entre las tesis doctorales hay que destacar la tesis doctoral de
Garca, C., (2004)
Impacto y Riesgo Ambiental de los Residuos Minero-Metalrgicos de
la Sierra de
Cartagena-La Unin (Murcia-Espaa) donde se realiza un estudio
exhaustivo de las
estructuras mineras, los pozos mineros y sus aguas. Tambin se
hizo una primera
clasificacin de los diferentes tipos de residuos mineros
presentes en la zona. La tesis
doctoral de Robles Arenas, V.M,. (2007) Caracterizacin
hidrogeolgica de la Sierra
de Cartagena-La Unin (SE de la Pennsula Ibrica). Impacto de la
minera abandonada
sobre el medio hdrico tambin hace un estudio sobre la
caracterizacin de las aguas
mineras de la zona y su posible polucin debido a la actividad
minera. En ella se realiza
tambin un modelo hidrogeolgico conceptual aplicable al distrito
minero.
Aparte de estos dos trabajos, bsicamente de carcter hidrolgico y
ambiental, se
han realizado otros para evaluar los impactos sobre el medio
biolgico. La tesis de
-
INTRODUCCIN
19
Marin-Guirao, L., (2007) Aproximacin ecotoxicolgica a la
contaminacin por
metales pesados en la laguna costera del Mar Menor evala la
movilidad y la
biodisponibilidad de los metales presentes en los sedimentos del
Mar Menor y
demuestra que ni una ni otra son muy importantes salvo la
excepcin que se produce en
las desembocaduras de las ramblas mineras durante perodos de
lluvias torrenciales que
provocan una movilizacin importante de metales con potencial
toxicidad para algunas
especies marinas. La tesis de Conesa, H.M., (2005)
Restauracin/estabilizacin de
suelos contaminados por metales pesados como consecuencia de la
actividad minera en
la zona de Cartagena-La Unin estudia la posibilidad de utilizar
plantas autctonas
para la restauracin y estabilizacin de los suelos
contaminados.
Igualmente se han realizado trabajos de tesis metodolgicas
basadas en el uso de
tcnicas analticas en el entorno minero, aplicadas a casos
concretos. La tesis de
Martnez Pagn, P. (2006) se centra en el uso de diferentes
tcnicas de prospeccin
geofsica para estimar la cantidad de metales presente en las
balsas mineras. Los
trabajos de Margu, E. (2006) y Snchez-Bassols, M. (2008) tratan
de la optimizacin
de algunas tcnicas analticas para el anlisis de la dispersin de
los metales alrededor
de zonas mineras, as como de su especiacin, tanto en muestras de
la Sierra Minera y
ramblas como de sedimentos del Mar Menor.
Sin embargo, en ninguno de estos estudios, ya sea los de corte
mas clsico
centrados en los aspectos mineralgicos y geolgicos como aquellos
de un cariz ms
ambiental se detallan aspectos de la distribucin y la dinmica de
los metales en la zona
no saturada y los posibles riesgos de su movilidad.
1.3.2. Los yacimientos mineros de la Sierra de Cartagena-La
Unin
El distrito minero de Cartagena-La Unin constituye una
excepcional
concentracin de metales (7 millones de toneladas de Pb+Zn, 64
millones de toneladas
de Fe; Manteca y Ovejero, 1992), que lo destaca ampliamente de
otros distritos mineros.
Aparte de su importancia como anomala geoqumica, los yacimientos
de este distrito
constituyen un llamativo ejemplo de anomala mineralgica, por la
presencia de una
gran variedad de minerales. Entre las caractersticas ms
llamativas de los minerales,
aparte de la presencia de greenalita, tambin estn las
pseudomorfosis de pirrotina. As
pirita, marcasita, blenda y galena suelen presentarse con un
hbito lamelar, en forma de
rosas. Otro carcter muy habitual es la presencia de
recubrimientos de siderita sobre
-
INTRODUCCIN
20
los sulfuros y los de calcedonia sobre cuarzo. Otro rasgo
caracterstico en la zona es la
enorme abundancia y variedad de aspectos que presenta la
baritina, desde el blanco, al
naranja, pasando por el azulado. A escala microscpica, entre las
caractersticas ms
peculiares tenemos la tonalidad de coloracin de las blendas, en
funcin del contenido
de Fe, las exudaciones de calcopirita y estannina en la blenda,
la pseudomorfosis de
siderita por magnetita y los entrecrecimientos de ambas, as como
la presencia completa
de los trminos extremos de la serie isomorfa de carbonatos de
Fe-Zn-Mn.
Tanto por parte de la Diputacin de Murcia como en alguna de las
publicaciones
citadas ya previamente (Garcia, C., 2004) se han inventariado
puntos o espacios que por
su rareza geolgica y excepcionales condiciones de observacin
tienen un gran valor
didctico o importancia para la interpretacin y comprensin
geolgica de los
yacimientos de la zona y de la interpretacin histrica de la
actividad minera. Se citan
afloramientos naturales como antrpicos debido a las
explotaciones mineras.
Entre los naturales, como ms caractersticos de la zona, cabe
citar los siguientes
ejemplos:
- Montera de hierro o gossan de La Crisoleja, en la parte
central de la sierra
entre La Unin y Portmn, que fue la principal base de la minera
del hierro
de la sierra.
- Domo subvolcnico de segundo carbonato, cerca de La Crisoleja,
con las
alteraciones hidrotermales y mineralizaciones asociadas.
- Cuello volcnico o neck en el collado de la Cuesta de Las
Lajas.
- Brechas hidrotermales o breccia pipe con mineralizacin de
estao de la
subida a la Cuesta de Las Lajas.
- Afloramiento oxidado del manto piritoso en la subida a la
Cuesta de Las
Lajas.
- Ventana tectnica de la Cala del Caballo, al oeste de Portmn.
Se observa la
superficie de cabalgamiento y mineralizaciones de Fe y barita en
los
mrmoles.
- Cabezo de San Gins de la Jara, de gran inters estratigrfico,
pues en l se
encuentra el estratotipo de la Unidad Alpujrride Inferior
denominada
precisamente Unidad de San Gins. En este cerro abundan las
mineralizaciones de manganeso, que dieron lugar a una importante
actividad
minera en esa zona.
-
INTRODUCCIN
21
- Ventana tectnica del Collado de Atamara. Se pueden observar
pliegues y la
discordancia local entre mrmoles y cuarcitas nevado-filbrides
por
disarmona de plegamiento.
- Surgencia de aguas de mina en la Rambla de La Crisoleja,
altamente
mineralizadas con precipitacin de sales minerales de llamativos
colores.
Entre los segundos merecen destacarse los siguientes:
- El filn de La Raja en el famoso Cabezo Rajao, al oeste de La
Unin, mina
emblemtica del distrito. Observacin de la estructura del filn y
de la
alteracin hidrotermal de la roca encajante.
- Corta Brunita, que permite una magnfica observacin del manto
piritoso,
con gran variedad mineralgica, donde se han encontrado minerales
nicos
en Espaa y un gran lago de aguas cidas.
Figura 1.5. Vista parcial de corta Brunita con el lago de guas
cidas en el fondo de la corta.
- Explotaciones de estao de la Cuesta de Las Lajas, con
mineralizaciones del
tipo wood tin o estao leoso.
- Corta Emilia, excavacin espectacular donde aflora el manto de
los silicatos
o manto de greenalita, paragnesis mineral casi nica en el
mundo.
- Corta San Valentn, con su gossan o montera de xidos de gran
inters
mineralgico.
-
INTRODUCCIN
22
- Corta Sultana, que es un ejemplo raro de yacimiento Pb-Zn en
el Mioceno,
con una espectacular brecha de falla mineralizada.
Tabla 1.2. Especies minerales presentes en los yacimientos de la
Sierra de Cartagena
Elementos/
sulfuros y
sulfosales
xidos Carbonatos/
sales haloideas
Sulfatos/
fosfatos y
arseniatos
Silicatos
Azufre
Cobre nativo
Plata nativa
Argentita
Arsenopirita
Blenda
Bornita
Bournonita
Boulangerita
Calcopirita
Calcosina
Cinabrio
Covellina
Discrasita
Estannina
Estefanita
Estibina
Galena
Greenockita
Hawleyita
Marmatita
Marcasita
Pirita
Pirrotina
Tetraedrita
Anatasa
Casiterita
Calcofanita
Coronadita
Criptomelana
Goethita
Hematites
Heterolita
Magnetita
Martita
Minio
Platnerita
Pirolusita
Psilomelana
Romanechita
Anquerita
Aragonito
Azurita
Auricalcita
Calcita
Cerusita
Cincosiderita
Dolomita
Fosgenita
Hidrocincita
Malaquita
Manganosiderita
Rodocrosita
Siderita
Zn-Mn-siderita
Smithsonita
Halita
Embolita
Querargirita
Fluorita
Alunita
Argentojarosita
Anglesita
Baritina
Beudantita
Calcantita
Celestina
Epsomita
Fibroferrita
Goslarita
Jarosita
Linarita
Melanterita
Natroalunita
Natrojarosita
Plumbojarosita
Yeso
Arrojadita
Clinoclasa
Escorodita
Farmacolita
Hinsdalita
Ludlamita
Mimetita
Piromorfita
Bertrandita
Calcedonia
Caolinita
Clorita
Crisocola
Cronstedtita
Cuarzo
Amatista
Dickita
Haloysita
Hemimorfita
Jaspe
hemattico
Greenalita
Metahalloysita
Mg-
minessotaita
palo
Nontronita
Talco
-
INTRODUCCIN
23
Plumbogummita
Svanbergita
Vivianita
Los depsitos ms importantes de la Regin de Murcia as como los
del distrito
minero de Cartagena-La Unin estn relacionados con los procesos
magmticos que han
tenido lugar a lo largo de la historia geolgica de la Cuenca
Btica. La formacin de la
Sierra de Cartagena est asociada a la segunda etapa magmtica, y
ms concretamente a
la fase hidrotermal consecuente con ella, tambin se asocian a
esta fase la mayor parte
de los yacimientos polimetlicos (Pb, Ag, Zn, Cu, Fe, Mn, Ba, Sn)
de la regin. Las
rocas subvolcnicas calcoalcalinas potsicas, presentes tanto en
el rea de Mazarrn
como en el norte de la Sierra de Cartagena, aparecen localmente
afectadas de una fuerte
alteracin hidrotermal, que generalmente coinciden con la
presencia de
mineralizaciones metlicas.
La zona minera de Cartagena-La Unin es una superficie
rectangular, alargada
en direccin noreste-suroeste, de unos 10 x 5 km, que encierra la
mayor acumulacin de
Pb-Zn de las Bticas y una de las principales de la Pennsula
Ibrica. Despus de unos
siglos de abandono de la actividad minera, a partir de 1839 se
produce un importante
despegue de la minera, y en slo unos pocos aos se denuncian ms
de 1500 minas en
la Sierra minera de Cartagena-La Unin.
En dicha regin se distinguen, bajo un punto de vista
geolgico-estructural, los
siguientes tipos de mineralizaciones (Manteca y Ovejero,
1992):
- Los mantos: masas y cuerpos estratoides.
- Diseminaciones en el Mioceno.
- Estructuras filonianas.
- Stockworks y filones asociados a las vulcanitas.
Los mantos
Los mantos son la mineralizacin de amplia extensin que ha
permitido el
desarrollo de las grandes explotaciones a cielo abierto. Hay dos
tipos de mantos: 1er
manto y 2 manto. Ambos son cuerpos estratoides, constituidos en
unos casos por masas
de greenalita-magnetita con sulfuros dispersos (manto de
silicatos) y en otros, por
-
INTRODUCCIN
24
sulfuros diseminados, en hiladas o masivos, dentro de una
formacin clortica (manto
piritoso):
a) Manto superior o 1er. Manto: Se sita a la base del paquete
carbonatado
de la unidad de S. Gins, asociado espacialmente a las doleritas.
Aparece en
la zona central (Emilia-S. Valentn- Tomasa), sobre un rea de
unos 10 km2.
Fuera de dicha zona, slo se le encuentra en la zona este y en
alguna pequea
zona aislada. Los mayores espesores se han dado en la zona de S.
Valentn-
Emilia, entre 40 y 80 m., mientras que en la zona este son del
orden de los 20
m.
b) Manto inferior o 2 manto: Se sita al nivel de los mrmoles
del
Nevado-Filbride. Aparece sobre un rea muy extensa del orden de
40 km2,
de forma aproximadamente elptica, con su eje mayor segn la
direccin
NNE-SSO y centrada sobre la zona de Sancti-Spritus (cantera San
Valentn).
Este cuerpo tiene un carcter estratiforme, concordante con las
rocas
encajantes y con sus estructuras de esquistosidad y plegamiento.
Los
espesores varan normalmente entre 3 y 25 m., en aparente relacin
en unos
casos con estructuras de plegamiento y en otros casos con
fracturas.
c) Paragnesis minerales de los mantos: Los mantos de la Sierra
de
Cartagena presentan dos tipos principales de asociaciones
minerales
primarias:
Paragnesis 1: Asociacin clorita-sulfuros-carbonatos-slice
(manto
piritoso)
Paragnesis 2: Asociacin
greenalita-magnetita-sulfuros-carbonatos-slice
(manto de silicatos o de magnetita)
La paragnesis 1, a la que corresponde por ejemplo el yacimiento
de Los
Blancos (2 manto), consta de: pirita, blenda, galena, marcasita
y localmente pirrotina
como sulfuros principales; y como accesorios: calcopirita,
arsenopirita, tetraedrita y
estannina. Entre los carbonatos se encuentra principalmente la
siderita, con variedades
conteniendo Zn y Mn.
La paragnesis 2, desarrollada principalmente en los depsitos del
rea Emilia-
San Valentn-Tomasa, consta como minerales principales de
greenalita (y especies
afines a sta, como la Mg-minesotaita) y de clorita. Sigue en
orden de abundancia la
magnetita. Los sulfuros, dispersos dentro de la matriz
silicatada, son galena, blenda,
-
INTRODUCCIN
25
pirita, marcasita y accesoriamente, calcopirita. A modo de
inclusiones estn presentes
tambin tetraedrita y estannina.
1.3.3. Desarrollo de la minera en el distrito de Cartagena-La
Unin
El distrito de Cartagena-La Unin, entre 1860 y 1900, produca
como promedio
el 24 % de la produccin de plomo de Espaa, uno de los mayores
productores de
plomo del mundo en la poca. En la dcada de 1840 comienza la
explotacin intensiva
de los depsitos de la Sierra de Cartagena-La Unin. El hecho de
estar en un
emplazamiento costero facilit la comercializacin de este mineral
de forma rpida y
barata. Esto provoc que en 1839, se ampliasen las labores de
explotacin en el Cabezo
Rajao, aprovechando las iniciales explotaciones romanas. En el
siglo XIX, se
aprovecharon inicialmente los recursos que se podan extraer con
mayor facilidad entre
los que se hallaban los escoriales y escombreras antiguas
procedentes de la minera
romana, que an contenan una importante ley en plomo. Ezquerra
del Bayo (1850)
estima en unas 550.000 toneladas la masa de escorias de fundicin
romanas conocidas
en la zona de Cartagena, con leyes entre el 10 y 15 % de Pb. La
invencin del horno de
fundicin atmosfrico en 1846 facilit extraordinariamente el
beneficio de estos
materiales. A finales de 1850 haba 51 hornos de este tipo en el
distrito de Cartagena.
A partir de 1850 se desarrollan ms las explotaciones subterrneas
y comienzan
a beneficiarse los minerales sulfurados, que aparecen por debajo
de las zonas de
oxidacin, normalmente a profundidades por debajo de los 30 o 40
m.
Para el beneficio del plomo se desarroll una industria dedicada
a la fundicin
de los minerales. La facilidad que tiene el beneficio del plomo,
debido a su bajo punto
de fusin, hizo que aumentase mucho el nmero de fundiciones, que
se situaron
preferentemente en Cartagena, La Unin y Portmn. La necesidad de
mezclar las menas
con otras de mayor ley para mejorar los lechos de fusin hizo que
desde un principio se
recibieran minerales de otras provincias.
Durante la segunda mitad del siglo XIX y el principio del XX
hubo
explotaciones minifundistas de empresas principalmente
nacionales aunque en el
ltimo cuarto del siglo XIX se empez a introducir alguna empresa
extranjera. Tras
unos aos de cierta inactividad y despus de la Guerra Civil,
nuevos elementos
ayudaron a salir a la minera de la zona de su letargo. Uno muy
importante fue la
introduccin de la tecnologa de flotacin y la mejora en las
tcnicas de extraccin.
-
INTRODUCCIN
26
Todo ello produjo un cambio en el laboreo y la demanda, por otra
parte, sufri una
importante alza, gracias al inicio de la Segunda Guerra Mundial
y el crecimiento
econmico europeo de los aos 50 y 60, que permiti recuperar el
tono de las
explotaciones. La Sociedad Minero-Metalrgica Pearroya fue
completando a lo largo
de muchos aos la adquisicin de la mayor parte de las pequeas
explotaciones que
estaban en actividad o estaban literalmente abandonadas, hasta
hacerse con la prctica
totalidad de la Sierra de La Unin.
La actividad de obtencin del metal se desarrollaba en la planta
remozada de
Santa Luca, y se multiplic extraordinariamente con la
construccin a mediados de los
aos 50 del lavadero de mineral Roberto, en Portmn, que permiti
mantener a la
empresa el primer puesto de la produccin nacional de plomo y con
importantes
producciones de cinc durante las tres siguientes dcadas.
Sin embargo, la economa minera de la zona empez un periodo de
decadencia a
finales de los aos 80, debido a la crisis del sector del plomo,
la salida de sus principales
accionistas, los Rothschild, y la acumulacin de prdidas.
Pearroya Espaa fue
liquidada en 1989 y todos sus activos mineros fueron
transferidos a una nueva sociedad,
Portmn-Golf, interesad en las posibilidades urbansticas de la
zona ms que en la
actividad extractiva, aunque un alza inesperada en el precio del
cinc permiti mantener
la explotacin un corto perodo de tiempo, hasta 1991.
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INTRODUCCIN
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