[Abstract] The exploitation of ornamental granite in Pedras Salgadas region is limited by the regional fault pattern, which is formed by three sets of principal faults. Based upon the joint spacings measurements, the medium was computed for each quarry and for the massif. The medium exploitaion yield of the quarries was also estimated

Pires, C. A. Coelho

Sousa, L. M. Oliveira

Repositorio da Universidade da Coruña

A influência da fracturação na exploraçãode rochas ornamentais: o caso do granitode Pedras Salgadas (Vila Real, Norte dePortugal)The fracturation influence on the exploitationof ornamental rocks: the case of the PedrasSalgadas granite (Vila Real, North of Portugal)OLIVEIRA SOUSA, L. M.; COELHO PIRES, C. A.The exploitation of ornamental granite in Pedras Salgadas region is limited by the regional faultpattern, which is formed by three sets of principal faults.Based upon the joint spacings measurements, the medium was computed for each quarry andfor the massif. The medium exploitaion yield of the quarries was also estimated.Key words: granite, ornamental rock, quarry, joint, exploitation yield, Portugal.OLIVEIRA SOUSA, L. M.; COELHO PIRES, C. A. (Secção de Geologia. Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro. Apartado 202. 5001 Vila Real Codex. Portugal. email: lsousa@utad.pt).Cadernos Lab. Xeolóxico de LaxeCoruña. 1998. Vol. 23, pp. 59-69INTRODUÇÃOA fracturação natural dos maciços gra-níticos controla de um modo directo a suacapacidade para fornecer matéria-primapassível de ser utilizada como rocha orna-mental.Em diversos locais e em diferentestipos de rochas, vários autores têm estuda-do a fracturação dos maciços e quantifica-do o material que poderá ser extraído soba forma de blocos (SILVA, 1989, RAMOS,1990; MOREIRA, 1992, 1995; SILVA,1992; PIRES, 1992; CASTRO, 1993;TOYOS et al, 1994; SOUSA, 1995;MOURA et al, 1995; CAVALEIRO ePRATES, 1995).Obviamente que o valor comercial domaterial extraído é fundamental para seconsiderar que uma determinada intensi-dade de fracturação é ou não penalizante.Quanto maior o valor comercial da rochaextraída, mais pequenos podem ser os blo-cos extraídos e/ou menor o rendimento dapedreira.Importa referir que a fracturação deve-rá ser estudada a toda as escalas, desde asfalhas regionais até às microfissuras, assimcomo o estudo das respectivas característi-cas físicas: atitude, espaçamento, continui-dade, rugosidade, abertura e enchimento(COSTA, 1992; EGEA et al, 1995).AREA ESTUDADAAs explorações do Granito de PedrasSalgadas situam-se no maciço granítico de60 Oliveira Sousa & Coelho Pires CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998)Fig. 1. Localização geográfica e enquadramento geológico.CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998) A influência da fracturação 61Vila Pouca de Aguiar (Fig. 1). Este maciçoé pós-tectónico relativamente à fase F3 dadeformação Hercínica e por isso apresenta-se pouco fracturado, o que permite a deli-mitação de grandes áreas do maciço comóptimas condições para ser exploradocomo fornecedor de matéria-prima para aindústria das rochas ornamentais. Estegranito foi considerado o principal póloprodutor de rocha ornamental do NE dePortugal (PIRES, 1992).Na actualidade encontram-se em labo-ração cerca de 20 pedreiras que, além deblocos primários destinados à indústriatransformadora, produzem pequenas peçaspara a construção civil: cubos, paralelepí-pedos, lancil, perpianho, etc. Esta activi-dade extractiva e transformadora empregacerca de 250 operários e os produtos ven-didos rendem anualmente cerca de 2 000000 000 de escudos.ESTUDO DA FRACTURAÇÃOFracturação regionalA cartografia da fracturação regional àescala 1:10 000 mostra a existência de trêsfamílias de falhas: N10°-30°E, N60°-80°E e N40°-50°W (Fig. 2).O primeiro sistema de falhas (N10°-30°E) é aquele que marcadamente maisafecta o maciço e as falhas que o consti-tuem são, grosso modo, paralelas aoimportante acidente tectónico situado1000 m a Este da área, a Falha de VilaReal (CLAVEROL et al, 1988). Estas fal-has originaram faixas de alteração subpara-lelas e de largura variável, podendo atingiros 50 metros. Associados a estas fracturasencontra-se, frequentemente, granito epi-sienitizado e episienito e, com menos fre-quência, quartzo.Outra importante família de fracturaspossui direcção N40°-50°W. Em termosde alteração é menos importante que afamília anterior; as falhas possuem menorextensão e intensidade de alteração deca-métrica.A terceira família mais importantepossui direcção N60°-80°W é menos fre-quentemente observada e produz alteraçãoem bandas com largura de alguns metros.Foram também identificadas algumasfracturas N40°-60°E, cuja frequência nãolhes permite atribuir a designação defamília.Nas intersecções de fracturas a intensi-dade de fracturação e alteração são obvia-mente mais intensas. As pedreiras estãolocalizadas nos compartimentos entre asbandas alteradas definidas pelas várias fal-has devido ao menor diaclasamento e alte-ração do granito.Como já foi referido a presença de des-tas famílias de falhas com grandeextensão delimitam as zonas onde omaciço apresenta melhores condições dealteração e fracturação, localizando-se aspedreiras entre estes «corredores de frac-turação». Uma das consequência da pre-sença destes corredores de fracturação é alocalização das pedreiras em zonas estrei-tas e a sua evolução preferencialmente emcomprimento e ao longo de uma zonamenos fracturada (Fig. 3).Fracturação localNas pedreiras, a fracturação predomi-nante são as diaclases subverticais, sendo62 Oliveira Sousa & Coelho Pires CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998)Fig. 2. Fracturação regional na região onde é exploradoo Granito de Pedras Salgadas.CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998) A influência da fracturação 63as diaclases sub-horizontais menos comunsem virtude da pouca profundidade que aspedreiras atingem. No entanto, deve-sereferir que as diaclases sub-horizontais,quando apresentam pendor variável, sãoextremamente gravosas para a exploração,porque inviabilizam a obtenção de zonasdo maciço com possibilidade de extrairblocos paralelepipédicos com a ajuda dafracturação natural (Fig. 4). Estas diaclasesestão presentes quando as pedreiras estãoimplantadas em locais com declive acen-tuado. A movimentação brusca dos blocosde maciço delimitados por estas falhas e aconsequente diminuição da carga litostáti-ca podem ter causado este tipo particularde diaclases. Mais informações sobre estasestruturas podem ser encontradas emVIDAL ROMANI et al (1995).Atitude das diaclasesFoi efectuado o levantamento sistemá-tico das diaclases observadas em cada umadas pedreiras. Como já referimos a área emexploração em cada pedreira é relativa-mente pequena pelo que o número demedições efectuadas também é reduzido.Fig. 3. Localização das pedreiras e evolução da exploração condicionadas pelos corredores defracturação.64 Oliveira Sousa & Coelho Pires CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998)Na figura 5 apresentam-se os diagra-mas de roseta das diaclases observadas emcada uma das pedreiras e podemos verifi-car, por comparação com a figura 2, quenalgumas pedreiras o diaclasamentoreflecte as falhas regionais ao redor dessaspedreira, como é caso das pedreiras D, N,A, O, H, I e J. O estudo geológico de por-menor do maciço, antes da instalação deuma pedreira, é extremamente importan-te, pois quanto mais afastada de um corre-dor de fracturação estiver uma pedreira,maior é a possibilidade do diaclasamentoser favorável.Noutras pedreiras esta dependêncianão é tão evidente, muito provavelmenteporque a escala a que foi efectuada aCartografia (1:10 000) não é a mais apro-priada e a presença da cobertura de solo egranito arenizado não possibilitaram aidentificação da totalidade das falhas pre-sentes no maciço. Em trabalhos anterior-mente efectuados, quer nas pedreiras doGranito de Pedras Salgadas, quer noutrosgranitos de Portugal, RAMOS et al (1984,1985) verificaram que o diaclasamentoobservado nas pedreiras nem sempre é aná-logo ao principal sistema de fracturação domaciço. Esta discordância pode ser expli-cada pelo facto de muitas das grandes frac-turas serem constituídas por um conjuntode fracturas secundárias com orientaçãodistinta da fractura principal (GAMONDe GIRAUD, 1982).Na figura 6 estão representadas as pro-jecções estereográficas (rede de Schimdt;hemisfério inferior) dos pólos das diaclasese os respectivos diagramas de densidades.As diaclases sub-horizontais não foramcontabilizadas porque, devido à sua fracaFig. 4. Diaclases de pendor variável associadas a zonas de falha.CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998) A influência da fracturação 65ou nula inclinação, são medidas com umafrequência muito inferior às diaclases sub-verticais, perturbando a leitura dos diagra-mas com um «ruído de fundo» prejudicialà percepção do fenómeno essencial(CASTAING e RABU, 1982).A análise dos digramas da figura 6 per-mite verificar que as diaclases medidas seaproximam bastante da vertical. Outroaspecto evidente é o facto das diaclases sepoderem agrupar em três famílias, cujasdirecções são sensivelmente paralelas àstrês famílias de falhas que afectam omaciço. Esta similaridade reforça o argu-Fig. 5. Diagramas de roseta das diaclases observadas em algumas pedreiras.66 Oliveira Sousa & Coelho Pires CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998)mento de serem as famílias NNE-SSW,NW-SE e ENE-WSW, as que possuemmaior desenvolvimento a nível regional.Espaçamento das diaclasesO espaçamento entre diaclases foimedido perpendicularmente aos planosdas diaclases e calculou-se o espaçamen-to médio em cada pedreira, utilizandopara tal a fórmula E=Σei=1,n/n, onde erepresenta um espaçamento e n o núme-ro de espaçamentos medidos. O valorobtido para o espaçamento médio nãoparece ser afectado pelo número demedições (Fig. 7).Este espaçamento médio é na realidadeum espaçamento máximo porque os dadosforam obtidos nas pedreiras onde, teorica-mente, a fracturação é menor e o espaça-mento entre diaclases atinge valores maiselevados. A fracturação é mais intensa segundo adirecção N10°-30°E e as pedreiras ten-derão a estar localizadas mais afastadasdeste corredor de fracturação, esta a possí-vel razão para que não tenham sido obser-vadas muitas diaclases paralelas comdirecção N10°-30°E (Fig. 8).Sousa e Pires (1994) referem que amedição sistemática do espaçamento das dia-clases permitirá guiar a exploração de modo aque fique o mais afastada possível dos corre-dores de fracturação.Apesar das distribuições não seguirem alei normal de distribuição ou lei de Poisson,e portanto o valor médio ser de pouca vali-dade estatística, calculou-se o espaçamentomédio para cada um das famílias de diacla-ses. Os resultados obtidos foram os seguin-tes: N10°-30°E ⇒ 1.34m; N40°-50°W ⇒1.43m; N60°-80°W ⇒ 1.76m. O espaça-mento médio da totalidade das diaclases éigual a 1.59m. O valor da mediana, que éuma medida de tendência central maisrobusta, é idêntico nas três famílias: 1.1m.Fig. 6. Projecção estereográfica dos pólos das diaclases observadas nas pedreiras (à esquerda) ediagrama de densidades (à direita) (rede de Schimdt; hemisfério inferior).CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998) A influência da fracturação 67Cálculo do grau de fracturaçãoCom os dados dos espaçamentosmédios (ou medianos) podemos obter umaprimeira aproximação da compartimen-tação natural do maciço através do Índicede Compartimentação (Ic). O Ic resulta dasoma das intensidades (i) das várias famí-lias de diaclases presentes, sendo a intensi-dade definida como o inverso do espaça-mento (e) das fracturas (SILVA, 1990,COSTA, 1992), i=1/e:Fig. 8. Relação entre o espaçamento médio e as várias famílias de diaclases.Fig.7. Variação do espaçamento médio em função do número de medições efectuadas.68 Oliveira Sousa & Coelho Pires CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998)No Granito de Pedras Salgadas,obtém-se o valor de 2.07/m3 para o Ic casose utilizem os valores dos espaçamentosmédios e o valor de 2.72/m3 caso se efec-tue o cálculo com base nos espaçamentosmedianos, o que representa um aumentode 37% no índice de fracturação. Estesvalores são calculados desprezando ainfluência da fracturação sub-horizontal.O cálculo expedito do grau de fractu-ração também poderá ser efectuado combase nas frequências de espaçamentossuperiores à dimensão do bloco mínimo(TOYOS et al, 1994) através da fórmulacom F1, F2,…, Fn representando as fre-quências do espaçamento de cada famíliasuperiores à dimensão mínima.A aplicação deste método à totalidadedo maciço permite obter os valores de19% para um bloco de 1x1m, 4.7% paraum bloco de 1.5x1.5m e 0.17% para umbloco de 2x2m. Como as famílias não sãoortogonais, os blocos resultantes não sãocúbicos nem paralelepipédicos, e portantoo volume relativo de blocos comerciaisserá ainda menor.Os valores obtidos são muito baixos,mas deve-se ter em consideração que emmuitas pedreiras a produção de blocoscomerciais não é a principal actividade.Nestas pedreiras o rendimento poderáeventualmente ser ainda menor, enquantoque nas outras, onde a produção de blocosé mais importante, o valor de Vr será cer-tamente mais elevado.CONCLUSÕESOs trabalhos de cartografia geológico-estrutural desenvolvidos na região dePedras Salgadas (Norte de Portugal) per-mitiram evidenciar a presença de trêsfamílias de falhas.O diaclasamento observado nas pedrei-ras está, na maior parte das situações, rela-cionado com o padrão da fracturaçãoregional no local da sua. As diaclasesobservadas, na totalidade das pedreiras,agrupam-se em três famílias similares àsidentificadas na fracturação regional.Os espaçamentos obtidos para as trêsfamílias de diaclases mostram distri-buições que não seguem a lei normal e ocálculo do seus espaçamentos médios for-neceu valores entre 1.34m e 1.76m.Como as distribuições não seguem a leinormal, o cálculo do grau de fracturaçãodo maciço com base nos espaçamentosmédios conduz a valores que não corres-pondem à realidade. Uma primeira tenta-tiva de reduzir esta subavaliação do graude fracturação dos maciços consiste na uti-lização dos espaçamentos medianos dasvárias famílias de diaclases.O cálculo do grau de fracturação combase nas frequências dos espaçamentosparece fornecer resultados mais realistas.A comparação dos vários índices defracturação em diversos locais contribuirápara identificar qual deles melhor caracte-riza o grau de fracturação do maciço.CAD. LAB. XEOL. LAXE 23 (1998) A influência da fracturação 69BIBLIOGRFIACASTAING, C E RABU, D (1982). Apports dela geologie à la recherche et l'exploitation depierres de taille (roches ornementales et deconstruction). Bulletin BRGM(2), III(1),81-97.CASTRO, J. T. (1993). Calculo del rendimiento deuna cantera. Métodos Estatísticos Aplicados a laPlanificación de Rocas Ornamentales, Tomo 3.Universidade de Vigo.CAVALEIRO, V. M. P e PRATES, S. (1995).Contribuição para o conhecimento dos granitosornamentais da região da Guarda. Rochas &Equipamentos, 40, 6-28.CLAVEROL, M. G., LUQUE, C e SUAREZ, V.(1988). El lineamento tectonico Nazaré (W dePortugal) - Luarca (NW de España) y suimplication metalogenetica (MacizoHesperico). Geologia de los granitoides e rocasasociadas del Macizo Hesperico, libro homena-ge a L.C. Figuerola: 447-455. Editorial Rueda,Madrid.COSTA, C. N. (1992). As pedreiras  Anticlinal deEstremoz. A geologia de engenharia na explo-ração e recuperação de pedreiras. Tese de douto-ramento. 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The fracturation influence on the exploitation of ornamental rocks: the case of the Pedras
Salgadas granite (Vila Real, North of Portugal)

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