et al., Boletín Geológico y Minero, ISSN: 0366-0176 … · Ferrero Arias, A., et al.,2017....

Ferrero Arias, A., et al., 2017. Aplicación práctica de la metodología de caracterización geológico-minera al yacimiento de granito “Rosa Porriño” (Galicia,España). Cartografía de calidades y estimación y distribución de reservas para la planificación de su explotación. Boletín Geológico y Minero, 128 (2): 451-466ISSN: 0366-0176DOI: 10.21701/bolgeomin.128.2.012

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Aplicación práctica de la metodología de caracterización geológico-minera al yacimiento

de granito “Rosa Porriño” (Galicia, España).Cartografía de calidades y estimación y distribuciónde reservas para la planificación de su explotación

Á. Ferrero Arias(1), J. Taboada Castro(2,4), C. Iglesias Comesaña(2,4), J.M. Baltuille Martín(3,4), E. Giráldez Pérez(2)

(1) Instituto Geológico y Minero de España (IGME). Unidad de Santiago de Compostela. C/. Cardeal Payá, 18, 1º, 15703 Santiago de Compostela (A Coruña).

[email protected](2) Dpto. de Ingeniería de los Recursos Naturales y Medio Ambiente, Univ. de Vigo, Campus Lagoas Marcosende, 36310 Vigo (Pontevedra).

[email protected], [email protected], [email protected](3) Instituto Geológico y Minero de España (IGME). Dpto. de Infraestructura Geocientífica y Servicios. Ríos Rosas, 23, 28003 Madrid.

[email protected](4) Red CONSTRUROCK (Red de la Piedra Natural y su relación con el Patrimonio Histórico-Monumental y la obra nueva, en el ámbito

del Estado español). Ríos Rosas, 23, 28003 Madrid.

RESUMEN

El granito “Rosa Porriño”, mundialmente conocido y con una experiencia industrial-comercial de más de 50años, es objeto de estudio en el presente trabajo mediante la aplicación de técnicas geológico-mineras parael análisis de macizos rocosos de cara a su aprovechamiento comercial. Se han tomado como punto de par-tida los criterios generales de caracterización de los parámetros geológicos y mineros: litologías y su distri-bución, tipos y localización de la fracturación, calidad industrial de la roca y ubicación de volúmenes extraí-bles, relaciones de antecedencia, posibilidades de ordenación y racionalización de la explotación, etc.

La información geológico-minera obtenida se expresó mediante una cartografía de calidades industrialesque constituyó la base para la estimación de reservas y su distribución. La aplicación de técnicas geoesta-dísticas ha permitido delimitar en tres dimensiones y obtener los volúmenes existentes de calidades indus-triales, propuestas en la cartografía geológico-minera. Se establecieron las reservas para varias calidades queincluyen calidades de primera y de segunda para roca ornamental, con usos de alto valor añadido; una ter-cera calidad para utilizar como piedra de construcción, en piezas en general menores; y una cuarta calidadcon destino a áridos. Se delimitaron también las zonas estériles.

La estimación de las reservas de dichas calidades y su distribución espacial dentro del yacimiento ha per-mitido establecer alternativas de racionalización de las numerosas unidades de explotación existentes. Deeste modo se logra una operación minera más eficaz y eficiente, con impactos ambientales más controladosy reducidos, y, en consecuencia, un aprovechamiento más sostenible del recurso minero.

Palabras clave: geoestadística, granito, modelado 3D, recurso minero, yacimiento.

A practical application of the geological and mining characterization method tothe “Rosa Porriño” deposit (Galicia, Spain). Quality cartography and estimation

of the distribution of reserves for mining exploitation planning

ABSTRACT

This paper presents a study of the “Rosa Porriño” granite, which is known worldwide and has been market-ed for more than 50 years, through the application of geologic-mining techniques. These techniques are wide-ly used for analysing rock masses with the aim of commercially exploiting them. The basis is the general cri-teria for the characterization of geological and mining parameters: the lithologies present and their

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distribution, types and location of fractures, the industrial quality of the rock and the location of theexploitable rock volumes, previous activity, planning possibilities and rationalization of the exploitation, toname a few.

This geological and mining information was used to make a map of the industrial qualities, forming thebasis for the estimation of reserves and their distribution within the deposit. The application of geostatisticaltechniques allowed the definition of the three dimensions and thus the existing volumes corresponding toeach industrial quality (defined in the geological-mining cartography). Four different qualities were definedand their volumes estimated, namely first and second qualities for granite suitable for its use as ornamentalstone or other applications of high added value; third quality for the granite suitable for its use as a con-struction material (generally of smaller volume than the previous qualities) and the fourth quality for the gran-ite for aggregates. The overburden zones were determined as well.

Once the reserves of the qualities and their spatial distribution within the deposit are known, differentalternatives for a rational exploitation can be considered for the existing operating units. This modellingenables a more effective and efficient mining operation, with controlled, lower environmental impact andthus with a more sustainable exploitation of the mining resources.

Keywords: 3D modeling, deposit, geostatistics, granite, mining resource.

ABRIDGED ENGLISH VERSION

Introduction and Methods

Granite has been used since ancient times in Galicia (NW Spain) for a wide number of applications such asmegaliths, rock art, funerary structures, civil and religious monuments, as well as buildings. The locality of OPorriño, located in the province of Pontevedra, is one of the main production centres of granite for ornamen-tal use in the world.

Since being set up in March 2010, the Galician Granite Cluster has become the key association in thisindustrial sector, being considered as a strategic cluster for Galicia by the Xunta de Galicia in the “StrategicPlan Galicia 2010-2014. 2020 Horizon”.

The granite industry is essential in Galicia due both to its production and turnover, being the leadingautonomous community in granite production in Spain (more than half of the granite produced in the wholecountry is extracted in Galicia, with the majority being transformed in local workshops equipped with mod-ern machinery). According to 2014 data (MINETUR), there are 94 active granite exploitations in Galicia(extracting granite for ornamental use in 53 of them), with a total of 798 workers, producing more than 5 mil-lion tonnes and valued at more than 47 million euros.

One of the main granite deposits is “Rosa Porriño”, located in the city of the same name, and is used forornamental use, for buildings and also as an aggregate, especially for concrete production. It has been stud-ied as part of the exploitation project of concession “Benedicta” (nº 1.544), with the following objectives:• General objective: obtaining the geological and mining data for the evaluation of the exploitable granite

resources.• Specific objectives:

- Detailed geological and mining mapping (E 1:3,500) of the area and its surroundings according to thedifferent industrial qualities.

- Geological and mining mapping (E 1:10,000) of the whole concession of exploitation.- 3D model of the exploited area, incorporating a map of the industrial qualities and other geological and

mining information.- Calculation of the reserves of the deposit by means of geo-statistics.- Corresponding reports of the study.The area of the exploitation, shown in Figure 1, occupies about 2 km2 (2 km long in NNW-SSE direction

and 1 km wide). The aforementioned figure shows the different quarries existing in the “Benedicta” conces-sion. Geologically speaking, the deposit is located in the granitic massif of O Porriño (Fig. 2), which is 25 kmlong in the N-S direction with widths ranging from 10 km to 15 km. The O Porriño massif is part of Galicia-Tras-os-Montes Zone, represented in this area by schist and gneiss materials of the Malpica-Tui Unit.

In order to achieve the specific 1 and 2 objectives, the general methodology for the study of granitic mas-sifs for their use as ornamental stone (Muñoz de la Nava et al., 1989) was followed, adapting it to the condi-tions of the studied area, which had already been partly exploited. Thus, taking into account the expertise aftermany years of extraction and commercialization of the Rosa Porriño granite, the faces were systematicallyobserved with the aim of obtaining a detailed cartography of the industrial qualities present in the quarry.

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Firstly, existing documents about the deposit were analysed, and the geologic and mining mapping (E1:3,500) of the exploitation area was elaborated. In order to determine the homogeneous domains of thedeposit in terms of quality, a number of basic parameters were considered, with fracturation being one of themost important ones due to its influence on the final use of the rock. With respect to quality, this was assignedaccording to the expertise of the miners. These data were collected systematically and represented in the aer-ial photograph E 1:5,000, as well as the information related to the vertical structure of the deposit, which wasdistributed in 30 observation stations. To complete the knowledge of the deposit, 5 drillings were made andtheir core samples studied and represented in columns E 1:100.

A comprehensive analysis of fracturation was carried out, measuring the direction, dip, distance betweenfractures and type of filler of the fractures in 8 transversal profiles, distinguishing between faults and fissures.Special attention was paid to the study of the “andar” plane, essential for the subsequent cutting in the work-shop.

Photo-interpretation work, reconnaissance fieldwork and petrological studies were also performed inorder to establish the different granitic facies.

Finally, all these data were included in a database to facilitate their analysis, and the cartography of indus-trial qualities was implemented with GIS methods.

The 3D model of the deposit was constructed using the distribution of qualities obtained by means of geo-statistics, applying the fuzzy kriging method, which is especially appropriate when the degree of uncertaintyis considerable (since the boundaries between the different commercial qualities are not clear, uncertainty isinherent to this work). For this purpose, 1,000 m3 blocks were defined, and the following qualities were con-sidered: first quality is assigned to those rock masses whose ornamental quality is optimal and from which6-12 m3 blocks can be obtained; second quality is for those volumes of good quality and from which up-to-6m3 blocks can be obtained; third quality for rock masses from which semi-blocks of no more than 4 m3 canbe obtained; and fourth quality is for granite only valid for aggregates due to intense fracturation.

The deposit was divided into 1,000 m3 primary blocks, and fuzzy kriging was used to assign the qualitiespresent in each block, bearing in mind that several qualities might be found in the same block. Figure 3 showsthe triangular function used for the estimation of the qualities of the blocks of the whole deposit.

Results and discussion

The research performed has lead to a more comprehensive knowledge of the O Porriño massif, particularlythe Rosa Porriño granite located in the “Benedicta” concession. According to the facies observed in thedeposit, three commercial varieties have been identified: “Gris Mondariz” granite in the eastern part, “PorfidicRosa Porriño” granite in the central part, and “Rosa Porriño” granite in the western part (Fig. 4).

With respect to the fracturation, the main planes are sub-horizontal: one of them is shown in Figure 5, withthe space between fractures being more than 10 m, whilst the other one (Fig. 6) is constituted by faults andfissures and presents shorter distances (<2m). This natural fracturation involves the need for artificial cuttingfor the extraction of the granite blocks. Regarding the main fault planes, they are defined by two conjugatefault planes in NNE-SSW and NNW-SSE direction, their dip ranging from 70º to 90º.

Figure 7 shows the resulting homogeneous domains of commercial qualities for the ulterior geo-statisti-cal treatment, whilst Figure 8 shows the simplified geological mapping of the exploitation area.

After the estimation of the distribution of qualities by means of the fuzzy kriging technique, the followingresults were obtained (Fig. 9): 13.89% corresponds to first quality, 15.96% to second quality, 21.59% to thirdquality and the remainder 48.56% to fourth quality. The results are included in the 3D model by means of adatabase that can be consulted through SQL queries.

The application of these geostatistical techniques to the Rosa Porriño deposit represents an advance onthe existing techniques, since it provides more realistic estimations of the reserves based on the exploitationmethod, the anisotropy of the deposit and the fuzzy boundaries between the defined commercial qualities.

Introducción

Galicia ha sido desde tiempo inmemorial tierra decanteros (“canteiros”), utilizándose la roca granítica,que aflora extensamente en su territorio, en todos losusos constructivos, desde los más humildes y anti-

guos (megalitos, soporte de arte rupestre, estructurasfunerarias, cierre de fincas, postes...) a los más noblesy hasta la actualidad (monumentos tanto civiles comoreligiosos, construcciones y edificios tradicionales acontemporáneos).

Desde principios del siglo XX hasta ahora no ha


dejado de ganar importancia el sector del granito enGalicia, en especial en la provincia de Pontevedra,concretamente en O Porriño, como roca ornamental,llegando a ser uno de los principales focos industria-les de este material no solo en España sino tambiénen el mundo.

En marzo de 2010 nace el Clúster del Granito deGalicia e integra toda la cadena de valor del granito,pasando a ser la Asociación de referencia de estaindustria e interlocutor único del sector. La Xunta deGalicia lo considera como clúster estratégico paraGalicia en el “Plan Estratégico Galicia 2010-2014Horizonte 2020”. Lo integran el Centro Tecnológico delGranito y las asociaciones Canteiras de Galicia (ACG),Galega de Graniteiros (AGG), de Maquinaria para laPiedra (GALIMAC) y de Marmolistas.

Las empresas que integran el Clúster del granitofacturaron 336 M€ en 2011, siendo la industria gallegadel granito la segunda más importante de Europa(tras Italia) y la quinta del mundo, por delante depotencias como Bélgica, Portugal o Alemania, y concifras de exportación en 2011 de 85,8 M$.

Según el Clúster del Granito, Galicia es la comuni-dad líder en España en producción de granito enbruto, la mayor parte del cual se transforma en lasfábricas locales, que cuentan con la tecnología másavanzada. El resto se destina a la exportación.

Atendiendo a la Estadística Minera de España másreciente (MINETUR), la industria gallega del granitopara todos sus usos (dicha estadística diferencia doscategorías: “granito ornamental” y “otros usos”)queda retratada durante el año 2014 por las siguien-tes cifras: 94 explotaciones activas (de las 189 espa-ñolas) daban empleo directo a 798 personas, con unaproducción de más de 5 millones de toneladas (el61% del total extraído en España) y un valor superiora los 47 millones de euros (el 56% del total español).

Centrando ahora la atención en las explotacionesde granito ornamental (excluyendo pues aquellasdestinadas a “otros usos”), Galicia contaba con 53explotaciones en 2014, responsables de 388 empleosdirectos, con una producción de 423.157 toneladas yun valor superior a los 23 millones de euros. Estascifras representan, nuevamente, más del 50% deltotal español en cuanto a número de explotaciones,empleo, producción y valor del granito ornamental.

En cuanto a la provincia de Pontevedra, en ella seextrae cerca del 60% del granito gallego, tanto entonelaje como en valor. En 2014, las 32 explotacionesde granito ornamental activas (la mayoría en la zonade O Porriño) daban empleo directo a 226 personas yprodujeron 256.295 toneladas con un valor de 14 M€

(MINETUR).Aunque los datos disponibles más recientes datan

de 2014 (MINETUR) e indican un decrecimiento en losdatos básicos de la extracción de granito ornamentalen Galicia, se mantiene su importancia socio-econó-mica tanto en la provincia de Pontevedra, como paraGalicia y España.

Del yacimiento de “Rosa Porriño”, en O Porriño, seextrae granito ornamental (para interiores y exterio-res) en bloques, piedra de construcción y áridos demachaqueo, fundamentalmente para hormigones.

La roca ornamental se destina tanto al mercadonacional como internacional, comercializándose enun gran número de países (obras emblemáticas reali-zadas con este granito son, entre otras, elAyuntamiento de Tokio y la sede del ParlamentoEuropeo en Bruselas). Portugal, Italia y Polonia sonahora los principales destinos de los bloques de gra-nito gallego.

Por otra parte, y según los datos del Clúster delGranito, Galicia también es líder en la transformacióndel granito en España. Los 11 millones de m2 de pro-ductos elaborados en Galicia cada año representan el85% del total de la producción española.

La industria transformadora del granito en Galiciaes de gran importancia ya que en ella se elaboran(sobre todo bloques) unas 600.000 toneladas anua-les, la mayor parte procedente de O Porriño, perotambién cerca de 250.000 toneladas de materialesimportados (granito s. l.) de países como Portugal,Angola, Sudáfrica, India o Mozambique.

En el año 2012 las exportaciones de granito deGalicia se incrementaron un 11%, orientándose a nue-vos mercados, y suponen el 73% de las exportacionesespañolas. De ellas, el 95% se producen en la provin-cia de Pontevedra.

La importancia industrial del granito de Galicia seinicia en los años de 1960 y se debe en gran medidaal yacimiento de granito “Rosa Porriño”, objeto de lainvestigación (Baltuille et al, 2004) realizada por elInstituto Geológico y Minero de España (IGME) y laEscuela Técnica Superior de Ingeniería de Minas(ETSIM) (Taboada et al., 2004), de la Universidad deVigo, como contribución al “Proyecto de Explotación”(Delgado y Ucha, 2004) a desarrollar por la empresaconcesionaria Porriñesa de Canteiras, S.A. (POCASA),en la concesión de explotación “Benedicta” nº 1.544,que ocupa su zona principal.

El carácter singular del yacimiento, la calidad con-trastada del material obtenido, la atomización de laoperación minera, realizada mediante numerosasunidades de explotación, y la proyección nacional einternacional de los productos obtenidos en los talle-res de elaboración a partir, sobre todo, de la variedadde granito explotada con denominación “RosaPorriño”, fueron algunas de las razones que animaron


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a ambas instituciones a implicarse en la realizacióndel trabajo que de un modo sintetizado se presentaen este artículo.

Objetivos

En el marco de los objetivos planteados en elProyecto de Explotación requerido por laAdministración según se establece en la Ley de Minasde 1973, para la renovación por otros 30 años de laconcesión de explotación Benedicta nº 1.544, se con-cretan los objetivos generales que corresponden a laparte del estudio que aquí se presenta y que se refie-re a la obtención de la información geológica y mine-ra necesaria para la evaluación de recursos de grani-to con posibilidad de explotación técnico-económicafavorable.

Por tanto, el primer objetivo general planteado fuela realización del estudio geológico del yacimiento degranito Rosa Porriño y otras variedades inmediatasen su entorno, complementado con un segundo obje-tivo general consistente en la evaluación de los recur-sos de granito del yacimiento en explotación.

Como objetivos específicos se estableció la reali-zación de:

- La cartografía geológico-minera de detalle (E.1:3.500), por calidades industriales, como basepara el cálculo de reservas del área actualmen-te en explotación y su entorno inmediato.

- La cartografía geológico-minera a E. 1:10.000para la totalidad de la Concesión deExplotación “Benedicta”.

- Un modelo digital 3D del área de explotación, alque se incorpore la cartografía de calidadesindustriales y otra información geológica yminera.

- La cubicación del yacimiento aplicando técni-cas geoestadísticas.

- Los correspondientes informes de trabajos rea-lizados y resultados obtenidos.

Zona de estudio

Los terrenos incluidos en la concesión minera“Benedicta” (nº 1.544) quedan en su práctica totalidadsituados en el término municipal de O Porriño, y sóloel sector más oriental queda en el término de Salcedade Caselas, ambos en la parte suroeste de la provin-cia de Pontevedra. El área en explotación ocupa laparte más occidental de la concesión afectando (Fig.1) a una superficie próxima a unos 2 km2 (2 km delargo según una orientación NNO-SSE y 1 km de

ancho), del total de los 6.829.462,83 m2 que compren-de la concesión.

La concesión ocupa parte de un macizo montaño-so que se eleva hasta poco más de los 400 m enCampanol y en O Faro, que constituyen junto conFaro de Budiño (399 m) una zona elevada y estrechacon fuerte relieve entre los cursos submeridianos delrío Caselas por el Este y el Regato do Pozo daRegadeira por el Oeste. El resto de la concesión pre-senta un relieve acusado que desciende desde la cotade 327 m (O Corvo) hasta el entorno de los 30 a 40 men la parte occidental de la concesión.

Debido a que la litología presente en la concesiónes granítica, la morfología del terreno está condicio-nada por ella y por la red de fracturación, teniéndoseun desarrollo importante de bolerío de diverso tama-ño pero en general de orden métrico a decamétrico, opequeñas cúpulas decamétricas.

La morfología natural del terreno está fuertementemodificada en el área de explotación, en la que lasexcavaciones afectan desde cotas del orden de los250 m hasta los 17 m en los fondos de corta más occi-dentales. Los taludes de excavación son subverticalesy llegan a tener en algún caso extremo hasta 70-80 mde desnivel.

Solamente el río Casavella en el ángulo NO de laconcesión y el Arroyo do Pozo da Regadeira discurrenpor terrenos del derecho minero. La existencia deagua subterránea en la zona es escasa (Fonte deSantiago, Fonte Maceira), como puede constatarsepor la escasa presencia y la poca importancia de lassurgencias cortadas por las explotaciones.

El clima es de carácter atlántico con componentemeridional, con veranos secos y calurosos. Las tem-peraturas son suaves (media anual de 14.8º C) y lasprecipitaciones abundantes (1.514 mm de mediaanual), repartiéndose en 105 días de lluvia al año. Sonabundantes las nieblas.

O Porriño constituye una zona industrial de granimportancia y su gran desarrollo a partir de la décadade los años sesenta trajo como consecuencia un fuer-te incremento poblacional y la expansión de la activi-dad industrial de Vigo en el eje Vigo – O Porriño.Desde el eje local de comunicaciones que es la carre-tera de Salceda de Caselas, los accesos al área deexplotación actual son numerosos y consisten en pis-tas que presentan algunos tramos asfaltados.

Desde el punto de vista geológico, el yacimientose encuentra en el macizo granítico de O Porriño (Fig.2), en la parte SO de la provincia de Pontevedra(Galicia) y se extiende hacia el sur, penetrando enPortugal. Su forma es subcircular, con cierto alarga-miento N-S, unos 25 km, y con anchuras E-O, que dis-minuyen desde su parte septentrional (15 km) hacia


su parte meridional (10 km). El Macizo de O Porriñoestá emplazado en la Zona de Galicia – Trás-os-Montes, representada en este sector por los materia-

les esquistosos y gnéisicos de la Unidad Malpica-Tui.Con referencia a los tipos de granitoides de Galicia ydel Macizo Ibérico, quedaría encuadrado en el grupo


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Figura 1. Canteras en la Concesión de Explotación “Benedicta”.Figure 1. Quarries in the “Benedicta” exploitation concession.



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de los granitoides postcinemáticos de emplazamien-to somero (epizonal), que se caracterizan, desde elpunto de vista estructural, por su emplazamiento pos-terior a todas las fases deformativas principales de laOrogenia Varisca y a los desgarres tardíos (Bellido etal., 2005).

Metodología

Para llevar a cabo el estudio geológico de detalleplanteado en los objetivos 1 y 2, se siguió la metodo-logía de trabajo explicada a continuación, que tieneen cuenta la metodología general aplicada al estudio

Figura 2. Situación geológica del Macizo de O Porriño.Figure 2. Geological situation of the O Porriño Massif.


de macizos graníticos para su aprovechamiento comoroca ornamental (Muñoz de la Nava et al., 1989), peroadaptándola a las especiales condiciones de una zonaya en parte intensamente explotada, con un conoci-miento contrastado de las características tecnológi-cas del granito y con la posibilidad de una buenaobservación de las características litológicas y estruc-turales del yacimiento.

Por ello se ha tenido en cuenta la experienciaadquirida durante años de trabajo y comercializacióndel granito “Rosa Porriño” y se ha realizado un traba-jo de observación sistemática y de detalle de los dis-tintos frentes o canteras abiertas. Se ha realizado unesfuerzo integrador de los datos de calidad conocidosy observados en los levantamientos en campo conobjeto de obtener una cartografía detallada de calida-des industriales, para lo que se establecieron, des-pués de los primeros trabajos, varias categorías decalidad que se fueron modificando y redefiniendosegún avanzaban los trabajos, a fin de obtener unainformación cartográfica con calidades asignadas alos diferentes recintos cartografiados factibles de sertratados en la fase de evaluación de recursos.

La metodología seguida ha incluido el análisis dedocumentación existente sobre el yacimiento, tantode la facilitada por la concesionaria como la existenteen el IGME, así como publicaciones u otros trabajosrelacionados directa o indirectamente con el estudio.Se puso especial énfasis en la localización de sectoresde características diferentes en el ámbito de la zona aestudiar, y en las características y parámetros a reco-ger durante el trabajo de campo, así como a su formade representación.

Se abordó a continuación la realización de la car-tografía geológico-minera del área de explotación aescala 1:3.500. Para ello se utilizó la fotografía aérea aescala 1:5.000 y la cartografía digital a escalas tanto1:1.000 como 1:3.000, ambas en formato Cad-2D.Para el entorno inmediato a la zona de explotación seutilizaron también las fotografías aéreas 1:20.000 ybases topográfica 1:10.000.

Los trabajos se desarrollaron según los siguientespuntos:

Delimitación de Dominios Homogéneos

Se delimitaron sectores en los que los parámetros deinterés para el cálculo de reservas fuesen lo máshomogéneos posibles. Se consideraron como pará-metros fundamentales la fracturación y la calidadindustrial de la roca (Ferrero et al., 2005).

La fracturación condiciona la extracción de volú-menes y sus dimensiones, y como consecuencia su

uso (ornamental, piedra de construcción o áridos). Enlos primeros recorridos de campo se observó que unamayor eficiencia cartográfica podría obtenerse si seintegraban las características de fracturación en doscategorías: “Bandas de fracturas” y “fracturas”.

La calidad industrial de la roca es bien conocida enel área, por lo que no se planteó la realización deensayos tecnológicos de caracterización. La asigna-ción de un valor de calidad de roca se ha basado enla observación de los frentes de cantera y en el cono-cimiento aportado por los canteros. La calidad indus-trial asignada a cada dominio homogéneo se obtuvopor integración del valor de la calidad de la roca y lafracturación, sistemática o no, observada en el domi-nio considerado.

Los trabajos de campo se realizaron sistemática-mente en todo el área de extracción, mediante laobservación continua de los distintos taludes deexplotación. Los datos obtenidos se representaronsobre la fotografía aérea 1:5.000, en la que además dela fracturación cartografiable se incluyó un código decalidad industrial para cada dominio consideradohomogéneo.

Para disponer de datos útiles para conocer laestructura en vertical del yacimiento en la parte visi-ble, las observaciones de los distintos sectores seintegraron en estaciones de observación, realizándo-se un total de 30. En ellas se sintetizan las variacionesverticales y los aspectos de interés relativos a la frac-turación así como a la calidad de la roca con referen-cias a la mineralogía, alteraciones, color, tamaño degrano, textura, estructura, fisuración, venas, encla-ves, bolsadas, estructuras de flujo, y a la distribuciónde estas características. Se incluye en ellas una codi-ficación para la fracturación y otra para la calidad; asícomo el código estimado para la calidad industrial delmacizo rocoso en cada tramo delimitado.

Todos los datos sobre parámetros de interésadquiridos en las distintas estaciones de observaciónen canteras se incluyeron en una base de datos parafacilitar su análisis. La cartografía de calidades y cor-tes de referencia a través del yacimiento se realizaronutilizando metodología SIG, con Arcview y compatibi-lidad con Geomedia.

Sondeos mecánicos

Con objeto de completar la información en verticaldel yacimiento en la parte actualmente no accesiblese realizaron 5 sondeos mecánicos (169,25 m perfo-rados) con recuperación de testigo, situados en losfondos de corta de canteras de “Rosa Porriño”. Otrosdos sondeos de 81 m y 54,10 m se ubicaron en la


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facies “Rosa Porriño porfídico”. Los sondeos se testifi-caron y el resultado se representó en las correspon-dientes columnas a escala 1:100 y en los perfiles geo-lógicos del yacimiento.

Estudio de fracturación

Como consecuencia de la discretización de la defor-mación del macizo granítico, la fracturación sistemá-tica fuera de las bandas de fracturación señaladas enla cartografía es escasa y con espaciados muyamplios. Ello, unido a que el corte se realiza en lapráctica totalidad de los casos con hilo, hizo que no seplanteara la realización de estudios de blocometría.Sin embargo, sí interesaba conocer el patrón de frac-turación a escala del área de estudio, así como suencuadre en la estructura general de la zona. Además,el análisis de la fracturación permite profundizar en elconocimiento de los diferentes sistemas de fracturasexistentes y sus relaciones, base para intentar enfati-zar las direcciones de fracturación más persistentes yque afectan más a la explotación de los recursos degranito ornamental. También permite conocer la cine-mática de las principales fallas que cortan el área deexplotación.

Para obtener los resultados esperados del análisisde fracturación se han analizado espacialmente lastrazas de fracturas (discriminando entre bandas defracturas y fracturas), realizando 8 transversales enlas que se han medido además de la dirección y buza-miento, el espaciado entre fracturas y su apertura, asícomo su tipo de relleno; se han medido también estrí-as en los planos de fallas. En el análisis de transver-sales se ha hecho una discriminación entre fallas ydiaclasas. Con objeto de conocer mejor la disposicióndel “andar” en la zona de extracción actual, se reali-zaron medidas de cortes con hilo y se analizó su dis-tribución (en la industria extractiva del granito orna-mental se denomina “andar” al plano del macizo odel bloque extraído que se considera más favorablepara el aserrado en el taller).

Todos los datos obtenidos en el terreno han sidoinformatizados y tratados, utilizando varios progra-mas específicos de geología estructural y estadísticacomo por ejemplo, Cratos vs.1.0, TectonicsFP vs. 1.5,StereoNet vs. 3.0, Geocalculator vs. 4.0, Joints vs.1.10. y Statistica vs. 6.0.

Cartografía geológico-minera de “Benedicta”

La cartografía de calidades industriales de la zonade explotación se complementó con la realización,

utilizando metodología SIG con Arcview, de la carto-grafía geológico-minera de la concesión “Benedicta”.Se realizó esta cartografía siguiendo los métodoshabituales, basados en las observaciones de campocon apoyo de la foto aérea y la base topográfica digi-tal a escala 1:10.000.

Se hicieron trabajos de fotointerpretación, de reco-nocimiento de campo y un estudio petrológico paraestablecer las diferentes facies graníticas y sus rela-ciones en campo. Se tomaron datos en 38 estacionesde observación repartidas por toda la concesión“Benedicta”, pero con mayor densidad en el área deexplotación, observando la naturaleza litológica de laroca y su estado de alteración y fracturación.Asimismo se tomaron 7 muestras en distintas faciesde granito para su estudio en lámina delgada y 4muestras para análisis químico general, con objetode una mejor caracterización de la roca.

Evaluación de recursos

Para obtener un modelo digital 3D del área de explo-tación, al que se incorpore la cartografía de calidadesindustriales y otra información de interés aportadapor el estudio geológico y minero del yacimiento seempleó un método innovador especialmente diseña-do para batolitos de gran tamaño, tomando comounidad base de cálculo bloques cúbicos de 1.000 m3

(del mismo tamaño que los bloques primarios extraí-dos en cantera).

Una vez conocida la calidad industrial de la roca(calidad tecnológica y estética), la fracturación es elprincipal parámetro a la hora de definir la calidadcomercial del granito, por lo que se definieron cuatrocalidades en función de su grado de fracturación: lamejor calidad corresponde a volúmenes de calidadornamental óptima que permiten la obtención de blo-ques de 6-12 m3, aptos para su corte en telar; lasegunda calidad denota volúmenes de calidad orna-mental adecuada, aunque el máximo tamaño de blo-que extraíble es de 6 m3, válido para el corte con telar,con un espaciado de discontinuidades mayor de 2metros; una tercera calidad se asigna a aquellos volú-menes de roca aptos para mampostería, de los cualesse podrán obtener semibloques de menos de 4 m3,con un espaciamiento entre discontinuidades menorde 2 metros; por último, la cuarta calidad correspon-de a aquellos volúmenes sólo aptos para su aprove-chamiento como áridos de construcción, con unafracturación más intensa.

Para la determinación de las reservas de las distin-tas calidades se aplicó el kriging difuso o fuzzy kriging(Zadeh, 1965), una técnica geoestadística que está


especialmente indicada para problemas con un ciertogrado de incertidumbre asociado. Un conjunto difu-so, A, definido para el conjunto de números reales x,es un conjunto de pares ordenados:

A={[x, µ(x)]}(1)

donde µ(x) es la función de pertenencia para x en Aen el intervalo [0,1], indicando los valores cercanos a0 un bajo grado de pertenencia, y los cercanos a 1 unalto grado de pertenencia. Un número difuso es unconjunto difuso del conjunto de números reales conuna función de pertenencia convexa que satisfaceque µ(x)=1 en al menos un punto.

El método aplicado en este trabajo (Taboada et al.,2004) incluye el uso del kriging convencional coninformación difusa, adaptando la teoría de conjuntosdifusos al modelo para asignar clases de calidad a unbloque primario de 1.000 m3 de acuerdo con el nivel

de fracturación. Dado que el grado de fracturación deun bloque de tales dimensiones es heterogéneo,tanto en intensidad como en espaciado, dirección,etc., la asignación de un solo grado de fracturaciónconllevaría a unas estimaciones económicas incorrec-tas. Además, la frontera entre las distintas clases esdifusa, siendo el cambio de una a otra gradual, lo queimplica un grado de incertidumbre en la definición decalidades y por tanto un error de estimación, que entodo caso será siempre menor que el error cometidoal asumir una única calidad para el bloque primario.

Empleando un procedimiento basado en la teoríade conjuntos difusos, se aplicó una función triangularpara la asignación de calidades de los datos de entra-da y de los resultados del modelado. Las funcionesde pertenencia, muy empleadas en la teoría de con-juntos difusos, y los números difusos se emplearonpor su simplicidad computacional y su flexibilidadpara reflejar la información disponible.

Para cada bloque de granito de 1.000 m3 se cons-


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Figura 3. Ejemplos de funciones de pertenencia triangulares para los porcentajes de calidad definidos para tres bloques de (a) una cali-dad comercial, (b) dos calidades comerciales y (c) tres calidades comerciales.Figure 3. Examples of triangular membership functions for quality percentages defined for three different blocks of (a) a single commer-cial quality, (b) two commercial qualities and (c) three commercial qualities.



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truyó un triángulo que refleja su distribución de cali-dades de la siguiente manera: el eje X representa lasdistintas clases comerciales, y el eje Y el porcentaje decada clase presente en el bloque (Fig.3). En el caso deun bloque de tres calidades, para la adaptación a lafunción triangular es necesario recalcular los porcen-tajes de cada calidad, como se muestra en la Fig. 3.c.

El kriging forma parte del grupo de estimadoresespaciales tradicionalmente empleado con datos con-cretos (Journel y Huijbregts, 1978), mientras que elkriging difuso es una generalización de los métodosde kriging que emplean datos tanto concretos comocon un cierto nivel de incertidumbre. Empleando lametodología desarrollada por Diamond (1989) yadaptándola a datos anisótropos, se estimó la distri-bución espacial de los números difusos y se calcula-ron las varianzas de la estimación. Para ello, se mode-laron los datos triangulares difusos con losvariogramas tipo lower crisp, modal crisp y uppercrisp, resultantes de los valores de los vérticesizquierdo, superior y derecho de los triángulos, res-pectivamente. Mediante la resolución de un sistemade tres funciones, para cada localización de interés xse calcula la distribución de calidades, y con el vectorde pesos (λ1(x), λ2(x),… , λn(x)) se calcula un estimador(x), que es el valor difuso estimado para la posición x:

(2)

Los datos de entrada se referenciaron con coorde-nadas en las tres dimensiones de los puntos centralesde los bloques de 1.000 m3, asociando a cada uno unnúmero difuso triangular que indica la calidad apro-ximada de todo el bloque. Los datos calculados seestimaron con el algoritmo de kriging, obteniendo losnúmeros difusos triangulares asociados a los puntoscentrales de los bloques no observables.

Asimismo, para la representación del comporta-miento anisótropo de las fracturas del macizo se apli-caron distintos semivariogramas direccionales con elfin de detectar los rangos de los semivariogramasexperimentales, reflejando la dependencia espacialasociada a la dirección de fracturación principal.

Resultados y discusión

Los materiales que ocupan el área de estudio puedenagruparse en materiales del recubrimiento y las rocasgraníticas del yacimiento. El recubrimiento lo formandepósitos detríticos (arenas y gravas) que se encuen-tran en los fondos de valle (aluviales) y los jabres o

arenas graníticas (cuarzo feldespáticas) que formandepósitos eluvio-coluviales. Los espesores del recu-brimiento suelen ser inferiores a los 5 m, si bien pue-den localmente (vaguadas en zonas fracturadas)superar los 10-15 m.

Las rocas graníticas que constituyen el Macizo deO Porriño presentan una morfología más general enbolos o en pequeñas cúpulas con fracturación subho-rizontal bastante densa en la parte más superficial(hasta 20 ó 30 m en ocasiones) lo que favorece la pro-fundización de la alteración meteórica, y dificulta oimposibilita la extracción de bloques comerciales.

El estudio petrológico y geoquímico realizado enla concesión “Benedicta”, ha permitido determinarque los granitos de la facies “Rosa Porriño” se hanemplazado posteriormente a los de la facies “GrisMondariz”, que pueden encontrarse como enclavesdentro de los primeros. También se ha puesto demanifiesto la presencia de una variedad porfídica delos granitos de tipo “Rosa Porriño” en la que el fel-despato potásico tiene una tendencia general a for-mar megacristales.

Los estudios realizados permiten señalar que lascaracterísticas petrológicas (Bellido et al., 2005) yestructurales (Gumiel et al. 2006) de los granitos delMacizo de O Porriño, indican que su intrusión ha sidoposterior al principal pico metamórfico regional y alos procesos de migmatización, así como la calmatectónica existente durante su emplazamiento y sucarácter postcinemático.

Las facies graníticas que constituyen el Macizocorresponden a facies más básicas al este y faciesmás ácidas al oeste, indicando una evolución haciarocas más evolucionadas hacia el Oeste. Así, en laparte oriental se tiene una facies de monzogranitoporfídico más o menos anfibólico, que se ha denomi-nado “Granito Gris Mondariz” (variedad comercialGris Mondariz, que en algunos sectores presenta cier-tas variaciones que constituyen la variedad comercialRosa Dante). En la parte central de la zona estudiadaaflora una facies de granito rosa porfídico que se hadenominado “Granito Rosa Porriño porfídico” y en laparte occidental, área de explotación actual, aflorauna facies inequigranular homogénea de granito rosa(Fig. 4) que se denomina “Granito Rosa Porriño”(variedad comercial Rosa Porriño).

En relación con la fracturación, además de la mar-cada fracturación subhorizontal que la roca presentaen su parte más superficial, existe una fracturacióncon espaciado amplio a muy amplio (>10 m) (Fig. 5) y“bandas de fracturas” (Fig. 6), constituidas por fallasy diaclasas, en las que el espaciado interfracturas esbajo a muy bajo (inferior a 2 m y en general decimé-tricos).


La orientación predominante de las fallas corres-ponde a dos grupos de fallas conjugadas de direcciónNNE-SSO y NNO-SSE, aunque hay otros grupos defallas de orientación NE-SO y NO-SE también conju-gadas y finalmente otro de menor importancia deorientación E-O. Los buzamientos de los planos defallas varían entre 70º y 90º.

El patrón de fracturación es típicamente direccio-nal-normal, con un máximo de compresión subhori-zontal y de orientación aproximada N-S; y un máximode extensión subhorizontal y de orientación aproxi-mada E-O. Los ejes de esfuerzo máximo y mínimoson casi horizontales y el intermedio es prácticamen-te vertical, y su orientación es coherente con la orien-tación media de máximo acortamiento horizontalN176º obtenida.

La existencia de sectores donde los espaciadosson amplios a muy amplios entre “bandas de fractu-

ras” con espaciados bajos a muy bajos, obliga a unaexplotación, aunque condicionada por la fracturaciónnatural, mediante corte artificial (corte con hilo). Estoscortes siguen direcciones sensiblemente submeridia-nas que se adaptan a la dirección del “andar” de laroca que se presenta con buzamientos entre 0º y 10ºal Oeste, siendo lo más general 5º Oeste. Si admiti-mos lo apuntado por algunos autores y lo observadoen este trabajo de que el “andar” responde a una fisu-ración del granito más probablemente debida aenfriamiento y descompresión del macizo, podríaindicar una cúpula inmediata al este de la zona dondese han realizado las medidas (parte centro oriental delárea en explotación). Otro plano de corte se disponeperpendicular (sensiblemente E-O) y subvertical,estando el “levante” o bien el “andar” prácticamentehorizontal.

Después de los primeros reconocimientos de


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Figura 4. Aspecto textural de la variedad “Rosa Porriño”.Figure 4.Textural aspect of the variety “Rosa Porriño”.



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campo y consultas de datos de productores se llegó ala conclusión de que algunos de los parámetroscomercialmente valorables (ligeras variaciones decolor o brillo y otros) no podían trasladarse, en todoslos casos, a la cartografía de calidades, mientras queotros podían ser considerados en algunos dominios(alta porosidad, heterogeneidades...). Finalmente seoptó por asignar en la cartografía las cuatro calidadesindustriales ya definidas (calidad primera, segunda,tercera y cuarta) para cada dominio homogéneo.

A los distintos dominios homogéneos representa-dos en la cartografía de calidades industriales (Fig. 7)se les ha asignado un color y código, lo que permitesu tratamiento geoestadístico, previa adaptación delos términos mixtos.

La cartografía geológica de la zona de explotacióny gran parte de la concesión “Benedicta” puede versede forma simplificada en la Fig. 8, donde además dela distribución de las distintas facies graníticas mayo-ritarias, se ha incluido la red de fracturación y lasestaciones de observación y la ubicación de sondeos.

A partir de los datos de campo organizados espa-cialmente e identificando los puntos centrales de losbloques de 1.000 m3 definidos en el yacimiento, seobtuvo la distribución de calidades mediante la técni-ca de kriging difuso tanto para toda el área de estudiocomo para distintos planos horizontales del depósito,desde la menor altitud definida por la base de lossondeos hasta la mayor altitud (285 m) del aflora-miento.

Figura 5. Fracturación con espaciado amplio y corte con hilo.Nótese el corte con talud invertido, condicionado por el “andar”.Figure 5. Wide-spaced, wire-cut fracturing. Note the inverted cutslope, conditioned by the “andar”.

Figura 7. Cartografía de calidades industriales de la zona deexplotación de granito “Rosa Porriño”.Figure 7. Mapping of industrial qualities of “Rosa Porriño” granitemining área.

Figura 6. Aspecto de una de las bandas de fractura incluida en elestudio de fracturación.Figure 6. Appearance of one of the fracturing bands included in thefracturing study.



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Figura 8. Estaciones de observación en el área de explotación, fracturación y cartografía geológica.Figure 8. Observation stations in the exploitation area, fracturing and geological mapping.



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De un volumen total de 124.109.970 m3, se obtuvola siguiente estimación de reservas: el 13,89% corres-ponde a granito de primera calidad, el 15,96% a grani-to de segunda calidad, el 21,59% a la tercera calidad yel restante 48,56% a granito de cuarta calidad. Se vioque la distribución de calidades depende de la pro-fundidad en el batolito, ya que las zonas más elevadascontenían menores cantidades de segunda calidad,más frecuente en zonas a mayor profundidad.

La Fig. 9 muestra la cubicación de reservas segúncalidades, con los bloques definidos y su calidadmayoritaria representada (no obstante, a cada bloquese le asignaron los porcentajes presentes de las cua-tro calidades).

Los resultados del kriging se mejoraron con unaaplicación gráfica consistente en la programación enMicrosoft Database de una serie de consultas en len-guaje SQL para representar el conjunto de bloques deldepósito en tres dimensiones, permitiendo a su vez laconsulta de información detallada de cada bloque.

Conclusiones

El carácter postcinemático de los granitos del Macizode O Porriño, determina en general una alta homoge-neidad, escasa presencia de enclaves y ausencia deestructuras deformativas, por lo cual estos granitospresentan una idoneidad significativa para su utiliza-ción como roca ornamental de alto valor estético ytécnico.

La variedad comercial llamada en trabajos anterio-res Rosa Dante se ha venido asignando tanto a lafacies definida aquí como “Rosa Porriño porfídico”como a la facies “Granito Gris Mondariz”, si bien engeneral se ha relacionado con esta última facies. En elestudio realizado se indica la proximidad petrológicadel Rosa Dante al Gris Mondariz y se individualiza lafacies “Rosa Porriño porfídico”, como facies petrológi-ca más próxima a la que constituye la variedadcomercial “Rosa Porriño”.

La calidad industrial de los materiales que consti-

Figura 9. Vista del modelo del depósito resultante.Figure 9. Overview of the resulting deposit model.


tuyen la concesión “Benedicta” puede agruparse, a laescala del trabajo realizado, con referencia a los pro-ductos que predominantemente pueden obtenerse.Se obtiene así una cartografía de calidades industria-les que se ha mostrado muy útil para el cálculo derecursos, y con alta fiabilidad dado el carácter conti-nuo de las observaciones que integra.

Se plantea la posible utilidad del análisis del espa-ciado empleado en este trabajo en la predicción deltamaño de bloque que podría obtenerse al avanzar enuna determinada dirección y al nivel estructural delmacizo en el que se realizan las medidas.

La orientación de los tensores de esfuerzos y ladirección aproximadamente N-S obtenida en el estu-dio de fracturación es coherente con el acortamientoN-S de la corteza que se produjo durante la etapacompresiva alpina en la parte septentrional de lapenínsula, de edad Eoceno-Mioceno, a la cual asocia-mos la deformación frágil del Macizo de O Porriño.

La metodología aplicada para la estimación dereservas del yacimiento combinando la lógica difusay las técnicas de kriging ha permitido analizar la dis-tribución de las distintas calidades comerciales degranito ornamental de los bloques primarios defini-dos. Se considera que cada bloque primario de 1.000m3 puede contener más de una calidad comercial, yse estiman los porcentajes de cada una de las cuatrocalidades establecidas.

El enfoque basado en el kriging para la estimaciónde las calidades comerciales de roca ornamentalposee dos características novedosas. Por una parte, elenfoque matemático difuso para la asignación decalidades refleja el hecho de que la fracturación afec-ta de una manera progresiva a los bloques, por lo quelas fronteras entre las calidades no son claras.Además de esto, la fracturación a nivel de yacimientoes anisótropa, y dado que es el factor más determi-nante de la calidad de los bloques, este método per-mite la obtención de un estimador espacial real de lacalidad.

La aplicación de esta metodología innovadora auno de los depósitos más relevantes del mundorepresenta un avance en las técnicas existentes parala estimación de las reservas de roca ornamental, yaque proporciona unas estimaciones más realistasbasadas en el método de explotación, la anisotropíadel depósito y las fronteras difusas existentes entrelas diferentes clases comerciales definidas.

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Recibido: diciembre 2015Revisado: febrero 2016Aceptado: abril 2016Publicado: junio 2017


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