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| Siti: Montieri |
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Lo sfruttamento delle miniere di Rame e Argento nel territorio di Montieri risale probabilmente all’età etrusca, ma conobbe il suo massimo fulgore in epoca medievale. Nella zona sud-est del paese sono presenti le aree di estrazione maggiormente conservate; qui sono ben visibili gallerie di esplorazione costruite per intercettare i filoni mineralizzati che, erano costituiti principalmente da solfuri misti di piombo/argento, zinco, ferro e rame.
Le determinazioni analitiche di fluorescenza a raggi-X, XRF, sono state effettuate nelle aree: “Poggio di Montieri”, il “Piano”, “Buca delle Fate” e “Madonna dei Castagni”, delle quali forniamo di seguito una breve descrizione.
Poggio di Montieri
Tutta l'area del Poggio è segnata dalla presenza di antiche escavazioni minerarie (i “Bottini”), oggi ridotte a semplici avvallamenti del terreno. Così li descrisse Giorgio Santi nel 1806: << (…) vedemmo su per il Monte vari pozzi serviti già allo scavo delle miniere, e che certamente doveron comunicare perpendicolarmente colle soggiacenti gallerie. Or gli uni, e le altre sono per lo più franati, e ripieni, e solo ne appariscono esternamente i vestigi (…)>>.A questi si accompagnano spesso i resti di discariche, che rappresentano un' interessante tipologia di materiali da sottoporre ad analisi, poiché rendono disponibili in superficie le formazioni intercettate dagli scavi. Accanto agli avvallamenti sono visibili solo in rarissimi casi resti delle strutture realizzate supporto del pozzo di estrazione; è questo il caso, ad esempio, del cosiddetto “Pozzo del Beato Giacomo”. Le murature visibili in questo caso sono ciò che resta del cosiddetto “castello”, cioè un sistema di carrucole protetto da una struttura in elevato, funzionale alla risalita in superficie del minerale estratto dal giacimento sottostante. La sua costruzione, risalente al XIX secolo, fu funzionale alla riapertura di un preesistente pozzo di epoca medievale; era infatti frequente che le attività estrattive moderne sfruttassero i precedenti sistemi di gallerie creati per intercettare la vena mineralizzata.
Il Piano
In questa località è ancora visibile una galleria mineraria scavata nella roccia, di cui si osserva l’imbocco tamponato in anni recenti. Essa fu aperta nella prima metà del XIX secolo dall’imprenditore Luigi Portè, in seguito alla ripresa delle lavorazioni minerarie che interessarono l’intero poggio di Montieri. Portè, in una sua lettera del 30 settembre 1834, la descrive in fase di scavo e lunga 33 metri. La tecnologia usata in tale epoca prevedeva l’uso delle “gallerie di ribasso”: si utilizzavano esplosivo e picconi per avanzare in modo regolare ed in quota, anche per lunghi tratti, creando così un comodo accesso alla miniera anticamente scavata. La galleria del Piano permetteva di intercettare un ricco filone, detto “Scala della Troja”, sfruttato sin dal Medioevo per estrarre l’argento.
Buca delle Fate
Si tratta di una delle miniere più note e descritte in letteratura in quest’area. La miniera, il cui accesso permette ancora una breve perlustrazione in sotterraneo, è costituita da un lungo corridoio ancora percorribile che conduce alle gallerie dalle quali si estraeva, fin da epoche assai remote, minerale argentifero. L’altezza interna del corridoio raggiunge 1,80 m e sulle pareti di roccia sono ancora visibili i segni di regolarizzazione ottenuti con l’uso di picconi. Nel corridoio si notano due punti di slargo utili al passaggio di uomini e minerale; esso si conclude con un pozzo verticale, oggi parzialmente occluso, profondo circa 1,5 m. Il pozzo ha una forma rotondeggiante e le pareti presentano ancora i fori necessari all’inserimento di tavolati lignei e verricelli, funzionali alla risalita del materiale estratto dai livelli inferiori.
Madonna dei Castagni
La galleria mineraria attualmente visibile al lato del sentiero che conduce all'attuale campo sportivo del paese, è scavata nella roccia ed è percorribile per circa 10 m, oltre i quali un tamponamento in cemento rende inagibile il passaggio. Essa venne aperta tra il 1836 e il 1840, quando l’imprenditore francese Luigi Portè cercò di riattivare le antiche cave situate intorno al paese di Montieri. Il suo aspetto attuale, caratterizzato da un’armatura realizzata in pietre squadrate disposte in corsi regolari, risale al 1899, anno in cui la galleria venne riaperta dalla Società Montecatini che in quel periodo avviò una serie di indagini su lavori più antichi; tuttavia i filoni minerari furono trovati del tutto esauriti e le lavorazioni vennero interrotte.
Il contesto ambientale
Nelle porzioni oggetto di analisi il territorio è ricco di vegetazione a tratti boschiva, caratterizzata principalmente da castagni, faggi e querce e da un folto sottobosco che in alcuni punti limita le possibilità di accesso.
Molto frequenti e abbastanza ben individuabili risultano le zone anticamente dedicate all’ estrazione e lavorazione del diaspro, dove è presente materiale sciolto caratterizzato da elevata pezzatura e dal caratteristico colore rosso cupo.
Difficile risulta, invece, l’individuazione delle discariche derivanti dallo sfruttamento dei filoni mineralizzati; infatti, in prossimità degli imbocchi delle gallerie (dove si presuppone si concentrasse parte del lavoro di trattamento della risorsa estratta) il suolo è caratterizzato da pezzatura e colore facilmente confondibili con la litologia in posto ed è inoltre coperto da sottobosco piuttosto folto ed obliterante.
Gli unici (probabili) resti di arrostimento da lavorazione mineraria sono quelli rinvenuti ai lati della strada asfaltata alle pendici inferiori del paese; qui, mescolate al terreno, sono presenti loppe nere di dimensione variabile probabilmente assimilabili a roste di fusione.
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| Poggio di Montieri. Porzione di terreno adiacente all’imbocco di una galleria mineraria |
Poggio di Montieri. Particolare oggetto di analisi XRF: parete interna alla galleria “Buca delle Fate”. |
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| Montieri Carbonaie. Resti dell’antica discarica citata da Giovanni Arduino nei suoi studi geologici e mineralogici degli anni 1753-1756. |
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Le indagini chimico fisiche XRF sono state effettuate nella modalità strumentale “Mining plus” che fornisce in output le concentrazioni medie degli elementi in percentuale in peso; per la successiva trattazione statistica tutti i valori sono stati convertiti in unità di concentrazione ppm.
In totale sono state effettuate n° 71 determinazioni analitiche, scegliendo le aree in relazione alle condizioni ritenute particolarmente significative (pareti all’interno delle gallerie di esplorazione; materiale nelle aree probabilmente adibite a discarica o ad accumulo del materiale estratto da lavorare).
Le serie di dati analitici ottenuti mediante caratterizzazione chimico fisica in situ sono state sottoposte a screening per identificare l’eventuale presenza di outliers; questi, per la successiva analisi di suddivisione in gruppi mediante il metodo K-Means, sono stati eliminati.
Non è stato possibile includere nella Clustering Analysis la serie di concentrazioni analitiche ottenute per l’Argento in quanto, per la maggior parte delle misure, è risultato presente in concentrazione media inferiore al limite di rilevabilità (LOD) strumentale.
Il metallo è presente in quantità rilevabile solo nei punti di campionamento 30, 31, 38, 41 e 54 (per la localizzazione precisa vedere la tabella 6) dove le concentrazioni rilevate risultano rispettivamente di: 348 ppm, 367 ppm, 303 ppm, e 317 ppm.
In tutti gli altri punti di campionamento la concentrazione media di Ag è inferiore al valore di 55 ppm, che rappresenta la media fra l’estremo superiore ed inferiore dell’intervallo 40-50 ppm (LOD strumentale per l’Argento).
E’ interessante notare come i livelli più elevati di Argento siano quelli corrispondenti a misure effettuate in parete, all’interno della galleria “Buca delle Fate” (punti 30, 31, 38 e 41) e ad un solo punto di campionamento scelto su materiale apparentemente assimilabile a discarica mineraria (punto 54).
L’ Argento veniva estratto in seguito a trattamento della galena (Solfuro di Piombo); dal momento, quindi, che le determinazioni chimico fisiche hanno evidenziato bassissimi livelli di Argento, è stata analizzata nel dettaglio la serie di concentrazioni medie ottenute per il Piombo al fine di verificarne l’eventuale ruolo di metallo tracciante per l’identificazione di materiale assimilabile a discarica mineraria.
In generale i livelli di Piombo oscillano fra i 10 ppm ed i 55 ppm; delle 71 misurazioni effettuate, sette sono caratterizzate da una concentrazione di Piombo inferiore al valore medio (3 ppm) dell’intervallo (2-4 ppm) del limite di rilevabilità strumentale LOD.
I valori massimi di concentrazione di Piombo sono quelli riscontrati nei punti di campionamento numerati in tabella 6 da 60 a 64; tali misure (tabella 6) sono state effettuate nella porzione di suolo immediatamente di fronte all’imbocco della galleria mineraria “Madonna dei Castagni” (a sud-est del paese). Le analisi chimico fisiche di fluorescenza hanno qui evidenziato le seguenti concentrazioni di Piombo: 602 ppm, 1599 ppm, 1912 ppm, 922 ppm e 152 ppm, rispettivamente per i punti di campionamento da 60 a 64.
L’area oggetto di analisi, delimitata dai resti di un antico muretto, era probabilmente utilizzata come piano di lavoro per il trattamento preliminare della risorsa minerale estratta dalla vicina galleria “Madonna dei Castagni”.
Gli elevati tenori di Piombo qui rinvenuti farebbero ritenere plausibile un ciclo di produzione nel quale il materiale veniva ammassato o sottoposto ad una prima lavorazione.
Nella porzione di terreno immediatamente adiacente alla galleria “Madonna dei Castagni” si riscontrano elevati tenori di Zinco cheè presente rispettivamente in concentrazione di: 5896 ppm, 1012 ppm, 2332 ppm, 860 ppm e 201 ppm.
Il Rame, invece, è presente in quantità che oscillano dal valore minimo di 142 ppm a quello massimo di 366 ppm; tali valori, pur non molto elevati, sono da ritenere di interesse ai fini della eventuale individuazione dei siti anticamente adibiti a discarica mineraria, in quanto superiori ai valori globalmente determinati nel territorio intorno a Montieri (ad eccezione di determinazioni analitiche effettuate in corrispondenza di punti che verranno in seguito discussi).
Concentrazioni di Piombo rispettivamente di 140 ppm, 78 ppm, 656 ppm e 174 ppm sono state riscontrate in corrispondenza della discarica mineraria citata da Giovanni Arduino nei suoi studi geologici e mineralogici degli anni 1753-1756.
Qui la pezzatura del materiale è varia ma, di base, piuttosto grossolana ed il colore è piuttosto scuro, tendente al grigio. Anche la vegetazione è quella caratteristica delle discariche minerarie: il sottobosco si fa rado o, comunque, a maggioranza di rovi e gli alberi ad alto fusto sono prevalentemente pini.
Parallelamente ad una concentrazione piuttosto elevata di Piombo si sono riscontrate concentrazione di Rame, a sommità discarica, pari a 3215 ppm e 2591 ppm (numero di campionamento, rispettivamente 68 e 69); a fondo discarica, invece, la concentrazione di Rame risulta essere pari a 267 ppm e 530 ppm.
Lo Zinco, che a sommità discarica è presente in quantità rispettivamente di 342 ppm e 157 ppm, risulta invece inferiore al valor medio del LOD strumentale (4 ppm) per entrambi i punti di campionamento effettuati a fondo discarica.
La determinazioni analitiche di fluorescenza XRF effettuate in parete all’interno della galleria “Buca delle Fate” hanno evidenziato, oltre ai già discussi picchi di concentrazione di Argento, concentrazioni importanti di Rame e, viceversa, piuttosto basse di Zinco, associate ad un tenore piuttosto elevato di Zolfo.
Le elevate concentrazioni di Rame e Zolfo rinvenute in parete sono ragionevoli in relazione al fatto che i principali filoni mineralizzati e sfruttati nel territorio di Montieri erano proprio i filoni a solfuri misti di Rame. Lo Zinco, che tuttavia dovrebbe essere presente sottoforma di solfuro, risulta inferiore al limite di rivelabilità strumentale in quasi tutti i punti di campionamento. I dati analitici, in definitiva, lascerebbero supporre una composizione media a prevalenza di solfuri di Rame con tracce di Argento, probabilmente presente sottoforma di piombo argentifero.
Ci preme tuttavia in questa sede sottolineare che la tecnica analitica impiegata non fornisce informazioni circa la speciazione dei metalli, ma solo il dato analitico di concentrazione media del singolo elemento chimico; pertanto le considerazioni fatte sono da considerarsi ipotesi in relazione alle informazioni disponibili sulla geologia locale. Fra l’altro, la formazione dei solfuri misti è riconducibile ad una genesi in fase idrotermale, ovvero i fluidi mineralizzanti, al di sotto della temperatura critica dell’acqua, hanno permeato le fratture delle rocce in posto ed hanno dato origine a filoni e filoncelli con tenori dei vari componenti sulfurei estremamente variabili in funzione delle condizioni di P e T incontrate oltre, naturalmente, che di pH. |
| Cluster Plots ottenuti mediante K-Means Clustering Analysis sulle concentrazioni di Al, Si, Ti, Fe, Zr, Sn, Sb, Ca, K; a) Al-Zr; b) Al-Ti; c) Al-Zr; d) Ti- Zr, e) Ti-K |
L’analisi statistica mediante il metodo K-Means è stata dapprima effettuata sulle concentrazioni di tutti gli elementi chimici ritenuti di interesse. I migliori risultati di visualizzazione, anche in questo caso, sono quelli ottenuti fornendo in input al software un numero K di clusters pari a 2.
I grafici ottenuti risultano, comunque, di difficile interpretazione, ad eccezione dei diagrammi binari ottenuti dall’analisi statistica sugli elementi rock forming, che però non permettono di trarre conclusioni circa i traccianti delle discariche minerarie. Il grado di visualizzazione migliore delle correlazioni binarie fra concentrazioni degli elementi caratteristici della litologia in posto è stato ottenuto effettuando analisi clustering sulle sole concentrazione di Alluminio, Silicio, Titanio, Ferro, Zirconio, Stagno, Antimonio, Calcio, Potassio. I diagrammi (ritenuti più significativi e di più immediata comprensione) così ottenuti sono di seguito riportati (fig 50 a)- e).
La buona correlazione rilevabile dai diagrammi sopra riportati è riconducibile agli elementi costituenti la litologia in posto.
Una successiva analisi clustering è stata effettuata prendendo in input le serie di concentrazioni degli elementi chimici determinate in parete all’interno delle gallerie oppure all’imbocco delle gallerie stesse (qualora durante le campagne di misura si siano verificate condizioni che ne hanno impedito l’accesso).
L’affinamento del grado di analisi statistica è mirato ad evidenziare eventuali analogie e/o differenze fra le gallerie. Di seguito si riportano alcuni fra i diagrammi binari così ottenuti e ritenuti maggiormente significativi (fig 51 a)-e)). |
| Cluster Plots ottenuti mediante K-Means Clustering Analysis sulle concentrazioni di Al, Si, Ti, Fe, Cu, Zn, Zr, Pb; a) Ti-Cu; b) Ti- Zn; c) Ti- Pb; d) Zr- Pb |
I grafici riportati sono relativi alle correlazioni fra gli “elementi immobili” (Titanio, Zirconio) e gli elementi da considerare come traccianti (Rame, Zinco, Piombo).
In tutti i diagrammi riportati si osserva come ci sia una netta divisione fra il cluster giallo e quello rosso. Mentre il primo corrisponde ai campionamenti effettuati nell’area di fronte all’imbocco della galleria “Madonna dei Castagni” (numero di riferimento di campionamento da 60 a 64), le unità statistiche costituenti dell’altro sono le misure effettuate nelle altre gallerie o nel materiale rinvenuto immediatamente al loro imbocco.
Nel diagramma binario in figura 51- a) si osserva che, ad eccezione del punto di campionamento 40, effettuato su una venatura di colore verde intenso all’interno della galleria “Buca delle Fate”, tutti gli altri punti sono caratterizzati da tenori piuttosto bassi di Rame.
Tutte le misure effettuate nell’area immediatamente di fronte alla galleria “Madonna dei Castagni”, inoltre, evidenziano una concentrazione elevata di Titanio.
Per quanto riguarda le correlazioni del Piombo con il Titanio e lo Zirconio (figura 51 c)-d) l’andamento seguito dai punti di campionamento da 60 a 64 risulta simile in entrambi i casi (e diverso da tutte le altre unità statistiche) con elevati tenori dei due elementi immobili e concentrazioni di Piombo maggiori rispetto a tutti gli altri punti di campionamento.
Analogo il comportamento dei punti da 60 a 64 nel diagramma binario in figura 51 c) dove si notano elevati tenori di Titanio e concentrazioni di Zinco via via crescenti che raggiungono il massimo nel punto di campionamento 62.
In definitiva, l’analisi statistica di suddivisione in gruppi ha messo in evidenza che i campioni di materiale sottoposti ad analisi XRF in situ nella porzione di suolo di fronte alla galleria “Madonna dei Castagni” mostrano globalmente una composizione omogenea fra di loro e, contemporaneamente, diversa da quella determinata per i campioni oggetto di analisi nelle altre gallerie. |
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