The Neolithic variscite mines of Gavà, Catalonia: Criteria for mineral exploration and exploitation in the Prehistory

Abstract

Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana / 2019 / 295 RESUMEN El Complejo Minero Neolítico de Gavà (CMNG) ubicado en Cataluña tuvo como objeto la explotación de la variscita verde utilizada para la elaboración de adornos y joyería. Los trabajos arqueológicos en más de 100 minas indican que la minera en este complejo se llevó a cabo ~5800 años antes del presente. CMNG constituye (A) uno de los primeros ejemplos conocidos de minería subterránea en Europa, (B) posiblemente el ejemplo más antiguo de minería a gran escala para uso ornamental y (C) el ejemplo más antiguo de aplicación de conceptos geológicos y mineros complejos. En el CMNG, la variscita se encuentra en dos estilos distintos: (1) reemplazamientos de láminas delgadas de fluorapatito intercaladas con pizarras negras ricas en minerales orgánicos de edad silúrica y (2) vetillas que cortan transversalmente estos materiales. El conjunto está cubierto discordantemente y localmente por caliches del Cuaternario. La variscita se formó como resultado de procesos supergénicos cuaternarios que oxidaron la pirita produciendo soluciones ácidas y oxidadas. Los fluidos resultantes movilizaron fosfato de apatito y lixiviaron Al y materia orgánica de las pizarras, lo cual condujo a la precipitación de los fosfatos ricos en Al como rellenos de venas y de reemplazamientos estratoligados de apatito. La formación de variscita se restringió a la extensión del frente de oxidación, y la variscita de ambos estilos de mineralización varia de color verde amarillento, en superficie, hasta verde profundo, en profundidad. El área de estudio contiene dos campos mineros: Can Tintorer y Can Badosa-Les Ferreres. La presencia de abundantes vetas subverticales de variscita en Can Tintorer permitió un complejo desarrollo de galerías en diferentes niveles de explotación comunicadas por pozos y rampas, logrando 15 metros de profundidad. La explotación empleada por los mineros neolíticos fue mediante realce ascendente y descendente; también usaron pilares y rellenos de explotaciones más antiguas para evitar el colapso de la mina. Estas minas fueron abiertas en muchos casos por pozos que fueron cavados directamente en duros caliches cuaternarios, favoreciendo la estabilidad de las galerías y revelando que los mineros comprendían la continuidad de la mineralización por debajo de la cubierta de caliches. El mapeo geológico revela que las explotaciones en el área de Can Badosa-Les Ferreres son simples, mostrando una entrada única a galerías simples o rampas que alcanzan menos de 5 m de profundidad y excavadas directamente en afloramientos de fosfatos. En contraste, las minas en el área de Can Tintorer tienen varias entradas y consisten en pozos verticales a través de una cubierta cuaternaria, presentando una intrincada geometría con muchas galerías grandes y comunicadas a diferentes profundidades con un sistema de cámaras y pilares. Aunque el desarrollo de ambas áreas mineras fue esencialmente contemporáneo, Can Badosa-Les Ferreres puede considerarse como un área de exploración. Además, la minería...

Critical Elements in Supergene Phosphates: The Example of the Weathering Profile at the Gavà Neolithic Mines, Catalonia, Spain

“…Palaeozoic basement lithologies of the central part of the CCR consist of Ordovician, Silurian, Devonian and Carboniferous materials: (1) Ordovician slates and quartzites; (2) Llandoverian sulphide-rich black shales interbedded with centimetre-thick layers of syn-sedimentary apatite and chert; (3) Wenlockian black shales interbedded with centimetric quartzite layers; (4) Ludlowian black shales with interbedded limestone lenses; (5) Pridolian nodular limestones which are partially dolomitised or ankeritised; (6) Lockovian black schists followed by interbedded limestones, reddish shales and green to bluish marls; (7) Lower Carboniferous cherts, greenish shales and greywackes [20][21][22]25,38,43].…”

“…Minerals 2020, 10, 3 3 of 25 chert; (3) Wenlockian black shales interbedded with centimetric quartzite layers; (4) Ludlowian black shales with interbedded limestone lenses; (5) Pridolian nodular limestones which are partially dolomitised or ankeritised; (6) Lockovian black schists followed by interbedded limestones, reddish shales and green to bluish marls; (7) Lower Carboniferous cherts, greenish shales and greywackes [20][21][22]25,38,43]. During the Hercynian orogeny, the Palaeozoic series was affected by two generations of tight folds roughly trending NW-SE but with opposite vergence.…”

“…The studied 20-metre thick profile developed from the alteration of Llandoverian black shales that contain interbedded primary syn-sedimentary phosphate nodules and layers. Oxidation weathering and associated percolating fluids produced secondary phosphate veins that were exploited as lapidary material by means of underground mining during the Neolithic age [20][21][22][23][24][25]. Nearly 90 mines with their corresponding galleries, shafts and trenches dated from 5800-5700 BP have been exposed by archaeological excavations in Gavà [26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36].…”

Geological context and origin of the mineralization of the historic and prehistoric iron mines in the Gavà area, Catalonia, NE Iberian Peninsula

“…The geological study of most of the iron mines was performed as the archeological excavations progressed. This aspect was important in order to discriminate between the Neolithic variscite mines (see Díaz-Acha et al, 2019) and more recent iron mines, especially where both types of mines occur nearby each other. Both artisanal and industrial mineral operations can be recognized in Gavà.…”

“…The Gavà area is famous worldwide for the existence of ancient Neolithic mines (Alonso et al, 1978;Villalba et al, 1986Villalba et al, , 1989Villalba et al, , 1990Camprubí et al, 1994Camprubí et al, , 2003Costa et al, 1994;Bosch et al, 1996;Villalba, 2002;Díaz-Acha et al, 2019) and the important archeological objects found therein, such as the Gavà Venus (Bosch and Estrada, 1994) and variscite ornaments (Borrell and Estrada, 2009). However, many other types of mining operations for iron exist in the same area, in many cases in the immediate vicinity of the Neolithic works and separated from them by only tens of meters.…”