Γεωλογία των κοιτασμάτων σιδηροπυρίτη της Ερμιόνης – Σταύρος Τριανταφυλλίδης
Το επιστημονικό ενδιαφέρον και n μεταλλοφορία τους
Η μεταλλευτική δραστηριότητα, σε παγκόσμιο επίπεδο, αποτελεί τον κυριότερο ίσως μοχλό-μηχανισμό ανάπτυξης των κρατών. Ακόμα και σήμερα στην Ελλάδα, όπου η μεταλλευτική δραστηριότητα είναι πολύ περιορισμένη σε σχέση με παλαιότερες περιόδους, η συμβολή της μεταλλευτικής βιομηχανίας στο ακαθάριστο εθνικό προϊόν της χώρας διατηρεί ακόμα το μεγαλύτερο ποσοστό συμμετοχής, υψηλότερο ακόμα και από αυτό του πολυδιαφημισμένου τουρισμού.
Στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ου αιώνα, το Ελληνικό κράτος πάσχιζε να «πατήσει στα πόδια του». Η ανάγκη αυτή οδήγησε στην μεταλλευτική έρευνα, η οποία προσέφερε σημαντικά εφόδια στην οικονομική ανάπτυξη του σχετικά νεοσύστατου Ελληνικού κράτους.
Μία τέτοια περίπτωση αποτελούν και τα μεταλλεία της Ερμιόνης, παρά το γεγονός ότι σύμφωνα με τα σύγχρονα δεδομένα, τα κοιτάσματα της περιοχής έχουν πλέον μόνο επιστημονικό ενδιαφέρον, κυρίως δίνοντας πληροφορίες για τη γεωλογική εξέλιξη της περιοχής.
Μεταλλεία Ερμιόνης.
Στην περίπτωσή μας, θα λειτουργήσουμε «ανάποδα» και θα δούμε πώς αυτές οι μικρές και χωρίς οικονομική αξία για τα σημερινά δεδομένα μεταλλοφορίες συνέβαλαν για διάστημα μεγαλύτερο των 70 ετών στην οικονομική και κοινωνικοπολιτική ανάπτυξη μιας πολύ φτωχής περιοχής, όπως αυτή της Ερμιόνης Αργολίδας. Αξίζει εδώ να σημειώσουμε τη διττή φύση των μεταλλείων της Ερμιόνης, καθώς με τα ιδιαίτερα ορυκτολογικά και γεωχημικά χαρακτηριστικά τους συνέδραμαν επίσης και στην γεωργική ανάπτυξη του Ελληνικού κράτους, καθώς το εξαγόμενο μετάλλευμα αξιοποιήθηκε κυρίως για την παραγωγή θειικού οξέος, το οποίο αποτελεί πρώτη ύλη στην παραγωγή γεωργικών λιπασμάτων. Ας τα δούμε, λοιπόν, ένα προς ένα στη συνέχεια…
Από την ηφαιστειακή δραστηριότητά τους στο σημερινό «Σύμπλεγμα Ερμιόνης»
Για να κατανοήσουμε την παρουσία και τον τρόπο δημιουργίας των κοιτασμάτων της Ερμιόνης θα πρέπει να ανατρέξουμε μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια πίσω, περίπου 60 με 65 εκατ. χρόνια πριν (Ανώτερο Κρητιδικό), την εποχή που η περιοχή της Ερμιόνης, όπως την ξέρουμε σήμερα, ουσιαστικά δεν υπήρχε, αλλά ήταν μία σχετικά ρηχή θαλάσσια λεκάνη.
Σημεία της λεκάνης αυτής, όπως αυτά όπου βρίσκονται οι παλαιές θέσεις εκμετάλλευσης (Καρακάσι – Ηλιόκαστρο, Ρορό, Καμπορόσσο, Καψοσπίτι και Μπαρουτοσπηλιά) είχαν μεγαλύτερο βάθος, περίπου 1 km. Την περίοδο εκείνη, λοιπόν, η θαλάσσια λεκάνη της Ερμιόνης αποτελούσε τμήμα του σταδιακά «εξαφανιζόμενου» ωκεανού της Τηθύος (υπόλειμμα του οποίου αποτελεί η σημερινή Μεσόγειος θάλασσα). Σε αυτό το βαθύτερο τμήμα της θαλάσσιας λεκάνης, υπήρξε έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα με εκχύσεις λαβών στον πυθμένα της. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα κάποια στιγμή έπαυσε αλλά κάτω από τον πυθμένα και σε βάθος μέσα στον υποθαλάσσιο φλοιό, το συσσωρευμένο μάγμα «θέρμαινε» το νερό της θάλασσας που κυκλοφορούσε μέσα στα ηφαιστειακά πετρώματα του πυθμένα οδηγώντας στην ανάπτυξη ενός υδροθερμικού συστήματος.
Ένα υδροθερμικό σύστημα δημιουργείται όταν το ψυχρό θαλασσινό νερό διεισδύει εντός των πετρωμάτων του πυθμένα και κατέρχεται, λόγω χαμηλής θερμοκρασίας και υψηλής υδροστατικής πίεσης, θερμαίνεται και στη συνέχεια ανέρχεται προς τον πυθμένα ως θερμότερο και «ελαφρύτερο». Αυτό το φαινόμενο λειτουργεί για χρονικό διάστημα χιλιάδων ετών, σχηματίζοντας «κυκλικά ρεύματα μεταφοράς», με αποτέλεσμα τον εμπλουτισμό των υδροθερμικών ρευστών σε μεταλλικά συστατικά (όπως π.χ. σίδηρο, χαλκό και ψευδάργυρο) που «ξεπλένονται» από τα περιβάλλοντα πετρώματα του υποθαλάσσιου φλοιού. Το αποτέλεσμα όλης αυτής της διαδικασίας στη λεκάνη της Ερμιόνης είναι η απόθεση των μεταλλικών συστατικών που «κουβαλούσαν» τα υδροθερμικά ρευστά τόσο στην επιφάνεια του πυθμένα, όσο και βαθύτερα, μέσα στα ιζήματα που τον αποτελούσαν (λεπτόκοκκο υλικό μεγέθους ιλύος ή και άμμου που προερχόταν από τις γειτονικές χέρσες περιοχές). Τα μεταλλικά συστατικά αποτέθηκαν με τη μορφή θειούχων ενώσεων, δηλαδή, ενώσεις μετάλλων με θείο (Me+x S-y), όπως ο σιδηροπυρίτης (FeS2), ο χαλκοπυρίτης (CuFeS2) και ο σφαλερίτης (ZnS). Στην περιοχή της Ερμιόνης, οι θειούχες ενώσεις/ορυκτά δημιούργησαν σώματα μορφής φακών μεγέθους δεκάδων μέτρων σε οριζόντια ανάπτυξη και αρκετών μέτρων σε πάχος.
Τα μεταλλεύματα-κοιτάσματα της Ερμιόνης ανήκουν στην ευρύτερη κατηγορία των Συμπαγών θειούχων Μεταλλευμάτων στον θαλάσσιο Πυθμένα (ο όρος «συμπαγής» προέρχεται από το ποσοστό συμμετοχής των μεταλλικών ορυκτών στο πέτρωμα, το οποίο σε πολλές περιπτώσεις ξεπερνάει το 90-95% κ.β.). Οι μεταλλοφορίες αυτές αποτελούνται από ένα κατώτερο τμήμα, πλούσιο σε χαλαζία (SiO2) και διάσπαρτο σιδηροπυρίτη, που αποτελεί και τον αγωγό τροφοδοσίας των μεταλλοφόρων ρευστών προς την επιφάνεια του πυθμένα, όπου και πραγματοποιείται η απόθεση της συμπαγούς μεταλλοφορίας με μορφή φακού.
Στα μεταλλεία της Ερμιόνης, ο κατώτερος αυτός ορίζοντας (ζώνη stringer στη γεωλογία) απορρίπτονταν μαζί με τα άχρηστα-στείρα, διότι αφ’ ενός θεωρούνταν φτωχό μετάλλευμα και αφετέρου ο διαχωρισμός του σιδηροπυρίτη από το χαλαζία ήταν οικονομικά ασύμφορος. Λόγω του ανοικτού γκρι χρώματος, οι μεταλλωρύχοι της Ερμιόνης έβγαιναν άσπροι από τις υπόγειες στοές, όταν έβρισκαν μπροστά τους αυτό το πέτρωμα.
Γεωλογία των κοιτασμάτων σιδηροπυρίτη της Ερμιόνης…
Ο «συμπαγής» χαρακτήρας των μεταλλευμάτων της Ερμιόνης τα καθιστούσε ιδανικά προς εκμετάλλευση, λόγω σημαντικής μείωσης του κόστους κατεργασίας. Συγκεκριμένα, δεν απαιτούνταν προ-εμπλουτισμός, δηλαδή εφαρμογή όλων εκείνων των μεθόδων που θα δημιουργούσαν ποσότητες καθαρού μεταλλεύματος μέσω απομάκρυνσης των μη χρήσιμων ορυκτών.
Παράλληλα, τα μεταλλεύματα της Ερμιόνης χαρακτηρίζονταν από συγκεκριμένα ορυκτολογικά και γεωχημικά χαρακτηριστικά που τα καθιστούσαν ιδανικά για την αξιοποίησή τους στην παραγωγή λιπασμάτων. Αυτά είναι το πολύ υψηλό ποσοστό συμμετοχής του σιδηροπυρίτη στο μετάλλευμα (πάνω από 90% κ.β.), ο οποίος αποτελεί πηγή θείου, και ταυτόχρονα η πολύ υψηλή καθαρότητά του (π.χ. δεν περιείχε αρσενικό, το οποίο αποτελεί το κυριότερο πρόβλημα κατά τη μεταλλουργία του, καθώς είναι ιδιαίτερα τοξικό στοιχείο). Σημειώνεται πως ένας τόνος σιδηροπυρίτη (FeS2) μπορεί να δώσει περίπου 1.4 τόνους θειικού οξέος (Η2SO4).
Τα παραπάνω αποτελούσαν τα κυριότερα πλεονεκτήματα των κοιτασμάτων της Ερμιόνης έναντι άλλων κοιτασμάτων με σιδηροπυρίτη στην Ελλάδα, όπως αυτά της Χαλκιδικής.
Εκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία των κοιτασμάτων της Ερμιόνης στον πυθμένα της θαλάσσιας λεκάνης που αναφέρθηκε προηγουμένως, οι γεωλογικές/τεκτονικές διεργασίες οδήγησαν στη «χέρσευση» της περιοχής, με τη θαλάσσια λεκάνη της Ερμιόνης να «καταλήγει» πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.
Ταυτόχρονα, οι γεωλογικές διεργασίες που λειτούργησαν, πτύχωσαν τα πετρώματα και τους γεωλογικούς σχηματισμούς της πρώην θαλάσσιας λεκάνης, με αποτέλεσμα τα πετρώματα και τα μεταλλοφόρα σώματα να «ανακατευθούν» μεταξύ τους και να αποτελέσουν τους σχηματισμούς του σημερινού «Συμπλέγματος Ερμιόνης», το οποίο για τους γεωλόγους έχει «χαοτικά» χαρακτηριστικά. (Μια μικρή παρένθεση εδώ για να σημειώσουμε πως για τους γεωλόγους «χαοτικός» ονομάζεται ένα γεωλογικός σχηματισμός με τόσο μεγάλη ποικιλία στα γεωλογικά, πετρολογικά και ορυκτολογικά χαρακτηριστικά του, που καθιστά δύσκολο τον καθορισμό των αρχικών χαρακτηριστικών του και κατά συνέπεια του αρχικού γεωλογικού περιβάλλοντος δημιουργίας του).
Όμως, αυτή η γεωλογική εξέλιξη της περιοχής δημιούργησε και κάποιες συνθήκες που οδήγησαν στην ανακάλυψη των κοιτασμάτων της περιοχής με κύριο μοχλό τον τεκτονισμό και την πτύχωση και κυρίως με την εμφάνιση και έκθεση των μεταλλοφόρων σωμάτων στην επιφάνεια. Λόγω των ιδιαίτερων γεωχημικών χαρακτηριστικών τους, τα μεταλλοφόρα σώματα άρχισαν να επηρεάζονται από τις επιφανειακές συνθήκες, με κυριότερους παράγοντες το οξυγόνο της ατμόσφαιρας και το νερό της βροχής και σιγά-σιγά άρχισαν να «οξειδώνονται», με αποτέλεσμα τα μεταλλοφόρα σώματα από ένα βαθύ χρυσοπράσινο χρώμα (λόγω του υψηλού ποσοστού συμμετοχής του σιδηροπυρίτη – γνωστός και ως «χρυσός των χαζών»), να γίνονται έντονα πορτοκαλί-κόκκινα λόγω οξείδωσης του σιδήρου (όπως ακριβώς τα σκουριασμένα μεταλλικά αντικείμενα).
Πανοραμική άποψη (από ανατολικά – νοτιοανατολικά) της ανοικτής εκσκαφής στη θέση Καρακάσι. Με έντονο προτοκαλί-κόκκινο χρώμα παρατηρούνται οι επιφανειακές οξειδώσεις της μεταλλοφορίας με σιδηροπυρίτη.
Παρατηρούσαν, δηλαδή, οι κάτοικοι της περιοχής θέσεις, όπου ενώ τα πετρώματα είχαν το τυπικό καφέ χρώμα, είτε σκούρο είτε ανοικτότερο, να εμφανίζονται μέσα από αυτά στην επιφάνεια ακανόνιστες μάζες από σκληρότερα πετρώματα με έντονο πορτοκαλί-κόκκινο χρώμα. Οι γεωλόγοι της περιόδου αναγνώρισαν την παρουσία οξειδωμένων μεταλλοφόρων σωμάτων στην επιφάνεια και κατάλαβαν ότι σε βάθος θα υπήρχαν πιθανότατα αντίστοιχες μάζες, οι οποίες δεν θα είχαν υποστεί οξείδωση, άρα θα αποτελούσαν πηγή μετάλλων.
Η έρευνα που ακολούθησε στην ευρύτερη περιοχή της Ερμιόνης οδήγησε στην ανακάλυψη των μεταλλοφόρων σωμάτων με σιδηροπυρίτη σε βάθος, με κυριότερες θέσεις τις Καρακάσι – Ηλιόκαστρο – Καμπορόσσο, Ρορό και Μπαρουτοσπηλιά. Σε όλες αυτές τις θέσεις το μετάλλευμα (ή «μεταλλείο» όπως το ονόμαζαν οι τοπικοί μεταλλωρύχοι) βρισκόταν υπόγεια και απαιτούνταν το άνοιγμα δικτύου υπόγειων στοών για την εξόρυξή του.
Η εξόρυξη του μεταλλεύματος και οι δρόμοι επεξεργασίας του
Η εξόρυξη του μεταλλεύματος ξεκίνησε στις αρχές του 20ου αιώνα, μεταξύ 1900 και 1908 και συνεχίστηκε μέχρι και τα τέλη της δεκαετίας του 1970, οπότε και έπαυσαν όλες οι εργασίες. Πρακτικά, η εκμετάλλευση περιλάμβανε εξόρυξη με κλασικά μέσα χειρός εντός των στοών (αξίνες και σφυριά) και οι μεταλλωρύχοι ακολουθούσαν το μετάλλευμα κατά την εξόρυξη και με τον τρόπο αυτό συνεχιζόταν η διάνοιξη των στοών μέχρι του σημείου όπου αυτό εξαφανιζόταν.
Άποψη της εγκαταλειμμένης και σφραγισμένης εισόδου της κύριας στοάς στη θέση Ρορό.
Παράλληλα, κατά τη δεκαετία του 1950, πραγματοποιήθηκε πλήθος ερευνητικών εργασιών σε διάφορες θέσεις, π.χ. θέσεις Καψοσπίτι, Εγγύς Καρακάσι και Ρορό, με σκοπό να ανακαλυφθούν νέα κοιτάσματα που θα μπορούσαν να αυξήσουν το μεταλλευτικό δυναμικό της περιοχής. Εφαρμόσθηκαν σύγχρονες μέθοδοι για τα δεδομένα της εποχής, όπως π.χ. εφαρμογή γεωφυσικών μεθόδων που αναγνωρίζουν την πυκνότητα και τα χαρακτηριστικά υπόγειων γεωλογικών σχηματισμών, χωρίς όμως επιτυχή αποτελέσματα.
Άποψη εγκαταλειμμένης πλευρικής στοάς στη θέση Ρορό.
Η συνολική παραγωγή κυμάνθηκε μεταξύ 700 χιλιάδων και 1 εκατ. τόνων με τις περιεκτικότητες σε χαλκό να φτάνουν το 3% κ.β. και σε θείο το 42,5 % κ.β. Το εξορυσσόμενο μετάλλευμα πλούσιο σε σιδηροπυρίτη συγκεντρωνόταν στη θέση Καμπορόσσο, όπου και υπόκειτο σε μία πρώτη κατεργασία με θραύση – μερική λειοτρίβηση, κυρίως για τον διαχωρισμό των πλούσιων σε χαλκοπυρίτη (CuFeS2) τμημάτων, που όπως θα δούμε παρακάτω ακολουθούσαν διαφορετικό δρόμο. Στη συνέχεια, το μετάλλευμα φορτωνόταν, τα πρώτα χρόνια σε ατμάμαξες και αργότερα σε ντιζελομηχανές και ηλεκτράμαξες και μεταφερόταν μέσω της σιδηροδρομικής γραμμής Decauville στη σκάλα φόρτωσης στην περιοχή της Δάρδεζας (ή Δάρδιζας), όπου υπήρχε και το τριβείο. Από εκεί, το μετάλλευμα πήγαινε με φορτηγά πλοία στη Δραπετσώνα, στην «Ανώνυμη Ελληνική Εταιρεία Χημικών Προϊόντων και Λιπασμάτων» (ΑΕΕΧΠΛ, 1909-1993), όπου και χρησιμοποιούνταν για την παραγωγή θειικού οξέος.
Η σκάλα φόρτωσης στη θέση Δάρδεζα (ή Δάρδιζα) όπου έφτανε το μετάλλευμα μέσω της γραμμής Decauville και μεταφερόταν με φορτηγά πλοία στην «Ανώνυμη Ελληνική Εταιρεία Χημικών Προϊόντων και Λιπασμάτων» στη Δραπετσώνα (ΑΕΕΧΠΛ, 1909-1993) για την παραγωγή θειικού οξέος.
Ένα ακόμη χαρακτηριστικό των κοιτασμάτων της Ερμιόνης είναι πως στη θέση Ρορό αναπτύσσονταν μεταλλοφόρα σώματα πλούσια σε χαλκό, κυρίως λόγω παρουσίας σημαντικών συγκεντρώσεων χαλκοπυρίτη (CuFeS2) με το ποσοστό του χαλκού στο μετάλλευμα να φτάνει και να ξεπερνάει κατά θέσεις το 3% κ.β. Λόγω της οικονομικής αξίας του χαλκού, υψηλότερη από αυτή του τυπικού μεταλλεύματος με σιδηροπυρίτη, το πλούσιο σε χαλκό μετάλλευμα διαχωριζόταν από το υπόλοιπο υλικό και ακολουθούσε διαφορετικό δρόμο, καθώς έφευγε σε μεταλλουργίες του εξωτερικού για παραγωγή μεταλλικού χαλκού. Με τον τρόπο αυτό αυξανόταν η οικονομική απόδοση των κοιτασμάτων της Ερμιόνης.
Συνοψίζοντας, τα μεταλλεία της Ερμιόνης αποτελούν χαρακτηριστικό παράδειγμα της ευρηματικότητας, της διορατικότητας και της ικανότητας του ανθρώπου να αξιοποιεί τους πόρους που του προσφέρει ο πλανήτης.
Η εξέλιξη του ανθρώπου, από την λίθινη εποχή, όπου άρχισε να δημιουργεί ομάδες πληθυσμών μέχρι και σήμερα, βασίζεται σε τεράστιο βαθμό στην αξιοποίηση και εκμετάλλευση των ορυκτών πόρων και ουσιαστικά κανένα από τα επιτεύγματα που έχει επιτύχει στην πάροδο των τελευταίων χιλιάδων ετών δεν θα ήταν δυνατό χωρίς τους φυσικούς ορυκτούς πόρους. Βέβαια, η συσσωρευμένη γνώση και εμπειρία απαιτεί αυτή η εκμετάλλευση να συνεχιστεί, όμως με βασική προϋπόθεση την προστασία του περιβάλλοντος και την αειφορία, δηλαδή την σκέψη μας και στις επόμενες γενεές.
Βιβλιογραφία
- Aronis, G., 1951. Research on the iron-pyrite deposits in the Hemioni mining district, Geological and geophysical surveys. Subsurface Research Department, Ministry of Coordination, Athens, 153-188 (in Greek with English abstract).
- Mousoulos, L., 1958. Les gisements pyriteux du district minier d’ Hermione. Etude sur leur geologie et mineralogie. Le probleme de leur genese, Ann. Geol. Pays Hellen. 9, 119-164.
- Sideris, C., Skounakis, S., 1987. Metallogeny in the basic rocks of a paleosubduction area-The case of Ermioni Cu-bearing pyrite mines (East Peloponnesos, Greece). Chem. Erde. 47, 93-96.
- Triantafyllidis, S., Tombros, S.F., Zhai, D., Kokkalas, S., 2021. The Upper Cretaceous Ermioni VMS Deposit, Argolis Peninsula, Peloponnese, Greece: type, genesis, and geotectonic setting. Ore Geology Reviews, 138, 104403. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2021.104403
- https://vidarchives.gr/reports/2021_01_1165 «Τα μεταλλεία της Ερμιόνης και η Ιστορία τους».
- https://www.saronicmagazine.gr/saronikos/ermionida/7148-ta-etalleia-tis-er-ionis «Τα μεταλλεία της Ερμιόνης, Σπαράγματα της βιομηχανικής εποχής και μνημείο πολιτισμού».
Σταύρος Τριανταφυλλίδης, καθηγητής Ε.Μ.Π. (Σχολή Μηχ. Μεταλλείων – Μεταλλουργών)
Ο Σταύρος Τριανταφυλλίδης αποφοίτησε από το τμήμα Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Αθηνών το 2000, και το 2002 ολοκλήρωσε τις μεταπτυχιακές σπουδές με απόκτηση μεταπτυχιακού τίτλου ειδίκευσης στην Περιβαλλοντική Γεωχημεία. Το 2006 ολοκλήρωσε τη διδακτορική του διατριβή με αντικείμενο τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις από κοιτάσματα μεταλλικών ορυκτών και το χρονικό διάστημα 2007 – 2008 εργάστηκε ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στα αντικείμενα των παλαιογεωγραφικών αναπαραστάσεων και της γεωλογίας πετρελαίων στο πανεπιστήμιο St Mary’s (Χάλιφαξ, Νέα Σκωτία, Καναδάς).
Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα περιλαμβάνουν την έρευνα και μελέτη κοιτασμάτων μεταλλικών ορυκτών, εφαρμοσμένη και περιβαλλοντική γεωχημεία, αποκατάσταση ρυπασμένων περιοχών από μεταλλευτική δραστηριότητα.
«Στην Ερμιόνη άλλοτε και τώρα», περιοδική έκδοση για την ιστορία, την τέχνη, τον πολιτισμό και την κοινωνική ζωή της Ερμιόνης, τεύχος 34, Οκτώβριος, 2024.
* Οι επισημάνσεις με έντονα γράμματα οφείλονται στην Αργολική Αρχειακή Βιβλιοθήκη.
Διαβάστε ακόμη:
ΑΡΓΟΛΙΚΗ ΑΡΧΕΙΑΚΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ ΙΣΤΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ 
Σχολιάστε