Zolfo nelle Marche

Geologia e giacimentologia

Lo zolfo nelle Marche, come in Romagna, ha un’origine esclusivamente evaporitica, associata ai gessi della Formazione “gessoso-solfifera” formatasi in corrispondenza della crisi di salinità del Mediterraneo nel Miocene superiore (Messiniano, 7÷5 Ma), i cui affioramenti si estendono dal cesenate al maceratese occupando con vario sviluppo gran parte del territorio compreso tra la catena dell’Appennino e il Mar Adriatico  [1].

Nelle Marche, tale Formazione ha spessori variabili da 10 a 30 m, anche se talora sono stati segnalati spessori maggiori ed è compresa nella Serie umbro-marchigiana.

Essa forma una netta individualità stratigrafica del Messiniano medio ed è costituita da argille scure bituminose, diatomiti, calcari fetidi, calcari solfiferi stromatolitici, gessi e gessareniti laminate, calcari solfiferi e calcari listati in alternanza fra loro (Cantalamessa et alii, 1986).

Se presente, lo zolfo si rinviene alla base di una serie di gessi e marne scistose; talora, come in Romagna, è stato incontrato in forma di lenti anche nelle sequenze superiori, fra i gessi o fra le marne. 

Spessori e tenore utile sono estremamente variabili e decisamente non prevedibili, mentre la mineralizzazione è rappresentata, di solito, da un solo strato o da una sola lente.

Da un punto di vista dell’evoluzione geologico stratigrafica, occorre segnalare come la Formazione “gessoso-solfifera” si appoggi su una successione mesozoico-paleogenica costituita da circa 800 m di calcari di piattaforma, cui seguono 1,500 m ca. di formazioni pelagiche calcareo-marnose con componente argillosa più presente nei terreni più recenti, segno di aumento dell’apporto terrigeno.

E’ in quest’ultima fase, riferibile al Miocene superiore, che si sono formati bacini ristretti, allungati parallelamente alla catena appenninica, poco comunicanti tra loro, in cui si sono venute a creare le condizioni per la precipitazione delle evaporiti.

Su queste premesse si possono, quindi, ricostruire le diverse sequenze litologiche che, dal basso in alto, la Formazione “gessoso-solfifera” può assumere nei diversi bacini:

• alla base è possibile rinvenire un calcare marnoso chiaro, di consistenza litoide, un complesso di argille salate di età tortoniana (Miocene medio-superiore, 11÷7 Ma), marne e calcari marnosi, detti “bisciari”, con una marcata attitudine al rigonfiamento, con conseguenti problemi durante lo scavo delle gallerie minerarie;

• molto spesso la Formazione “gessoso-solfifera” comincia con alcune marne scure a righe biancastre (marne listate), dovute alla presenza di straterelli diatomitici, considerate come “depositi di scarpata”;

• segue un calcare siliceo (cagnino), mai mineralizzato, di ottima consistenza, tanto da garantire una buona sicurezza negli scavi in galleria;

• lo strato mineralizzato viene subito dopo ed è denominato, appunto, “calcare solfifero”, anche se talvolta può risultare sterile.

Può essere di colore giallo venato (denominato “solato”) o bruno e grigio scuro (denominato “piombino”); nel giacimento di Cabernardi si sono rinvenute anche vene di zolfo purissimo giallo citrino, detto "talamone".

Quando affiora, il calcare solfifero, reagendo con l’aria e l’umidità atmosferica, trasforma lo zolfo in acido solforico e, quindi, con successiva reazione parte del calcare in gesso, assumendo un aspetto terroso e poroso (magnone);

• segue, infine, un complesso stratificato costituito da una alternanza di gessi (seghe) e marne scistose (ghioli) spesso anche bituminose, in cui i livelli gessosi sono numerosi (fino a 11) e di spessore variabile.

Rispetto a quella siciliana, la Formazione “gessoso-solfifera” marchigiana, molto simile a quella emiliano-romagnola, mostra caratteristiche differenti: in particolare, mancano i calcari marnosi bianchi pliocenici sovrastanti, i trubi siciliani, e gli spessori dei livelli gessosi e diatomitici sono molto più ridotti.

Nelle Marche la copertura della Formazione “gessoso-solfifera” è costituita dalle “Argille a Colombacci”, unità stratigrafica costituita da un’alternanza di peliti grigie, scure e siltiti, con sottili intercalazioni di calcari biochimici (colombacci) e marne nere.

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[1] Lo zolfo si forma a partire da gesso (CaSO4•2H2O) e metano (CH4)  a opera di batteri anaerobici secondo le seguenti reazioni che portano alla formazione di calcite (CaCO3) e zolfo nativo (S) dando luogo al calcare solfifero:

2(CaSO4•2H2O)+2CH4 → Ca(HS)2+CaCO3+CO2+7H2O

Ca(HS)2+CaCO3+CO2+7H2O → 2CaCO3+2H2S+6H2O

2H2S+O2 → 2S+2H2O 

Le tecniche di coltivazione e i pericoli nelle miniere marchigiane

All'inizio la tecnica di coltivazione era quella classica per "gallerie e pilastri", senza protezione del tetto e con i pilastri che venivano abbattuti in fase di abbandono del livello (fig. 2a).

Nel 1861 tale metodo provocò a Perticara il crollo di gran parte del sotterraneo, similmente a quanto avvenne anche in molte miniere della Sicilia e in alcune del vicino bacino cesenate.

Negli anni successivi il metodo venne sostituito con quelle per ripiene, a colmare i vuoti per evitare crolli e subsidenze in superficie.

Fino al 1923, nella miniera di Cabernardi, la coltivazione era effettuata per tagli montanti da letto a tetto, causando frequentemente un fenomeno, detto “chioppo”, consistente nell'improvviso e violento distacco di blocchi di minerale dal fronte di abbattimento delle gallerie.

Considerando che le coltivazioni si svolgevano anche a più di 500 m di profondità, appare evidente come l'asporto del minerale potesse provocare, sulle pareti delle gallerie, improvvisi rilasci tensionali con lancio di detriti anche di elevata dimensione. Questi eventi causarono molte vittime, in particolare in uno del 1920 perirono ben 7 minatori.

Poiché si osservò che il fenomeno si verificava in particolare durante le prime coltivazioni di un livello e se queste erano concentrate in un’area ristretta, si passò all’estrazione per fette longitudinali affiancate, larghe al massimo 1.8 m.

Si provvedeva alla coltivazione di una fetta alla volta, con tagli montanti tra due traverse fino al tetto di separazione con il livello soprastante e successivo riempimento, per passare alla fetta laterale seguente (fig. 2b, relativa alla miniera di Perticara).

I cantieri erano fittamente armati con quadri completi, ben saldati alla roccia, di modo che i minatori potevano operare sempre al riparo delle armature.

Un pericolo grave nelle miniere di zolfo, era costituito dagli incendi, specialmente quando veniva usata la polvere nera per le volate.

Essi rappresentavano una costante minaccia per i minatori, per la sicurezza dei giacimenti e per l'esistenza della stessa miniera.

Lo spegnimento degli incendi era assai difficoltoso e sempre pericoloso.

Con l'uso degli apparecchi autorespiratori a riserva di ossigeno, si poteva accedere ai cantieri incendiati e provvedere a spegnere anche inizi di incendio. Ma quando gli incendi raggiungevano proporzioni notevoli, si doveva isolare ermeticamente intere sezioni di miniera e nei casi più gravi l’intero sotterraneo, per impedire che fuoco venisse alimentato dall’ossigeno dell’aria .

Soprattutto nella miniera di Perticara, dove le gallerie erano scavate direttamente nello strato mineralizzato, gli incendi provocavano molti danni, impedendo il transito nelle gallerie e richiedendo la chiusura del sotterraneo.

Cenni storici

Lo scrittore-poeta Vincenzo Masini pubblicò nel 1759 un poema intitolato “Il Zolfo”, in cui venivano descritti efficacemente l’andamento degli strati mineralizzati e le tecnologie estrattive allora vigenti e che rappresenta una delle prime testimonianze sull’attività di estrazione e le relative problematiche nei bacini solfiferi del cesenate e del Montefeltro (fig. 3).

È probabile, tuttavia, che la presenza dello zolfo nella regione dovesse essere nota già ai tempi dei romani, anche se mancano riscontri al riguardo.

Nello specifico delle Marche, scritti conservati nel monastero di Fonte Avellana alle pendici orientali del M. Catria (PU) riportano, già nel 1149, l’indicazione di “solfanaie” lungo la strada Pergola-Cagli presso Pieve di S. Gavino.

In tempi più recenti, Jervis, nel 1874, e Segrè, nel 1881, descrivono località con presenza di zolfo, tra cui la più nota, avendo in seguito dato luogo a un’importante miniera, è Cabernardi.

Fino a tutto il XIX secolo lo zolfo estratto veniva purificato in olle di terracotta o in forni a pignatte di ghisa, adoperando legna o carbone come combustibile.

Solo a metà del XIX secolo questi metodi vennero superati dai cosiddetti “calcaroni” e, successivamente (1880) dai forni Gill (fig. 4) che utilizzavano lo stesso zolfo come combustibile; il minerale fuso veniva raccolto in particolari forme dette “pani”.

Per tutto il XIX e XX secolo i maggiori impulsi allo sviluppo tecnologico e produttivo delle miniere di zolfo si dovettero ai conflitti bellici, a cui seguivano periodi di profonda crisi, con la chiusura anche di miniere importanti.

L’ultimo episodio di questo genere si verificò in seguito alla guerra di Corea (1950-1953), che dapprima favorì il mercato italiano a causa della mancata concorrenza delle esportazioni americane, ma successivamente, con il ritorno sul mercato degli zolfi americani, il prezzo scese bruscamente causando forti perdite per le miniere italiane.

A ciò va aggiunto che da anni, negli Stati Uniti e nel Golfo del Messico, dove le condizioni geologiche erano particolarmente favorevoli, avveniva la completa applicazione del metodo di estrazione denominato Frasch (fig. 5), impossibile da applicarsi alle miniere italiane.

La storia centenaria delle miniere di zolfo marchigiane termina alla metà degli anni ’60 del XX secolo con la chiusura delle miniere di Cabernardi, Marazzana e Perticara.

In fig. 6 è riportato l’andamento dell’occupazione e della produzione di zolfo greggio nelle miniere marchigiane, da cui si osserva un forte aumento a partire dal 1915 fino al massimo di 117,017 tonnellate nel 1938 con 2,890 occupati, che divennero 3,294 nel 1940.

 Durante la seconda guerra mondiale la produzione e l’occupazione, pur diminuendo, si mantennero a livelli significativi fino al 1943 per poi crollare fino al minimo del 1945, con una produzione di 12,276 tonnellate e 1,697 occupati.

Nel dopoguerra l’occupazione tornò a superare le 3,000 unità già dal 1947, mentre la produzione, pur risalendo al massimo relativo nel 1950 con 73,738 tonnellate, non tornò più ai livelli anteguerra.