Συγκριτική μελέτη της γεωχημείας ιχνοστοιχείων και στοιχείων της ομάδας των σπανίων γαιών (REE)Τριτογενών γρανιτικών σωμάτων της Κεντρικής Μακεδονίας που σχετίζονται ή μη, με γνωστή μεταλλοφορία – Προσδιορισμός του γεωτεκτονικού περιβάλλοντος γένεσης των γρανιτικών σωμάτων

Διδακτορική Διατριβή uoadl:1309346 385 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Τομέας Οικονομικής Γεωλογίας - Γεωχημείας
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2013-12-18
Έτος εκπόνησης:
2013
Συγγραφέας:
Βασιλάτος Χαράλαμπος
Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Παναγιώτης Μητρόπουλος Ομότιμος Καθηγητής ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Συγκριτική μελέτη της γεωχημείας ιχνοστοιχείων και στοιχείων της ομάδας των σπανίων γαιών (REE)Τριτογενών γρανιτικών σωμάτων της Κεντρικής Μακεδονίας που σχετίζονται ή μη, με γνωστή μεταλλοφορία – Προσδιορισμός του γεωτεκτονικού περιβάλλοντος γένεσης των γρανιτικών σωμάτων
Γλώσσες διατριβής:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
A comparative study in the geochemistry of the trace and the rare Earth elements in tertiary granites in Central Macedonia, related or not, with known mineralizations - definition of the geotectonic environment for the granite's genesis
Περίληψη:
Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η μελέτη της γεωχημείας των λιθόφιλων
ιχνοστοιχείων μεγάλης ιοντικής ακτίνας (LILE), των ιχνοστοιχείων υψηλού
δυναμικού πεδίου (HFSE) καθώς και των στοιχείων της ομάδας των σπανίων γαιών
(REE), Τριτογενών γρανιτικών σωμάτων της Κεντρικής Μακεδονίας που σχετίζονται ή
μη, με γνωστή μεταλλοφορία και ο προσδιορισμός του γεωτεκτονικού περιβάλλοντος
γένεσης του μητρικού μάγματος των γρανιτικών σωμάτων. Τα πλουτώνια σώματα που
μελετήθηκαν εμφανίζουν ποικιλία πετρογραφικών τύπων. Περιλαμβάνουν διορίτες,
μονζοδιορίτες, χαλαζιακούς διορίτες, χαλαζιακούς μονζοδιορίτες, τοναλίτες,
γρανοδιορίτες, γρανίτες, πηγματίτες και απλίτες. Ο γρανίτης της Ιερισσού είναι
ένα μεσόκκοκο έως χονδρόκοκκο γρανιτικό σώμα αποτελούμενο από, βιοτιτικό
γρανίτη, διμαρμαρυγιακό γρανίτη, και βιοτιτικό γρανοδιορίτη. Η ηλικία του είναι
Μέσο-Ηώκαινική, ανάλογη με εκείνη των γρανιτικών σωμάτων της Σιθωνίας και της
Ουρανούπολης στη νοτιοανατολική Χαλκιδική. Το μαγματικό σώμα του Στρατωνίου,
είναι ένας λεπτόκοκκος έως αδρόκοκκος πλουτωνίτης Ολιγοκαινικής ηλικίας με
σύσταση που ποικίλει από χαλαζιακή διοριτική έως και γρανιτική. Επικρατεί ο
μεσόκοκκος γρανοδιοριτικός πετρολογικός τύπος. Η ευρύτερη περιοχή Στρατωνίου
Ολυμπιάδας χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη ενός πυκνού δικτύου απλιτοπηγματιτικών
φλεβών. Ο πορφύρης των Σκουριών, στην περιοχή της Μεγάλης Παναγιάς, είναι μια
γρανοδιοριτικής έως τοναλιτικής σύστασης διείσδυση. Νοτιοανατολικά των
Σκουριών, η μεγάλη πορφυρική διείσδυση που καταλαμβάνει το κεντρικό τμήμα του
όρους Τσικάρα είναι επίσης, ένας γρανοδιοριτικός έως τοναλιτικός πορφύρης. Ο
πορφύρης αυτός, περιβάλλεται από βασικότερο πέτρωμα, ενίοτε πορφυριτικό, ως επί
το πλείστον χαλαζιακής μονζοδιοριτικής σύστασης. Το γρανιτικό σώμα της
Μεσολακκιάς, είναι ένα συμπαγές αδροκρυσταλλικό, ενίοτε πορφυρικό πέτρωμα, κατά
τόπους μονζοδιοριτικής, γρανοδιοριτικής και γρανιτικής σύστασης. Κατά τη
διάρκεια της εργασίας υπαίθρου, στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής, εντοπίστηκε
ζώνη σιδηρούχου καλύμματος “gossan”, εκτάσεως μερικών δεκάδων τετραγωνικών
μέτρων, στο νότιο τμήμα του πλουτωνίτη. Ο πλουτωνίτης της Μεσάδας. είναι μια
μεσόκοκκη έως αδρόκοκκη βασική διείσδυση, με σύσταση που κυμαίνεται από
διοριτική έως τοναλιτική. Ο πλουτωνίτης των Στεφανινών, είναι ένας μεσόκοκκος
πλουτωνίτης, μονζοδιοριτικής έως διοριτικής σύστασης που κατά θέσεις,
διασχίζεται από πηγματιτικές φλέβες. Κατά τη διάρκεια της εργασίας υπαίθρου
εντοπίστηκε στην δυτική περιοχή του πλουτωνίτη έντονα εξαλλοιωμένος λιθολογικός
σχηματισμός με πορφυρικό ιστό και ενδείξεις χαλκούχου μεταλλοφορίας. Κατά την
εργασία υπαίθρου, η δειγματοληψία έγινε με τέτοιο τρόπο ώστε να περιληφθούν,
όσο ήταν δυνατό, δείγματα υγιούς πετρώματος, από όλους τους διαφορετικούς
πετρογραφικούς τύπους κάθε γρανιτικού σώματος. Οι χημικές αναλύσεις για τα
κύρια στοιχεία και τα ιχνοστοιχεία όλων των δειγμάτων έγιναν με τη μέθοδο της
φθορισμομετρίας ακτίνων Χ (XRF) στο Εργαστήριο του Τμήματος Γεωλογίας του
Πανεπιστημίου του Leicester της Αγγλίας. Οι χημικές αναλύσεις επελεγμένων
δειγμάτων, για τα στοιχεία της ομάδας των σπανίων γαιών (REE) και για τα
στοιχεία U, Ta, Hf και Cs, πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο της ενόργανης
νετρονικής ενεργοποίησης (INAA) στα εργαστήρια του Ε.ΚΕ.Φ.Ε. «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ».
Πραγματοποιήθηκαν τέλος, ορυκτοχημικές αναλύσεις σε πετρογραφικά
παρασκευάσματα, με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροαναλυτή, εξοπλισμένου με σύστημα
σκέδασης μήκους κύματος (WDS), στο Εργαστήριο του Τμήματος Γεωλογίας του
Πανεπιστημίου Leicester. Η πετρογραφική ποικιλία που παρουσιάζουν τα
μελετηθέντα πλουτώνια σώματα, αποτελεί έκφραση της ανομοιογένειας στη χημική
τους σύστασή σε κύρια στοιχεία. Σε κάθε περίπτωση όμως, οι διεισδύσεις του
Στρατωνίου, της Μεγάλης Παναγιάς, της Μεσολακκιάς, των Στεφανινών, οι
απλιτοπηγματίτες της περιοχής Στρατωνίου – Ολυμπιάδας, και τουλάχιστον τμήματα
των πλουτωνιτών της Ιερισσού και της Μεσάδας, παρουσιάζουν πολλά κοινά
γεωχημικά χαρακτηριστικά. Πρόκειται για ασβεσταλκαλικά έως ασβεσταλκαλικά
υψηλού Κ πετρώματα που χαρακτηρίζονται από υψηλούς λόγους LILE/HFSE και
LREE/HREE. Τα κανονικοποιημένα ως προς πρωταρχικό μανδύα διαγράμματα
ιχνοστοιχείων τους εμφανίζουν αρνητικές ανωμαλίες στα στοιχεία Nb και Ti. Τα
χαρακτηριστικά αυτά δείχνουν ότι τα πλουτώνια σώματα έχουν προέλθει από
ασβεσταλκαλικό μάγματα που δημιουργήθηκαν κατά την υποβύθιση ωκεάνιας πλάκας
κάτω από ηπειρωτική σε περιβάλλον ηφαιστειακού τόξου με τη συμμετοχή φλοιού,
μανδύα από τα κατώτερα τμήματα της λιθόσφαιρας, (λιθοσφαιρικού μανδύα) και
ανώτερου μανδύα από την ασθενόσφαιρα, (ασθενοσφαιρικού μανδύα). Τα γεωχημικά
χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν οι πλουτωνίτες του Στρατωνίου, της Μεγάλης
Παναγιάς, της Μεσολακκιάς, τα γρανιτικής και γρανοδιοριτικής σύστασης τμήματα
του πλουτωνίτη της Ιερισσού και τα γρανοδιοριτικής σύστασης τμήματα του
πλουτωνίτη της Μεσάδας είναι κοινά για τα γρανιτοειδή που δημιουργούνται σε
περιβάλλον ηφαιστειακού τόξου (VAG), κατά την υποβύθιση ωκεάνιας πλάκας κάτω
από ηπειρωτική (πριν από τη σύγκρουση) και για τα γρανιτοειδή που
δημιουργούνται μετά από τη σύγκρουση των πλακών (post COLG). Οι ομοιότητες
είναι τέτοιες που μπορεί να πιθανολογηθεί ακόμη και κοινή μαγματική προέλευση
των πλουτωνιτών. Καθώς δε, ο τριτογενής μαγματισμός παρουσιάζει σύνδεση με τις
μεταλλοφορίες συμπαγών θειούχων μεταλλευμάτων καθώς και πορφυρικών συστημάτων
Cu, να συνδέονται με μεταλλοφορίες αντίστοιχες με αυτές του Στρατωνίου και της
Μεγάλης Παναγιάς. Ο πλουτωνίτης των Στεφανινών παρουσιάζει πολλά κοινά
γεωχημικά χαρακτηριστικά, όσον αφορά τα ιχνοστοιχεία και τα στοιχεία της ομάδας
των σπανίων γαιών, με τους υπόλοιπους ασβεσταλκαλικούς πλουτωνίτες και
χαρακτηρίζεται από υψηλή συμμετοχή υλικού από τον φλοιό στα μητρικό του μάγμα.
Το γεωτεκτονικό περιβάλλον δημιουργίας του μάγματος, προέκυψε ότι ήταν
περιβάλλον ηφαιστειακού τόξου (VAG). Τα κοινά γεωχημικά χαρακτηριστικά που
παρουσιάζει ο πλουτωνίτης των Στεφανινών με τους προηγούμενους οδηγούν στην
πιθανολόγηση ότι κι αυτός μπορεί να σχετίζεται με μεταλλοφορία. Οι
απλιτοπηγματίτες των περιοχών Στρατωνίου - Ολυμπιάδας και των Στεφανινών,
χαρακτηρίζονται εν όλω ή εν μέρει, είτε ως συνορογενετικοί (syn-COLG), είτε ως
μεταορογενετικοί που δημιουργούνται μετά από τη σύγκρουση των πλακών
(post-COLG) είτε ως γρανίτες ηφαιστειακού τόξου (VAG). Αν και οι μη
εξαλλοιωμένοι απλιτοπηγματίτες του Στρατωνίου και οι γρανιτικοί πηγματίτες των
Στεφανινών εμφανίζουν γεωχημικά χαρακτηριστικά συν-ορογενετικών γρανιτοειδών,
τα χαρακτηριστικά αυτά είναι παρόμοια με εκείνα που παρουσιάζουν και τα
μαγματικά πετρώματα που δημιουργούνται κατά τα τελευταία στάδια κλασματικής
κρυστάλλωσης. Καθώς οι απλιτοπηγματίτες του Στρατωνίου, προέκυψε ότι
πιθανότατα, αποτελούν απολήξεις του πλουτωνίτη, φαίνεται ότι πρόκειται για τη
δεύτερη περίπτωση. Το αντίστοιχο πρέπει να ισχύει και για τους γρανιτικούς
πηγματίτες των Στεφανινών που παρουσιάζουν όμοια γεωχημικά χαρακτηριστικά με
τους προηγούμενους. Τμήματα του πλουτωνίτη της Ιερισσού, έχουν δημιουργηθεί από
διεισδύσεις διαφορετικών τύπων μαγμάτων. Σε αντίθεση με τα γρανιτικής και
γρανοδιοριτικής σύστασης τμήματα του πλουτωνίτη, το αδαμελιτικής σύστασης τμήμα
του, φαίνεται ότι προέρχεται από μάγμα που δημιουργήθηκε κατά τη σύγκρουση των
πλακών (syn-COLG). Όσον αφορά τον πλουτωνίτη της Μεσάδας, προέκυψε ότι, τμήματα
του προέρχονται από διεισδύσεις μαγμάτων, που είχαν δημιουργηθεί σε εντελώς
διαφορετικά γεωτεκτονικά περιβάλλοντα. Τα χαλαζιακής διοριτικής και τοναλιτικής
σύστασης τμήματα του πλουτωνίτη, είναι προϊόντα κρυστάλλωσης μάγματος, που είχε
δημιουργηθεί σε γεωτεκτονικό περιβάλλον εσωτερικού πλακών. Πρόκειται μάλιστα,
για τον τύπο μάγματος του εσωτερικού των πλακών που χαρακτηρίζεται από την
επικράτηση φλοιικών χαρακτηριστικών (crust-dominated).
Λέξεις-κλειδιά:
Γρανίτες, Γεωχημεία, Ορυκτοχημεία, Μεταλλοφορία, Γεωτεκτονικό περιβάλλον
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
346
Αριθμός σελίδων:
xxiv, 474