Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Δημήτριος Κωστόπουλος, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Περίληψη:
H γεωθερμομετρία είναι η διαδικασία εξαγωγής πληροφοριών θερμοκρασίας από πετρώματα, χρησιμοποιώντας φάσεις σε θερμοδυναμική ισορροπία, των οποίων η χημική σύσταση/αλληλεπίδραση είναι ευαίσθητη στις μεταβολές της θερμοκρασίας. Η γεωθερμομετρία ορυκτών βασίζεται στην ανταλλαγή κατιόντων μεταξύ αυτών και ουσιαστικά αντικατοπτρίζει την θερμοκρασία κλεισίματος της διάχυσης (των κατιόντων μεταξύ των ορυκτών) κατά την ψύξη. Κάθε γεωθερμόμετρο σχεδιάζεται για έναν συγκεκριμένο σκοπό και έχει τα δικά του ιδιαίτερα χαρακτηριστικά (ισορροπία ορυκτού-τήγματος για θερμομετρία μάγματος, ισορροπία μεταξύ ορυκτών για θερμοκρασίες μαγματικής κρυστάλλωσης, μεταμορφικές θερμοκρασίες, γεώθερμες υπο-ηπειρωτικού λιθοσφαιρικού μανδύα κτλ.). Συνδυάζοντας γεωθερμόμετρα με γεωβαρόμετρα καθίσταται δυνατό να εξιχνιαστεί η πορεία πίεσης-θερμοκρασίας την οποία έχει ακολουθήσει ένα πέτρωμα, με σκοπό να διαλευκανθεί η ακολουθία γεγονότων η οποία περιγράφει καλύτερα την γεωλογική του ιστορία.
Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην ανταλλαγή κατιόντων 〖Fe〗^(2+)–Mg μεταξύ συνυπαρχόντων ορθοπυροξένου και σπινελίου, με σκοπό να δημιουργηθεί ένα στιβαρό γεωθερμόμετρο το όποιο θα μπορεί να εφαρμοσθεί κυρίως σε μανδυακούς περιδοτίτες, αλλά και σε τύπους πετρωμάτων διαφορετικών γεωτεκτονικών περιβαλλόντων (π.χ. μαφικούς/υπερμαφικούς σωρείτες σε στρωματόμορφες διεισδύσεις και οφιολίθους, γρανουλίτες, κτλ.). Το πρώτο βήμα της διαδικασίας αυτής ήταν η συλλογή πειραματικών δεδομένων ζευγών ορθοπυροξένου-σπινελίου που βρίσκονται σε ισορροπία, από όλη την διαθέσιμη βιβλιογραφία. Ως αποτέλεσμα, δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων από 1188 πειραματικά ζεύγη Opx-Spl που έχουν εξαχθεί από 103 δημοσιεύσεις. Το εύρος των πειραματικών δεδομένων κυμαίνεται από 800 έως 1600°C σε θερμοκρασία και από 0.001 έως 80 kbar σε πίεση, καλύπτοντας μια ποικιλία χημικών συστημάτων/αρχικών συστάσεων. Ο ορθοπυρόξενος και ο σπινέλιος αντιμετωπίστηκαν ως οκταδικά συμμετρικά διαλύματα τα οποία περιλαμβάνουν τα ακραία μέλη En, Fs, Wo, Hd, MgTs, FeTs, MgCrTs and FeCrTs, και Spl, Hc, Chr, Mag, Mchr, Usp, Qnd and Mfr, αντιστοίχως. Έπειτα από μαθηματική ανάλυση μέσω πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης χρησιμοποιώντας αντιστροφή πινάκων, δημιουργήθηκε μια νέα θερμομετρική έκφραση για την αντίδραση ανταλλαγής κατιόντων 〖Fe〗^(2+)–Mg μεταξύ συνυπάρχοντος ορθοπυροξένου και σπινελίου.
Επιπλέον εκτελέστηκε μια επαναβαθμονόμηση του γεωθερμομέτρου των Liermann and Ganguly (1993), με σκοπό να διευρυνθούν οι συνθήκες P–T εφαρμοσιμότητάς του αλλά και η αποτελεσματικότητά του.
Λέξεις-κλειδιά:
Γεωθερμομετρία, Ορθοπυρόξενος, Σπινέλιος, Πειραματική Πετρολογία, Μανδυακοί Περιδοτίτες, Οφιόλιθοι
