Μελέτη της πετρογενετικής εξέλιξης μανδυακών σχηματισμών και της συνδεόμενης μεταλλοφορίας πλατινοειδών ορυκτών, σε οφιολιθικά πετρώματα της Δ. Χαλκιδικής (Βάβδος και Γερακίνη-Ορμυλία)

• Κύριος συγγραφέας: Σιδερίδης, Αλκιβιάδης
• Άλλοι συγγραφείς: Χατζηπαναγιώτου, Κωνσταντίνος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Οφιόλιθοι; Χρωμιτίτης; Χαλκιδική; Πλατινοειδή; Μπονινίτες; Ορυκτοχημεία; Γεωχημεία; Συμπυκνώματα; Φωσφορίδιο; Ophiolites; Chromitite; Chalkidiki; P.G.M.; Boninites; QEMSCAN; Mineralchemistry; Geochemistry; Concentrates; Phosphide; 552.03

Στα πλαίσια της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής μελετήθηκε η πετρογένεση των μανδυακών πετρωμάτων αλλά και των πλατινοειδών ορυκτών (PGM) που εντοπίστηκαν στους χρωμιτίτες των οφιολίθων της Δ. Χαλκιδικής (Βάβδος και Γερακινή-Ορμύλια), Β. Ελλάδα. Οι δύο οφιολιθικές εμφανίσεις αντιπροσωπεύουν αυτόχθονα τεμάχη του Βαρδάρη ωκεανού που σήμερα βρίσκονται επωθημένα στην Περιροδοπική Ζώνη με ΒΔ-ΝΑ διεύθυνση. Αποτελούνται κατά κύριο λόγο από τεκτονισμένο μανδυακό χαρτσβουργίτη και λιγότερο από μεταβατικό χαρτσβουργίτη και δουνίτη, στον οποίο φιλοξενείται μεταλλοφορία χρωμίτη (συμπαγής, κατά πλάκες, φλεβική), επιπλέον λερζόλιθοι εντοπίζονται μονάχα στον Βάβδο. Στην μετάβαση προς την μαφική ενότητα των συμπλεγμάτων (αποτελούμενη από γαββρικής σύστασης πετρώματα) εντοπίζονται σωρειτικοί πυροξενίτες και βερλίτες, οι τελευταίοι αποκλειστικά στον Βάβδο. Οι πυροξενίτες διακρίνονται σε βεβστερίτες και κλινοπυροξενίτες. οι μανδυακοί περιδοτίτες μπορούν να είναι σερπεντινιωμένοι, ακόμη και λιστβανιτοποιημένοι, ενώ δεν αποκλείεται η φιλοξενία χρωμιτιτών σε αυτούς. ΒΑ των οφιολίθων, κατά μήκος ενός ανάστροφου ρήγματος, συναντάται η Μαγματική Σειρά του Χωρτιάτη που αντιπροσωπεύει το ηφαιστειακό τόξο των συμπλεγμάτων. Στον Βάβδο είναι ορατή η επαφή των οφιόλιθων με το μεταμορφωμένο υπόβαθρο. Πηγματίτες που φέρουν τουρμαλίνη διεισδύουν στους οφιόλιθους. Τέλος μεγάλο τμήμα των οφιολίθων καλύπτεται από νεογενή ιζηματογενή πετρώματα. Τα μανδυακά πετρώματα (χαρτσβουργίτες, λερζόλιθοι) χαρακτηρίζονται από κατακλαστικό και ψευδοπορφυροκλαστικό ιστό, δείγμα εκχυμωμένου χαρακτήρα αυτών. Οι δουνίτες είναι είτε φρέσκοι είτε τεκτονισμένοι (κατακλαστικός ιστός) ενώ οι μεταβατικοί χαρτσβουργίτες φαίνεται να έχουν προκύψει από μετασωματικές διεργασίες, ο ιστός αυτών κοκκώδης και πορφυροκλαστικός. Τα πετρώματα της μεταβατικής ζώνης χαρακτηρίζονται από σωρειτικό ιστό, με περιορισμένη συμμετοχή μετασωματικών ορυκτών. Οι χρωμιτίτες χαρακτηρίζονται από κατακλαστικό ιστό και pull-apart texture. Οι τελευταίοι φιλοξενούν μαγματικά PGM, θειούχα ορυκτά, αρσενίδια του νικελίου και δευτερογενή οξείδια και φωσφορίδια του νικελίου. Οι λιστβανίτες αποτελούνται από μαγνησίτη, δολομίτη, χαλαζία, άμορφο διοξείδιο του πυριτίου και οξείδια σιδήρου. Όλοι η λιθότυποι μελετήθηκαν ορυκτοχημικά. Τα ορυκτά ενδιαφέροντος είναι ο ολιβίνης, ο σπινέλιος και ο πυρόξενος. Φορστεριτικός ολιβίνης συμμετέχει στα μανδυακά πετρώματα, με τους ολιβίνες των χρωμιτιτών να είναι οι πλέον μαγνησιούχοι με Fo 92-97%. Οι σωρείτες παρουσιάζουν ολιβίνες με Fo < 89%. Αναφορικά με τους σπινέλιους, μαγνησιοχρωμίτης απαντά στους χρωμιτίτες, χρωμίτης στα υπόλοιπα μανδυακά και Al-σπινέλιοι στους σωρείτες. Από τα ζεύγη ολιβίνη-σπινέλιου προκύπτει πως οι μανδυακοί σχηματισμοί έχουν προέλθει από βαθμό μερικής τήξης > 20%, συγκεκριμένα βαθμούς πάνω από 30% σημειώνουν χαρτσβουργίτες, δουνίτες και χρωμιτίτες. Τα χαρακτηριστικά αυτά ταυτίζονται με εκχυμωμένους εμπροσθοτόξιους περιδοτίτες, σχηματιζόμενους σε SSZ περιβάλλον. Οι χρωμιτίτες έχουν μπονινιτικά χαρακτηριστικά, ενώ είναι χημικά διακριτές οι διαφορές των επιμέρους τύπων μεταλλοφορίας των χρωμιτιτών. Οι πυρόξενοι που συμμετέχουν σε όλους του λιθότυπους είναι μαγνησιούχοι. Οι κλινοπυρόξενοι των χαρτσβουργιτών και των λερζόλιθων, που αναλύθηκαν με LA-ICP-MS, παρουσιάζονται αποπλυμένοι σε ιχνοστοιχεία (Ti, Dy) και σπάνιες γαίες (REE) συγκριτικά με τους γονιμότερους αντιπρόσωπους των σωρειτών. Οι μεν είναι χαρακτηριστικοί SSZ περιδοτιτών, οι δε χαρακτηριστικοί αβυσσικών περιδοτιτών. Τα πλατινοειδή αποτελούνται από κράματα Os-Ir, λορίτη και ιραρσίτη. Η κύρια φάση είναι αυτή του λορίτη. Τα πλατινοειδή είναι χημικά ομογενή και ανεπηρέαστα από εξαλλοιωτικές διεργασίες. Ακόμη είναι ευαίσθητα στην φασματοσκοπία Raman, με την οποία μπορούν να παρατηρηθούν χημικές διαφορές. Το φωσφορίδιο του νικελίου που εντοπίστηκε σε χρωμιτίτες στον Αγ. Δημήτριο της Γερακινής-Ορμύλιας, έχει τον πλέον αυξημένο λόγο Ni/P συγκριτικά με άλλες εμφανίσεις (γήινες και εξωγήινες), με χημικό τύπο Ni5P και αμελητέα συμμετοχή σιδήρου και χρωμίου. Από την γεωχημική μελέτη των μανδυακών πετρωμάτων είναι ξεκάθαρη η εκχύμωση Al2O3, CaO, MnO, Na2O, Sc, V και REE σε συνδυασμό με τον εμπλουτισμό σε Ni, Cr και MgO. Οι σωρείτες είναι πιο εμπλουτισμένοι σε Al2O3, CaO, MnO, Na2O, Sc, V και REE, αλλά πιο απεμπλουτισμένοι σε Ni, Cr και MgO. Η αρνητική συσχέτιση των SiO2, Al2O3, CaO, Sc και V με το MgO και ταυτόχρονα η θετική συσχέτιση Al2O3-CaO, φανερώνουν πως τα μανδυακά πετρώματα έχουν υποστεί μερική τήξη. Χαρτσβουργίτες και λερζόλιθοι είναι οι πλέον απόπλυμένοι λιθότυποι (όπως σημειώνεται και από τους εκχυμωμένους κλινοπυρόξενους αυτών). Οι δουνίτες και σε λιγότερο βαθμό οι μεταβατικοί χαρτσβουργίτες έχουν επηρεαστεί από μπονινιτική μετασωμάτωση (κατανομή REE U σχήματος). Τα υπόλοιπα μανδυακά πετρώματα αλλά και οι μετασωματικοί χαρτσβουργίτες φαίνεται να έχουν επηρεαστεί από λιγότερα εξελιγμένα τήγματα, πιο κοντά σε MORB σύσταση. Οι χρωμιτίτες έχουν ΣPGE κυμαινόμενο από 70,5 – 276,3 ppb για τις δύο περιοχές μελέτης. Τα κανονικοποιημένα αραχνοδιαγράματα των PGE χαρακτηρίζονται από θετική ανωμαλία στο Ru, και αρνητική κλίση Ru-Rh. Οι χαμηλοί λόγοι Pd/Ir και PPGEN/IPGEN δηλώνουν προέλευση χρωμιτιτών από μη διαφοροποιημένα μάγματα. Από τα παραπάνω το περιβάλλον γένεσης των πετρωμάτων συμφωνεί με τα ορυκτοχημικά αποτελέσματα, δηλαδή μια περιοχή προ του τόξου πάνω από μια καταβυθιζόμενη ωκεάνια πλάκα. Τα χαρακτηριστικά του μπονινιτικού μάγματος που αντέδρασε με τον υπολειμματικό περιδοτίτη προς τον σχηματισμό της μεταλλοφορίας μαγνησιοχρωμίτη και του δουνίτη, σύμφωνα με τον χημισμό του μαγνησιοχρωμίτη υπολογίστηκαν: Al2O3 8,74 -12,96% κ.β. και FeO/MgO 0,58 – 1,20. Τα πλατινοειδή κρυσταλλώθηκαν με την ακόλουθη σειρά (με μειούμενη θερμοκρασία και αυξανόμενη fS2): κράματα Os-Ir <1.300οC  λορίτης 1.200 - 1.000οC  ερλιχμανίτης ? <1.000οC  ιραρσίτης σε φάσεις αύξησης ενεργότητας του As. Ακολουθούν τα θειούχα και τέλος τα αρσενίδια του νικελίου. Απαραίτητες προϋποθέσεις για τον σχηματισμό του φωσφοριδίου του νικελίου είναι αναγωγικό περιβάλλον και πηγή νικελίου και φωσφόρου. Έχοντας κατά νου πως στα Ουράλια ίδιο χημικά φωσφορίδιο εντοπίστηκε σε σερπεντινιωμένο μάτριξ, τότε τα ορυκτά αυτά σχηματίστηκαν κατά την σερπεντινίωση των περιδοτιτών (θερμοκρασίες <700οC, αναγωγικές συνθήκες). Κατά αυτήν την διαδικασία απελευθερώνεται νικέλιο από τον ολιβίνη, ο οποίος μπορεί να συνεισφέρει επίσης το λιγοστό P που απαιτείται για τον σχηματισμό του πιθανότατα νέου αυτού ορυκτού.