Προσδιορισμός των φυσικοχημικών συνθηκών σχηματισμού των REE’s στους σχηματισμούς τύπου SKARN των περιοχών Ξάνθης και Λαυρεωτικής

• Κύριος συγγραφέας: Φίτρος, Μιχάλης
• Άλλοι συγγραφείς: Χατζηπαναγιώτου, Κωνσταντίνος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Σπάνιες γαίες; Λαύριο; Ξάνθη; 553.494; Skarn; Rare earth elements; Lavrion; Xanthi

Η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται στον ορυκτο-πετρογραφικό, γεωχημικό και ισοτοπικό προσδιορισμό των ορυκτολογικών παραγενέσεων, της μετασωματικής ζώνωσης και των φυσικοχημικών συνθηκών κατά τη δημιουργία των εμφανίσεων τύπου skarn στις περιοχές Πλάκας Λαυρεωτικής και Ξάνθης. Επιπλέον, στόχος της εργασίας αυτής είναι η μοντελοποίηση της δημιουργίας και εξέλιξης των εν λόγω skarn και βάσει της περιεκτικότητάς τους σε ορυκτά σπάνιων γαιών (REE’s) και μετάλλων υψηλής τεχνολογίας (HTM), τον χαρακτηρισμό τους ως πιθανούς μελλοντικούς κοιτασματολογικούς στόχους. Στην υπό μελέτη περιοχή της Ξάνθης, η οποία ανήκει στην Μάζα της Ροδόπης, οι μεταλλοφορίες skarn, σχηματίζονται στα ανθρακικά πετρώματα της Ανώτερης Τεκτονικής Ενότητας (UTU), της Κατώτερης Τεκτονικής Ενότητας (LTU) και της Ηφαιστειοϊζηματογενής Σειράς (VSS). Επίσης, στην περιοχή Πλάκας Λαυρεωτικής, η οποία ανήκει στην Αττικοκυκλαδική Μάζα, οι μεταλλοφορίες skarn σχηματίζονται στα πετρώματα της Κατώτερης Τεκτονικής Ενότητας (LTU) της Λαυρεωτικής. Η ερευνητική εργασία ακολούθησε την προτεινόμενη μεθοδολογία της Society of Economic Geology. Αρχικά, πραγματοποιήθηκαν υπαίθριες και υπόγειες εργασίες δειγματοληψίας και χαρτογράφησης των περιοχών μελέτης στο Λαύριο και στην Ξάνθη. Η πετρογραφική και ορυκτοχημική μελέτη των σχηματισμών skarn στις δυο αυτές περιοχές οδήγησε στον λεπτομερή προσδιορισμό των πετρογενετικών, αλλά και μεταλλικών παραγενέσεων που χαρακτηρίζονται από ζώνωση. Στην Ξάνθη από τα μάρμαρα προς τον γρανοδιορίτη προσδιορίστηκαν οι ζώνες: Γρανάτης-Βολλαστονίτης (Grt-Wo), Γρανάτης-Πυρόξενος (Grt-Pyx), Γρανάτης-Επίδοτο (Grt-Ep) και Βεζουβιανος-Σκαπόλιθος (Ves-Scp), ενώ αντίστοιχα στο Λαύριο: Γρανάτη-Πυρόξενου (Grt-Pyx), Γρανάτη-Επίδοτου (Grt-Ep) και Σκαπόλιθου (Scp). Επίσης, έγιναν γεωχημικές αναλύσεις με χρήση ICP-MS σε όλες τις ζώνες skarn και στους πλουτωνίτες των εν λόγω περιοχών, από όπου προέκυψαν τα πετρο-τεκτονικά μοντέλα ανάπτυξης των skarn. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις σταθερών ισοτόπων δ18Ο, δD, δ30Si, δ34S, των ευγενών αερίων 3He/4He και 40Ar/36Ar, δ44Ca, δ26Mg, και ραδιενεργών ισοτόπων: 207Pb, 206Pb, 204Pb, 87Rb, 86Sr, 87Sr, 147Sm, 144Nd και 143Nd. Τέλος, εφαρμόστηκε η μέθοδος μικροθερμομετρίας σε ρευστά εγκλείσματα, στην ζώνη ενδιαφέροντος Grt-Ep, σε κρυστάλλους επιδότου, όπου προσδιορίσαμε τις φυσικοχημικές συνθήκες, T, P και αλατότητας που αποτέθηκαν τα ορυκτά των REE’s. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μεταπτυχιακής διατριβής, ο σχηματισμός του skarn της Ξάνθης έχει εύρος ηλικιών από ~ 27,6 ως 25,8 Ma και θερμοκρασιών απόθεσης 614-345 ºC. Το μετασωματικό ρευστό είχε δύο πηγές προέλευσης με σημαντική μίξη λόγω της αντίδρασης των ρευστών του πλουτωνίτη της Ξάνθης με τα ανθρακικά περιβάλλοντα πετρώματα. Η αλατότητα του ήταν υψηλή (~23 wt. % eq. NaCl) και από συστασιακής άποψης ανήκει στο σύστημα CaCl2-NaCl-MgCl-H2O. Αντίθετα, ο σχηματισμός του skarn του Λαυρίου εξελίχθηκε μεταξύ ~8,06 ως 7,5 Ma και θερμοκρασιών απόθεσης 566-315ºC. Το μετασωματικό ρευστό είχε δύο πηγές προέλευσης με μικρή μίξη λόγω της αντίδρασης των ρευστών του πλουτωνίτη της Πλάκας με τα ανθρακικά περιβάλλοντα πετρώματα. Από την σύγκριση των skarn προκύπτει ότι οι φυσικοχημικές συνθήκες, οι οποίες εναπόθεσαν τα ορυκτά των REE’s (επίδοτο, κλινοζωισίτης, αλλανίτης, τιτανίτης και ασβεστίτης) ήταν μέσες θερμοκρασίες ~ 400 ºC, logfO2= -27 ως -38, XCO2= ως 0,01, σε συνδυασμό με την υψηλή αλατότητα.