Μελέτη των οφιολιθικών πετρωμάτων των Γερανείων Ορέων και της Γευγελής. Η επίδραση των μικροπετρογραφικών, γεωχημικών και φυσικομηχανικών χαρακτηριστικών στην ποιότητα τους ως αδρανών υλικών

• Κύριος συγγραφέας: Γιαννακοπούλου, Παναγιώτα
• Άλλοι συγγραφείς: Χατζηπαναγιώτου, Κωνσταντίνος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Αδρανή υλικά; Οφιολιθικά; Πετρώματα; Γεράνεια; Όρη; Οφιολιθικό; σύμπλεγμα; Γευγελής; Aggregate materials; Ophiolite; Rocks; Gerania; Mountains; complex; Guevgueli

Η παρούσα διατριβή ερευνά τα μικροπετρογραφικά και φυσικομηχανικά χαρακτηριστικά οφιολιθικών πετρωμάτων από τα συμπλέγματα των Γερανείων Ορέων και της Γευγελής καθώς επίσης και ηφαιστειακών πετρωμάτων από την περιοχή των Αγ. Θεοδώρων και τον τρόπο που αυτά επηρεάζουν την καταλληλότητα αυτών για χρήση τους ως αδρανή υλικά διαφόρων εφαρμογών. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκε υπαίθρια γεωλογική μελέτη και χαρτογράφηση των παραπάνω περιοχών, αναζητώντας τη συλλογή πετρωμάτων με ποικιλία στα πετρογραφικά και όσο γίνεται στα τεκτονικά χαρακτηριστικά τους. Ύστερα από την υπαίθρια γεωλογική μελέτη και την πετρογραφική μελέτη των συλλεχθέντων δειγμάτων κατασκευάστηκαν τροποποιημένοι ψηφιακοί χάρτες οι οποίοι έδωσαν παραπάνω στοιχεία σχετικά με τους λιθότυπους των υπό μελέτη περιοχών. Πιο συγκεκριμένα, το οφιολιθικό σύμπλεγμα των Γερανείων Ορέων το οποίο ανήκει στην Πελαγονική ζώνη αποτελείται από υπερβασικά πετρώματα, τα οποία χαρακτηρίζονται από υψηλού βαθμού τεκτονική καταπόνηση εξαιτίας της δράσης των ενεργών ρηγμάτων της ευρύτερης περιοχής. Οι κύριοι λιθότυποι που απαντώνται και συλλέχθηκαν στα πλαίσια αυτής της διατριβής είναι δουνίτες, χαρτσβουργίτες και κυρίως λερζόλιθοι. Αναφορικά με τον βαθμό εξαλλοίωσης-σερπεντινίωσης των υπερβασικών πετρωμάτων, αυτός ποικίλει. Tο οφιολιθικό σύμπλεγμα της Γευγελής αποτελείται κυρίως από βασικής σύστασης πετρώματα από όπου συλλέχθηκαν διαβάσες και κεροστιλβικοί γάββροι. Τέλος από την περιοχή των Αγ. Θεοδώρων συλλέχθηκαν πορφυριτικοί δακίτες. Οι διακυμάνσεις των τιμών των γεωμετρικών, φυσικών, μηχανικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων που πραγματοποιήθηκαν είναι μεγαλύτερες στα υπερβασικά δείγματα σε σχέση με τα βασικά. Η έντονη αυτή διακύμανση στα υπερβασικά πετρώματα οφείλεται στην ύπαρξη μεγαλύτερης ποικιλομορφίας τόσο του βαθμού εξαλλοίωσης αυτών όσο και της τεκτονικής που αυτά έχουν υποστεί σε σχέση με τα βασικά πετρώματα. Διερευνήθηκε ακόμη, ο τρόπος διάδοσης των μικρορωγμών κατά τη μονοαξονική φόρτιση διαφόρων τύπων μικρορωγμών αντιπροσωπευτικών δειγμάτων από τους υπό μελέτη λιθότυπους. Κατά τη μελέτη αυτή φαίνεται ότι οι ενδοκρυσταλλικές μικρορωγμές είναι αυτές που επικρατούν στο σύνολο των υπό μελέτη δειγμάτων, με τις διακρυσταλλικές να ακολουθούν, ενώ ο αριθμός των μικρορωγμών που σχετίζονται με τα περιθώρια των κρυστάλλων είναι ασήμαντος. Επίσης συχνά, κατά την μονοαξονική φόρτιση, οι υπάρχουσες ενδοκρυσταλλικές μικρορωγμές αλλά και αρκετές από αυτές που σχετίζονται με τα όρια των κρυστάλλων ενώνονται και εξελίσσονται σε διακρυσταλλικές. Ο κυψελώδης ιστός του σερπεντίνη στα υπερβασικά δείγματα οδηγεί σε ισότροπο προσανατολισμό των μικρορωγμών. Επιπρόσθετα πραγματοποιήθηκε η αναζήτηση του είδους και του ποσοστού των αργιλικών ορυκτών που εμπεριέχονται στα υπό μελέτη δείγματα με τη μέθοδο της ανάλυσης του αργιλικού κλάσματος. Η διερεύνηση των συσχετίσεων μεταξύ των προσδιορισθέντων γεωμετρικών, φυσικών, μηχανικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων πραγματοποιήθηκε μέσω ανάλυσης παλινδρόμησης. Παρατηρήθηκε υψηλός βαθμός θετικής συσχέτισης μεταξύ των φυσικών ιδιοτήτων των υπό μελέτη πετρωμάτων, υψηλός βαθμός αρνητικής συσχέτισης μεταξύ LA με SHV, UCS καθώς και καλή αρνητική συσχέτιση μεταξύ LA και Is(50). Σημαντικός παράγοντας για τη μηχανική αντοχή των υπερβασικών και βασικών πετρωμάτων παίζει το μικροανάγλυφο αυτών, το οποίο εξαρτάται τόσο από την ορυκτολογική σύσταση αλλά και από την κατανομή των ορυκτολογικών φάσεων. Επιπλέον, παρατηρήθηκε υψηλού βαθμού θετική συσχέτιση μεταξύ w, nt και S, καλές αρνητικές συσχετίσεις μεταξύ UCS με w και nt, υψηλή αρνητική συσχέτιση μεταξύ SHV και nt, θετική συσχέτιση μεταξύ S και nt καθώς επίσης και μεταξύ nt και MBF. Έμφαση δόθηκε στις συσχετίσεις μεταξύ των ορυκτοπετρογραφικών παραμέτρων των υπό μελέτη οφιολιθικών πετρωμάτων και των κυριότερων εργαστηριακών δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν, όπου διαπιστώθηκε ότι ο βαθμός εξαλλοίωσης και πιο συγκεκριμένα το ποσοστό των δευτερογενών φυλλοπυριτικών ορυκτών που περιέχονται στα υπό μελέτη βασικής και υπερβασικής σύστασης πετρώματα, η δομή αυτών, ο έμμεσος δείκτης εξαλλοίωσης (LOI) παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των κυριότερων φυσικών, μηχανικών και φυσικοχημικών ιδιοτήτων των πετρωμάτων ειδικά όταν περιέχονται σε σημαντικά ποσοστά. Το LOI παρουσίασε θετική συσχέτιση με τις φυσικές ιδιότητες w, nt των βασικών και υπερβασικών πετρωμάτων καθώς και με την δοκιμή αποσάθρωσης (S). Στα υπερβασικά πετρώματα ο βαθμός σερπεντινίωσης συσχετίστηκε ισχυρά με το LOI που αποτελεί έναν έμμεσο δείκτη αποσάθρωσης των πετρωμάτων. Ασθενής θετική συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ του LOI και του LA, ενώ ασθενής αρνητική συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ του LOI και της UCS καθώς η αντοχή σε μονοαξονική θλίψη δεν εξαρτάται μόνο από τον βαθμό αποσάθρωσης των πετρωμάτων αλλά και από ιστολογικά και τεκτονικά χαρακτηριστικά αυτών. Επιπλέον, στα υπερβασικά πετρώματα, ο δείκτης Uph (άθροισμα των δευτερογενών φυλλοπυριτικών ορυκτών) συσχετίζεται θετικά με w, nt και S. Παρόμοιες συσχετίσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ αυτών των ιδιοτήτων και του ποσοστού του περιεχόμενου σερπεντίνη. Ο χλωρίτης, ο οποίος αποτελεί το κυρίαρχο δευτερογενές φυλλοπυριτικό ορυκτό των βασικής σύστασης πετρωμάτων φαίνεται να επιδρά αρνητικά στις φυσικές ιδιότητες (w, nt) αυτών παρότι βρίσκεται σε χαμηλά ποσοστά (έως 10%). Από την άλλη πλευρά, το χαμηλό ποσοστό του χλωρίτη φαίνεται ότι δεν δύναται αυτό καθ’ αυτό να επηρεάσει αρνητικά τη μηχανική αντοχή των βασικών πετρωμάτων. Τέλος κρίθηκε η καταλληλότητα των υπό μελέτη πετρωμάτων για τις διάφορες κατασκευαστικές εφαρμογές σύμφωνα με τις οριακές τιμές καταλληλότητας που αναφέρονται στα Ελληνικά και Διεθνή πρότυπα για τις διάφορες κατηγορίες αδρανών υλικών.