Υδροθερμική μεταλλοφορία στην περιοχή Αγίου Γεωργίου της νήσου Αντιπάρου : και η γενετική της σχέση με τον λευκογρανίτη της Πάρου

• Κύριος συγγραφέας: Κεβρεκίδης, Ηλίας
• Άλλοι συγγραφείς: Σταματελοπούλου-Σέυμουρ, Κάρεν
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2013
• Θέματα: Μεταλλοφορία; Αντίπαρος; Mineralization; Antiparos; 549.32

Η παρούσα διατριβή εστιάζει στην μεταλλοφορία της περιοχής του Αγίου Γεωργίου στην Αντίπαρο στις Κυκλάδες, όπου κατά τα έτη 1953 έως 1954 πραγματοποιήθηκε εξώρυξη αργυρούχου γαληνίτη από την Γαλλική Εταιρία Λαυρίου. Η μεταλλοφορία βρίσκεται κυρίως υπό μορφή χαλαζιακών φλεβών, οι οποίες εκτός του αργυρούχου γαληνίτη φέρουν επίσης άλλα θειούχα μεταλλικά ορυκτά όπως ο χαλκοπυρίτης, ο σιδηροπυρίτης, ο βορνίτης και ο χαλκοσύνης. Το φλεβικό σύστημα τέμνει κυρίως μάρμαρα και σχιστολίθους. Τα συνοδά μη μεταλλικά ορυκτά αποτελούνται κυρίως από χαλαζία και δευτερευόντως από ασβεστίτη. Ο χαλαζίας διακρίνεται σε δύο γενεές, τον υψίθερμο γαλακτόχρωμο χαλαζία και τον χαμηλόθερμο διαυγή χαλαζία, από τους οποίους και οι δύο είναι μεταλλοφόροι. Στην ίδια περιοχή φιλοξενείται πρωτογενής μεταλλοφορία οξειδίων και υδροξειδίων του μαγγανίου. Ο σκοπός της διατριβής αυτής είναι να παραθέσει νέα, πρωτογενή δεδομένα όσον αφορά την ορυκτοχημεία των εναπομεινάντων θειούχων μεταλλικών ορυκτών που βρίσκονται τώρα στην περιοχή του Αγίου Γεωργίου και να προσδιορίσει τις φυσικοχημικές συνθήκες που συνέβαλαν στην απόθεση της μεταλλοφορίας. Επιπλέον ερευνά εάν ο λευκογρανίτης της Πάρου, ο οποίος απέχει λιγότερο από 10km από την μεταλλοφορία, δύναται να αποτελεί την πηγή των μεταλλοφόρων υδροθερμικών ρευστών. Για το λόγο αυτόν κατά την εκπόνηση της εργασίας υπαίθρου πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία από την εναπομείνασα μεταλλοφορία του Αγίου Γεωργίου και το λευκογρανίτη της Πάρου. Επιπλέον συλλέχθηκαν τεκτονικά δεδομένα και έγινε συνοπτική καταγραφή και εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις παρελθούσες μεταλλευτικές δραστηριότητες στην περιοχή. Οι μέθοδοι που εφαρμόστηκαν για την επίτευξη της έρευνας ήταν η ανάλυση των θειούχων μεταλλικών ορυκτών με ηλεκτρονικό μικροαναλυτή, ανάλυση XRF και ICP-MS για κύρια στοιχεία, ιχνοστοιχεία και σπάνιες γαίες στον λευκογρανίτη της Πάρου, πετρογραφική μελέτη λεπτών τομών από το γρανίτη και στιλπνών τομών από τη μεταλλοφορία. Επίσης εφαρμόστηκε μικροθερμομετρία στα ρευστά εγκλείσματα εντός του συνοδού υδροθερμικού χαλαζία για τον προσδιορισμό των θερμοκρασιών απόθεσης και της αλατότητας των μεταλλοφόρων ρευστών. Στα ρευστά εγκλείσματα εφαρμόστηκε επίσης η μέθοδος της φασματοσκοπίας Raman. Πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις σταθερών ισοτόπων O18 και Si30 από τον υδροθερμικό χαλαζία για τον προσδιορισμό της προέλευσης των υδροθερμικών ρευστών. Τα τεκτονικά δεδομένα υποδηλώνουν πως τα ορυχεία του Αγίου Γεωργίου βρίσκονται πάνω σε μία καμπύλωση των πετρωμάτων της περιοχής. Βάσει πετροχημικών και πετρογραφικών δεδομένων η λευκογρανιτική διείσδυση στην Πάρο φέρει τυπικά χαρακτηριστικά ενός subsolvus λευκογρανίτη κεκορεσμένου σε νερό, ο οποίος διείσδυσε σε περιβάλλον ηφαιστειακού τόξου υπό καθεστώς συμπίεσης, σε θερμοκρασίες από ~758οC έως ~676οC και σε βάθη από ~15km έως ~3km. Γρανίτες τέτοιου είδους συνδέονται συχνά με υδροθερμικά μεταλλοφόρα συστήματα, όπως κατάγραφεται από τη διεθνή βιβλιογραφία. Οι ισοτοπικές τιμές δ18ΟH2O εντός του μεταλλοφόρου υδροθερμικού ρευστού της περιοχής του Αγίου Γεωργίου κυμαίνονται μεταξύ +5,4‰ και +11,5‰, με μέσον όρο +8,3‰, το οποίο αποτελεί ένδειξη ανάμειξης ρευστών μαγματικής προέλευσης, με ισοτοπικές τιμές από +5‰ έως +10‰, μεταμορφικών ρευστών τα οποία έχουν τιμές από +10,71‰ έως +14,5‰ για τους σχιστολίθους της ενότητας των κυανοσχιστολίθων και από +19,7‰ έως +20,5‰ για τα μάρμαρα της ίδιας ενότητας, μετεωρικών υδάτων τα οποία είχαν ένα εύρος από -5‰ έως -2‰ κατά το Μειόκαινο και θαλλασίων υδάτων που έχουν εύρος από +1,5‰ έως +2‰. Οι θερμοκρασίες κατά τις οποίες έλαβε χώρα το υδροθερμικό μεταλλοφόρο επεισόδιο κυμαίνονται μεταξύ ~400οC και ~140οC. Σε διάγραμμα Th προς την αλατότητα εμφανίζεται συνεχής μείξη μεταξύ μαγματικών ρευστών και ενός παράγοντα χαμηλής αλατότητας, πιθανόν μετεωρικών ρευστών. Στο ίδιο διάγραμμα εμφανίζεται αναβρασμός του υδροθερμικού ρευστού και φραγή του φλεβικού συστήματος μεταξύ 280οC και 250οC. Το φλεβικό σύστημα άνοιξε εκ νέου σε θερμοκρασία χαμηλότερη των 250οC πιθανότατα λόγω βρασμού του υδροθερμικού ρευστού. Τα δεδομένα από τη φασματοσκοπία Raman υποδεικνύουν την παρουσία κατιόντων Ca2+, Si2+, Al3+, Ti, Li+, B3+ και Cu2+, καθώς και των ανιόντων SO42- και CO32- εντός των ρευστών εγκλεισμάτων. Κυρίαρχα ιόντα εντός του διαλύματος αποτελούν τα Ca2+, Na+, K+, Mn2+ και Si2+. Η παρουσία των ιόντων Li+ και B3+ είναι ενδεικτική της συμμετοχής των λευκογρανιτών στο μεταλλοφόρο υδροθερμικό ρευστό. Τα ιόντα Cu2+ και SO42-, δείχνουν την παρουσία των απαραίτητων για την απόθεση της μεταλλοφορίας ιόντων και τα ιόντα Ca2+ και CO32- δείχνουν την αλληλεπίδραση του υδροθερμικού ρευστού με τα μάρμαρα του Αγίου Γεωργίου. Βάσει των log(Na+/K+) προς log(K+/Ca2+), γίνεται εμφανές πως ορισμένα εκ των δειγμάτων φέρουν πανομοιότυπα τιμές δείγματα από γεωθερμικά πεδία στα οποία συμμετέχουν και τα μετεωρικά ρευστά. Οι τιμές αυτές πέφτουν στην ίδια κατηγορία με σύγχρονα γεωθερμικά ρευστά τα οποία πιστεύεται πως αντιπροσωπεύουν ρευστά μαγματικής προέλευσης τα οποία αναμείχθηκαν με ρευστά μετεωρικής προέλευσης. Αξίζει δε να σημειωθεί από τις αναλύσεις με ηλεκτρονικό μικροαναλυτή της μεταλλοφορίας η ύπαρξη άφθονου βαρύτη (BaSO4), που υποδηλώνει ότι μέρος της μεταλλοφορίας εθαλάσσευε.