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. / The present thesis focuses on the mineralization in the area of St. George (Agios Georgios) in the island of Antiparos in Cyclades where in the years 1953 to 1954 argentiferous galena was mined-out by the French Corporation of Lavrion. The mineralization was in the form mainly of quartz veins and also calcite which except of argentiferous galena consisted also of other sulfides such as chalcopyrite, pyrite, bornite and chalcocite cutting mainly marbles and schists. The non-metalliferous hydrothermal minerals consist of calcite but mainly of quartz of two generations; a high temperature milky quartz and a low temperature clear quartz, both of which are mineralized. In the same area there is an occurrence of primary mineralization of manganese oxides and hydroxides. The purpose of this thesis is to provide ore mineral chemistry data of the sulphide mineralization which remains presently in situ and define the main physicochemical conditions for ore deposition. Furthermore, the purpose is to investigate if the Paros leucogranite (<10km away), could be the source of the mineralizing fluids. For this reason, during field work, sampling of the mineralization and the Paros leucogranite, collection of structural data and registering and evaluation of the environmental impact the previous mining activities had on the St. George terrain was accomplished. The methods we have used to effectuate our research, was electron microprobe analyses of the sulfide ore minerals, XRF and ICP-MS analyses of major, trace and REE of the Paros leucogranite, examination of petrographic thin sections of the granite and polished sections of the ore mineralogy. Microthermometric measurements of fluid inclusions in the accompanying hydrothermal quartz were performed to define the temperatures of deposition and salinities of the ore fluids. Raman spectroscopy data of fluid inclusions were collected. O18 along with Si30 isotope analytical data of the hydrothermal quartz were obtained to decipher the origin of the hydrothermal fluids. Our structural data can only indicate that the mines are situated on an open flexure which facilitated in the axial area the concentration of the ore fluids and their circulation via the formation of diaclases. Our chemical and petrographic data indicate that the Paros intrusion has the mineralogy and geochemistry of a typical subsolvus volatile-saturated leucogranite emplaced in a volcanic arc tectonic environment under compression at temperatures from 758oC to 676oC and at a depth of 15km to 3km, as indicated by amphibole geobarometry. Such granites are reported in the literature to be often associated with mineralizing hydrothermal ore systems. The O18 isotopes of the quartz veins in St. George have δ18O values ranging from +6.5‰ to +12.6‰, with an average of +9.4‰ and an 18O signature of the mineralizing fluid of +5.4‰ to +11.5, with an average of +8,3‰ which is almost identical with a magmatic Η2Ο isotope composition from +5‰ to +10‰. Further evidence indicates that metamorphic, meteoric and sea-water have participated, if to a lesser degree, in the Agios Georgios mineralizing fluid. Temperatures of the hydrothermal episode range from ~400οC to ~140oC. On a Th-Salinity diagram continuous mixing is indicated between a magmatic and a low temperature and salinity component. In the same diagram effervescence of the hydrothermal fluid is indicated. A closure of veins has occured between 290oC to 250oC. The system was re-opened at approximately 250oC probably due to boiling of the ore fluid. Raman data have indicated the presence of Ca2+, Si2+, Al3+, Ti, Li+, B3+ and Cu2+ cations and SO42- and CO32- anions in the fluid inclusions, the most dominant ions in the solution being Ca2+, Na+, K+, Mn2+ and Si2+. The presence of Li+ and B3+ ions betray the participations of the leucogranite in the ore fluid. The Cu2+ and SO42- the presence of mineralizing ions and finally the Ca2+ and CO32- ions the interaction of the hydrothermal fluids with the St. George marble. From the log(Na+/K+) versus log(K+/Ca2+) ratios, it is apparent that some of the samples have identical values with the ones related to meteoric participating waters. The presence of barite (BaSO4) identified by electron microprobe within some of the ore samples is indicative that part of the deposit was under sea level.

Στην πρώτη ενότητα της έρευνας, σκοπός μας είναι ο προσδιορισμός των λιθοτύπων και του πετροτεκτονικού περιβάλλοντος εναπόθεσης του πλουτωνίτη. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται πετρογραφικές, πετροχημικές καθώς και ορυκτοχημικές μέθοδοι ταξινόμησης. Μελετώνται οι συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας κάτω από τις οποίες εναποτέθηκε ο πλουτωνίτης με τη χρήση γεωβαρομέτρου και γεωθερμομέτρου. Διερευνάται, επίσης η γεωχημεία των περιβαλλόντων πετρωμάτων του πλουτωνίτη καθώς και οι πιθανοί τους πρωτόλιθοι. Η δεύτερη ενότητα της έρευνας περιλαμβάνει τη μελέτη της, συνδεδεμένης με τον πλουτωνίτη, μεταλλοφορίας οξειδίων του σιδήρου (αιματίτη, μαγνητίτη) και σουλφιδίων. Μελετάται η θερμοκρασία κάτω από την οποία έγινε η κοιτασματογένεση, καθώς και η πιθανή πηγή προέλευσής της. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται στοιχειομετρικές, γεωχημικές και ιστολογικές μέθοδοι για τις μεταλλικές παραγενέσεις. Γίνεται, επίσης, προσδιορισμός της θερμοκρασίας εναπόθεσης των σουλφιδίων καθώς και της πηγής προέλευσης του υδροθερμικού ρευστού από το οποίο αποτέθηκαν. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται η μέθοδος των σταθερών ισοτόπων 34S. Απαντάμε επίσης στο ερώτημα αν η μεταλλοφορία των σουλφιδίων και οξειδίων προϋπάρχει της διείσδυσης του πλουτωνίτη ή δημιουργήθηκε εξαιτίας αυτής. Τέλος, ως τρίτη, εξίσου σημαντική ενότητα της έρευνας θεωρείται η αναφορά στις αρνητικές επιδράσεις της μεταλλοφορίας οξειδίων του σιδήρου και σουλφιδίων στο περιβάλλον. Στην ενότητα αυτή περιλαμβάνεται και η πρόταση πιθανών τρόπων αντιμετώπισής τους. / The aim of the first part of this study is the determination of the lithotypes of the studied area and also the definition of the petro-tectonic environment of the emplacement of the pluton. Petrographic, petrochemical and mineralogical methoda of classification have been used to accomplish this aim. The conditions of pressure and temperature of the pluton emplacement have been determined with the use of geobarometric and geothermometric methods. In this part of the study, the geochemistry of the country rocks of the pluton and their possible protoliths are also presented. The second part of the study refers to the mineralization of iron oxides (hematite, magnetite) and sulfides related to the pluton emplacement. Stoichiometric, geochemical and textural methods have been used to identify the paragenesis of the mineralization in order to determine the temperature of the mineralization and assume the possible heat origin. the sulfides emplacement temperature, as well as the origin of their hydrothermal fluid is determined, using the method of the stable isotope 34S. We also adress to the question if the sulfides and oxides ores prexisted the pluton inavsion or were created because of it. Finally, as athird equally important aspect of this study is considered the reference to the negative effects of the sulfides and oxides ores in the environment. This unit includes recomendations of possible solutions.

Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στη μελέτη των πετρωμάτων που φιλοξενούν τη μεταλλοφορία ψευδαργύρου, αργύρου και μολύβδου στην ευρύτερη περιοχή των Μολάων Λακωνίας. Οι κύριοι σχηματισμοί που εντοπίζονται στην υπό μελέτη περιοχή είναι η ενότητα της Άρνας και τα στρώματα του Τυρού. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η πετρογραφική και γεωχημική μελέτη των δύο προαναφερθέντων σχηματισμών, ώστε να καταστούν κατανοητές οι συνθήκες σχηματισμού. Πραγματοποιήθηκαν 9 χημικές αναλύσεις σε ηφαιστειακά πετρώματα των στρωμάτων του Τυρού για κύρια στοιχεία, ιχνοστοιχεία και σπάνιες γαίες, παράλληλα μελετήθηκαν και 15 πετρογραφικές λεπτές τομές των ηφαιστειτών αυτών. Τα δεδομένα συμπληρώθηκαν με 14 χημικές αναλύσεις κύριων στοιχείων και 9 χημικές αναλύσεις ιχνοστοιχείων των πετρωμάτων της ενότητας της Άρνας από βιβλιογραφική πηγή. Τα ηφαιστειακά πετρώματα των στρωμάτων του Τυρού αποτελούν ηφαιστείτες με εύρος συστάσεων από ανδεσιτικό βασάλτη έως δακίτη. Φέρουν ασβεσταλκαλικό χαρακτήρα με ελαφρά θολεϊτική τάση. Επίσης, προβάλλονται στα πεδία των θολεϊτών ηφαιστειακού τόξου, καθώς και σε ζώνη καταβύθισης των λιθοσφαιρικών πλακών. Ορισμένα εκ των δειγμάτων έχουν μεταμορφωθεί σε πρασινοσχιστολιθική φάση, ενώ στην πλειοψηφία των φέρουν έντονη εξαλλοίωση. Τα πετρώματα της ενότητας της Άρνας αποτελούν μεταηφαιστειακά πετρώματα βασαλτικής σύστασης. Φέρουν σαφή θολεϊτικό χαρακτήρα και προβάλλονται στο πεδίο των βασαλτών μεσωκεάνιας ράχης. / This thesis focuses on the study of the rocks that host the metalliferous of zinc, silver and lead in the wider area of Molai, Laconia. The main formations, which are spotted in the under study area, are the section of Arna Units and the Tyros Beds. The purpose of this work is the petrographic and geochemical study of the two formations mentioned above, so that the conditions of the formation become comprehensible. Nine chemical analysis were carried out in volcanic rocks of Tyros Beds for main elements, trace elements and rare earth elements, while at the same time fifteen petrographic thin sections of those volcanic rocks were studied. The data was complete with fourteen chemical analysis of main elements and nine chemical analysis of trace elements of the Arna Units from a bibliographical source. The volcanic rocks of Tyros Beds are volcanic rocks with amplitude of composition from andesitic basalt to dacite. They have calc-alcaline nature with a slight tholeitic tendency. Also, they are displayed / projected in the fields of the volcanic arc’s tholeites as well as in the zone of the lithospheric plates’ submersion. Some of the samples have been transformed into a greenschist phase, while the majority has an intense alteration. The rocks of Arna Units are metavolcanic rocks with basaltic composition. They have a clear tholeitic nature and they are displayed in the field of the basalts of the mid ocean ridge.

Στη διδακτορική αυτή διατριβή διερευνάται κατά πόσον η τηλεσκόπηση μπορεί να χρησιμεύει ως αρωγός για την κοιτασματολογική έρευνα και ειδικότερα για την εύρεση "στόχων" επιθερμικής μεταλλοφορίας πολύτιμων μετάλλων μέσω της αναγνωρίσεως ηφαιστειακών και τεκτονικών δομών και ζωνών υδροθερμικών εξαλλοιώσεων από αέρος. Το πεδίο έρευνας είναι το μειοκαινικό ηφαιστειακό-γεωθερμικό πεδίο της νήσου Λέσβου. Ερευνάται η ορυκτολογία των μεταλλικών ορυκτών και συνοδευόντων ορυκτών εξαλλοίωσης. Γίνονται πάραυτα μικροθερμομετρικοί προσδιορισμοί, προσδιορισμοί χρυσού-αργύρου, ιχνοστοιχείων- ιχνηλατών και άλλων ιχνοστοιχείων στις περιοχές-στόχους και τα γεωχημικά δεδομένα τίθενται σε περιβάλλον GIS (θεματικοί χάρτες). / In this phd dissertation it is investigated if remote sensing techniques can be used successfully as an aid in the ore deposits research and specifically for the localization by air "target" areas of epithermal mineralization of precious metals through the recognition of volcanic and tectonic structures and detection of hydrothermal alteration zones. The research area is the miocene volcanic-geothermal field of the island of Lesvos. The research includes also identification of ore and alteration minerals microthermometric measurements, measurement of the Au-Ag parts, of pathfinder and other trace elements in the target areas. The geochemical data are subsequently placed in a GIS environment for future research and/or mineral exploration purposes.

Η παρούσα έρευνα αναφέρεται στην πετρολογική και κοιτασματολογική μελέτη του πλουτωνίτη της νήσου Τήνου και την συνδεδεμένη μ' αυτόν μεταλλοφορία σεελίτη (βολφραμιούχος) τύπου skarn. Ο ασβεσταλκαλικού χαρακτήρα πλουτωνίτης δείχνει τεκτονικού-θερμομεταφορικού τύπου επαφή με τα πετρώματα του πλαισίου. Συνίσταται άπό δύο βασικές λιθολογικές φάσεις: έναν μεταργιλικού χαρακτήρα βιοτιτικό-κεροστιλβικό γρανοδιορίτη που τοποθετήθηκε γύρω στους 17 Μα σε καθεστώς συμπίεσης σε θερμοκρασία ~770οC και πίεση ~5,2 Kbars. Ο γρανοδιορίτης προήλθε από ένα μάγμα που ήταν αποτέλεσμα μερικής τήξης υλικών μανδυακής προέλευσης και πετρωμάτων του ανώτερου φλοιού. Ο δεύτερος λιθότυπος πλουτωνίτη είναι ένας περιφερειακά αναπτυσσόμενος υπεραργιλικός γρανιτικός - βιοτιτικός λευκογρανίτης. Ο λευκογρανίτης τοποθετήθηκε γύρω στα 14 Μα σε καθεστώς διαστολής σε θερμοκρασία ~680οC και πίεση ~2Kbars. Κρυσταλλώθηκε από μάγμα που προήλθε από την μερική τήξη του γρανοδιορίτη και των περιβαλλόντων μεταϊζημάτων. Γύρω από τον πλουτωνίτη σχηματίσθηκε άλως επαφής πάχους ~1km. Μέσα στην ζώνη του πυροξενικού κερατίτη εντοπίστηκαν σε δύο περιοχές της δυτικής επαφής του πλουτωνίτη οι σχηματισμοί skarn πυροξένου - γρανάτη. Ο τύπος του skarn είναι "οξειδωτικός" εντούτοις διατηρούνται υπολέιμματα του αναγωγικού σταδίου (πλούσιοι σε εδεμβεργίτη πυρόξενοι και πλούσιοι σε γροσσουλάριο πυρήνες γρανατών που έχουν υποστεί ανθρακορρωγμάτωση). Η μεταλλοφορία του σεελίτη εντοπίστηκε μέσα στην ζώνη του πυροξενικού κερατίτη ως αποτέλεσμα διηθητικών - μετασωματικών διαδικασιών. Οι μεγακρύσταλλοί του βρίσκονται σε ισορροπία με τον υδροθερμικό γρανάτη (ζωνώδεις κρύσταλλοι πλούσιοι σε ανδραδίτη με παλμική ζώνωση και ανισοτροπία) και έχουν αποτεθεί σε θερμοκρασία ~375 οC (από ρευστά εγκλείσματα) και πίεση μικρότερη των 500 bars. / The present work is a petrological and mineralization study of the Tinos pluton and particularly of the tungsten skarn ie scheelite mineralization associated with this intrusion. the calcalkaline pluton displays a thermal - tectonic contact with the country rocks. It consists of two lithotypes: a metaluminous biotite- hornblende granodiorite and emplaced ca.17Ma under compression at T~700oC and P ~ 5.2kbars. The granodiorite represents a partial melt of mantle derived and upper crustal materials. The second lithotype of Tinos pluton is a peripherally occurring metaluminous garnet - biotite leucogranite that was emplaced ca. 14Ma at T ~ 680oC and P ~ 2kbars. The leucogranite crystallized from a magma representing a hybrid partial melt from the granodiorite and the encasing metasedimentary rocks. A contact halo of ~1km was formed around the Tinos pluton. In the pyroxene hornfels zone in the western part of the halo, mineralized pyroxene - garnet skarns were developed in two areas as a result of pyrometasomatism followed by infiltration metasomatism. The type of the Tinos skarn is "oxidized" however retains "reduced" characteristics such as hedenbergite and garnet rich in grossular component. The carbofractured grossular garnet cores with hourglass twinning are overgrown by anisotropic, oscillatory - zoned andradite - rich mantles. The scheelite megacrysts are in equilibrium with the latter, hydrothermal garnet. Fluid inclusion studies indicate that the scheelite has crystallized at T~375oC and pressure lesser than 500bars.