No description available.

Στα πλαίσια της παρούσας πτυχιακής εργασίας πραγματοποιήθηκε εργασία υπαίθρου στην περιοχή Πόρτο Εννιά που ανήκει στο Δήμο Κερατέας και βρίσκεται στο Νοτιοανατολικό τμήμα του νομού Αττικής 7,3 χιλιόμετρα βορειότερα του Λαυρίου. Η περιοχή βρίσκεται στο βορειοανατολικό τμήμα της Λαυρεωτικής και αποτελεί τμήμα του Αττικοκυκλαδικού μεταμορφικού συμπλέγματος. Ο σκοπός της εργασίας υπαίθρου ήταν η γεωλογική χαρτογράφηση των πετρωμάτων της περιοχής μελέτης και η ανάλυση των δομικών στοιχείων των γεωλογικών σχηματισμών. Τα αποτελέσματα αυτής της χαρτογράφησης είναι η αποσαφήνιση των λιθολογικών τύπων, οι σχέσεις μεταξύ τους, τα είδη των επαφών και ο προσανατολισμός των τεκτονομεταμορφικών τεκτονικών στοιχείων/δομών με τη βοήθεια στερεοδιαγραμμάτων Schmidt. / --

Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Διατριβή Ειδίκευσης παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της υδρογεωλογικής και υδροχημικής έρευνας της Νήσου Λήμνου. Η Ν. Λήμνος βρίσκεται σε μια θέση του Ελληνικού χώρου όπου από γεωτεκτονικής άποψης δεν ανήκει σε καμία γεωτεκτονική ζώνη. Τη γεωλογική δομή της Λήμνου δομούν μαγματικά πετρώματα, πλουτωνικά και ηφαιστειακά, Μειοκαινικής ηλικίας, καθώς κατά την εποχή του Μειόκαινου η Λήμνος ήταν πεδίο έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας. Το τέλος του Μειόκαινου χαρακτηρίζεται από την απόθεση κροκαλοπαγών, μαργών και ασβεστούχων ψαμμιτών. Μορφολογικά η περιοχή μελέτης δεν εμφανίζει έντονες εξάρσεις και μόνο το 8.1 % της έκτασης της Λήμνου θεωρείται λοφώδες. Το Δυτικό τμήμα του νησιού είναι το πιο λοφώδες, με το υψηλότερο σημείο να βρίσκεται στα 434μ (Όρος Βίγλα). Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής έγινε δειγματοληψία σε 74 σημεία εμφάνισης νερού, πηγές, πηγάδια και γεωτρήσεις και πραγματοποιήθηκαν χημικές αναλύσεις για τον προσδιορισμό κύριων στοιχείων και ιχνοστοιχείων. Κύριο χαρακτηριστικό των πηγών του νησιού είναι ο υπόθερμος χαρακτήρας με θερμοκρασίες να φτάνουν μέχρι 23ο C. Εξαίρεση αποτελεί η ιαματική πηγή Θέρμα, της οποίας η θερμοκρασια φτάνει στους 38,6ο C. Κύριο χαρακτηριστικό όλων των δειγμάτων νερού είναι η έντονη παρουσία νατρίου και χλωρίου, αποτέλεσμα της διείσδυσης θαλασσινού νερού στα παράκτια υδροφόρα συστήματα σε πολλές περιοχές του νησιού. Οι υψηλές συγκετρώσεις του νατρίου πιθανά οφείλονται και στη διάλυση των ορυκτών αλβίτη και σμεκτίτη, τα οποία αποτελούν συστατικά των πετρωμάτων της Λήμνου. Έντονη είναι κατά τόπους και η παρουσία του καλίου και των θειικών, αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης νερού – πετρώματος και συγκεκριμένα της διάλυσης του ορυκτού αλουνίτη, που έχει βρεθεί σε πετρώματα του νησιού. Κατά τόπους όμως τα στοιχεία αυτά πιθανά να προέρχονται από τη χρήση λιπασμάτων στις διάφορες καλλιέργειες του νησιού. Η χωρική κατανομή των ιχνοστοιχείων έδειξε ότι στο ανατολικό τμήμα της Ν. Λήμνου υπάρχει έντονη παρουσία αρσενικού, γεωγενούς κυρίως προέλευσης. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην υδρογεωχημική μελέτη της περιοχής Κότσινα, όπου σύμφωνα με τις ιστορικές γραφές αποτελούσε την περιοχή εξόρυξης του υλικού της «Λήμνιας Γης». Ορυκτολογικές και γεωχημκές αναλύσεις έδειξαν ότι το υλικό που πιθανά αποτέλεσε τη «Λήμνια Γη» και είχε θεραπευτικές ιδότητες είναι πλούσιο σε Ca- μοντμοριλλονίτη και περιέχει Al καθώς και άλλα ιχνοστοιχεία. / --

Η εργασία αυτή έχει ως αντικείμενο τη διερεύνηση των τεχνικογεωλογικών συνθηκών με σκοπό την αναζήτηση βραχωδών υλικών ,έπειτα τα από εργαστηριακές δοκιμές ,για ταξινόμησή τους και καταλληλόλητας τους ή μη, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αδρανή υλικά για διάφορες χρήσεις / This work is intended to investigate the geotechnical conditions in pursuit of rocky material, after laboratory tests for classification and Suitability or not, so they can be used as aggregates for various uses.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αξιοποίηση και ο οδηγός χρήσης του συστήματος ανάλυσης εικόνας σε περιβαλλοντικές, ορυκτολογικές και πετρογραφικές εφαρμογές. Για να δείξουμε την αξιοποίηση του συστήματος ανάλυσης εικόνας εφαρμόστηκαν μέθοδοι ανάλυσης εικόνας σε εικόνες ηλεκτρονικού και πολωτικού μικροσκοπίου, από λεπτές και στιλπνές τομές, με σκοπό την υποβοήθηση στην επίλυση διαφόρων περιβαλλοντικών ορυκτολογικών και πετρογραφικών προβλημάτων όπως εντοπισμός αμιάντου, υπολογισμός ποσοστιαίας συμμετοχής ορυκτών, υπολογισμός περιφέρειας και εμβαδού κρυστάλλου, υπολογισμός πολυπλοκότητας των ορίων των κρυστάλλων σε λεπτή τομή καθώς και υπολογισμός πορώδους πετρωμάτων. Δόθηκε επίσης οδηγός χρήσης του συστήματος ανάλυσης εικόνας βασιζόμενος στο λογισμικό που χρησιμοποιείται στο Γεωλογικό Τμήμα του Πανεπιστημίου Πατρών. Έγινε αναφορά και δόθηκαν παραδείγματα με εικόνες όλων των μενού και υπομενού του λογισμικού. / Aim of present work is the exploitation and the manual of use of Image analysis in environmental, mineralogical and petrographic applications. In order to show the exploitation Image analysis, applied methods of analysis of picture in pictures of electronic and polotic microscope,from thin and glossy sections, aiming at the assistance in the resolution of various environmental mineralogical and petrographic problems as localisation of asbestos, calculation of percentage attendance mining, calculation of region and area of crystal, calculation of complexity of limits of crystals in thin section as well as calculation porosities of rocks. Also was given a manual of Image analysis based on the software that is used in the Geological Department of Patras University. Reported and given examples with pictures all the menus and submenus of the software.

- / -

Η λεπτομερής περιγραφή και ανάλυση των ιζημάτων υφαλοκρηπίδας, ηλικίας Ολιγοκαίνου στο νησί της Λήμνου μας έδωσε τη δυνατότητα να κατασκευάσουμε την στρωματογραφική στήλη των αποθέσεων που μελετήθηκαν και να την χωρίσουμε σε τέσσερις κύκλους ιζηματογένεσης, με αυξανόμενο κοκκομετρικό μέγεθος προς τα πάνω. Ειδικότερα, ο πρώτος κύκλος ιζηματογένεσης και στρωματογραφικά κατώτερος έχει συνολικό πάχος 36,5 μέτρα και αποτελείται από 6 στρώματα ιλυολίθων πάχους 33 μέτρων μέσα στα οποία παρεμβάλλονται μικρού πάχους ψαμμιτικοί ορίζοντες. Ο κύκλος αυτός κλείνει με εναλλαγές ψαμμιτικών και πηλιτικών στρωμάτων σε αναλογία 1:1 συνολικού πάχους 3,5 μ., όπου τα ψαμμιτικά στρώματα έχουν πάχος από 1-5εκ. Ο δεύτερος κύκλος ιζηματογένεσης με συνολικό πάχος 13μ. αποτελείται από ιλυόλιθους στη βάση, πάχους 7μ., με μικρού πάχους παρεμβολές ψαμμιτών που περνάνε σε εναλλαγές ψαμμιτών και ιλυολίθων συνολικού πάχους 6μ., σε αναλογία 1:1 και πάχος ψαμμιτών από 1-7 εκ. Ο τρίτος κύκλος ιζηματογένεσης συνίσταται από 4 στρώματα ιλυολίθων, συνολικού πάχους 15 μέτρων και μια ακολουθία εναλλαγών ψαμμιτών με ιλυόλιθους συνολικού πάχους 17,5 μ. Ο τέταρτος και τελευταίος κύκλος ιζηματογένεσης αποτελείται από ένα στρώμα ιλυολίθου με σπάνια παρουσία άμμου πάχους 10 μέτρων, ο οποίος κλείνει με εναλλαγές ψαμμιτών και ιλυολίθων, συνολικού πάχους 7 μέτρων και πάχος ψαμμιτών από 1-25 εκ. Η γεωχημική ανάλυση 77 δειγμάτων στο σύνολο της ακολουθίας έδειξε ότι τα μελετηθέντα ιζήματα περιέχουν από 0%-1,15% TOC με μέση τιμή 0,34%. Γενικά, το περιεχόμενο σε οργανικό άνθρακα χαρακτηρίζεται από έντονη διακύμανση σε όλη την στρωματογραφική στήλη. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης του CaCO3 στα ίδια δείγματα έδειξαν ότι το ποσοστό του ανθρακικού ασβεστίου κυμαίνεται από 1,37-42,52% με μέση τιμή 16,95%, με έντονη διακύμανση όπως και το οργανικό υλικό. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων έδειξε τόσο αρνητική όσο και θετική συσχέτιση των ποσοστών TOC- CaCO3. Η ερμηνεία των συγκρίσεων αυτών συνδέθηκε είτε με τις οξειδωτικές ή αναγωγικές συνθήκες που επικρατούσαν στο περιβάλλον ιζηματογένεσης είτε με τον ρυθμό ιζηματογένεσης και τους ρυθμούς βύθισης ή ανύψωσης της λεκάνης ιζηματογένεσης. / The detailed description and analysis of shelf sediments of Oligocene on Lemnos island enabled us to construct the stratigraphic column of the studied deposits as well as to divide it into four sedimentary cycles, with increasing the grain size upwards. Specifically, the first sedimentary cycle which is the lowest of the stratigraphic column has a total thickness of 36.5 meters and consists of 6 mudstone layers, 33 meters thick with thin sandstone layers at some positions. The cycle ends with alternations of sandstones and mudstones at a ratio of 1:1 with a total thickness of 3.5 m, where the sandstone layers are 1-5cm thick. The second sedimentary cycle has a total thickness of 13m., it consists of mudstones at its base, 7m. thick with thin sandstone layers passing to sandstone and mudstone alternations with a total thickness of 6m., with a ratio of 1:1 and thickness of sandstones 1-7 cm. The third sedimentary cycle consists of 4 mudstone layers of 15 meters total thickness and alternations of sandstones and mudstones with a total thickness of 17.5 m. The fourth and upper at the stratigraphic column sedimentary cycle consists of a mudstone layer with rare sand, 10 meters thick, which ends with alternations of sandstones and mudstones, with a total thickness of 7 meters and sandstones 1-25 cm thick. The geochemical analysis of 77 samples throughout the stratigraphic column showed that the studied sediments contain from 0% -1,15% TOC with an average of 0.34%. Generally, the content of organic carbon is characterized by an intense fluctuation throughout the stratigraphic column. The results of the analysis of CaCO3 at the same samples showed that the percentage of calcium carbonate ranges from 1.37 to 42.52% with an average of 16.95%. The comparison of the results showed both negative and positive correlation between TOC-CaCO3 rates. The interpretation of these comparisons was associated with either acidic or alkaline conditions of the sedimentary environment or with the sedimentation rate and the rise / sink rates of the sedimentary basin.

Η Ικαρία βρίσκεται στο ανατολικό τμήμα της Αττικο-Κυκλαδικής Μάζας, πολύ κοντά στην προς τα ανατολικά της συνέχιση, δηλ. τη Μάζα του Μεντερές. Διακρίνονται τρεις τεκτονικές/λιθοστρωματογραφικές ενότητες (Κτενάς 1969, Παπανικολάου 1978) που ξεκινώντας από τα κατώτερα μέλη προς τα ανώτερα είναι: α) η ενότητα Ικαρίας, β) η ενότητα Μεσαριάς, και γ) η ενότητα Κεφάλας. Καταγράφονται δύο γρανιτικά σώματα τα οποία διεισδύουν στην ενότητα Ικαρίας. Το μεγαλύτερο από αυτά είναι I-τύπου και καταλαμβάνει όλο το δυτικό τμήμα του νησιού, ενώ το δεύτερο είναι αρκετά μικρότερο με χαρακτηριστικά S-τύπου και εμφανίζεται κοντά στον οικισμό Ξυλοσύρτης (ΝΑ Ικαρία). Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν να αποκωδικοποιήσει τη μεταμορφική ιστορία των ενοτήτων αυτών και να εκτιμήσει τις μεταμορφικές συνθήκες σχηματισμού τους. Η προσέγγιση που ακολουθήθηκε είχε δύο σκέλη, ένα με χαρακτήρα επαγωγικό και ένα με το χαρακτήρα της μοντελοποίησης. Η επαγωγική προσέγγιση συμπεριλαμβάνει κατά πρώτον την έρευνα πεδίου (χαρτογράφηση και δειγματοληψία περισσότερων των 600 δειγμάτων) και την πετρογραφική παρατήρηση σε πολωτικό μικροσκόπιο, και κατά δεύτερο, τη χρησιμοποίηση τεχνικών όπως περιθλασιμετρία και φθορισιμετρία ακτίνων Χ, μικροανάλυση και ηλεκτρονική μικροσκοπία. Η προσέγγιση μέσω μοντελοποίησης είχε ως σκοπό: α) τη διερεύνηση των δυνατοτήτων που προσφέρει η κατασκευή και χρήση ισοχημικών τομών P/T διαγραμμάτων φάσεων (pseudosections) και η δυναμική τους ως πετρολογικού εργαλείου, και β) η μοντελοποίηση των μεταπηλιτικών παραγενέσεων της κύριας τεκτονομεταμορφικής ενότητας της Ικαρίας (Ενότητα Ικαρίας). Η ενότητα Ικαρίας υποδιαιρείται στις ακόλουθες υποενότητες, ξεκινώντας από τη βάση: α)το Μάρμαρο Νίκαρη, β) την ακολουθία των Γνευσίων Πλαγιάς στην οποία απαντώνται μεταπηλίτες (σχιστόλιθοι και γνεύσιοι) με ενδιαστρώσεις και φακούς αμφιβολιτών, ασβεστοπυριτικά πετρώματα και χαλαζίτες, γ) το Μάρμαρο Πούντας που αποτελείται από ασβεστιτικά και δολομιτικά μάρμαρα με σπάνιους μεταβωξιτικούς φακούς, και δ) ο σχηματισμός Πετροπουλίου στον οποίο συμμετέχουν μεταπηλίτες πλούσιοι σε χλωρίτη, αμφιβολίτες, ασβεστοπυριτικά πετρώματα και μάρμαρα. Τα Ι- και S-τύπου γρανιτικά σώματα διεισδύουν στην ενότητα Ικαρίας κατά το κάτω Μειόκαινο, προκαλώντας τοπικά ανακρυστάλλωση λόγω θερμικής μεταμόρφωσης και δημιουργία τυπικών ορυκτών αυτού του είδους μεταμόρφωσης, όπως: ανδαλουσίτη, κορδιερίτη, σιλλιμανίτη (στα μεταπηλιτικά δείγματα), σκαπόλιθο, κλινοζωϊσίτη (στα ασβεστοπυριτικής σύστασης πετρώματα), και πυρόξενο, γρανάτη (στα μεταβασικά πετρώματα). Η ενότητα Μεσαριάς επωθείται επί της ενότητας Ικαρίας, και αποτελείται από μάρμαρα, πλούσιους σε γραφίτη ασβεστιτικούς σχιστόλιθους και φυλλίτες και σπάνιους πρασινοσχιστόλιθους. Η ανώτερη λιθοστρωματογραφική ενότητα της Κεφάλας, είναι ένα τεκτονικό ράκος καλύμματος και συνίσταται από μάρμαρα/κρυσταλλικό ασβεστόλιθο άνω Τριαδικής ηλικίας στα οποία διεισδύει ένα διοριτικής σύστασης πλουτώνιο σώμα, που προκαλεί τοπική άλω θερμικής μεταμόρφωσης με αποτελέσματα ανάλογα αυτών που παρατηρήθηκαν στις γρανιτικές διεισδύσεις. Η γεωχημική μελέτη σε επιλεγμένα αντιπροσωπευτικά δείγματα όλων των ενοτήτων προσδιόρισε το θολεϊτικό τύπου MORB χαρακτήρα των μεταβασικών πετρωμάτων, ενώ επιβεβαίωσε τον \\\\\\\\\\\\\\\"πάρα\\\\\\\\\\\\\\\" χαρακτήρα των ήδη χαρακτηρισμένων μέσω τη πετρογραφικής εξέτασης ως μεταϊζηματογενών πετρωμάτων, και επιπλέον πρότεινε ως πιθανό πρωτόλιθό τους τον πετρογραφικό τύπο των σχιστών αργίλων. Μέσω της ορυκτοχημείας προέκυψαν στοιχεία που υποδεικνύουν ότι οι μεταμορφικές συνθήκες τις οποίες έχουν υποστεί τα πετρώματα της ενότητας Ικαρίας κυμαίνονται μεταξύ της πρασινοσχιστολιθικής και της μέσης έως υψηλής αμφιβολιτικής φάσης, ενώ η ενότητα Μεσαριάς δεν πρέπει να έχει υποστεί συνθήκες ανώτερες εκείνων που χαρακτηρίζουν την πρασινοσχιστολιθική φάση. Ο συνδυασμός της πετρογραφικής παρατήρησης και της ορυκτοχημείας επέτρεψε να αναγνωρισθούν ορυκτές φάσεις οι οποίες για πρώτη φορά αναγνωρίστηκαν στην Ικαρία, όπως για παράδειγμα τα ορυκτά: ανδαλουσίτης, κορδιερίτης, σιλλιμανίτης, σκαπόλιθος, γιαροσίτης, αλλοκλασίτης/γκερσντορφίτης, οσμιρίδιο και συνχυσίτης. Ωστόσο ακόμη πιο σπάνιες ήταν οι ορυκτές φάσεις που αναγνωρίστηκαν στον Μn-ούχο λιθοτύπο \\\\\\\\\\\\\\\"Ικαρίτη\\\\\\\\\\\\\\\": σπεσσαρτίνης με σημαντικές ποσότητες μπλιθιτικού συστατικού (πλούσιο σε Mn3+), τεφροΐτη (Mn-ούχος ολιβίνης), κελσιανός και κυμρίτης (βαριούχοι άστριοι), ροδονίτης, βραουνίτης, γιακομπσίτης, πυροφανίτης (Mn-ούχος σπινέλιος). Στον ίδιο λιθολογικό τύπο αναγνωρίστηκε επίσης και μαγγανοκουμινγκτονίτης (\\\\\\\\\\\\\\\"τιροδίτης\\\\\\\\\\\\\\\") ο οποίος συνυπήρχε με Ca-ούχο αμφίβολο, συνύπαρξη που μόνο σπάνια έχει αναφερθεί στην διεθνή βιβλιογραφία, και αποτελεί πιθανά την πρώτη αναφορά του ορυκτού αυτού από τον ελλαδικό χώρο. Οι γεωθερμοβαρομετρικές εκτιμήσεις βασίστηκαν σε σημαντικό αριθμό γεωθερμοβαρομέτρων, χρησιμοποιώντας παλαιότερες αλλά και τις πιο πρόσφατες ρυθμίσεις τους. Οι συνθήκες P/T που προσδιορίστηκαν για την Ενότητα Ικαρίας, κυμαίνονται μεταξύ 441-623o C και 5.1-7.9 kbar, με τα ανώτερα μέλη της (δηλ. το σχημ/σμό Πετροπουλίου και τους μεταπηλίτες της ακολουθίας των Γνευσίων Πλαγιάς χωρίς γρανάτη και αλουμινοπυριτική φάση), να εμφανίζουν τους χαμηλότερους βαθμούς μεταμόρφωσης (ανώτερη πρασινοσχιστολιθική ως κατώτερη αμφιβολιτική) και τα κατώτερα μέλη της (δηλ. ακολουθία Γνευσίων Πλαγιάς) να προσεγγίζουν ως και την ανώτερη αμφιβολιτική φάση. Οι υψηλότερες πιέσεις (9.5-11.9) και οι χαμηλότερες θερμοκρασίες (~320-340o C) στην Ικαρία, καταγράφηκαν στους φυλλίτες της ενότητας Μεσαριάς. Ιδιαίτερου ενδιαφέροντος στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής ήταν οι μεταβωξιτικές εμφανίσεις καθώς και ο μεταμαγγανιούχος λιθοτύπος γνωστός ως \\\\\\\\\\\\\\\"Ικαρίτης\\\\\\\\\\\\\\\" (κατά Κτενά, 1969), ο οποίος εμφανίζεται σε κοντινή σχετικά απόσταση (<500m) από τον διεισδύοντα γρανίτη του Ξυλοσύρτη. Τα μεταβωξιτικά πετρώματα της Ικαρίας ταξινομούνται πετρογραφικά ως σμύριδα, τα δε γεωχημικά τους χαρακτηριστικά δείχνουν γενετική συσχέτιση με τις βωξιτικές αποθέσεις Ιουρασικής ηλικίας που παρατηρούνται αρκετά δυτικότερα, στον ηπειρωτικό ελληνικό χώρο, υποδεικνύοντας παρόμοια ηλικία για τους πρωτόλιθούς τους. Η ορυκτοχημεία των ορυκτών φάσεων που αποτελούν τα πετρώματα αυτού του τύπου βοήθησε στην εκτίμηση των μεταμορφικών συνθηκών που οδήγησαν στη δημιουργία τους, καθώς και στη σύγκρισή τους με παρόμοιου τύπου μεταβωξιτικές εμφανίσεις στο Αττικοκυκλαδικό σύμπλεγμα και το γειτονικό του σύμπλεγμα του Μεντερές (νοτιοδυτική Τουρκία). Η μελέτη των πετρωμάτων αυτών εστιάστηκε ιδιαίτερα στο ζεύγος γκανίτη (Zn-σπινελίου) – Zn-χεγκμπομίτη, που αν και συμμετείχαν σε μικρές αναλογίες, ήταν δυνατό να δώσουν σημαντικές πληροφορίες για την πορεία που ακολούθησαν οι πορείες P-T στις οποίες οφείλεται ο σχηματισμός τους. Το σχήμα ζώνωσης που παρατηρήθηκε στα ορυκτά αυτά, και κυρίως στον Zn- χεγκμπομίτη, υποδεικνύουν προοδευτικού τύπου μεταμόρφωση. Η περιεκτικότητα σε Zn του συνυπάρχοντα γκανίτη βρίσκεται ανάμεσα στις υψηλότερες που έχουν αναφερθεί σε παρόμοιου τύπου πετρώματα (πχ. Σάμος και Μεντερές). Σε δείγματα από το Mn-ούχο λιθοτύπο \\\\\\\\\\\\\\\"Ικαρίτη\\\\\\\\\\\\\\\" βρέθηκαν να συνυπάρχουν πλέον των 20 ορυκτών φάσεων σε επιφάνεια έκτασης που αντιστοιχεί στις διαστάσεις μίας τυπικής λεπτής τομής, πολλές από τις οποίες αναφέρονται για πρώτη φορά από την Ικαρία, όπως αναφέρθηκε και παραπάνω. Ως πιο πιθανή διεργασία για το σχηματισμό του λιθοτύπου αυτού προτείνεται η επίδραση πυρομετασωματικών ρευστών που συνδέονται γενετικά με την παρακείμενη γρανιτική διείσδυση του Ξυλοσύρτη. Ενδιαφέροντα αναμένεται να είναι τα αποτελέσματα που θα προκύψουν για τις συνθήκες P/T που οδήγησαν στο σχηματισμό του Ικαρίτη, μέσω της εν εξελίξει μελέτης του, στην κλίμακα των μικροπεριοχών του, που ορίζουν παραγενέσεις ισορροπίας. Η προσέγγιση που είχε το χαρακτήρα της πρόβλεψης, στηρίχτηκε στη χρήση ισοχημικών τομών P-T διαγραμμάτων φάσεων (isochemical P-T phase diagram sec-tions όπως προτείνεται σαν ονομασία τους από τους Tinkham & Ghent 2005), ευρύτερα γνωστών ως pseudosections, οι οποίες έχουν αποδειχθεί ως ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για τη μεταμορφική πετρολογία. Στην εργασία αυτή δοκιμάζεται η εφαρμογή του σε μεταπηλιτικά πετρώματα μετρίων βαθμών μεταμόρφωσης (πρασινοσχιστολιθική – αμφιβολιτική φάση) της κύριας λιθοστρωματογραφικής ενότητας της νήσου Ικαρίας (ενότητα Ικαρίας). Η χρήση τέτοιων διαγραμμάτων έδωσε τη δυνατότητα της μοντελοποίησης των παρατηρούμενων παραγενέσεων, καθώς και την αποκωδικοποίηση σημαντικού τμήματος της πορείας των μεταμορφικών συνθηκών P-T, που επέδρασαν επί των αντίστοιχων πετρωμάτων. Η δημιουργία ισοχημικών τομών με βάση δύο εκ των πλέον χρησιμοποιούμενων συστημάτων (KFMASH και MnKFMASH) για τρεις κύριες συστάσεις (ΑΙΚ, ΒΙΚ, και CIK) που προέκυψαν από την ομαδοποίηση παρομοίου χημισμού συστάσεων πετρωμάτων, επέτρεψε σε πρώτη φάση την αναγνώριση της επίδρασης του Mn στο σύστημα και την επιλογή του πλέον κατάλληλου συστήματος για την ιδανικότερη μοντελοποίηση της κάθε σύστασης/ομάδας παραγενέσεων. Τα διαγράμματα αυτά τέλος επέτρεψαν την με γεωθερμοβαρομετρικούς όρους προσέγγιση παραγενέσεων για τις οποίες η κλασική γεωθερμοβαρομετρία αδυνατεί να δώσει αποτελέσματα, λόγω της απουσίας των κατάλληλων ορυκτών φάσεων. Έγινε δυνατό να περιγραφούν δύο μεταμορφικά στάδια (στάδιο 1 και στάδιο 2), κάθε ένα από τα οποία αντιστοιχείται σε ξεχωριστό επεισόδιο θερμικής κορύφωσης. Τα τελευταία πιστεύεται ότι συνδέονται με τα μεταμορφικά επεισόδια που είναι υπεύθυνα για την τεκτονομεταμορφική ιστορία της Αττικο-Κυκλαδικής μάζας (Μ2 και Μ3, αντίστοιχα). Η παρούσα μελέτη έδειξε ότι η ενότητα Ικαρίας δέχτηκε μια μεταμόρφωση τύπου Barrow, με συνθήκες που αντιστοιχούν στην πρασινοσχιστολιθική έως μέση-ανώτερη αμφιβολιτική φάση. Τα πετρώματα της ενότητας Μεσαριάς επηρεάστηκαν κυρίως από μεταμορφικές συνθήκες της πρασινοσχιστολιθικής φάσης. Η καταγραφή του κατω-Ηωκαινικού γεγονότος υψηλής πίεσης (μεταμορφικό επεισόδιο Μ1) που επηρέασε την Αττικο-Κυκλαδικής μάζας στα πετρώματα της Ικαρίας δεν έγινε δυνατή. Μόνο ασθενείς ενδείξεις του γεγονότος αυτού έγινε δυνατόν να προσδιορισθούν, όπως η συχνή παρουσία γρανατικών εγκλεισμάτων σε κρυστάλλους ολιγοκλάστου των χαμηλότερου βαθμού μεταμόρφωσης σχιστόλιθων της ακολουθίας των Γνευσίων Πλαγιάς και των μεταπηλιτών του σχημ/σμου Πετροπουλίου. Ως πιο ξεκάθαρο στοιχείο ωστόσο του συγκεκριμένου μεταμορφικού επεισοδίου αναφέρεται η γεωβαρομετρική εκτίμηση υψηλών πιέσεων που πραγματοποιήθηκε για τους φυλλίτες της ενότητας Μεσαριάς. Τέλος, προτείνονται δύο εναλλακτικά μοντέλα για την περιγραφή της \\\\\\\\\\\\\\\"θερμικής μηχανής\\\\\\\\\\\\\\\", που ήταν υπεύθυνη για τη μεταμόρφωση και το μαγματισμό στην περιοχή της Ικαρίας. Το πρώτο βασίζεται στο αντίστοιχο προτεινόμενο από τον Μπορονκάϋ (1995) μοντέλο, το οποίο υποθέτει την ύπαρξη μιας μανδυακής πηγής που συνδέεται με τον μηχανισμό οπισθοχώρησης τεμάχους (slab roll-back). Οι διαδικασίες τήξης-αφυδάτωσης του τεμάχους αυτού παρήγαγαν ένυδρα τήγματα τα οποία κινούμενα ανοδικά προς την υπο-ηπειρωτική λιθόσφαιρα, έδωσαν γένεση στις γρανιτικές διεισδύσεις που παρατηρούνται στην περιοχή. Το δεύτερο μοντέλο είναι παρόμοιο με εκείνο που προτάθηκε από τους Whitney & Dilek (1998) για να ερμηνεύσουν την τεκτονομεταμορφική ιστορία της μάζας του Nidge, που αποτελεί τμήμα του κρυσταλλικού συμπλέγματος της κεντρικής Ανατολίας. Μέσω του μοντέλου αυτού προτείνεται η απόδοση του ενταφιασμού και της μερικής τήξης υλικού του φλοιού (κυρίως μεταγραουβακών και μετα-ανδεσιτών) στο ίδιο τεκτονομεταμορφικό καθεστώς, το οποίο είναι υπεύθυνο για την μεταμόρφωση που αποτυπώνεται στα μέλη της ενότητας της Ικαρίας. / The island of Ikaria is located in the eastern part of the Attic-Cycladic Massif, very close to its eastern continuation, the Menderes Massif. Three tectonic units can be distinguished (Ktenas, Marinos ed. 1969, Papanikolaou 1978) from bottom to top: a) the Ikaria unit, b) the Messaria unit and c) the Kefala unit. Two granitic bodies, a bigger I-type (diameter of c. 15 km) and a smaller S-type (dimension c. 3x1 km) intruded the Ikaria unit, in the western and eastern part of the island, respectively. The aim of this study is to unravel the metamorphic history of these units and the prevailing P-T conditions. To accomplish this task a two-fold approach was followed: a deductive and a predictive one. The former included field survey (mapping and sampling of more than 600 samples), petrographic study of more than 600 thin sections, of which representative samples were selected for further analysis, through X-ray diffraction, X-ray fluorescence, microprobe analysis and scanning electron microscopy (with EDS/WDS capabilities). The main task through the predictive approach was to: a) explore the potential of isochemical P/T phase diagram sections (pseudosections) to define phase relations and infer thermodynamic implication, and b) to model the metamorphic paragenesis of the metapelitic compositions of Ikaria unit, the main tectonometamorphic unit of Ikaria. The Ikaria unit consists of the following formations starting from the base: a) Nikaris marble, b) Plagia gneisses consisting of metapelites (schists and gneisses) with intercalations and lenses of amphibolites, calcsilicate rocks and quartzites, c) Pounta marble consisting of dolomites and marbles with rare metabauxitic lenses and d) Petropouli formation consisting of metapelites, amphibolites, calcsilicate rocks and marbles. During the Early Miocene the Ikaria unit was intruded of two granitic bodies of I- and S-type, respectively. This caused, local contact metamorphic recrystallization along with the formation of typical contact metamorphic minerals such as andalusite, cordierite, sillimanite (in metapelites), scapolite, clinozoisite (in calcsilicate rocks) and pyroxene, garnet (in amphibolites). The Messaria unit is thrusted on the Ikaria unit. It consists of marbles, graphite-rich calc mica schists, phyllites and rare greenschists. The rocks of this unit experienced metamorphism of greenschist face. The uppermost unit (Kefala unit) is a large “klippe” consisting of marbles of late Triassic age. It was intruded by a dioritic body, producing a thermal aureole and effects analogous to those of the granitic intrusions. Geochemical analyses of representative samples revealed the tholeitic MORB affinities of the metabasites, whilst it verified the para- (sedimentary) character obtained through the petrographic examination for the metasediments, and pointed to a “slate” type as their precursor rocks. Mineral chemistry indicates metamorphic conditions ranging from greenschist to medium-upper amphibolite facies for Ikaria unit and of greenschist facies for the Mesaria unit. A systematic petrographic and mineral chemistry study revealed, for the first time in Ikaria, the occurrence of: andalusite, cordierite, sillimanite, scapolite, jarosite, alloclasite/gersdorffite, osmiridium and synchisite. Of particular interest is the identification of uncommon mineral varieties withing the Mn-rich rock type “Ikarite”: spessartine containing significant amounts of blythite (Mn3+-rich component); tephroite (Mn-rich olivine variety); celsian and cymrite (Ba-rich feldspars); rodonite; braunite; jacobsite; pyrophanite (Mn-rich spinel). In addition, manganocummingtonite (“tirodite”) was found to coexist with Ca-amphibole (a pair that is only very rarely reported in the literature), and is believed to be its first occurrence ever reported from the greek territory. Geothermobarometric estimation was based upon a significant number of geothermobarometers, using various recalibrations, both older and recently published ones. The P/T range for the “Ikaria unit” can be bracketed between 441-623o C and 5.1-7.9 kbar. Its lower members (ie. Plagia Gneiss formation) exhibiting the higher temperature conditions recorded on the island (reaching the upper amphibolite facies), whereas in the upper members (ie. Petropouli formation as well as garnet- and Al-silicate free metapelites of the Plagia Gneiss formation) the metamorphic grade ranges between the upper greenschist and the lower amphibolite facies. The Mesaria unit exhibits the highest pressures (9.5-11.9), and lowest temperatures (~320-340o C) encountered from allover Ikaria island. Of great interest during the present study was the metabauxitic occurrences and the Mn-rich rock type, cropping out in proximity to the Xyslosyrtis granite (<500m), named “Ikarite” after Ktenas (1969). Mineral chemistry of all the mineral phases involved in these rocks allowed the estimation of the metamorphic conditions they underwent, as well as the comparison to similar metabauxitic occurrences in the Attic-Cycladic Compex (Cyclades, Greece) and its neighboring Menderes Complex (Southwest Turkey). This study is particularly focused on the Zn-spinel - Zn-högbomite pair, which (although present in accessory quantities) can provide valuable information for the possible P-T-t path of the rocks under study. The zoning patterns of these minerals, and particularly that of the Zn-Högbomite, indicate a prograde type of metamorphism. The Zn-content of the co-existing Zn-spinel is among the highest reported from similar rocks (ie. Samos and Menderes). In specimens of the Mn-rich rock type “Ikarite” more than 20 recognized minerals are found to co-exist in the scale of a thin section, most of them are reported for the fist time from Ikaria, as mentioned above. The most possible process for its formation is proposed to be the influence of pyrometasomatic fluids which are genetically linked to the intruding Xylosyrtis granite. Very interesting results about the prevailing P-T conditions are expected to be obtained by the ongoing research on this outcrop, in a microdomain scale. The predictive kind of approach was based on isochemichal P-T phase-diagram sections (broadly known as pseudosections), which have been proved to be a very useful tool for metamorphic petrology. In the present work the use of these diagrams is employed on metapelitic rocks of medium grade (greenschist-amphibolite facies) from the main tectonic unit of the island, the Ikaria unit. These diagrams have permitted us to model the observed mineralogical assemblages and to trace segments of the P-T path these rocks had followed. Iso-chemical sections were made for three representative mean compositions of rock analyses (AIK, BIK and CIK) with similar mineral associations. These diagrams shed light on the influence of Mn on garnet stability and helped us selecting the appropriate chemical system (KFMASH or MnKFMASH) for each bulk composition involved, in order to better modeling the relative assemblages. Finally, the isochemical sections helped to infer preliminary thermobarometric constraints for mineral assemblages that conventional geothermobarometry is of very limited use. Two different metamorphic stages (stage 1 and stage 2) have been described, each one of which is attributed to a different thermal peak. These thermal peaks are believed to be linked with the metamorphic events which are responsible for the tectonometamorphic history of the Attic Cycladic belt (M2 and M3, respectively). The present study has pointed out that the Ikaria unit underwent a Barrowian type metamorphism of greenschist to medium-upper amphibolite grade. The rocks of the Mesaria unit experienced a greenschist facies metamorphism. On the other hand, this study has failed to reveal clear evidence of the early Miocene HP event (M1 event), which however has affected most of the Attic Cycladic belt. The only indirect evidence for a HP event in the Ikaria unit is considered to be the frequent occurrence of garnet inclusions in oligoclase crystals within the less metamorphosed members of this unit (ie. Petropouli formation and garnet- and Al-silicate- free schists of the Plagia gneiss formation). A much clearer evidence is believed to be the high pressure estimated through geobarometry for the phyllites of Mesaria unit, which underlines the possibility that this unit has experienced the HP event. In conclusion, two alternative models are proposed to describe the “thermal engine” responsible for the metamorphism and magmatism in Ikaria. The first model is based on the model given by Boronkay (1994) and involves a mantle thermal source which accompanied the slab roll-back mechanism. Dehydration melting of this slab produced hydrous melts which moved upwards, towards the sub-continental lithosphere, giving birth to granitic intrusions occurring in the area. The second model, is similar to the one used by Whitney & Dilek (1998) to unfold the tectonometamorphic history of Nidge Massif in Central Anatolia Crystalline Complex. It proposes that burial and partial melting of crustal material (namely metagreywackes and meta-andesites) are the result of the same tectonometamorphic regime, which is responsible for the regional metamorphism imprinted on the members of “Ikaria unit”.

- / -

Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τα φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά του βραχώδους υλικού δύο διαφορετικών πετρωμάτων και συγκεκριμένα ψαμμιτών και γρανιτών. Οι ψαμμίτες προέρχονται από πέντε (5) επιλεγμένες θέσεις δειγματοληψίας σε αντίστοιχες θέσεις της Δ. Ελλάδας, από την ακολουθία του φλύσχη που ανήκει και στις τρεις αντιπροσωπευτικές γεωτεκτονικές ζώνες της ευρύτερης περιοχής. Η δειγματοληψία έγινε σε βραχώδη δείγματα μεγάλων διαστάσεων (block samples) και στη συνέχεια διαμορφώθηκαν κυλινδρικά δείγματα με εργαστηριακή καροταρία. Οι γρανίτες προέρχονται από δείγματα σημαντικού αριθμού δειγματοληπτικών γεωτρήσεων που εκτελέστηκαν στα πλαίσια της γεωτεχνικής έρευνας θεμελίωσης αιολικού πάρκου (ανεμογεννητριών) στην περιοχή Πισοδερίου Φλώρινας. Η εργαστηριακή έρευνα περιλάμβανε την προσέγγιση κυρίως της φυσικής συμπεριφοράς των ψαμμιτών με «μη καταστρεπτικές δοκιμές» σε 16 κυλινδρικά διαμορφωμένα δείγματα, ενώ για τους γρανίτες και συγκεκριμένα σε 120 κυλινδρικά δείγματα, έμφαση δόθηκε στις μηχανικές ιδιότητες η οποίες και απαιτούνται για τον ορθολογικό σχεδιασμό του συγκεκριμένου τεχνικού έργου. Οι ψαμμίτες ήταν κυρίως χαλαζιακοί, ασβεστιτικοί – χαλαζιακοί και αρκόζες. Τις χαμηλότερες τιμές ταχύτητας υπερήχων και σκληρότητας παρουσιάζουν οι αρκόζες, ενώ αντίθετα οι χαλαζιακοί ψαμμίτες εμφανίζονται σαν μέτρια σκληροί και με αρκετά χαμηλά πορώδη. Οι γρανίτες εμφανίζονται συνήθως σκληροί, υψηλής – πολύ υψηλής αντοχής με τιμές λόγου μέτρου (MR) να κυμαίνονται από περίπου 600 μέχρι <50. Ο σημαντικός αριθμός εργαστηριακών μετρήσεων κυρίως των παραμέτρων αντοχής επέτρεψε την στατιστική επεξεργασία τους και τη διατύπωση εμπειρικών σχέσεων γενικής εφαρμογής που χαρακτηρίζουν το συγκεκριμένο πέτρωμα. / This thesis examines the physical and mechanical characteristics of the rocky material of two different rocks and specifically sandstones and granites. The sandstones come from five (5) selected sampling sites in corresponding locations of Western Greece, from the sequence of flysch that belongs to all three representative geotectonic zones of the surrounding area. The sampling was done in large rock samples (block samples) and then formed cylindrical samples with laboratory karotaria. The granite samples come from a large number of sample drillings that carried out under the geotechnical research foundation of a wind farm (wind turbines) in Pissoderi Florina. The laboratory investigation included the main approach of the physical behavior of sandstones with "non-destructive testing" in 16 cylindrical shaped samples, while for the granite and specifically for 120 cylindrical samples, emphasis was placed on the mechanical characteristics which are necessary for the rational design of this specific technical project. The sandstones were mainly quartz, limestone - quartz and arkozes. The lowest ultrasound speed value and hardness show the arkozes, while the quartz sandstones appear as medium hard and relatively low porous. The granites usually appear tough, high - very high resistance to ratio value measure (MR) ranging from about 600 to <50. The large number of laboratory measurements of the parameters, mainly resistance’s, allowed the statistical processing and the formulation of empirical relationships of general application that characterize this rock.