Thesis (M.S.)--Miami University, Dept. of Geology, 2007. / Title from first page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 44-47).

No description available.

Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής μελετήθηκαν οι διεργασίες κοιτασματογένεσης των χρωμιτιτικών εμφανίσεων των οφιολιθικών συμπλεγμάτων του Βούρινου και της Πίνδου, σε συνδυασμό με τη συνδεόμενη με αυτές μεταλλοφορία των στοιχείων της ομάδας του λευκόχρυσου (PGE). Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε επίσης στην πετρογενετική εξέλιξη των μανδυακών ενοτήτων των δύο οφιολιθικών ακολουθιών, προκειμένου να εξαχθούν γενικότερα συμπεράσματα σχετικά με την προέλευση και τη διαμόρφωση των οφιόλιθων του ΒΑ Ελλαδικού χώρου. Γεωτεκτονικά το οφιολιθικό σύμπλεγμα του Βούρινου τοποθετείται στην Υποπελαγονική ζώνη, ενώ εκείνο της Πίνδου βρίσκεται τεκτονικά επωθημένο επί του Ηωκαινικής ηλικίας φλύσχη της ομόνυμης ισοπικής ζώνης. Αμφότερα τα συμπλέγματα θεωρείται ότι αντιπροσωπεύουν υπολείμματα του ενός ενιαίου ωκεανού, τα οποία σήμερα βρίσκονται επωθημένα επί του δυτικού περιθωρίου της Πελαγονικής μικροπλάκας. Αν και εμφανίζουν έντονα χαρακτηριστικά τεκτονικής καταπόνησης και οι δύο ακολουθίες διατηρούν όλο τους τύπους πετρολογικών ενοτήτων που συνθέτουν το φάσμα ενός πλήρως ανεπτυγμένου οφιολιθικού συμπλέγματος. Όλοι οι σχηματισμοί που μελετήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διατριβής προέρχονται από τις μανδυακές σειρές των δύο οφιολιθικών συμπλεγμάτων. Οι μανδυακοί τεκτονίτες αποτελούν τον κύριο όγκο του συμπλέγματος του Βούρινου, ενώ οι μανδυακής προέλευσης σχηματισμοί στο οφιολιθικό σύμπλεγμα της Πίνδου συνθέτουν την επονομαζόμενη ενότητα της Δραμάλας. Στον Βούρινο η δειγματοληπτική έρευνα κάλυψε τις σημαντικότερες από κοιτασματολογικής άποψης περιοχές του βόρειου και νότιου τμήματός του, ενώ στην Πίνδο δείγματα συλλέχθηκαν από τα κεντρικά και νότια τμήματα της όλης ενότητας της Δραμάλας, καθώς και από μανδυακής προέλευσης, ευμεγέθη, εξωτικά τεμάχη εντός της ενότητας της Αβδέλλας mélange. Η υπαίθρια μελέτη των μανδυακών ενοτήτων και στα δύο συμπλέγματα οδήγησε στις ακόλουθες διαπιστώσεις: α) το βόρειο τμήμα του οφιολιθικού συμπλέγματος του Βούρινου εμφανίζει σαφώς εντονότερα χαρακτηριστικά πλαστικής παραμόρφωσης σε σχέση με το νότιο, στο οποίο επικρατούν χαρακτήρες εύθραυστης-ημιπλαστικής παραμόρφωσης. Μια ανάλογη διάκριση, ασθενέστερα ωστόσο εκπεφρασμένη, θα μπορούσε να ειπωθεί πως ισχύει και όσον αφορά στην διάρθρωση των περιοχών Μηλιάς-Πεύκης, αντίστοιχα, στην Πίνδο. β) Η στατιστική ανάλυση των κινηματικών δεικτών συμφωνεί με μια προς τα ΒΑ διεύθυνση επώθησης για τον βόρειο Βούρινο και τη Μηλιά και με μια ΝΑ διεύθυνση τοποθέτησης για τον νότιο Βούρινο και το υπερβασικό τέμαχος της Πεύκης. γ) Οι χρωμιτιτικές εμφανίσεις φιλοξενούνται από δουνίτες και συγκεκριμένα στην πλειονότητα των θέσεων που παρατηρείται η ανάπτυξη χρωμιτικής μεταλλοφορίας το συνοδό είδος περιδοτίτη είναι ο λεπτοκρυσταλλικός δουνίτης (υγιής ή σερπεντινιωμένος). Πέρα από την σε όρους κοκκομετρικού μεγέθους διαφορά του σε σχέση με τον αντίστοιχο αδροκρυσταλλικό λιθότυπο, μια επιπλέον διαφοροποίησή του από αυτόν είναι η έλλειψη φολιωμένης δομής στον πρώτο. δ) Οι χρωμιτίτες του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς είναι συνήθως θυλακοειδούς μορφής, ασύμφωνα-παρασύμφωνα ανεπτυγμένοι σε σχέση με τους πιο άμεσους προς αυτούς αδροκρυσταλλικούς δουνιτικούς-χαρτσβουργιτικούς περιδοτίτες, ενώ τα χρωμιτικά κοιτάσματα του νότιου Βούρινου και της Πεύκης ακολουθούν στρωματοειδή, σύμφωνη-παρασύμφωνη δομική ανάπτυξη. ε) Οι χρωμιτίτες και των δύο συμπλεγμάτων εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία ιστολογικής ανάπτυξης, ωστόσο διαπιστώθηκε μια συστηματική διαφοροποίηση όσον αφορά στο κύριο τύπο ιστού της κάθε χρωμιτικής μεταλλοφορίας. Έτσι στους χρωμιτίτες του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς επικρατεί ο συμπαγής και ο ιστός τύπου λεοπαρδάλεως, ενώ στους χρωμιτίτες του νότιου Βούρινου και της Πεύκης το επικρατέστερο είδος είναι ο ιστός κατά πλάκες. στ) Στο νότιο Βούρινο και στην Πεύκη παρατηρούνται συχνά εναλλασσόμενοι χαρτσβουργιτικοί-δουνιτικοί "πάγκοι", ενδεικτικοί μιας στρωματομένης κατάστασης του υπολειμματικού τμήματος του μανδύα που εκτίθεται επί των συγκεκριμένων περιοχών. Επίσης, ο αριθμός των πυροξενιτικών (ροδινγκιτιωμένων και μη) φλεβών είναι υψηλότερος στις περιοχές αυτές σε σχέση με εκείνων του βόρειου Βούρινου και της Μηλιάς. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων οι φλέβες διατέμνουν τα κοιτάσματα χρωμίτη, στοιχείο που υποδεικνύει ότι δεν συνδέονται γενετικά μαζί τους, με μόνη εξαίρεση μια χρωμιτική εμφάνιση που φιλοξενείται σε πυροξενιτική φλέβα στην περιοχή της Πεύκης. ζ) Πάντα κοντά στις περιοχές εμφάνισης των κοιτασμάτων η τυπική λιθολογική διαδοχή προς αυτά είναι η: ±κλινοπυροξενομιγής χαρτσβουργίτης-κανονικός χαρτσβουργίτης-μεταβατικός χαρτσβουργίτης-αδροκρυσταλλικός δουνίτης-λεπτοκρυσταλλικός δουνίτης-χρωμιτίτης. Η οποιαδήποτε απόκλιση από την γενική αυτή διαδοχή είναι σπάνια, ακόμη και σε περιπτώσεις μικρών χρωμιτικών φακών. η) Η συχνή παγίδευση χαρτσβουργιτικών τεμαχών εντός αδροκρυσταλλικών δουνιτών υποδηλώνει την προέλευση των τελευταίων από τους πρώτους, ωστόσο περιπτώσεις αντικατάστασης φολιωμένων χαρτσβουργιτών από λεπτοκρυσταλλικούς δουνίτες υποδεικνύουν ότι κάποιοι λιθότυποι δεν έχουν, όπως αναμένεται, υπολειμματική προέλευση. θ) Η παρουσία κλινοπυροξενομιγών χαρτσβουργιτών είναι πιο συστηματική στην Πίνδο, ενώ στον Βούρινο απαντώνται πιο συχνά στείροι λεπτοκρυσταλλικοί δουνίτες κυρίως υπό τη μορφή φλεβών, πάγκων ή φακών. ι) Το χρωμιτικό κοίτασμα του Κορυδαλλού φιλοξενείται μέσα σε ένα εξωτικό, δουνιτικό τέμαχος, το οποίο περιέχεται εντός της οφιολιθικής mélange της ενότητας της Αβδέλλας που αναπτύσσεται στη συγκεκριμένη περιοχή. Τέλος, η συνολική αξιολόγηση όλων των διαθέσιμων γεωλογικών, ορυκτοχημικών, πετρολογικών και κοιτασματολογικών στοιχείων, υποδηλώνει ότι οι μανδυακές ενότητες και των δύο ακολουθιών γεννήθηκαν σε ένα κέντρο ώριμης διάνοιξης (MOR) και στη συνέχεια αναδιαμορφώθηκαν ως τμήματα ενός περιθωρίου πάνω από μια ζώνη καταβύθισης (SSZ). Η μετάβαση από τον Βούρινο στη Μηλιά και την Πεύκη και εν τέλει στον Κορυδαλλό πιθανά ισοδυναμεί με τη μετάβαση από το περιβάλλον μιας λεκάνης μπροστά από νησιωτικό τόξο στο (χώρο κάτω από το) ίδιο το τόξο και τέλος σε μια μικρών διαστάσεων περιθωρειακή λεκάνη πίσω από αυτό. / In the present thesis the processes of the genesis of the chomitite occurrences of the Vourinos and Pindos ophiolite complexes combined with their content in platinum group elements are studied. Special attention is given to the petrogenetic evolution of the mantle units of both ophiolite sequences in an attempt to understand better the origin and the formation of the ophiolites of the NW Greek area. In geotectonic terms the ophiolite complex of Vourinos belongs to the Ypopelagonic isopic zone, while the Pindos ophiolites are tectonically thrusted onto the Eocenic flysch of the Pindos zone. Both complexes are considered as remnants of a certain ocean, which today are found tectonically thrusted over the west margin of the Pelagonic micro-plate. Beyond the fact that both complexes show characteristics of intense tectonic deformation, they do preserve all the types of the petrologic sequences that compose a complete ophiolite complex. All the formations that have been studied in the present thesis are coming from the mantle units of both complexes. The main part of the Vourinos ophiolite complex is composed of mantle tectonites, while the mantle formations in the Pindos ophiolite complex compose the so-called Dramala unit. In the Vourinos complex the sampling covered the most important ore hosting areas of its northern and southern part, while in the Pindos complex several samples were taken from the central-southern parts of the Dramala unit and from exotic blocks of mantle origin of the Avdella mélange unit. The field investigation in both complexes has led to the following conlusions: a) The northern part of the Vourinos ophiolite complex shows clearly more characteristics of plastic deformation compared to its southern part in which characteristics of brittle to semi-plastic deformation prevail. A similar, but not so well-expressed discrimination can be made as far as concerns the structure of the areas of Milia and Pefki in the Pindos complex. b) The statistical analysis of several motional indicators shows a NE thrust direction for the northern sector of the Vourinos complex and the area of Milia and a SE direction of motion for southern Vourinos and Pefki. c) The chromitites are hosted in dunites and in the majority of the chromitite occurrences the accompanying rock-type is thin-grained dunite (serpentinised or not). In contrast to coarse-grained dunite the thin-grained variety of dunite is not foliated. d) The chromitites of northern Vourinos and Milia are usually of podiform type, discordantly to sub-concordantly developed to their neighbouring thick-grained dunitic to harzburgitic peridotites. The chromite ores of southern Vourinos and Pefki are stratiform, having a concordant to sub-concordant structure. e) Chromitites of both complexes show a great variety of chromite textures, although in each deposit a certain type of texture predominates. In northern Vourinos and Milia the dominant textural type is massive and leopard chromitite, while in southern Vourinos and Pefki the most common texture in chromitite is schlieren. f) In southern Vourinos and Pefki are commonly observed interlayered bodies of harzburgite and dunite, which are indicative of a stratified structure of the residual mantle superimposed on these areas. The number of the pyroxenite dykes (rodingitised or not) is higher in these areas compared to those in northern Vourinos and Milia. In their vast majority these dykes cut chromitite bodies, which indicates that they are not genetically related to the ores, except for one case of a chromitite that is hosted in a pyroxenite dyke in the northern part of the area of Pefki. g) Always in the vicinity of the chromitites the lithology follows the sequence: ±Clinopyroxene-bearing harzburgite, normal harzburgite, transitional harzburgite, coarse-grained dunite, thin-grained dunite, chromitite. A different lithological transition is quite unusual. h) The common entrapment of harzburgite blocks in dunites indicates that the latter comes from the former, although replacements of foliated harzburgites from thin-grained dunite that show no mark of foliation supports the fact that some rocks may not be simply of residual origin. I) The presence of clinopyroxene-bearing harzburgites is more common in the Pindos ophiolite complex, while in the Vourinos ophiolite complex bodies of thin-grained dunite in the form of dykes, layers or lenses are more commonly observed. Finally, taking into account all the available geological, mineral chemistry and petrological data, it can be said that the mantle units of both complexes have been initially formed in a mid-ocean ridge and then have been furtherly affected by the processes that take place in the mantle wedge above a SSZ. Thus the transition from Vourinos to Milia and Pefki and then to Korydallos is obviously equivalent to the "passage" from a fore arc basin to the arc and finally to a small back arc basin.

Le caractère unitaire des ophiolites résulte de processus inéluctables à tout magmatisme qui engendre résidu, cumulat et liquide. Une comparaison des ceintures ophiolitiques entre elles a permis de souligner d'importantes discontinuités pétrologiques, structurales et stratigraphiques liées à des systèmes géotectoniques différents mais aussi à des variations longitudinales le long de la ceinture considérée. La classification pétrologique des ophiolites en deux types proposée précédemment a été affinée tandis que la quantification des fractionnements (majeurs et traces) à partir des exemples Corse et Vourinos a permis de juger de sa validité. En particulier dans les ophiolites de type Il (Vourinos) on retiendra que les liquides observés ont pu subir 40 % d'extraction réalisée principalement dans des chambres magmatiques sous-crustales. La composition des magmas qui évolue avec le temps -diminution des incompatibles et augmentation de la sursaturation en silice- est en accord avec un appauvrissement progressif du manteau. Dans les ophiolites à affinité de ride médioocéanique, (type 1), le manteau est renouvelé lors de l'accrétion à partir des hétérogénéités pétrologiques et structurales observées dans un massif de péridotites de Corse, l'importance des processus de fusion, fractionnement et métasomatisme dans un diapir mantellaire mis en place dans une zone d' accrétion a pu être appréciée et la chronologie des mécanismes précisée. Les ophiolites de type Il ont servi de base à une classification structurale des ophiolites en deux groupes dont la structure interne pourrait être liée aux conditions d'ouverture. En particulier, dans les ophiolites à structures verticalisées qui sont souvent plus pauvres en éléments incompatibles que celles à variations lithologiques et structurales sub-horizontales, la morphologie des chambres a été estimée à partir de l'étude d'un massif en Iran. Dans toutes les ophiolites examinées, la durée de l'accrétion est brève dépassant rarement 40 Ma même pour celles qui montrent le plus d' affinité géochimique avec les échantillons océaniques. Ces différents aspects, de même que la nature des formations géologiques associées, ont conduit à substituer au jeu distension-collision frontale, des coulissements induits par la dérive des plaques majeures. Ces derniers sont responsables de la succession d'ouverture et fermeture plus ou moins obliques par rapport aux ceintures bordant les continents. Si certaines ophiolites correspondent à des tentatives d'océanisation, d'autres sont intégrées dans le développement d' un orogène. Dans ce cas, les ophiolites apparaissent après la formation de bassins à marges passives devenant quelquefois actives avant d'être ensemble rapldement tectonisées.

Η παρούσα διατριβή διερευνά την επίδραση των πετρογραφικών παραμέτρων στις φυσικομηχανικές ιδιότητες των οφιολιθικών πετρωμάτων Πίνδου και Βούρινου. Επιπρόσθετα, μελετώνται ορισμένα δείγματα από τα οφιολιθικά συμπλέγματα του Κόζιακα και της ανατολικής Όθρυος και ορισμένα Τριαδικά ηφαιστειακά πετρώματα από την περιοχή του Δομοκού. Tα συλλεχθέντα δείγματα αξιολογούνται για την καταλληλότητά τους ως αδρανή υλικά. Επιπλέον, διερευνάται η καταλληλότητα υγιών υπερβασικών δειγμάτων στη βιομηχανία πυρίμαχων. Στις υπό μελέτη εμφανίσεις πραγματοποιήθηκε λεπτομερής γεωλογική χαρτογράφηση. Ακολούθησε πετρογραφική εξέταση των επιμέρους λιθότυπων και ποσοτικοποίηση των ορυκτολογικών συστατικών τους. Εφαρμόστηκαν σύγχρονες τεχνικές με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, μικροσκόπιο φθορισμού και λογισμικό ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας. Διερευνήθηκε επίσης ο τρόπος διάδοσης των μικρορωγμών κατά τη μοναξονική φόρτιση των πετρωμάτων και δόθηκε έμφαση στην πιθανή συμμετοχή αμιαντούχων ορυκτών σε αυτά. Προσδιορίστηκαν οι γεωμετρικές, φυσικομηχανικές, φυσικοχημικές και χημικές ιδιότητες των δειγμάτων και διαπιστώθηκε ότι οι βασικοί λιθότυποι παρουσιάζουν υψηλότερη μηχανική αντοχή από τους υπερβασικούς, ενώ οι τραχίτες έχουν συνήθως μεταβατικά χαρακτηριστικά μεταξύ των δύο παραπάνω κατηγοριών πετρωμάτων. Οι συσχετίσεις μεταξύ των προσδιορισθέντων ιδιοτήτων διερευνήθηκαν με ανάλυση παλινδρόμησης και παραγοντική ανάλυση. Οι ιδιότητες των βασικών και υπερβασικών λιθότυπων τείνουν να βελτιώνονται όσο μειώνεται ο βαθμός εξαλλοίωσης. Εξαίρεση αποτελεί ο δείκτης αντίστασης σε στίλβωση, ο οποίος τείνει να βελτιώνεται αυξανομένου του βαθμού υδροθερμικής μεταμόρφωσης. Για τους δολερίτες διατυπώθηκαν δύο νέοι μικροπετρογραφικοί δείκτες, ο δείκτης αντοχής (Ips) και ο δείκτης αντικατάστασης (Irep), οι οποίοι αποτελούν ποσοτική έκφραση των πετρογραφικών μεταβολών που λαμβάνουν χώρα κατά την εξαλλοίωση. Για τους υπερβασικούς λιθότυπους εισήχθηκε ο λόγος OOS, ο οποίος εκφράζει το βαθμό διατήρησης των πρωτογενών ορυκτών κατά τη σερπεντινίωση. Για τον προσδιορισμό του βαθμού εξαλλοίωσης των υπερβασικών πετρωμάτων εισήχθηκε ο δείκτης ευκίνητων στοιχείων (Im). Οι υπό μελέτη λιθότυποι είναι κατάλληλοι για χρήση ως αδρανή σκυροδεμάτων, κονιαμάτων, οδοποιίας, σκύρων σιδηροτροχιών, φίλτρων και βράχων θωράκισης, με εξαίρεση τους έντονα σερπεντινιωμένους και τεκτονισμένους χαρτσβουργίτες και τους τραχίτες. Ακόμη, τα υγιή υπερβασικά δείγματα είναι κατάλληλα για χρήση ως πρώτες ύλες στη βιομηχανία πυρίμαχων. / The present thesis aims at investigating the influence of petrographic factors on the physicomechanical properties of the Pindos and Vourinos ophiolitic rocks. Samples were also collected from the Koziakas and eastern Othrys ophiolitic complexes, as well as from an exposure of Triassic volcanic rocks near the Domokos locality. The evaluation of the collected samples for their suitability as aggregates is attempted. In addition, selected ultrabasic samples are evaluated for their suitability in refractory industry. The studied areas were thoroughly mapped. The petrographic characteristics of each lithotype were examined and their mineralogical composition was quantified. Modern techniques were also applied, using scanning electron microscopy and fluorescent microscopy, in combination with digital image analysis. Additionally, the microcrack propagation during uniaxial compression was investigated, as well as the potential existence of asbestiform minerals in each sample. The geometrical, physicomechanical, physicochemical and chemical properties were determined for each rock sample. The basic lithotypes have higher strength than the ultrabasic. The trachytes usually have characteristics transitional between the basic and ultrabasic lithotypes. The interrelationships between the various properties were examined using regression and factor analysis. The properties of the basic and ultrabasic lithotypes tend to improve when the degree of alteration decreases. Exceptionally, the polishing resistance tends to increase with an increasing degree of hydrothermal metamorphism. Two new micropetrographic indices were proposed for the dolerites, the micropetrographic strength index (Ips) and the replacement index (Irep). These indices reflect and quantify petrographic transformations which take place during alteration. The ratio OOS was introduced for the ultrabasic samples, which reflects the degree of preservation of the primary mineral phases during serpentinization. Additionally, the index of mobile elements (Im) was introduced in order to quantify the degree of alteration of ultrabasic rocks. The studied rock types are suitable for the production of aggregates for concretes, mortars, road construction, railway track ballast, filters and armourstone. The only unsuitable samples are the intense serpentinized and tectonized harzburgites and the trachytes. In addition, the fresh ultrabasic samples can be used as raw materials in the refractory industry.