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.

Šio darbo tikslas buvo ištirti Galaktikos storojo disko žvaigždžių cheminę evoliuciją. Devynių F-G-K spektrinės klasės žvaigždžių spektrai buvo gauti SOFIN spektrografu su Šiaurės šalių teleskopu. Iš spektrų nustačiau pagrindinius žvaigždžių atmosferų fizikinius parametrus: efektinę temperatūra Teff., gravitacinį pagreitį žvaigždės paviršiuje lg g, mikroturbulencijos greitį vt. ir deguonies, geležies, α, r- ir s-procesų elementų gausas devyniose storojo Galaktikos disko žvaigždėse. Rezultatus palyginau su kitų mokslininkų grupių darbais: tai Tautvaišienės ir kt. darbas (2001 m.); Bensby ir kt. darbai (2004, 2005, 2007 m.); Reddy ir kt. darbas (2006 m.). Geležies gausai [Fe/H] esant intervale nuo ≈ –0,9 iki ≈ –0,3 dešimtųjų žvaigždės, pasižyminčios storojo Galaktikos disko kinematika, yra turtingesnės deguoniu, magniu ir alfa-proceso elementais, nei plonojo disko žvaigždžių populiacija. Kitų cheminių elementų gausos storajame ir plonajame Galaktikos diskų žvaigždėse yra panašios. / The aim of this research is to study the Galactic thick disk chemical evolution. Using high-resolution spectra I have derived the chemical composition of a sample of Galactic thick disk stars. High resolution spectra of 9 F-G-K spectral type stars in the Galactic thick disk have been obtained by the SOFIN spectrograph on the Nordic Optical Telescope. From these stellar spectra I determined the basics stellar atmosphere parameters: effective temperatures Teff [K], surface gravities lg g, microturbulent velocities vt [km/s], and abundances of oxygen, iron, α, r- and s-process elements in the Galactic thick disk. The results are similar to those of other investigations: Tautvaišienė et al., 2001; Bensby et al., 2004, 2005, 2007; Reddy et al., 2006. For a given [Fe/H] the stars with kinematics typical of the thick disk are more enriched in oxygen and α- process elements (Mg, Si, Ca, Ti) than the stars with kinematics typical of the thin disk. The abundance of other elements (Al, Na, Cr, Ni, V, Sc, Mn, Co, Cu, Y, Zr, Ba, La and Nd) is similar for the two disks. The abundance ratios of oxygen, α, r- and s-process elements to iron provide further evidence that the thick disk star population have a different chemical history compared to the thin disk. The stars formation rate was probably higher in the Galactic thick disk than in the Galactic thin disk.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζονται τα χαρακτηριστικά των υποθαλάσσιων αποθέσεων της ερυθράς ιλύος που καλύπτουν τεράστια έκταση του πυθμένα του κεντρικού Κορινθιακού κόλπου και προκύπτουν ως μεταλλευτικό κατάλοιπο της επεξεργασίας βωξιτών για την παραγωγή αλουμινίου. / In the present diplomatic work are examined the characteristics of submarine red mud tailings that cover enormous extent of seabed of central corinthian gulf and result as mining residue of treatment of bauxites for the production of aluminium.

Les explorations scientifiques menées depuis une quarantaine d’années ont permis d'identifier la diversité et la complexité des processus géologiques et géochimiques conduisant à la concentration des métaux dans les grands fonds océaniques. Les dépôts métallifères riches en hydroxydes de Fer et de Manganèse, tels que les encroûtements hydrogénétiques et hydrothermaux et les nodules polymétalliques, présentent des enrichissements variés en éléments d'intérêts économiques tels que le Ni, Cu, Co, Te, Pt et les Terres Rares. Bien que la minéralogie et la géochimie de ces dépôts aient été largement étudiées dans la littérature, les sources de métaux restent encore mal déterminées. Par conséquent, comprendre la géochimie de ces dépôts implique d’une part, de connaître les processus participant à leur genèse, et d’autre part d’avoir de meilleures connaissances sur les sources impliquées (par ex. flux continental et hydrothermal) et leur importance dans les grands cycles biogéochimiques des métaux dans les océans. Afin d’apporter de nouveaux éléments de réponse, notre approche a consisté à utiliser les compositions isotopiques des métaux comme traceurs biogéochimiques. Ce projet est structuré autour de deux hypothèses, (1) le développement et l’utilisation d’un nouveau outil géochimique que sont les isotopes du Ni pour tracer les sources et les processus d’enrichissements en métaux dans les dépôts métallifères océaniques ; (2) la combinaison de plusieurs systèmes isotopiques tels que Fe, Pb, Cu et Zn (et Ni) dans les encroûtements de fer-manganèse comme proxy de la composition isotopique de l’eau de mer profonde. Après avoir développé une méthode d’analyse des isotopes du Ni par MC-ICP-MS et estimé la variabilité isotopique du Ni dans les systèmes naturels par la caractérisation des grands réservoirs terrestres, nous avons évalué expérimentalement le fractionnementisotopique du Ni lors de son adsorption sur les oxyhydroxydes de Fe et Mn comme analogue à ce qui pourrait se produire dans les dépôts de Fe-Mn naturels. Les résultats indiquent que lors de l’adsorption du Ni, la phase solide est enrichie en isotopes légers par rapport à la solution avec des facteurs de fractionnement (Δ60/58Nimin/sol) variant de -1 ‰ pour la birnessite, -0.9 ‰ pour la goethite et -0.4 ‰ pour la ferrihydrite. A partir de ces résultats et d’autres études récentes, nous avons pu appuyer l’hypothèse selon laquelle d’un point de vue global la variabilité isotopique du Ni dans les dépôts métallifères océaniques riches en Fe et Mn s’explique par des processus d’enrichissement et de formation lors de l’incorporation des métaux dans les phases minérales de Fe et Mn plutôt que par des variations des compositions isotopiques des sources. Ainsi les encroûtements hydrogénétiques formés lentement à partir de l’eau de mer ne montrent pas de fractionnement isotopique du Ni, tandis que les dépôts hydrothermaux formés par des processus rapides liés aux apports hydrothermaux montrent des fractionnements du Ni plus importants. Puis, afin d’évaluer la possibilité d’utiliser les signatures isotopiques du Ni comme nouveaux traceurs paléocéanographiques, nous avons mené une étude comparative sur des encroûtements collectés dans le Pacifique Nord (proche de Hawaii) et le Pacifique Sud (proche de Tahiti). Dans ce contexte, les ncroûtements de fer-manganèse formés par précipitation très lente de l’ordre de quelques mm/Ma entre 1500 et 3000 m de profondeur, fournissent un enregistrement de plusieurs millions d’années des métaux dissous dans l’eau de mer. Après avoir réalisé une étude minéralogique et géochimique (éléments majeurs et traces) et calibré les taux de croissance des encroûtements, nous avons mesuré pour la première fois les compositions isotopiques du Ni, Fe, Zn, Cu et Pb sur la même série temporelle. / Scientific explorations implemented for around forty years allow to identifying the diversity and the complexity of geological and geochemical processes conducting to metals concentration on the deep seafloor. Fe- and Mn-rich metalliferous deposits such as hydrogenetic and hydrothermal ferromanganese (Fe-Mn) crusts and polymetallic nodules, present various enrichment in elements of economic interests like Ni, Cu, Co, Te, Pt and Rare Earth Elements. Although the mineralogy and geochemistry of these deposits have been largely studied in the literature, metal sources remain poorly determined. Accordingly, understanding the geochemistry of these deposits implies to know which processes are involved in their formation but also to have a better knowledge of the sources (e.g. the continental and hydrothermal fluxes) and their importance in the global oceanic metal biogeochemical cycles. In order to fill this gap, our approach consisted in using metal stable isotope compositions as biogeochemical tracers. This project is organized around two hypotheses, (1) development and utilization of a new geochemical tool, namely Ni isotopes, for tracing metal enrichment sources and processes in oceanic metalliferous deposits; (2) combination of several isotope systematics such as Fe, Pb, Cu, Zn (and Ni) in Fe-Mn crusts as proxies of the deep seawater isotope composition. Upon developing an analytical method for measuring Ni isotopes by MC-ICP-MS and estimating the Ni isotopes variability in natural systems through the characterization of terrestrial reservoirs, we experimentally evaluated Ni isotope fractionation during adsorption on Fe- and Mn-oxyhydroxides since similar processes may potentially occur in natural Fe-Mn deposits. Results indicate that after Ni adsorption, the solid phase is enriched in light Ni isotopes relatively to the solution with fractionation factors (Δ60/58Nimin/sol) varying from -1 ‰ for birnessite, -0.9 ‰ for goethite and -0.4 ‰ for ferrihydrite. These results, and other recent studies, strengthen our hypothesis according to which Ni isotopes variability in Fe- and Mn-rich metalliferous deposits can be explained by enrichment and formation processes during metal incorporation in Fe and Mn mineral phases rather than variations in the isotopic composition of the sources. Thus, hydrogenetic Fe-Mn crusts formed slowly from seawater dissolved metals do not show significant Ni isotope fractionation, whereas hydrothermal deposits formed by relatively rapid processes as a result of hydrothermal inputs exhibit important Ni isotope fractionation.