Η παρούσα διατριβή ειδίκευσης εκπονήθηκε στο Τμήμα Γεωλογίας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών «Γε-ωλογία και Γεωπεριβάλλον» κατά τα έτη 2014 - 2016. Στόχο της διατριβής είναι η πετρολο-γική και ορυκτολογική μελέτη των δομικών υλικών του μεσαιωνικού Κάστρου της Πάφου. Σκοπός είναι ο προσδιορισμός της προέλευσης των δομικών στοιχείων, καθώς και των κύρι-ων μηχανισμών φθοράς που λειτουργούν σε αυτά. Επιπλέον, με την παρούσα διατριβή προ-τείνονται λύσεις αποκατάστασης των φθορών και συντήρησης του μνημείου με βάση τα επι-στημονικά αποτελέσματα της. Τέλος, εφαρμόζεται η μέθοδος της ψηφιακής χαρτογράφησης και γίνεται προσπάθεια οπτικής απεικόνισης των φθορών στους δομικούς λίθους.
Για τις ανάγκες της διατριβής λήφθηκαν συνολικά 31 δείγματα δομικών υλικών τα ο-ποία εξετάστηκαν με στερεοσκόπιο και σε αντιπροσωπευτικό δείγμα από αυτά πραγματο-ποιήθηκε ανάλυση περιθλασιμετρίας ακτίνων-Χ με στόχο την ποιοτική και ποσοτική αξιολο-γηση της ορυκτολογικής τους σύστασης. Ακόμη, σε 15 δείγματα δομικών λίθων κατασκευά-στηκαν λεπτές στιλπνές τομές οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για μικροσκοπική παρατήρηση, ενώ τρεις από αυτές εξετάστηκαν και με ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM).
Τα αποτελέσματα της περιθλασιμετρίας ακτίνων-Χ έδειξαν ότι:
• Ο ασβεστίτης αποτελεί την κύρια ορυκτολογική φάση όλων των δομικών λίθων που εξε-τάστηκαν. Επίσης ο χαλαζίας βρέθηκε σε όλα τα δείγματα δομικών λίθων σε ποσοστά μέ-χρι 11%. Σε ορισμένα δείγματα δομικών λίθων αναγνωρίστηκαν γύψος και αλίτης σε ση-μαντικά ποσοστά. Ενώ, σε μικρότερα ποσοστά και σε ορισμένα δείγματα δομικών λίθων αναγνωρίστηκαν αραγωνίτης, δολομίτης, πλαγιόκλαστο, αργιλικά ορυκτά, μαρμαρυγίες και γκαιτίτης.
• Στα τέσσερα επιχρίσματα που εξετάστηκαν ο ασβεστίτης και η γύψος αποτελούν τις κύρι-ες ορυκτολογικές φάσεις. Σε δύο δείγματα επιχρισμάτων αναγνωρίστηκαν σημαντικά πο-σοστά αλίτη. Επίσης, σε μικρότερα ποσοστά αναγνωρίστηκε και στα τέσσερα δείγματα ε-πιχρισμάτων o χαλαζίας, ενώ σε ορισμένα μόνο δείγματα αραγωνίτης, πλαγιόκλαστο και τρεμολίτης.
• Στα τρία δείγματα κονιάματος δόμησης που εξετάστηκαν προκύπτει ότι, οι κύριες ο-ρυκτολογικές φάσεις είναι ο ασβεστίτης, ο χαλαζίας και ο αλίτης. Επίσης, σε σημαντικό πο-σοστό συμμετέχει στο δείγμα ΜΙ_D17 o αραγωνίτης ενώ, σε μικρότερα ποσοστά σε ορισμέ-να δείγματα κονιάματος συμμετέχουν η γύψος, ο αραγωνίτης, αργιλικά ορυκτά και πλαγιό-κλαστο.
Από τη μικροσκοπική παρατήρηση προέκυψε ότι:
• Τα δείγματα Δ1, Δ2, Δ3, Δ4, Δ6, Δ7, Δ12, Δ23, Δ27, Δ28, Δ29, Δ30 και Δ31 ταξινομού-νται κατά Folk (1959) ως Βιοσπαρίτες και κατά Dunham (1962) ως Κοκκόλιθοι.
• Το δείγμα Δ26 ταξινομείται κατά Folk (1959) ως ενδοκλαστοφόρος Βιοσπαρίτης και κατά Dunham (1962) ως Κοκκόλιθος.
• Τέλος, το δείγμα Δ5 ταξινομείται κατά Folk (1959) ως Βιομικρίτης και κατά Dunham (1962) ως Βακόλιθος.
Τα αποτελέσματα της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης που πραγματοποιήθηκε στα δείγματα Δ2, Δ6 και Δ26 επιβεβαίωσαν την παρουσία σπαριτικού συγκολλητικού υλικού ενώ ακόμη, έδειξαν την παρουσία κρυστάλλων αραγωνίτη στους πόρους του δείγματος Δ2.
Tα τρία δείγματα δομικών λίθων (Δ29, Δ30, Δ31) που λήφθηκαν κατά την αναζήτηση των αρχαίων θέσεων λατόμησης ταυτίζονται με τους δομικούς λίθους που χρησιμοποιήθηκαν στο κάστρο της Πάφου. Οι θέσεις αυτές αποτελούν τις θέσεις των μητρικών πετρωμάτων, τα οποία λήφθηκαν σε διαφορετικές φάσεις αποκαταστάσεων. Τα πετρώματα αυτά (Δ30, Δ31) με βάση τον γεωλογικό χάρτη της περιοχής Πάφος – Καλλέπια είναι ασβεστόλιθοι που απο-τέθηκαν σε ρηχό θαλάσσιο περιβάλλον. Ο σχηματισμός αυτός εκτείνεται σε όλη τη Νοτιοδυ-τική πλευρά της Κύπρου και υπό προϋποθέσεις είναι κατάλληλος για ανεύρεση νέων δομικών λίθων, έτσι ώστε να αντικατασταθούν εκεί όπου κρίνεται απαραίτητο οι παλιοί δομικοί λίθοι του κάστρου.
Τέλος τα αποτελέσματα της ψηφιακής χαρτογράφησης της πρόσοψης του κάστρου έ-δειξαν τουλάχιστον μια θέση, αριστερά της κύριας εισόδου, η οποία χρίζει άμεσης αντικατά-στασης των δομικών λίθων. Η θέση αυτή πέρα από την αισθητική υποβάθμιση του μνημείου, αποτελεί και πιθανή περιοχή αστοχίας της τοιχοποιίας λόγο αλλοίωσης των μηχανικών αντο-χών αυτών των λίθων.
Έτσι με την παρούσα μελέτη προτείνονται: Επέκταση του ήδη υφιστάμενου κυματοθραύστη στην πλευρά της θάλασσας για αποφυ-γή άμεσης επαφής του θαλασσινού νερού με την τοιχοποιία η οποία είναι εμφανής κυρί-ως τους χειμερινούς μήνες. Αντικατάσταση των δομικών λίθων στους οποίους παρουσιάζονται σημαντικές φθορές, με ιδιαίτερη έμφαση εκεί όπου η φθορά επηρεάζει μεγάλες εκτάσεις της τοιχοποιίας. Αντικατάσταση ελλιπών τμημάτων με δομικούς λίθους. Αντικατάσταση δομικών λίθων που παρουσιάζουν ρωγμές. Η αντικατάσταση να γίνει με δομικούς λίθους οι οποίοι θα ληφθούν από τον ίδιο γεωλο-γικό σχηματισμό με τα δείγματα Δ30, Δ31. Δεν προτείνεται η χρήση υλικού παρόμοιο με τους λίθους του "λόφο Φάμπρικα" στις ερ-γασίες αποκατάστασης. Για την αρμολόγηση κατά την αντικατάσταση των δομικών λίθων προτείνεται να χρησι-μοποιηθεί κατάλληλο κονίαμα δόμησης με υλικά τα οποία δεν περιέχουν άλατα ή γύψο. Η χρήση παραδοσιακού ασβεστοκονιάματος είναι η ενδεδειγμένη. Καθαρισμός και αποψίλωση των φυτών που αναπτύσσονται στην τοιχοποιία.

The present specialization thesis conducted at the Department of Geology of the Aristotle University of Thessaloniki in the framework of the postgraduate program "Geology and
Geoenvironment" in the years 2014 - 2016. The aim of the thesis is the petrological and mineralogical study of building materials of Paphos medieval castle. The purpose is to determine
the origin of structural components, and the main damage mechanisms working οn them.Moreover, this thesis proposed recovery solutions of deteriorations and maintenance of the
monument based on scientific results. Finally, the process of digital mapping is applied and effort the optical depiction of damage to building stones.
For the current thesis were obtained 31 samples of construction materials and all of them were examined with stereoscope and representative sample of them was analyzed with
X-ray diffractometry. With the method of X-ray diffractometry determined the qualitative and quantitative mineralogical composition of 31 building materials. Moreover, in 15 samples of
building stones thin glossy sections constructed which was used for microscopic observation and three of them were examined with scanning electron microscopy (SEM).
The results of X-ray diffractometry showed that:

• Calcite is the main mineralogical phase of all the building stones tested. Also quartz was identified in all building stones simples up to 11%. In some samples of building stones
identified gypsum and alite in significant numbers. While, in smaller percentages and in some samples of building stones identified aragonite, dolomite, plagioclase, clay minerals,
mica and goethite.

• The four examined coatings showed that calcite and gypsum are the main mineralogical phases. in two coating samples identified significant alite percentages. Also, smaller per-
centages of quartz identified in all samples of coatings, while in some only samples identified aragonite, plagioclase and tremolite.

• The three samples of building mortars examined shows that the main mineralogical phases are calcite, quartz and alite. Also, significant amount of aragonite participate in sample
MI_D17 and, in smaller percentages in some mortar samples participating gypsum, aragonite, clay minerals and plagioclase.

The microscopic observation shows that:

• Samples D1, D2, D3, D4, D6, D7, D12, D 23, D27, D28, D29, D30 and D31 classified by Folk (1959) as Biosparite and by Dunham (1962) as Grainstones.

• The sample D26 is classified by Folk (1959) as intraclastferous Biosparite and by Dunham (1962) as Grainstone.

• Finally, the sample D5 classified by Folk (1959) as Biomicrite and by Dunham (1962) as Wackestone.

The results of scanning electron microscopy performed on the samples D2, D6 and D26 confirmed the presence of sparry calcite cement while also showed the presence of crystals of aragonite in the pore system of D2 sample. Τhe three samples of building stones (D29, D30, D31) obtained for identification of ancient quarry sites are identical with the building stones used in Paphos castle. These locations are the positions of the parent rock. These rocks (D30, D31) based on the geological map of the region Paphos - Kallepia (Figures 2.3-2.4), are limestones which deposited in shallow marine environment. This formation extends throughout the South-West coast of Cyprus and is suitable under conditions for finding new building stones in order to replace where necessary the old building blocks of the castle.

Finally the results of the digital mapping of the castle’s facade showed at least one position on the left of the main entrance, which anoints immediate replacement of building stones. This position beyond the aesthetic degradation of the monument also constitutes possible failure area of the wall due to deterioration of the mechanical strength of these stones. Thus the present study suggested:Expansion of the already existing breakwater on the sea side to avoid direct contact of the sea water with the masonry which is evident mainly in the winter months.

• Replacement of building stones which are significant damage, with particular emphasis where damage affects large areas of masonry. Replace missing parts with building stones.

• Replacement building stones exhibiting cracks.

• The replacement should been done with building blocks which will be taken from the same geological formation of samples D30, D31. The use of material similar to the stones of "Fabrika hill" is not recommended on restora-
tion work.

• For grounding during replacement of building stones it has to been used suitable building mortar with materials which do not contain salts or gypsum. The use of traditional lime mortar is appropriate. Cleaning and dismantling of the plants that grows in the masonry.

Abrahamsen, N., & Schonharting, G. (1987). Palaeomagnetic timing of the rotation and translation of Cyprus. Earth Planet. Sci. Lett. 81, 409–418.

Adams, A. E., & MacKenzie, W. S. (1998). A Colour Atlas of Carbonate Sediments and Rocks Under the Microscope. London: Manson Publishing.

Adams, A. E., MacKenzie, W. S., & Guilford, C. (1984). Atlas of sedimentary rocks under the microscope. Harlow: Longmans.

Charola, A. E., Pühringer, J., & Steiger, M. (2007). Gypsum: a review of its role in the deterioration of building materials. Environmental geology, 52(2), 339-352.

Dunham, R. (1962). Classification of carbonate rocks according to depositional texture. Amer. Assoc. Petrol.Geol. Mem. No1.

Dworakowska, A. (1975). Quarries in Ancient Greece. Wroclaw: Polish Academy of Sciences, Bibliotheca Antiqua, 14.

Eaton, S., & Robertson, A.H.F. (1993). The Miocene Pakhna Formation, southern Cyprus and its relationship to the Neogene tectonic evolution of the Eastern Mediterranean. Sediment. Geol. 86, 273–296.

Ergün, M., Okay, S., Sari, C., Oral, E.Z., Ash, M., Hall, J., & Miller, H. (2005). Gravity anomalies of the Cyprus Arc and their tectonic implications. Marine Geol. 221, 349–358.

Folk, R. L. (1959). Practical petrographic classification of limestones. Amer. Assoc. Petrol. Geol. Bull., 43, 1-38.

Galan, E., Aires Barros, L., Christaras, B., Kassoli-Fournaraki, A., Fitzner, B., & Zezza, F. (1996). Representative stones from the sanctuary of Demeter in Eleusis (Greece), Sta. Marija ta Cwerra of Siggiewi (Malta) and Bari (Italy) and Cadiz (Spain) cathedrals. Petrographic characteristics, physical properties and alteration products. Preprints of the E.C. Research Workshop on the. “Origin, mechanisms and effects of salts on degradation of monuments in marine and continental environments”, (σσ. 77-85). Bari Italy.

Geological Survey Department of Cyprus (2009). Digital Geology of Cyprus. Geological Survey Department of Cyprus, Lefkosia.

Glover, C., & Robertson, A. (1998). Neotectonic intersection of the Aegean and Cyprus tectonic arcs: Extensional and strike-slip faulting in the Isparta Angle, southwest Turkey. Tectonophysics 298, 103–132.

Hadjistavrinou, Y., & Afrodisis, S. (1977). Geology and Hydrogeology of the Paphos Region. Bulletin of the Geological Survey Department of Cyprus, 7, 1-44.

Harrison, R.W., Newell, W.L., Batıhanlı, H., Panayides, I., McGeehin, J.P., Mahan, S.A., Ozhur, A., Tsiolakis, E., & Necdet, M. (2004). Tecton ic framework and Late Cenozoic tectonic history of the northern part of Cyprus: implications for earthquake hazards and regional tectonics. J. Asian Earth Sci. 23, 191–210.

Hill, G. (2010). A history of Cyprus (Vol. 3). Cambridge University Press.

ICOMOS-ISCS, V. B. V. (2008). Illustrated glossary on stone deterioration patterns. Monuments and Sites: XV.

Klok, C. A. (2005). Αφροδίτη και Ευρώπη: Συνοπτική ιστορία της Κύπρου από την προϊστορική εποχή μέχρι σήμερα. Θεσσαλονίκη: University Studio Press.

Lundgren, P., Giardini, D., & Russo, R.M. (1998). A geodynamic framework for eastern Mediterranean kinematics. J. Geophys. Res. 25, 4007–4010.

Morris, A., Creer, K.M., & Robertson, A.H.F. (1990). Palaeomagnetic evidence for clockwise rotations related to dextral shear along the Southern Troodos Transform Fault, Cyprus. Earth Planet Sci. Lett. 99, 250–262.

Papadimitriou, E.E., & Karakostas, V.G. (2006). Earthquake generation in Cyprus revealed by the evolving stress field. Tectonophysics 423, 61–72.

Papazachos, B.C., & Papaioannou, Ch.A, (1999). Lithospheric boundaries and plate motions in the Cyprus area. Tectonophysics 308, 193–204.

Ren, L., Cohen, D. R., Rutherford, N. F., Zissimos, A. M., & Morisseau, E. G. (2015). Reflections of the geological characteristics of Cyprus in soil rare earth element patterns. Applied Geochemistry, 56, 80-93.

Robertson, A.H.F., & Grasso, M. (1995). Overview of the Late Tertiary-Recent tectonic and paleo-environmental development of the Mediterranean region. Terra Nova 7, 114–127.

Spray, J.G., & Roddick, J.C. (1981). Evidence for upper cretaceous transform fault metamorphism in West Cyprus. Earth Planet Sci. Lett. 55, 273–291.

Steiger, M., Charola, E.A., & Sterflinger, K. (2014). "Weathering and Deterioration." Stone in Architecture. Springer Berlin Heidelberg, 225-316

Theoulakis, P., & Moropoulou, T. (1988). Mechanisms of deterioration of the sandstone of the medieval city of Rhodes. In: Ciabach J (ed) Proceedings of the 6th international congress on deterioration and conservation OF Stone. Nicholas Copernicus University, Torun, pp 86–96

Zezza, F., & Macrì, F. (1995). Marine aerosol and stone decay. Sci Total Environ 167:123–143 Αριστείδου, Α. Χ. (1994). Το φρούριο της Πάφου. Με σύντομη ιστορία της πόλης και των οχυρώσεων της. Λευκωσία.

Καντηράνης Ν., Στεργίου Χ.Α., Φιλιππίδης Α. και Δρακούλης Α. (2004). Υπολογισμός του ποσοστού του άμορφου υλικού με τη χρήση περιθλασιογραμμάτων ακτίνων-Χ. 10ο Διεθνές Συνέδριο Ε.Γ.Ε., Θεσσαλονίκη, Δελτ. Ελλ. Γεωλ. Ε¬ταιρ., 36/1: 446-453.

Κωνσταντίνου , Γ., & Παναγίδης, Ι. (2013). Κύπρος και Γεωλογία: Επιστήμη - Περιβάλλον - Πολιτισμός. Λευκωσία: Πολιτιστικό Ίδρυμα Τραπέζης Κύπρου.

Μουντράκης, Δ. Μ. (2010). Η γεωλογία της Κύπρου. Στο Δ. Μ. Μουντράκης, Γεωλογία και γεωτεκτονική εξέλιξη της Ελλάδας (σσ. 255-262). Θεσσαλονίκη: University Studio Press.

Παυλίδης, Ά., & Γιασεμίδης, Σ. (1987). Πάφος: πόλη και επαρχία. Λευκωσία: Φιλόκυπρος.

Τσιραμπίδης, Α. (2008). Ιζηματογενή Πετρώματα. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Γιαχούδη.

Φιλοκύπρου, Μ. (2012). Δομικά υλικά και κατασκευές στην κυπριακή αρχιτεκτονική: από τη νεολιθική περιόδο μέχρι την ύστερη χαλκοκρατία. Διδακτορική διατριβή, Τμήμα Ιστορίας και Αρχαιολογίας, Πανεπιστήμιο Κύπρου 366σ.