Στην παρούσα εργασία μελετάται η ορυκτολογία και γεωχημεία των χρωμιτοφόρων εμφανίσεων της περιοχής Γερακινής-Ορμύλιας, που φιλοξενούνται στο Μεσοζωϊκής ηλικίας οφειολιθικό σύμπλέγμα της ∆υτικής Χαλκιδικής, στην Περιροδοπική ζώνη. Το οφειολιθικό σύμπλεγμα της περιοχής περιλαμβάνει χαρτσβουργίτες, δουνίτες, πυροξενίτες και γάββρους. Οι χαρτσβουργίτες είναι σε διαφορετικό βαθμό σερπεντινιωμένοι και περιέχουν ολιβίνη (Fo=91-92%), ορθοπυρόξενο (En 90-92, Fs 7-12, Wo 1-3 ), δύο γενεές Cr-σπινελλίου διαφορετικής σύστασης και σε μικρότερες ποσότητες τάλκη, ανθρακικά ορυκτά και μαγνητίτη.
Οι πυροξενίτες περιλαμβάνουν ορθοπυρόξενο και κλινοπυρόξενο ως κύρια
ορυκτά, σε μικρότερες αναλογίες ολιβίνη ή πλαγιόκλαστο, ενώ μπορεί να συμμετέχουν αμφίβολος, ± τάλκης και αδιαφανή ορυκτά, που αποτελούνται κυρίως από ιδιόμορφους κρυστάλλους Cr-σπινελλίου. Οι δουνίτες είναι σε διαφορετικό βαθμό σερπεντινιωμένοι και περιέχουν ολιβίνη (Fo=90-92%), σερπεντίνη, συχνά ανθρακικά ορυκτά και επουσιώδη χρωμίτη. Χαρακτηριστικά στην ορυκτολογία των πυροξενιτών και χαρτσβουργιτών είναι τα εξής:
• Οι κλινοπυρόξενοι παρουσιάζουν ελάσματα απόμειξης ορθοπυροξένων.
• Οι ορθοπυρόξενοι παρουσιάζουν κατ' αντιστοιχία ελάσματα απόμειξης ορθοπυροξένων, καθώς επίσης κάμψεις και κυματοειδή κατάσβεση λόγω πίεσης.
• Οι πυρόξενοι μετατρέπονται συχνά σε αμφίβολο ή/ και τάλκη, δίνοντας μερικές φορές χαρακτηριστικές μορφές με οδοντωτά περιγράμματα. Στους ολιβίνες το NiO δείχνει μια τάση αύξησης με την αύξηση των ποσοστών %Fo, ενώ το MnO δείχνει μείωση προς την ίδια κατεύθυνση. Στα πετρώματα της περιοχής μελέτης παρατηρείται σε διαφορετικό βαθμό η συμμετοχή ανθρακικών ορυκτών, που συνήθως διεισδύουν σε σπασίματα και διαρρήξεις. Οι ποσότητες Ni του σερπεντίνη είναι χαμηλότερες από του αρχικού ολιβίνη, πράγμα που αποδίδεται στη μετακίνηση του Ni και ενσωμάτωσή του κυρίως στα Fe-Ni-ούχα σουλφίδια που παρατηρείται ότι σχηματίζονται. Σ' αυτά αναγνωρίστηκε η παρουσία μαγνητοπυρίτη, πεντλανδίτη και βιολαρίτη.
Το μετάλλευμα βρίσκεται μέσα σε ποικίλα σερπεντινιωμένο δουνίτη και μπορεί να έχει τους εξής κυρίως μορφολογικούς τύπους: διάσπαρτο, ταινιωτό ή συμπαγές σε σχήμα φακών, λοβών ή λεπτών πλακών. Συχνά διαρρέεται από δίκτυο φλεβών πληρωμένων με ανθρακικά ορυκτά. Μπορεί να εμφανίζει πρωτογενείς μαγματικές υφές, ή αυτές να έχουν τροποποιηθεί σημαντικά ως αποτέλεσμα τεκτονικών επιδράσεων. Επίσης στο μετάλλευμα παρατηρούνται σημεία δράσης εφελκυσμού, καθώς και περιοχές έντονης λατυποποίησης του χρωμίτη. Στο μικροσκόπιο ο χρωμίτης παρουσιάζεται συνήθως έντονα κατακλασμένος, με τα κενά να γεμίζουν με ανθρακικά ορυκτά (δολομίτη) ή και σερπεντίνη. Μπορεί να αλλοιώνεται σε σιδηροχρωμίτη στα περιθώρια, ή κατά μήκος διαρρήξεων. Η αλλοίωση 96σε σιδηροχρωμίτη μπορεί να έχει μορφή "αποχρωματισμένων" σε διαφορετικό βαθμό ή φωτεινότερων πυκνά διάστικτων περιοχών. Ως σύνδρομα ορυκτά στο ταινιωτό και διάσπαρτο μετάλλευμα παρατηρήθηκαν ολιβίνης (πρωτογενής) και σερπεντίνης, ανθρακικά και χλωρίτης (δευτερογενή), ενώ στα διάκενα του συμπαγούς μεταλλεύματος παρατηρήθηκαν ως πρωτογενή ορυκτά ορθοπυρόξενος και κλινοπυρόξενος και ως δευτερογενή αμφίβολος, χλωρίτης και ανθρακικά. Τα ποσοστά % Fo του ολιβίνη και En των πυροξένων παρουσιάζονται αυξημένα στα πετρώματα σε σχέση με το μετάλλευμα, γεγονός που αποδίδεται σε ανάδρομη εξισορρόπηση σε στερεά φάση των κατιόντων των ορυκτών με το χρωμίτη. Ο χλωρίτης παρουσιάζεται με υψηλά ποσοστά Cr 2 O 3 (1,89-4,58%) και η γένεσή του συνδέεται με την αλλοίωση του χρωμίτη σε σιδηροχρωμίτη. Στους κόκκους χρωμίτη του μεταλλεύματος παρατηρήθηκαν εγκλείσματα πυριτικών (αμφίβολος και κλινοπυρόξενος)και μεταλλικών ορυκτών (μαγνητοπυρίτης, πεντλανδίτης, μερικές φορές και στο ίδιο έγκλεισμα, και πλούσιος σε Os και Ir λαουρίτης). Η αμφίβολος των εγκλεισμάτων έχει σύσταση παργασιτική, σε αντίθεση με αυτή έξω από το χρωμίτη, που είναι τρεμολίτης. Αυτό μαρτυρά την παρουσία Na-ούχου ρευστής φάσης κατά την κρυστάλλωση του χρωμίτη. Οι χρωμιούχοι σπινέλλιοι των χαρτσβουργιτών έχουν σύσταση πλουσιότερη σε Al και φτωχότερη σε Cr από των δουνιτών και πυροξενιτών. Οι Cr-σπινέλλιοι των δουνιτών και πυροξενιτών έχουν τιμές Cr# μεταξύ 66 και 76 και κατατάσσονται κατά Dick and Bullen (1984) στους σπινελλίους των αλπικού τύπου περιδοτιτών. Οι Cr-σπινέλλιοι των χαρτσβουργιτών έχουν τιμές Cr# 28-60 και κατατάσσονται σύμφωνα με τους Dick and Bullen (1984) στην ομάδα των αβυσσειακών περιδοτιτών ή ξενολίθων. Οι Cr-σπινέλλιοι όλων των πετρωμάτων παρουσιάζουν ομοιόμορφα χαμηλές τιμές Fe 3+ #,<10, ενώ στο τριγωνικό διάγραμμα ταξινόμησης Cr- (Fe 3+ +2Ti)-Al προβάλλονται στο πεδίο των υπολειμματικών περιδοτιτών και οφειολίθων κατά Jan and Windley (1990). Οι χρωμίτες του μεταλλεύματος χαρακτηρίζονται ως υψηλού-Cr και προβάλλονται στο πεδίο των αργιλιούχων χρωμιτών κατά Stevens (1944). Τα παρακάτω χαρακτηριστικά τους κατατάσσουν χημικά στους αλπικού τύπου χρωμίτες:
• Tιμές Cr# 66-79 και αρνητική συσχέτιση τιμών Cr# με τις τιμές Mg#
• Μέση περιεκτικότητα σε TiO 2 <0,3%
• Τιμές Fe 3+ #<10
• Σχετικά χαμηλές περιεκτικότητες σε FeO ολ και σταθερές σε σχέση με τη μεταβολή του Cr 2 O 3
• Προβολή των συστάσεών τους στα πεδία αλπικού τύπου χρωμιτών στα διαγράμματα σύστασης Cr#-Mg#, Fe 3+ #-Mg# και Cr-Fe 3+ -Αl.
Xημικές αναλύσεις ιχνοστοιχείων σε συμπύκνωμα μεταλλεύματος χρωμίτη
έδωσαν τις παρακάτω τιμές σε ppm (σε παρένθεση η μέση περιεκτικότητα): Co 139-
226(169), Cu 11-26 (18), Ni 593-971(770), Mn 1085-1326 (1199), Zn 315-461(401), Ti 1652-2401(1917). Το συμβιβαστό ιχνοστοιχείο Ni στο συμπύκνωμα χρωμίτη παρουσιάζει χαμηλότερες τιμές απ' ότι στους σπινελλίους των μανδυακών ξενολίθων, πράγμαενδεικτικό της προέλευσης της μεταλλοφορίας από μάγμα που προέκυψε μέσα από 97 διαδικασίες μερικής τήξης του μανδυακού υλικού. Το αντίθετο συμβαίνει με τα ασυμβίβαστα ιχνοστοιχεία Ti και Zn. Επίσης το Ni είναι χαμηλότερο από αυτό που υπολογίζεται στο μη διαχωρισμένο από πυριτικά ορυκτά μετάλλευμα, λόγω του ότι το Ni κατά τη μαγματική κρυστάλλωση προτιμά να μπαίνει στο πλέγμα του ολιβίνη, παρά του χρωμίτη. Το Ti των χρωμιτών της μεταλλοφορίας της περιοχής μελέτης παρουσιάζεται αρκετα αυξημένο σε σχέση με άλλους υψηλού χρωμίου χρωμίτες της Ελλάδας. Τογεγονός αυτό σημαίνει ότι σχηματίστηκε από πιο διαφοροποιημένα μάγματα σε υψηλότερα "στρωματογραφικά" επίπεδα του άνω μανδύα, και συμφωνεί με την τοποθέτησή της μεταλλοφορίας στη μεταβατική ζώνη μεταξύ του μανδυακού τεκτονίτη και του υπερκείμενου σωρείτη της οφειολιθικής ακολουθίας.
Όσον αφορά το γεωτεκτονικό περιβάλλον σχηματισμού της μεταλλοφορίας, οι παρακάτω παράγοντες μπορούν να βοηθήσουν στην εξαγωγή συμπερασμάτων:
• Οι χρωμίτες της περιοχής μελέτης είναι υψηλού-Cr, άρα σχηματίστηκαν από μάγματα που προέκυψαν από υψηλού βαθμού μερική τήξη
• Έχουν τιμές Cr#>60, γεγονός που τους κατατάσσει στους Τύπου ΙΙΙ αλπικούς χρωμίτες κατά Dick and Bullen (1984), οι οποίοι θεωρούνται ότι προκύπτουν από μάγματα υψηλού βαθμού μερικής τήξης
• Η παρουσία των εγκλεισμάτων ένυδρων πλούσιων σε Na ορυκτών , όπως παργασιτικής αμφιβόλου, μαρτυρά την ύπαρξη πλούσιας σε αλκάλεα ρευστής φάσης, κατά την κρυστάλλωση του χρωμίτη.
Αυτά τα χαρακτηριστικά οδηγούν στο συμπέρασμα ότι η μεταλλοφορία σχηματίστηκε πιθανότατα σε ένα περιβάλλον πάνω από ζώνη υποβύθισης (SSZ).

In the present study the mineralogy and geochemistry of the Gerakini-Ormilia chromite occurrences, which are hosted in the Mesozoic Western Chalkidiki ophiolite complex, Circum Rhodope belt, are studied. The studied ophiolite complex is composed of harzburgite, pyroxenite, dunite and gabbro. Harzburgite is variably serpentinized and includes olivine (Fo=91-92%), orthopyroxene (En 90-92 , Fs 7-12 , Wo 1-3 ), two-generations of Cr-spinel with different composition and in smaller quantities talc, carbonates and magnetite. Pyroxenite includes orthopyroxene and clinopyroxene as major phases and in smaller quantities olivine or plagioclase, while amphibole, ± talc and opaque minerals, consisting mostly of euhedral Cr-spinel, usually participate. Dunite is variably serpentinized and includes olivine (Fo=90-92%), serpentine, frequently carbonate minerals and accessory chromite. The following characteristics of the minerals included in pyroxenite and harzburgite are observed:
• Clinopyroxene displays orthopyroxene exsolution lamellae
• Orthopyroxene equally displays clinopyroxene exsolution lamellae, along with bending and undulatory extinction, due to pressure.
• Pyroxene is frequently altered into amphibole or/and talc, sometimes displaying serrated margins.
ΝiO in olivines increases with increasing % Fo content, while ΜnO shows an opposite trend.
Different quantities of carbonate minerals are usually observed in the studied rocks. Carbonates usually intrude in cracks or faults. Serpentine's NiO contents are lower than those of primary olivine's and this is attributed to a loss of Ni, mostly incorporated to newly formed Fe-Ni-sulphides. The sulphide phases that have been recognised are pyrrhotite, pentlandite and violarite. The chromite ore is hosted by variably serpentinzed dunite and may have the following types: disseminated, shclieren or massive, forming lenses, pods or seams. It is frequently cut by a network of carbonate minerals. It may display well preserved primary magmatic textures, or it has been significantly deformed. Pull apart textures and chromite brecciation zones are also observed.
Under microscopic observation, chromite seems intensively, fractured, with the cracks filled with carbonate minerals (dolomite) and/or serpentine. Chromite grains may be altered at borders or along fractures into ferritchromite. Alteration to ferritchromite is displayed as decolourized or bright and pitted areas.Olivine (primary), serpentine, carbonates and chlorite (secondary) are found as gangue minerals of the shlieren ore-type, while orthopyroxene, clinopyroxene (primary) amphibole, chlorite and carbonates (secondary) are often found as interstitial phases in the massive ore type. The % Fo and % En contents of olivine and pyroxene respectively are higher in the rocks than in the ore, which is attributed to solid state reequilibration of the metal contents between these minerals and chromite.Chlorite displays high Cr 2 O 3 (1,89-4,58) contents and it's formation is related to the alteration of chromite to ferritchromite. Silicate (amphibole and clinopyroxene) and non silicate (pyrrhotite, pentlandite, and Os- and Ir- rich laurite) mineral phases were observed as chromite inclusions in the ore. The amphibole inclusions have pargasitic composition, while the amphibole outside the chromite grains is tremolite. This means that a Νa-rich fluid phase was present during chromite crystallization. Harzburgite Cr-spinels are richer in Al and poorer in Cr than dunite and pyroxenite ones. Cr-spinels in dunite and pyroxenite display Cr# values between 66 and 76 and are classified as alpine-type spinels according to Dick and Bullen (1984). Cr-spinels in harzburgite, however, display Cr# values between 28 and 60 and are classified as abyssal peridotite or xenolith spinels. Cr-spinels in all rock types display low Fe 3+ values, <10 and are plotted in the residual peridotite and ophiolite field of the Cr-(Fe 3+ +2Ti)-Al discrimination diagram according to Jan and Windley (1990).
The ore chromites are characterized as high-Cr ones and are plotted in the aluminium chromite field according to Stevens (1944). The following chemical characteristics classify them as alpine type chromites:
• Cr# values 66-79 and negative correlation between Cr# and Mg# values
• Mean TiO 2 < 0,3%
• Fe 3+ values <10
• Relatively low and constant total FeO with varying Cr 2 O 3 contents
• Plot of their compositions in the alpine-type chromite fields of the Cr#-Mg#, Fe 3+ #-Mg# and Cr-Fe 3+ -Al discrimination diagrams.
Trace element analysis on ore concentrates showed the following concentrations in ppm (mean values in brackets): Co 139-226(169), Cu 11-26(18), Ni 593-971(770), Mn 1085-1326(1199), Zn 315-461(401), Ti 1652-2401(1917).
Compatible Ni shows lower concentrations in the studied chromite concentrate than in mantle xenolith spinels, which is indicative of an origin from a melt that was produced by partial melting. The same is shown by the higher concentrations of
incompatible Ti and Zn. What is more, Ni is lower than that measured on non-separated from gangue ore analyses, as Ni prefers to incorporate in the olivine structure than in chromite during magma crystallization. Ti contents of the studied chromites are higher compared to other Greek high-Cr chromitites. This means that the mineralization was formed from more fractionated magmas in higher stratigraphic levels of the upper mantle, above the mantle tectonite and below the ophiolite cumulates. As far as the geotectonic environment of formation is considered, the following factors can lead to some conclusions:
• The studied ore contains high-Cr chromite, which is formed from magmas produced by high degrees of partial melting.
• Chromites display Cr# values >60, and are classified as type III alpine chromites according to Dick and Bullen (1984), which are believed to have formed from magmas produced by high degrees of partial melting.
• Pargasite inclusions in chromite grains indicate the presence of a Na-rich fluid phase during chromite crystallization.
These characteristics lead to the conclusion that the studied mineralization was most probably formed in a Supra Subduction Zone (SSZ) environment.