Ορυκτολογική και ορυκτοχημική μελέτη των εμφανίσεων σπινελλιού στη ζώνη skarn της Μαρώνειας, Θράκη = Mineralogical and geochemical study of the spinel and the related minerals in the skarn formation in Maronia of Thrace, NE Greece.

Περίληψη

Ορυκτολογική και ορυκτοχημική μελέτη των εμφανίσεων σπινελλίου στη ζώνη skarn της Μαρώνειας στη Θράκη Σκοπός αυτής της πτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι η ορυκτολογική και ορυκτοχημική μελέτη του σπινέλλιου τη ζώνη skarn της Μαρώνειας στη Θράκη. Πρόκειται για ένα ορυκτό με κυανό χρώμα που συμφύεται με μαρμαρυγία και γρανάτη. Με βάση τα αποτελέσματα των μικροαναλύσεων του σπινελλίου στο Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης (SEM-EDS) συμπεραίνουμε ότι οι περιεκτικότητες του αργιλίου είναι σχετικά υψηλές σε σχέση με την στοιχιομετρική σύσταση του σπινελλίου. Σημαντικό στοιχείο που προκύπτει από την παρούσα μελέτη είναι και η παρουσία σιδήρου και ψευδαργύρου. Ο μέσος χημικός του τύπος είναι (Mg,Zn,Fe)Al2O4. Η παρουσία σιδήρου και ψευδαργύρου μέσα σε σπινελλίους που σχηματίζονται σε μεταμορφικά περιβάλλοντα, οφείλεται στη διάλυση και απόθεση του μεταλλικού αυτού φορτίου από τα υδροθερμικά διαλύματα. Το φορτίο προέρχεται από τη διάλυση μεταμορφικών ορυκτών όπως σταυρόλιθος και βιοτίτης, ή από την διάλυση σουλφιδίων, όπως ο σφαλερίτης. Ο σπινέλλιος της Μαρώνειας σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια της θερμικής μεταμόρφωσης σε συνθήκες οξειδωτικές και ανάδρομης μεταμόρφωσης με το σύστημα να φτάνει σε σημείο βρασμού, με τη συμμετοχή μετεωρικού νερού. Δεν παρατηρήθηκε ζώνωση, εξαιτίας του μικρού μεγέθους των κρυστάλλων στα δείγματα. Ο ψευδάργυρος και ο σίδηρος πιθανόν να προέρχονται από τη διάλυση σουλφιδίων από τα γειτονικά μεταμορφωμένα πετρώματα της Ενότητας Μάκρης, με τα ρευστά να βρίσκουν διόδους μέσα από τα Τριτογενή ρήγματα και τις ζώνες διάτμησης, οι οποίες πιθανόν να έχουν σχηματίσει ένα δίκτυο επικοινωνίας, διευκολύνοντας την όλη διαδικασία. Οι κρύσταλλοι του σπινελλίου έχουν σχηματιστεί μέσα σε μικρά διάκενα που πιθανόν δημιουργήθηκαν από τη διάλυση του ανθρακικού πετρώματος από τα υδροθερμικά ρευστά, αφήνοντας κενό χώρο όπου απέθεσαν το διαλυμένο φορτίο τους μέσω των μεταμορφικών διεργασιών.

The aim of this diploma thesis is the study of the mineralogy and geochemistry of spinel and the related minerals of the Maronia skarn formation in Thrace, NE Greece. Spinel appears with a blue color and is associated with garnet and mica. Based on the microanalysis carried out by Scanning Electron Microscope (SEM-EDS) it is concluded that Al content is relatively high in comparison with the stoichiometric composition of spinel. An important clue that issues out of the current study is the presence of iron and zinc. The average chemical formula of the Maronia spinel is (Mg,Zn,Fe)Al2O4.
The presence of iron and zinc in the chemical formula of spinels is related mainly with metamorphic environments and is associated with the dissolution and deposition of these metals by hydrothermal solutions. According to many authors these metals originate either from the dissolution of metamorphic minerals, such as staurolite and biotite, or from the dissolution of sulfides, such as sphalerite.
Maronia spinel was formed during the thermal alteration under acidic environment and retrograde metamorphism conditions with the system reaching the boiling point, with the participation of meteoric water. Zoning was not observed, because of the small size of the spinel crystals.  
Zinc and iron likely originate from the dissolution of sulfides from the metamorphic rocks of the neighboring Makri Unit, as the fluids migrated through the Tertiary faults and shear zones, which possibly formed a circulating network, boosting the whole procedure.
Spinel crystals have formed inside vugs which may have been formed during the carbonate rock’s dissolution by the hydrothermal fluids, leaving empty spaces behind, where they deposited the dissolved elements through the lower temperature thermo-metamorphic processes.