Ορυκτολογική και ορυκτοχημική μελέτη των γρανατών από την ζώνη Skarn στη Μρώνεια Ροδόπης, Θράκη

Περίληψη

Η παρούσα πτυχιακή εργασία πραγματεύεται την ορυκτολογική και ορυκτοχημική μελέτη των γρανατών από τη ζώνη Skarn που σχετίζεται με τον πλουτωνίτη της Μαρώνειας. Ο πλουτωνίτης αυτός διείσδυσε μέσα στα Μεσοζωικά πετρώματα της Περιροδοπικής ζώνης στη Θράκη και έχει ηλικία 31-29 Ma (Ολιγόκαινο). Αποτελείται από 3 διαφορετικούς πετρογραφικούς τύπους: α) γάββρο, β) μονζογάββρο, χαλαζιακό μονζογάββρο, μονζονίτη, χαλαζιακό μονζονίτη και γ) γρανίτη και πορφυριτικό μικρογρανίτη. Προς τα ανατολικά βρίσκεται σε επαφή με τους σχιστόλιθους όπου αναπτύσσεται μία κερατιτική ζώνη επαφής, ενώ προς τα δυτικά, βόρεια και νοτιοδυτικά σχηματίστηκε μία ζώνη Skarn λόγω της επαφής του πλουτωνίτη (κυρίως του μονζογάββρου) με τα μάρμαρα της ενότητας Μάκρης. Το Skarn έχει ορατό πλάτος στην επιφάνεια έως 5m και αποτελείται από 2 μεγάλες ζώνες το ενδοσκάρν και το εξωσκάρν, και 4 μικρότερες υποζώνες: υποζώνη Α (ενδοσκάρν - περιλαμβάνει τα πρωτογενή ορυκτά του πλουτωνίτη και τιτανίτη, τιτανιούχο ανδραδίτη, βολλαστονίτη, απατίτη και σε μικρότερες ποσότητες μαγνητίτη και θειούχα ορυκτά), υποζώνη Β (εξωτερικά του ενδοσκάρν - περιλαμβάνει τιτανίτη, τιτανιούχο ανδραδίτη, περοβσκίτη, κλινοπυρόξενο και βολλαστονίτη), υποζώνη C (εξωσκάρν - περιλαμβάνει γροσσουλάριο με φλογοπίτη και σοδάλιθο, βεζουβιανό, Ti-ούχο και Ti-Cr-Zr-ούχο ανδραδίτη), υποζώνη D (περιφερειακά της ζώνης C - περιλαμβάνει μελιλιθικά σώματα, βεζουβιανίτη). Οι γρανάτες έχουν ανοικτό πράσινο ή καστανό χρώμα και παρουσιάζονται συχνά ευμεγέθεις με σχήμα ρομβικό δωδεκάεδρο, σπανίως παραμορφωμένο, και διάμετρο έως 5 cm και σπανιότερα έως 10 cm. Στο μικροσκόπιο εμφανίζεται ισότροπος. Η παρούσα έρευνα επικεντρώθηκε στη μελέτη 3 δειγμάτων πράσινων-καστανών γρανατών. Τα 3 δείγματα (Grt 1 , Grt 2 και Grt 3 ) αποτελούνται κυρίως από ανδραδίτη (10-31%) και γροσσουλάριο (62-88%) και ανήκουν στην ομάδα των γρανδιτών. Από τις μικροαναλύσεις προέκυψε ότι υπάρχει μια αρνητική συσχέτιση μεταξύ του Al 2 O 3 και του FeO tot όπως και του TiO 2 με το CaO καθώς και μία θετική συσχέτιση μεταξύ του Al 2 O 3 και του CaO. Χαρακτηριστικό των γρανατών αποτελεί η ζώνωση η οποία είναι αποτέλεσμα των θερμοδυναμικών συνθηκών καθώς και άλλων παραγόντων που επικρατούν στο υδροθερμικό σύστημα που αναπτύσσονται οι κρύσταλλοι. Ο σχηματισμός τους έγινε κάτω από οξειδωτικές συνθήκες και βρασμό και η σύστασή τους επηρεάζεται από τη σύσταση των
υδροθερμικών ρευστών και την κινητικότητα τους.

In this diploma thesis we investigate the mineralogy and the chemical composition of the garnets from the Skarn which is related with the pluton of Maronia. This pluton intruded the Mesozoic rocks of the Circum Rhodope Belt of Thrace 31-29 Ma ago in Oligocene. The pluton consists of 3 petrographic types: a) gabbro, b) monzogabbro, quartz monzogabbro, monzonite, quartz monzonite and c) granite and porphyritic microgranite. At the eastern contact of the pluton with the schists a hornfelse formation was formed, while at the western, northern and southwestern sides of the pluton (especially the monzogabbro) at the contact with the Makri unit marbles a Skarn zone was developed. The Maronia Skarn formed a narrow zone 5 m in thickness, consisting of 2 zones, the endoskarn and the exoskarn, which are divided into 4 minor subzones: the subzone A (endoskarn - it consists of the primary minerals of the pluton as well as titinite, Ti-andradite, wollastonite, apatite and minor magnetite and sulphides); the subzone B (outwards exoskarn - it consists of titinite, Ti- andridite, perovskite, clinopyroxene and wollastonite); the subzone C (exoskarn - it consists of grossular, phlogopite, sodalite, vesuvianite, Ti-andradite and Ti-Cr-Zr andradite); the subzone D (around subzone C - it consists of melilitic minerals and vesuvianite). The garnets have a light-green or brown color, with a large size, up to 5 cm in diameter and more rarely up to 10 cm, forming characteristic rhombic dodecahedron crystals. They are isotropic under the microscope. This research was focused on the study of 3 garnet samples with green and brown color. Two of the samples (Grt 1 , Grt 2 and Grt 3 ) consist of andradite (10-31%) and grossular (62-88%) and belong to the garnet’s group of grandites. From the microprobe analyses it is obvious that there is a negative correlation between Al 2 O 3 -FeO tot and TiO 2 -CaO and a positive correlation between Al 2 O 3 -CaO. One of the characteristics of the studied garnets is a distinct zoning which was caused by thermodynamics of the hydrothermal system and various other factors. The garnets were formed under oxidation and boiling conditions and their composition was controlled by the hydrothermal fluids and their kinetics.