Εξώφυλλο

Γεωθερμοβαρομετρία στα όξινα και ενδιάμεσα πλουτωνικά πετρώματα της μάζας της Ροδόπης.

Ζωή Πούλιου

Περίληψη



Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή ειδίκευσης είχε σαν θέμα της τον προσδιορισμό των συνθηκών πίεσης και θερμοκρασίας που επικράτησαν κατά την πορεία κρυστάλλωσης των όξινων και ενδιάμεσων πλουτωνικών πετρωμάτων που διείσδυσαν στη Μάζα της Ροδόπης και στην Περιροδοπική Ζώνη κατά τη διάρκεια του Τριτογενούς. Προς τούτο χρησιμοποιήθηκαν τα ήδη υπάρχοντα βιβλιογραφικά δεδομένα, για τις περιοχές μελέτης, και που αφορούν τις χημικές αναλύσεις ολικού πετρώματος και ορυκτών από πετρώματα διαφόρων πετρολογικών τύπων των πλουτωνιτών.
Η αξιολόγηση των δεδομένων αυτών έγινε με βάση τις περιοριστικές συνθήκες που διέπουν τα γεωθερμοβαρόμετρα που επιλέγηκαν προς χρήση.
Οι περιοριστικές συνθήκες αφορούν το εύρος των πειραματικών θερμοκρασιών πιέσεων, πτητικότητας οξυγόνου, συστάσεων αρχικού υλικού καθώς και τις προκύπτουσες παραγενέσεις.
Τα γεωθερμόμετρα και τα γεωβαρόμετρα που επιλέγηκαν είναι δυο τύπων: α) ανταλλαγής ιόντων μεταξύ ζυγών συνυπαρχόντων ορυκτών και β) ισορρόπησης στερεού-τήγματος. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα γεωθερμόμετρα αλκαλιούχου αστρίου-πλαγιοκλάστου και αμφιβόλου-πλαγιοκλάστου. Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν τα γεωθερμόμετρα κορεσμού του τήγματος σε απατίτη και ζιρκόνιο και τα γεωβαρόμετρα της αμφιβόλου και του κλινοπυροξένου. Από την εφαρμογή των παραπάνω γεωθερμομέτρων στους διάφορους πλουτωνίτες προέκυψε ότι τα γεωθερμόμετρα κορεσμού του τήγματος σε απατίτη και ζιρκόνιο έδωσαν τις υψηλότερες θερμοκρασίες. Σχετικά χαμηλότερες θερμοκρασίες έδωσε το γεωθερμόμετρο αμφιβόλου-πλαγιοκλάστου ενώ τις χαμηλότερες θερμοκρασίες έδωσε το γεωθερμόμετρο αλκαλιούχου αστρίου–πλαγιοκλάστου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η διαδικασία ανταλλαγής ιόντων μεταξύ συνυπαρχόντων ορυκτών μπορεί να σταματήσει τόσο πάνω όσο και κάτω από την solidus θερμοκρασία του μάγματος και εξαρτάται από παράγοντες όπως τo
μέγεθος, η θέση μέσα στο φλοιό, η ταχύτητα πήξεως και η παρουσία ύδατος μέσα στον πλουτωνίτη.
Έτσι, το γεωθερμόμετρο κορεσμού του τήγματος σε απατίτη έδωσε θερμοκρασία για τον πλουτωνίτη, της Βροντούς από 760 μέχρι 950 °C, του Πανοράματος από 760 μέχρι 900 °C, της Καβάλας από 850 μέχρι 940 °C, της Ξάνθης από 860 μέχρι 930 °C, της Μαρώνειας από 830 μέχρι 1020 °C, της Σαμοθράκης από 920 μέχρι 1090 °C και για το πλουτωνικό σύμπλεγμα Ελατιά-Σκαλωτή-Παρανέστι από 850 μέχρι 1010 °C. Το γεωθερμόμετρο κορεσμού του τήγματος σε ζιρκόνιο έδωσε θερμοκρασία για τον πλουτωνίτη, της Βροντούς από 690 μέχρι 780 °C, του Πανοράματος από 710 μέχρι 800 °C, της Καβάλας από 740 μέχρι 820 °C, της Ξάνθης από 780 μέχρι 830 °C, της Μαρώνειας από 610 μέχρι 750 °C, της Σαμοθράκης από 750 μέχρι 850 °C και για το πλουτωνικό σύμπλεγμα Ελατιά-Σκαλωτή-Παρανέστι από 740 μέχρι 840 °C. Το γεωθερμόμετρο αμφιβόλου-πλαγιοκλάστου έδωσε θερμοκρασία για τον πλουτωνίτη, της Βροντούς από 660 μέχρι 750 °C, του Πανοράματος από 700 μέχρι 790 °C, της Καβάλας από 690 μέχρι 760 °C, της Ξάνθης από 760 μέχρι 770 °C, της Μαρώνειας από 600 μέχρι 790 °C, της Σαμοθράκης από 710 μέχρι 800 °C, του Παγγαίου από 750 μέχρι 800 °C, των Φιλίππων από 690 μέχρι 760 °C, και για το πλουτωνικό σύμπλεγμα Ελατιά-Σκαλωτή-Παρανέστι από 710 μέχρι 790 °C. Τέλος, το γεωθερμόμετρο αλκαλιούχου αστρίου-πλαγιοκλάστου έδωσε θερμοκρασία για τον πλουτωνίτη, της Βροντούς από 530 μέχρι 660 °C, του Πανοράματος από 470 μέχρι 600 °C, της Καβάλας από 430 μέχρι 520 °C, της Ξάνθης από 500 μέχρι 930 °C, της Μαρώνειας από 450 μέχρι 770 °C, της Σαμοθράκης 750 °C, του Παγγαίου από 450 μέχρι 490 °C, των Φιλίππων από 480 μέχρι 540 °C και για το πλουτωνικό σύμπλεγμα Ελατιά-Σκαλωτή-Παρανέστι από 440 μέχρι 500 °C.
Όσον αφορά την πίεση κρυστάλλωσης των παραπάνω πλουτωνιτών υπολογίστηκε ότι ο πλουτωνίτης του Πανοράματος, της Ξάνθης και της Σαμοθράκης κρυσταλλώθηκαν σε πίεση γύρω στα 2 kbar που αντιστοιχεί σε βάθος κρυστάλλωσης 8 km. Ο πλουτωνίτης του Παγγαίου και της Καβάλας κρυσταλλώθηκαν σε πίεση 6,2 kbar που αντιστοιχεί σε βάθος κρυστάλλωσης 25 km, της Μαρώνειας σε πίεση 4,5 kbar που αντιστοιχεί σε βάθος κρυστάλλωσης 18 km, το πλουτωνικό σύμπλεγμα Ελατιά-Σκαλωτή-Παρανέστι σε πίεση 5,6 kbar που αντιστοιχεί σε βάθος κρυστάλλωσης 23 km ενώ ο πλουτωνίτης της Βροντούς κρυσταλλώθηκε σε πίεση 7,2 kbar που αντιστοιχεί σε βάθος κρυστάλλωσης 29 km. Τέλος, έγινε εφαρμογή των αποτελεσμάτων στη γεωλογική εξέλιξη της Ροδόπης η οποία σχετίζεται με την εκτατική κατάρρευση ενός επισωρεύματος λεπιών κατά το Τριτογενές.

The subject of this thesis is the determination of the pressure and temperature conditions that prevailed during the crystallization path of acid and intermediate igneous rocks intruded in the Rhodope Mass and the Circum-Rhodope Belt during the Tertiary.
For this purpose the already published data for the subject area, is used, and are used chemical analyses, both whole rock bulk analysis and spot analysis of specific minerals from different rock types of these igneous bodies. The evaluation of the given data has done regarding the limit conditions of each geothermobarometer used. These limit conditions are referred to the range of the experimental temperature, pressure, oxygen fugacity, starting magma composition and paragenesis.
The geothermometers and geobarometers used are of two types: a) ion exchange between coexisting mineral chains and b) equilibration between solid–liquid state. In the first group are included the geothermometers of alkali-feldspar–plagioclase and amphibole–plagioclase. In the second group are included the geothermometers of zircon and apatite saturation in the liquid state and geobarometers of amphibole and clino-pyroxene.
The above geothermometers in the examined igneous bodies give various temperatures. The higher temperatures have been given by the zircon and apatite saturation geothermometer. Relatively lower temperature is resulted by the amphibole-plagioclase geothermometer and the lower temperature is resulted by the alkali feldspar–plagioclase geothermometer. This is observed because the ion exchange process between the coexisting minerals may stop either above or below the magma solidus temperature and depends on factors like the size, the position in crust, the cooling velocity and the water presence in the igneous body. Thus, the apatite saturation geothermometer gives temperature for the igneous bodies 760 to 950 °C for Vrondou, 760 to 900 °C for Panorama, 850 to 940 °C for Kavala, 860 to 930 °C for Xanthi, 830 to 1020 °C for Maronia, 920 to 1090 °C for Samothraki and 850 to 1010 °C for Elatia-Skaloti-Paranesti igneous complex. The zircon saturation geothermometer gives the following temperature for the examined igneous bodies: 690 to 780 °C for Vrondou, 710 to 800 °C for Panorama, 740 to 820 °C for Kavala, 780 to 830 °C for Xanthi, 610 to 750 °C for Maronia, 750 to 850 °C for Samothraki and 740 to 840 °C for Elatia-Scaloti-Pranesti igneous complex. The amphibole-plagioclase geothermometer gives the following temperature: 660 to 750 °C for Vrondou, 700 to 790 °C for Panorama, 690 to 760 °C for Kavala, 760 to 770 °C for Xanthi, 600 to 790 °C for Maronia, 710 to 800 °C for Samothraki, 750 to 800 °C for Pangeon, 690 to 760 °C for Phillipi and 710 to 790 °C for Elatia-Skaloti-Paranesti igneous complex. Finally, the alkali feldspar-plagioclase geothermometer gives the following temperatures: 530 to 660 °C for Vrondou, 470 to 600 °C for Panorama, 430 to 520 °C for Kavala, 500 to 930 °C for Xanthi, 450 to 770 °C for Maronia, 750 °C for Samothraki, 450 to 490 °C for Pangeon, 480 to 540 °C for Phillipi and 440 to 500 °C for Elatia-Skaloti-Paranesti igneous complex. As for the crystallization pressure of the studied igneous bodies, the Panorama, Xanthi and Samothraki igneous bodies were crystallized in ~2 kbar pressure, corresponding to 8 km crystallization depth. The Pangeonn and Kavala igneous bodies were crystallized in 6,2 kbar pressure corresponding to 25 km depth and Maronia in 4,5 kbar corresponding to 18 km depth. The Elatia-Skaloti-Paranesti igneous complex was crystallized in 5,6 kbar pressure, which means 23 km crystallization depth and Vrondou in 7,2 kbars corresponding to 29 km crystallization depth.
Finally, the results are applied to the Rhodope geological evolution history with the extensional collapse of the nappe stacking during Tertiary.

Πλήρες Κείμενο:

PDF

Εισερχόμενη Αναφορά

  • Δεν υπάρχουν προς το παρόν εισερχόμενες αναφορές.