Μέθοδος K-Ar και Ar-Ar Παραδείγματα Βασίλης Μέλφος

Transcript

1 Μέθοδος K-Ar και Ar-Ar Παραδείγματα Βασίλης Μέλφος Τομέας Ορυκτολογίας, Πετρολογίας, Κοιτασματολογίας Τμήμα Γεωλογίας Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

2 Ανασκόπηση της μεθόδου Η μέθοδος K-Ar είναι μοναδική ανάμεσα στις άλλες ραδιομετρικές μεθόδους χρονολόγησης διότι έχει ως θυγατρικό προϊόν διάσπασης ένα αέριο. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα του K-Ar αντιδρά διαφορετικά από μεθόδους όπως το Rb-Sr σε σχέση με θερμικά και υδροθερμικά γεγονότα. Το K αποτελεί ένα πολύ συνηθισμένο στοιχείο στο φλοιό της Γης και έχει 3 ισότοπα: 39 Κ (93,2581%), 40 Κ (0,01167%), και 41 Κ (6,7302%). Το Ar αποτελεί ένα αδρανές αέριο που δεν εισέρχεται στην κρυσταλλική δομή των ορυκτών αλλά παγιδεύεται στα ρευστά εγκλείσματα, και έχει 3 ισότοπα: 36 Ar (0,337%), 38 Ar (0,063%), και 40 Ar (99,60%). Το 40 Κ είναι ραδιενεργό και έχει ημιπερίοδο ζωής Τ 1/2 =1,25*10 9 έτη (1,25 δισεκατομμύρια έτη). 2

3 Ανασκόπηση της μεθόδου Το 89% του 40 Κ διασπάται σε 40 Ca, ενώ μόνο το 11% διασπάται σε 40 Ar μέσω δύο μηχανισμών, το οποίο όμως ως σπάνιο αέριο αποτελεί το 0,93% του ατμοσφαιρικού αέρα. Περισσότερο από το 99,9% του ατμοσφαιρικού Ar έχει προκύψει από τη μεταστοιχείωση του 40 K. Η περιεκτικότητα του Ar στα πετρώματα δεν είναι σταθερή αλλά εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε K, την ηλικία του πετρώματος και τη θερμική του ιστορία. Όλα τα παραπάνω διέπονται από την παρακάτω εξίσωση με την οποία υπολογίζεται η ηλικία ενός ορυκτού ή πετρώματος, ως προς t: 3

4 Ανασκόπηση της μεθόδου Η ηλικία ενός ορυκτού η οποία μετράται με τη μέθοδο K-Ar δεν αποτελεί την ηλικία κρυστάλλωσής του αλλά την ηλικία κατά την οποία το ορυκτό άρχισε να συμπεριφέρεται, όσον αφορά το σύστημα του K/Ar, σαν κλειστό σύστημα. Δηλαδή, είναι η ηλικία κατά την οποία το ραδιογενές Ar ( 40 Ar*) που σχηματίζεται παύει να διαχέεται εκτός του κρυστάλλου και αρχίζει να συσσωρεύεται μέσα στον κρύσταλλο. Τότε είναι που ξεκινάει το «ισοτοπικό ρολόι» του ορυκτού. Αυτό σημαίνει ότι ένα ορυκτό αρχίζει και εμπλουτίζεται σε 40 Ar* καθώς το 40 Κ διασπάται. Όταν το ορυκτό επηρεαστεί από ένα θερμικό γεγονός τήκεται και/ή ανακρυσταλλώνεται με αποτέλεσμα να διαφεύγει όλο το ραδιογενές Ar 40. Αυτό σημαίνει ότι όταν το ορυκτό ψυχθεί θα αρχίζει να συσσωρεύει εκ νέου Ar 40 και άρα η ραδιοχρονολόγηση θα αφορά αυτό το τελευταίο θερμικό γεγονός. 4

5 Ανασκόπηση της μεθόδου Για την μέθοδο K-Ar χρησιμοποιούνται δύο μέθοδοι ανάλυσης: α) Το Κ 40 υπολογίζεται από το ολικό Κ, με κάποια μέθοδο π.χ. XRF, και β) το Ar 40 με φασματογράφο μάζας. Η μέθοδος Ar-Ar βελτιώνει την κλασική μέθοδο K-Ar και μπορεί να λύσει τα προβλήματα που σχετίζονται με την ανομοιογενή κατανομή του Ar 40. Η αρχή της μεθόδου Ar-Ar είναι η ίδια με την K-Ar και στηρίζεται στη διάσπαση του 40 Κ σε 40 Ar. Για τη χρονολόγηση γίνεται μέτρηση του λόγου 40 Ar/ 39 Ar που υπολογίζονται με φασματογράφο μάζας. Τελευταία χρησιμοποιείται και η μέθοδος δέσμης λέιζερ (Laser ablation) με την οποία μπορεί να αναλυθεί ένα σημείο ενός ορυκτού και άρα να καταγραφεί όλη η θερμική ιστορία του. 5

6 Ανασκόπηση της μεθόδου Για να είναι το t η ηλικία του ορυκτού θα πρέπει να ικανοποιούνται οι εξής προϋποθέσεις: 1. Καθόλου ραδιογενές 40 Ar* το οποίο προέρχεται από τη διάσπαση του 40 K δεν θα πρέπει να έχει διαφύγει από το ορυκτό καθ όλη τη διάρκεια ζωής του. 2. Το σύστημα του ορυκτού θα πρέπει να είχε κλείσει σύντομα μετά το σχηματισμό του, το οποίο σημαίνει ότι θα έπρεπε να ψυχθεί γρήγορα μετά την κρυστάλλωση του, εκτός εάν σχηματίστηκε σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. 3. Καθόλου επιπρόσθετο 40 Ar δεν θα πρέπει να έχει διοχετευτεί κατά τη διάρκεια της ζωής του ή λόγω μεταμορφικού γεγονότος. 4. Να γίνεται η κατάλληλη διόρθωση για το ατμοσφαιρικό 40 Ar. 6

7 Ανασκόπηση της μεθόδου 5. Το σύστημα του ορυκτού να ήταν κλειστό ως προς το 40 K κατά τη διάρκεια της ζωής του. 6. Η ισοτοπική σύσταση του 40 K στο ορυκτό να ήταν κανονική και να μην είχε αλλάξει από κλασματοποίηση ή άλλες διεργασίες εκτός από τη διάσπασή του σε 40 Ar. 7. Οι σταθερές διάσπασης του 40 K να είναι γνωστές με ακρίβεια και να μην έχουν επηρεαστεί από φυσικές ή χημικές συνθήκες του περιβάλλοντος στο οποίο υπήρχε το K από τη στιγμή της ενσωμάτωσης του στη Γη. 8. Οι συγκεντρώσεις του 40 Ar και του 40 K να έχουν καθοριστεί με ακρίβεια. 7

8 Παράδειγμα σε μοσχοβίτη K = % 40 Ar* = ppm

9 Παράδειγμα σε μοσχοβίτη

10 Τι μπορεί να χρονολογηθεί; Με τις μεθόδους K-Ar και Ar-Ar μπορούν να χρονολογηθούν ορυκτά που περιέχουν σημαντική ποσότητα σε K, όπως: Άστριοι: σανίδινο και ανορθόκλαστο ΌΧΙ: ορθόκλαστο και μικροκλινής Μαρμαρυγίες: βιοτίτης, μοσχοβίτης, φλογοπίτης κ.ά. Αμφίβολοι: κεροστίλβη Πυρόξενοι: όχι συχνά, λόγω χαμηλής περιεκτικότητας σε K. Συλβίτης (KCl): ιδανικό για χρονολόγηση, κυρίως σε εβαπορίτες Αργιλικά ορυκτά: ιλλίτης, σερικίτης σε υδροθερμικά συστήματα Ολικό πέτρωμα 10

11 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας (από την μεταπτυχιακή εργασία της Κυριακής Πιπερά ) Η περίπτωση του πλουτωνίτη της Σιθωνίας βασίζεται στις ραδιοχρονολογήσεις που έγιναν από την Κορίνα Πιπερά (2008) στο πλαίσιο της μεταπτυχιακής της διατριβής, σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα από τη μελέτη των ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες της Σιθωνίας από την πτυχιακή εργασία του Α. Σταματιάδη (2010). Βιβλιογραφία: Πιπερά Κ. (2008). Χρονολόγηση πετρογραφικών τύπων του Πλοθτωνίτης της Σιθωνίας με K-Ar σε ορυκτά. Μεταπτυχιακή διατριβή ειδίκευσης, Τμήμα Γεωλογίας, Α.Π.Θ. σελ. 88. Σταματιάδης Α. (2010). Ρευστά εγκλείσματα σε ορυκτά πηγματιτών του πλουτωνίτη της Σιθωνίας. Επιβλέποντες Γ. Χριστοφίδη, Β. Μέλφος. Τμήμα Γεωλογίας, Α.Π.Θ. σελ

12 Με βάση γεωχρονολογήσεις (Rb- Sr, U-Pb) η ηλικία του πλουτωνίτη προσδιορίζεται στο Ηώκαινο (~50 Ma). Γεωλογικός χάρτης του Πλουτωνικού Συμπλέγματος της Σιθωνίας κατά Christofides et al. (2007), από Πιπερά (2008). 12

13 Αποτελείται από 5 τύπους πετρωμάτων: διμαρμαρυγιακοί γρανίτες, λευκογρανίτες, βιοτιτικοί γρανοδιορίτες, κεροστιλβικοί-βιοτιτκοί γρανοδιορίτες. Απλίτες εντοπίζονται σε όλη τη μάζα και τα περιβάλλοντα πετρώματα, ενώ οι πηγματίτες βρίσκονται κατά κύριο λόγο στα γρανιτικής σύστασης σώματα και τα γειτονικά τους πετρώματα. Τροποποιημένος σχηματικός γεωλογικός χάρτης του πλουτωνικού συμπλέγματος της Σιθωνίας κατά Christofides et al. (2007), από Πιπερά 13 (2008).

14 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας O πλουτωνίτης της Σιθωνίας δημιουργήθηκε κατά τη σύγκρουση 2 λιθοσφαιρικών πλακών λόγω του κλεισίματος δύο γειτονικών ωκεανών (Αξιού και Πίνδου). Γένεση βασικού τήγματος μανδυακής προέλευσης και του οποίου η μερική τήξη προκάλεσε τη γένεση μάγματος με μια μέση σύσταση σαν αυτή του διμαρμαρυγιακού γρανίτη. Γένεση μάγματος λευκογρανιτικού γεωχημικού χαρακτήρα από τη μόλυνση του κατώτερου μέρους του μάγματος Πριν από περίπου 50 εκ. χρ., το μάγμα μετανάστευσε προς υψηλότερα επίπεδα του φλοιού και τοποθετήθηκε σε βάθος περίπου 15 km όπου και στερεοποιήθηκε. Η κύρια ομάδα του πλουτωνικού συμπλέγματος δημιουργήθηκε με τη διαδικασία κλασματικής κρυστάλλωσης και μίξης. Christofides et al. (2007), Perugini et al. (2003) 14

15 15

16 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Συνολικά έγιναν 39 χρονολογήσεις με τη μέθοδο K-Ar σε δείγματα του πλουτωνίτη της Σιθωνίας στους παρακάτω πετρογραφικούς τύπους: δυμαρμαρυγιακός γρανίτης (TMG), πορφυροειδής λευκογρανίτης (PLG) και λευκογρανίτης (LG). Χρονολογήθηκαν τα ορυκτά μοσχοβίτης, βιοτίτης και K-άστριος. Στον πίνακα παρουσιάζεται η συγκέντρωση του 40 K σε % κατά βάρος, η συγκέντρωση του ραδιογενούς 40 Ar σε κυβικά εκατοστά σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση, το ποσοστό του ραδιογενούς 40 Ar επί του συνολικού, η ηλικία σε εκατομμύρια χρόνια όπως υπολογίστηκε από τις σχέσεις που παρουσιάστηκαν παραπάνω και το σφάλμα της ηλικίας. 16

17 17

18 18

19 19

20 20

21 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Σύμφωνα με την Πιπερά (2008) η μελέτη του βόρειου τμήματος του πλουτωνίτη της Σιθωνίας με τη χρήση των αποτελεσμάτων των μεθόδων χρονολόγησης K/Ar και Rb/Sr των Christofides et al. (1990), δείχνει ότι τα ισοτοπικά συστήματα ορισμένων ορυκτών των γρανιτών δεν έμειναν ανεπηρέαστα με την πάροδο του χρόνου. Οι ηλικίες των μοσχοβιτών για το σύστημα του K/Ar συμφωνούν με τις ηλικίες που δόθηκαν από προηγούμενες μελέτες (43-49 ± 1.5 Ma) όμως οι ηλικίες των βιοτιτών και ιδιαίτερα των K-αστρίων εμφανίζονται νεότερες, λόγω κάποιου θερμικού γεγονότος. Επίσης οι ηλικίες που υπολογίστηκαν για τα ορυκτά των TMG και PLG συμφωνούν με την αρχή της θερμοκρασίας κλεισίματος των ισοτοπικών συστημάτων, όμως τα αποτελέσματα του LG παρουσιάζουν διαταραγμένη συμπεριφορά. 21

22 22

23 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Το θερμικό γεγονός που διατάραξε τα ισοτοπικά συστήματα του βιοτίτη και του Κ-άστριου του πλουτωνίτη της Σιθωνίας ξεπέρασε την θερμοκρασία κλεισίματος του βιοτίτη για το ισοτοπικό σύστημα του Rb/Sr (300±50 C), όχι όμως τη θερμοκρασία κλεισίματος του μοσχοβίτη για το ισοτοπικό σύστημα K/Ar (375±25 C). Η ηλικία της δράσης του θερμικού γεγονότος στον γρανίτη υπολογίζεται περίπου στα 38 Ma (Άνω Ηώκαινο) που είναι η μικρότερη ηλικία K-αστρίου του δείγματος STH-400 που έχει υπολογισθεί. Αντίστοιχα ο Ρωμανίδης (2009) προσδιόρισε το συγκεκριμένο θερμικό γεγονός με ηλικία όχι μικρότερη των 36 Ma. 23

24 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Δίκτυο πηγματιτκών φλεβών που διεισδύουν σε λευκογρανίτη στην περιοχή Αρμενιστής 24

25 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Πηγματιτικές φλέβες σε κεροστιλβικό-βιοτιτικό γρανοδιορίτη στην περιοχή Καλαμίτσι 25

26 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Πηγματιτικές φλέβες σε κεροστιλβικό-βιοτιτικό γρανοδιορίτη που έχουν υποστεί τεκτονική παραμόρφωση. Περιοχή Καλαμίτσι-Τορώνη. 26

27 Τι είναι τα ρευστά εγκλείσματα? Κοιλότητες σε ένα ορυκτό που μπορεί να περιέχουν μια ή περισσότερες φάσεις Αέρια φάση H2O, CO2, CH4, N2, H2S Υγρή φάση H2O, CO2, σπανίως πετρέλαιο Στερεή φάση NaCl, KCl, Αιματίτης, Ανυδρίτης, Μοσχοβίτης, Χαλκοπυρίτης, Μαγνητίτης

28 Τι είναι τα ρευστά εγκλείσματα? Πρωτογενή = σχηματίζονται κατά την αρχική ανάπτυξη ενός ορυκτού Δευτερογενή = σχηματίζονται μετά την κρυστάλλωση του ορυκτού Ψευδοδευτερογενή = σχηματίζονται πληρώνοντας ατέλειες του κρυστάλλου κατά την διάρκεια της αρχικής ανάπτυξής του Rankin 1989 Bodnar 1994

29 Τι είναι τα ρευστά εγκλείσματα?

30 Τι είναι τα ρευστά εγκλείσματα? Μονοφασικά υγρά εγκλείσματα (L) Διφασικά εγκλείσματα πλούσια στην υγρή φάση (L+V) Διφασικά εγκλείσματα πλούσια στην αέρια φάση (V+L) Μονοφασικά αέρια εγκλείσματα (V) Πολυφασικά εγκλείσματα με μία ή περισσότερες στερεές φάσεις (S+L±V) Εγκλείσματα μη αναμειγνυόμενων υγρών (L 1 +L 2 ±V)

31 Τι είναι τα ρευστά εγκλείσματα?

32 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Για τους πηγματίτες της Σιθωνίας η Τσιλιμπάρη (1988) προσδιόρισε θερμοκρασίες σχηματισμού των καλιούχων αστρίων μεταξύ 376 C και 456 C. Σκοπός της μελέτης των ρευστών εγκλεισμάτων ήταν να προσδιορισθούν οι συνθήκες και οι παράμετροι του ρευστού/διαλύματος από το οποίο σχηματίστηκε ή επηρεάστηκε θερμικά ο χαλαζίας των πηγματιτών. Πρωτογενή ρευστά εγκλείσματα με βάση τα κριτήρια που προσδιορίζονται από τους Roedder (1984) και Bodnar (2003), δεν βρέθηκαν. Όλα τα ρευστά εγκλείσματα στους πηγματίτες είναι δευτερογενή, αφού συνήθως βρίσκονται κατά μήκος επουλωμένων διακλάσεων (healed cracks), είτε εντός ενός κόκκου χαλαζία είτε δύο ή περισσοτέρων κόκκων. 32

33 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Qtz Διασταυρούμενες «γραμμές» με δευτερογενή ρευστά εγκλείσματα κατά μήκος επουλωμένων διακλάσεων σε χαλαζία (Qtz) από πηγματίτη της Σιθωνίας. 33

34 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Δευτερογενή ρευστά εγκλείσματα κατά μήκος επουλωμένων διακλάσεων σε χαλαζία από πηγματίτη της Σιθωνίας. 34

35 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Δευτερογενή ρευστά εγκλείσματα με ακανόνιστη μορφή κατά μήκος επουλωμένης διάκλασης σε χαλαζία από πηγματίτη της Σιθωνίας. L: υγρή φάση, V: αέρια φάση. 35

36 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Ρευστό έγκλεισμα με ανώμαλο σχήμα σε χαλαζία από πηγματίτη της Σιθωνίας. L: υγρή φάση, V: αέρια φάση. 36

37 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Δευτερογενή ρευστά εγκλείσματα κατά μήκος επουλωμένης διάκλασης σε χαλαζία από πηγματίτη της Σιθωνίας. Διακρίνεται επίσης ρευστό έγκλεισμα, πιθανώς δευτερογενές, με 37 ελλειψοειδές σχήμα.

38 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Εγκλείσματα με φαινόμενα αποχωρισμού (necking down) λόγω της τεκτονικής παραμόρφωσης που έχει υποστεί ο χαλαζίας από πηγματίτη της Σιθωνίας 38

39 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Δείγμα Τύπος πλουτωνίτη που διεισδύει ο πηγματίτης Θερμοκρασία ομογενοποίησης (Τ h C) Αλατότητα (% κβ ισοδ. NaCl) Εύρος Μέσος Ορος Εύρος Μέσος όρος STH-1 LG (34) 295 0,5-2,5 (21) 1,6 STH-2 BGd (23) 302 1,2-2,1 (6) 1,7 STH-3 HBGd (76) 291 0,5-2,0 (20) 1,2 STH-5 LG (40) 254 0,3-2,8 (22) 1,6 STH-6 TMG (25) 296 0,5-3,1 (11) 1,6

40 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Συχνότητα n Θερμοκρασία Ομογενοποίησης Th o C Ιστόγραμμα που δείχνει τις θερμοκρασίες ομογενοποίησης (Th) όλων των ρευστών εγκλεισμάτων που μελετήθηκαν στους πηγματίτες της Σιθωνίας.

41 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Αλατότητα (wt% NaCl equiv). 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 + STH 1 STH 2 STH 3 STH 5 STH Θερμοκρασία Ομογενοποίησης Τh ο C Διάγραμμα συσχέτισης θερμοκρασιών ομογενοποίησης και αλατότητας των ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες της Σιθωνίας.

42 6000 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες 5000 Πίεση (bar) Θερμοκρασία ( o C) Υπολογισμός των πιέσεων στις οποίες έλαβε μέρος το θερμικό γεγονός στον πλουτωνίτη της Σιθωνίας, με βάση τις θερμοκρασίες που προσδιορίστηκαν από τα ισότοπα (Πιπερά 2008).

43 Ο πλουτωνίτης της Σιθωνίας Μελέτη ρευστών εγκλεισμάτων στους πηγματίτες Είναι πολύ πιθανό λοιπόν το θερμικό γεγονός που επηρέασε όλο τον πλουτωνίτη της Σιθωνίας, μαζί και τους πηγματίτες, να έφθασε σε θερμοκρασία τους C, με τη συμμετοχή ρευστών χαμηλής αλατότητας, πιθανώς μετεωρικής προέλευσης, σε πιέσεις που κυμαίνονται από 0,2 έως 1,1 kbar. Η ηλικία του γεγονότος αυτού περιορίζεται στο Άνω Ηώκαινο, πριν δηλαδή από Μa. Ένα τέτοιο γεγονός πιθανώς να συνδέεται με μία σχετικά ταχεία ανάδυση από τα 4 km βάθος μέχρι την επιφάνεια, και με τη συμμετοχή θερμών διαλυμάτων. 43

44 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar 44

45 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar Μάζα της Ροδόπης Σερβομακεδονική μάζα

46 Northern part: the magmatism has a more shoshonitic to high-k calc-alkaline nature and the epithermal deposits are dominated by Pb and Zn. Southern part: the magmatism is predominantly calcalkaline and the epithermal deposits are dominated by Cu and Au. Moritz et al. (2010)

47 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar Η υποβύθιση της Αφρικανικής πλάκας (ή της Απουλίας) κάτω από την Ευρασιατική στο χώρο της Ροδόπης κατά το Τριτογενές με μία διεύθυνση προς το Βορρά, είχε ως αποτέλεσμα το σχηματισμό μαγματικών πετρωμάτων όξινης έως ενδιάμεσης σύστασης. Τα πετρώματα αυτά συνδέονται με υδροθερμικά κοιτάσματα μεταλλευμάτων που εντοπίζονται σήμερα στις μεταλλογενετικές περιοχές της Ροδόπης και της Σερβομακεδονικής.

48 Oligocene-Miocene magmatic rocks (plutonic and volcanic) Christofides et al. 1998

49 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar These rocks have calc-alkaline, high-k calc-alkaline and shoshonitic to ultrapotassic (lamprophyric) affinities (Christofides et al. 1998).

50 Distribution of the Tertiary ore districts and deposits within the Rhodope and the Serbomacedonian metallogenic provinces in the southern Balkan peninsula. RM=Rhodope Massif, SMM=Serbomacedonian Massif, CRB=Circum Rhodope Belt, AZ=Axios Zone, SG=Srednogorie Zone. 1. Esymi, 2. Kirki-Sapes, 3. Kavala, 4. Thasos, 5. Thermes-Madan-Luky, 6. Spahievo, 7. Lozen, 8. Madjarovo, 9. Zvezdel, 10. Chalkidiki, 11. Kilkis (Doirani- Gerakario-Vathi- Pontokerasia), 12. Buchim- Damjan, 13. Kratovo-Zletovo, 14. Osogovo-Sasa-Toranica, 15. Borov Dol, 16. Aridea- Kozuf, 17. Balikesir Melfos et al. (2002)

51 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar 51 Moritz et al. (2010)

52 Northern part: the magmatism has a more shoshonitic to high-k calcalkaline nature and the epithermal deposits are dominated by Pb and Zn. Southern part: the magmatism is predominantly calcalkaline and the epithermal deposits are dominated by Cu and Au. Moritz et al. (2010)

53 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar my 53 Moritz et al. (2010)

54 Northern part: the magmatism has a more shoshonitic to high-k calcalkaline nature and the epithermal deposits are dominated by Pb and Zn. Southern part: the magmatism is predominantly calcalkaline and the epithermal deposits are dominated by Cu and Au. Moritz et al. (2010)

55 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar 55 Moritz et al. (2010)

56 Northern part: the magmatism has a more shoshonitic to high-k calcalkaline nature and the epithermal deposits are dominated by Pb and Zn. Southern part: the magmatism is predominantly calcalkaline and the epithermal deposits are dominated by Cu and Au. Moritz et al. (2010)

57 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar my 57 Moritz et al. (2010)

58 Northern part: the magmatism has a more shoshonitic to high-k calcalkaline nature and the epithermal deposits are dominated by Pb and Zn. Southern part: the magmatism is predominantly calcalkaline and the epithermal deposits are dominated by Cu and Au. Moritz et al. (2010)

59 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη my 59 Moritz et al. (2010)

60 Northern part: the magmatism has a more shoshonitic to high-k calcalkaline nature and the epithermal deposits are dominated by Pb and Zn. Southern part: the magmatism is predominantly calcalkaline and the epithermal deposits are dominated by Cu and Au. Moritz et al. (2010)

61 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Τα επιθερμικά συστήματα και τα αντίστοιχα πορφυριτικά κοιτάσματα Cu και Cu-Mo στη Ροδόπη σχηματίστηκαν σε μία πολύ σύντομη χρονική περίοδο (1.5 Ma) κατά το Ολιγόκαινο ( Ma). Moritz et al. (2010) 61

62 Ολιγόκαινο ( Ma) Northern part: the magmatism has a more shoshonitic to high-k calcalkaline nature and the epithermal deposits are dominated by Pb and Zn. Southern part: the magmatism is predominantly calcalkaline and the epithermal deposits are dominated by Cu and Au. Moritz et al. (2010)

63 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ma 63 Moritz et al. (2010)

64 Ολιγόκαινο ( Ma) Northern part: the magmatism has a more shoshonitic to high-k calcalkaline nature and the epithermal deposits are dominated by Pb and Zn. Southern part: the magmatism is predominantly calcalkaline and the epithermal deposits are dominated by Cu and Au. Moritz et al. (2010)

65 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη 65 Moritz et al. (2010)

66

67 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar Από τις γεωχρονολογήσεις που έγιναν σε επιθερμικά συστήματα στην μάζα της Ροδόπης (Ελλάδα και Βουλγαρία) προέκυψαν πολύ ενδιαφέροντα συμπεράσματα: 1) Η μεταλλογένεση που σχετίζεται με τα επιθερμικά-πορφυριτικά συστήματα διήρκησε 3,5 my και έλαβε χώρα πριν από 32 my περίπου. Μεγάλα διαστήματα παρατηρούνται και για κάθε μεμονωμένο σύστημα πχ. Spahievo, Σάπες-Κασσιτερές, που οφείλεται σε επαναλαμβανόμενα υδροθερμικά γεγονότα που αλληλεπικαλύπτονται μεταξύ τους. Ένα μεμονωμένο επιθερμικόπορφυριτικό σύστημα σχηματίζεται σε έως y. 2) Τα ιζηματογενή κοιτάσματα Ada Tepe κ.ά. της Βουλγαρίας σχετίζονται με ένα γεγονός εκταφής των Μεταμορφικών Πυρήνων της Ροδόπης (Rhodope Metamorphic Core Complex) κατά μήκος ρηγμάτων αποκόλλησης (detachment faults) που διατηρούν την κυκλική κυκλοφορία υδροθερμικών διαλυμάτων. 67

68 Επιθερμικά συστήματα στη Ροδόπη Ηλικίες της γένεσης των κοιτασμάτων με τη μέθοδο Ar-Ar 3) Η εκταφή των Μεταμορφικών Πυρήνων της Ροδόπης (Rhodope Metamorphic Core Complex) κατά μήκος ρηγμάτων αποκόλλησης (detachment faults) άρχισε πριν από 38 με 34.5 my και σχετίζεται με την γεωτεκτονική αναδιοργάνωση της πλάκας της Τηθύος (major tectonic reorganization at the scale of the Tehys). 68