ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΖΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΖΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΕΚΠΟΝΗΣΗ ΠΤΥΧΙΑΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΜΕ ΘΕΜΑ ΤΗΝ ΣΥΜΒΟΛΗ ΣΤΗΝ ΕΡΕΥΝΑ ΤΩΝ ΙΖΗΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΤΗΣ ΑΡΧΑΙΑΣ ΕΛΙΚΗΣ ΣΕΡΓΙΟΥ ΣΠΥΡΙΔΩΝ Επιβλέπων καθηγητής: Νικόλαος Κοντόπουλος Πάτρα, 2012

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εκπόνηση της παρούσας πτυχιακής εργασίας με τίτλο «Η συμβολή στην έρευνα των ιζημάτων της περιοχής της Αρχαίας Ελίκης», πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του προπτυχιακού κύκλου σπουδών του τμήματος Γεωλογίας της Σχολής Θετικών επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών και ταυτοχρόνως συνεισφέρει στο γεωαρχαιολογικό πρόγραμμα αναζήτησης της Αρχαίας Ελίκης, Helike Project, και στην προσπάθεια ανασύνθεσης του παλαιοπεριβάλλοντος της περιοχής την περίοδο της καταστροφής του αρχαίου οικισμού. Η συγκεκριμένη εργασία προκύπτει έπειτα από μία μεθοδική δουλειά που ξεκινά με το στάδιο της υπαίθριας εργασίας στο οποίο πραγματοποιήθηκε η δειγματοληπτική γεώτρηση, συνεχίζεται με τις εργαστηριακές αναλύσεις των δειγμάτων και ολοκληρώνεται με την συγκέντρωση και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Η παράδοση της εργασίας αυτής, σηματοδοτεί το τέλος των προπτυχιακών σπουδών μου στο τμήμα Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον δάσκαλό μου και καθηγητή του Τμήματος Γεωλογίας κ. Νικόλαο Κοντόπουλο εμπνευστή και επιβλέποντα της εργασίας αυτής- για την άριστη συνεργασία που είχαμε σε όλα τα στάδια της προσπάθειας αυτής από την ανάθεση ως την συγγραφή και την παράδοση, την εμπιστοσύνη που μου έδειξε καθώς και την επιστημονική καθοδήγηση, τις συζητήσεις και τις συμβουλές, τόσο σε πρακτικό όσο και ηθικό επίπεδο, όπως επίσης για την πολύ σημαντική του υποστήριξη. Επίσης, θέλω να ευχαριστήσω τον καθηγητή του Τμήματος Γεωλογίας κ. Γιάννη Κουκουβέλα για τις υποδείξεις και την συνεργασία μας, ειδικά στο επίπονο κομμάτι της δειγματοληπτικής γεώτρησης, καθώς και τον φίλο και συνάδελφο γεωλόγο Κώστα Νικολάου, μεταπτυχιακό φοιτητή του Τμήματος Γεωλογίας, για την βοήθεια και τις οδηγίες του κατά την εκτέλεση των εργαστηριακών αναλύσεων και την σχεδιαστική κατασκευή της στρωματογραφικής στήλης. Ιδιαίτερες ευχαριστίες στην φίλη γεωλόγο και μεταπτυχιακή φοιτήτρια του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, Κυριακή Δασκαλοπούλου για το ενδιαφέρον της, την συμπαράστασή της και την χρήσιμη βοήθειά της στο τεχνικό κομμάτι της εργασίας αυτής. Ακόμα, τους φίλους Αλέξανδρο Εμμανουηλίδη, Βίκτωρα Φορλίδα, Κώστα Δούβρη, Έλενα Καντούνη, Κώστα Βάγια, Μαρία Κουτσοκάλη, Ελεάννα Νάνου και Ηλία Κούση για την ψυχολογική υποστήριξη που μου παρείχαν καθ όλη την διάρκεια υλοποίησης της πτυχιακής μου εργασίας. Τέλος, ευχαριστώ με όλη τη δύναμη της ψυχής μου την οικογένειά μου για την απόλυτη στήριξη και την ενθάρρυνση τους σε όλη μου αυτήν την προσπάθεια. 2

3 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ Α 1. Γεωγραφική θέση της περιοχής μελέτης. 2. Γεωλογική-Γεωμορφολογική επισκόπιση της περιοχής μελέτης 3. Ιζηματολογική επισκόπιση του Δέλτα της Ελίκης Λιθοστρωματογραφία 3.2. Λιθοφάσεις και Περιβάλλοντα Ιζηματογένεσης ΚΕΦΑΛΑΙΟ Β 1. Σκοπός της μελέτης. 2. Μεθοδολογία της έρευνας. 2.1 Μεθοδολογία εκτέλεσης δειγματοληπτικών γεωτρήσεων. 2.2 Μεθοδολογία εκτέλεσης εργαστηριακών αναλύσεων Κοκκομετρική ανάλυση Καθορισμός των στατιστικών παραμέτρων της κοκκομετρικής κατανομής Το διάγραμμα CM Καθορισμός του λιθολογικού χαρακτήρα των δειγμάτων Ανάλυση του προσδιορισμού του οργανικού υλικού Ανάλυση του προσδιορισμού του CaCO3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Γ 1. Λιθοστρωματογραφία της θέσης της Γεώτρησης Λιθοφάσεις και Περιβάλλοντα Ιζηματογένεσης της θέσης της Γεώτρησης Λιθοφάσεις 2.2 Ερμηνεία των περιβαλλόντων ιζηματογένεσης. 3. Η ηλικία και ο ρυθμός Ιζηματογένεσης 4. Συζήτηση-Συμπεράσματα ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 3

4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Α 1.Γεωγραφική θέση της περιοχής μελέτης. Η περιοχή μελέτης (Εικ. 1) καταλαμβάνει το κεντρικό τμήμα της βορειοδυτικής Πελοποννήσου και αποτελεί τμήμα του νοτίου χερσαίου περιθωρίου της Κορινθιακής τάφρου. Οριοθετείται βόρεια από την κοίτη του ποταμού Σελινούντα, νότια από τον ποταμό Κερυνίτη, ανατολικά από τη βορειοδυτικής-νοτιοανατολικής διεύθυνσης ακτογραμμή του Κορινθιακού Κόλπου και δυτικά από τις λοφώδεις εξάρσεις που διαμορφώθηκαν από το παράλληλης στην ακτογραμμή δυτικό τμήμα του ρήγματος της Ελίκης. Η περιοχή αναπτύσσεται στην ενδιάμεση παράκτια πεδιάδα μεταξύ των δημοτικών διαμερισμάτων της Ελίκης, του Ριζόμυλου και των Νικολαιΐκων, καταλαμβάνοντας μια ζώνη έκτασης 1.5 τετραγωνικού χιλιομέτρου περίπου. Υπάγεται διοικητικά στην επαρχία Αιγιαλείας του νομού Αχαΐας. Eικ.1: Γεωλογικός χάρτης της Αιγιαλείας. Η περιοχή μελέτης βρίσκεται ανάμεσα στα δελταϊκά πεδία των ποταμών Σεληνούντα και Κερυνίτη. (Απόσπασμα, Φύλλο Αχαΐας, Ι.Γ.Μ.Ε.) 4

5 2.Γεωλογική-Γεωμορφολογική επισκόπιση της περιοχής μελέτης. Μορφοτεκτονικά χαρακτηριστικά, γεωλογικό καθεστώς Το νότιο χερσαίο τμήμα της δυτικής Κορινθιακής τάφρου περιλαμβάνει γεωγραφικά της επαρχίες της Αιγιαλείας και Καλαβρύτων. Το μορφολογικό τους ανάγλυφο χαρακτηρίζεται από έντονη ποικιλομορφία, αποτέλεσμα ενδογενών και εξωγενών διεργασιών. Πλήθος μικρών παράκτιων πεδιάδων γειτνιάζουν με απότομα ρηξιγενή πρανή όμορων ορεινών όγκων, οι οποίοι δομούνται από μεταλπικά ιζήματα, αποκαλύπτοντας το αλπικό υπόβαθρο της περιοχής που αποτελείται από σχηματισμούς της ενότητας της Πίνδου. Στη περιοχή μελέτης η μετάβαση από την παράκτια προς την νότια ορεινή ζώνη γίνεται μέσω μιας περιοχής ηπιότερων κλίσεων που οροθετείται από δυτικά προς ανατολικά προς τα βουνά Μαρμπάς (1618m), Κλώκος (1779m), Ρούσκιος (1457m) και Προφήτης Ηλίας (1211m). Η νότια ορεινή ζώνη αποτελείται από τρεις κύριους ορεινούς όγκους: τα Αροάνια Όρη (Χελμός), το Παναχαϊκό και τον Ερύμανθο (Ωλονός) με μέγιστα υψόμετρα 2320m, 1927m και 2224m αντίστοιχα. Οι ορεινοί αυτοί όγκοι αποτελούν τμήμα της οροσειράς της Πίνδου, έχουν γενική διεύθυνση αξόνων ΒΒΔ ΝΝΑ και παρουσιάζουν απότομες κλίσεις. Το μεγαλύτερο μέρος της μελετώμενης περιοχής χαρακτηρίζεται από την παρουσία πέντε ΔΒΔ διεύθυνσης κανονικά ρήγματα διαστολής τα οποία κλίνουν προς βορρά (Koukouvelas & Doutsos 1996). Δύο από αυτά, της Ελίκης και του Αιγίου, είναι τα βορειότερα που επηρεάζουν τις νότιες ακτές του Κορινθιακού Κόλπου στην ευρύτερη περιοχή της Αιγιαλείας (εικ. 2). Κάτω από την επίδραση της τεκτονικής δράσης του συστήματος των ρηγμάτων αυτών όπου προκαλούν την αργή τεκτονική ανύψωση των νοτιότερων περιοχών σε αντιδιαστολή με την σταδιακή υποχώρηση - σχετιζόμενη συχνά με σεισμικά γεγονότα - των βορειότερων, αναπτύχθηκε μία ακολουθία μεγάλου πάχους πρόσφατων δελταϊκών ιζημάτων του Σεληνούντα ποταμού τα οποία συσσωρεύτηκαν στην περιοχή της Ελίκης (Soter, 1998). Επίσης, Πλειστοκαινικές και σύγχρονες δελταϊκές αποθέσεις σχηματίστηκαν στις χαμηλές τοπογραφικά πεδινές περιοχές που διαμορφώθηκαν από την δραστηριότητα του ρήγματος του Αιγίου (Poulimenos, 1993). Προς την κατεύθυνση των δύο άκρων του ρήγματος του Αιγίου διαπιστώνεται προοδευτικά η εμφάνιση της λεκάνης που σχηματίζει το άνω τέμαχος του ρήγματος μέσω της ανάπτυξης παράκτιων αλλουβιακών σχηματισμών των ποταμών Μεγανίτη και Σελινούντα (Koukouvelas, 1998). Ανάμεσα στα ρήγματα Αιγίου και Ελίκης παρεμβάλλεται η ανατολικής διεύθυνσης αναβαθμίδα της Κουλούρας (εικ.2). Η δημιουργία της οφείλεται στον ανταγωνισμό μεταξύ των διεργασιών βύθισης του ρήγματος της Ελίκης και των διεργασιών ανύψωσης του ρήγματος του Αιγίου (Koukouvelas, 1996). Ο σχηματισμός της αναβαθμίδας αυτής συντέλεσε καθοριστικά στην αλλαγή της διεύθυνσης ροής του Σελινούντα από ΒΒΑ σε ΑΒΑ (Kontopoulos & Avramidis 2003). 5

6 Εικ.2 : Χάρτης στον οποίο φαίνεται η τοποθεσία της περιοχής μελέτης ανάμεσα σε Σεληνούντα και Κερυνήτη ποταμό, το κυρίαρχο σύστημα ρηγμάτων στην περιοχή (Koukouvelas & Doutsos 1996; Koukouvelas 1998) καθώς και η αλλαγή της διεύθυνσης ροής του Σελινούντα από ΒΒΑ σε ΑΒΑ (Kontopoulos & Avramidis 2003). Γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά Το δίκτυο αποστράγγισης είναι ένα σημαντικό στοιχείο για τη μελέτη της περιοχής καθώς αναδεικνύει τις λιθολογικές και γεωτεκτονικές συνθήκες οι οποίες το χαρακτηρίζουν. Στην ευρύτερη περιοχή μελέτης, το δίκτυο αποστράγγισης διαμορφώνεται από δύο κύριους ποταμούς από ανατολικά προς δυτικά: τον Κερυνίτη και τον Σελινούντα. Μικρότερης σημασίας, ο Βουραϊκός που ρέει ανατολικότερα των δύο. Οι ποταμοί αυτοί διασχίζουν διαφορετικές λιθολογικές ενότητες, διατέμνουν κυρίαρχα ρήγματα και δημιουργούν χαρακτηριστικές δομές όπως φαράγγια, χαράδρες, αλλουβιακές αναβαθμίδες, αλλουβιακά και δελταϊκά ριπίδια. Μεγάλα, επιβλητικά φαράγγια σχηματίζονται κατά μήκος των κύριων αυλακών του Σεληνούντα και του Βουραϊκού τα οποία εκτείνονται μέσα στους ασβεστολιθικούς λόφους Κλώκο, Ρούσκιο και Προφήτη Ηλία. Συγκεκριμένα, γεγονός που χαρακτηρίζει τη δυναμική του Βουραϊκού ως προς τις γεωμορφές που παράγει, είναι ότι διασχίζει κατά κύριο λόγο σκληρά ασβεστολιθικά πετρώματα ανθεκτικά στη διάβρωση. Αυτό έχει αντίκτυπο και στα περιβάλλοντα που παράγει καθώς η προσφορά του σε ίζημα είναι περιορισμένη σε σχέση με αυτή των Σεληνούντα και Κερυνίτη. O ποταμός Σελινούντας ρέει εγκάρσια στις ιζηματογενείς λεκάνες των Καλαβρύτων και του Αιγίου (Zelilidis, 2000) ανάμεσα στους λόφους Μαρμπάς και Κλώκος. Έχει συνολικό μήκος 47km και η λεκάνη απορροής του είναι 285km 2, ενώ η μέση ετήσια απορροή του είναι m 3 (Voudouris et al, 2005). Η χαράδρα του βρίσκεται στο μέσο τμήμα του, εκτείνεται από το 14ο 6

7 μέχρι το 21ο km και εμφανίζει διαφορά ανάγλυφου της τάξης των 500m περίπου, φθάνοντας σε βάθος περίπου 1000m στον Κλώκο με κοιλάδα πλάτους 3000m. Ο κάτω ρους του Σελινούντα μετακινείται από τη βορειότερη θέση στην οποία έρεε κατά τους Ρωμαϊκούς Χρόνους (Katsonopoulou, 1998, Koukouvelas, 1998, Kontopoulos& Avramidis, 2003) προς τα ανατολικά. Το δελταϊκό του πεδίο χαρακτηρίζεται από πολυάριθμα εγκαταλελειμμένα κανάλια και στις δύο πλευρές της πρόσφατα τεχνητά οριοθετημένης αύλακας. Ο ποταμός Κερυνίτης ρέει μεταξύ των λόφων Κλωκός και Ρούσκιος. Έχει συνολικό μήκος 23km περίπου, η λεκάνη απορροής του είναι 80km 2, ενώ η μέση ετήσια απορροή του είναι m 3 (Voudouris et al, 2005). Λόγω του μικρότερου μήκους του από τον Σελινούντα, η εξέλιξη της χαράδρας του περιορίζεται στο ανώτερο τμήμα του, από το 9o μέχρι το 12o km, εμφανίζοντας διαφορά ανάγλυφου της τάξης 200m περίπου, αφού η διαβρωτική του ισχύς δεν είναι τόσο αποτελεσματική, ώστε να καταφέρνει να σχηματίζει βαθιά κοιλάδα. Επιπλέον, η αποθετική δύναμή του δεν επιτρέπει την ανάπτυξη ενός εκτεταμένου αλλουβιακού ριπιδίου στο κατώτερο τμήμα του, όπως αυτό του Σελινούντα και παρά το γεγονός ότι διαβρώνει περισσότερο έντονα τα ανώτερα τμήματα της λεκάνης του, δεν αυξάνει ιδιαίτερα την αποθετική του ικανότητα (Maroukian et al, 2005). Το παράκτιο τμήμα της περιοχής (εικ.3) συντίθεται από Πλειοκαινικές και Τεταρτογενείς αποθέσεις αλλουβιακού και δελταϊκού χαρακτήρα, ενώ η έντονη τεκτονική δραστηριότητα που λαμβάνει χώρα στην περιοχή επιφέρει αλλαγές στο ανάγλυφο και στη ροή των ποταμών (Zelilidis,2000, Pavlides et al, 2004, Τρίκολας & Αλεξούλη Λειβαδίτη, 2004, Maroukian et al, 2005). Εικ. 3. Γεωλογικός χάρτης και κατανομή των περιβαλλόντων ιζηματογένεσης της ευρύτερης περιοχής της Αιγιαλείας (Ζεληλίδης κ.α, 2001). 7

8 Τρεις γενιές αλλουβιακών και δελταϊκών ριπιδίων έχουν διακριθεί στην περιοχή σύμφωνα με Maroukian et al. (2005). Νοτιότερα, προς τους ορεινούς όγκους εντοπίζονται τα παλαιότερα και περισσότερο διαβρωμένα. Στην μεταβατική ημιορεινή ζώνη βρίσκονται τα μεταγενέστερα ενώ στην παράκτια ζώνη βρίσκονται τα πιο πρόσφατα, βόρεια του ρήγματος της Ελίκης. (εικ.4). Εικ.4: Μορφολογικός χάρτης της ευρύτερης περιοχής της Ελίκης (Maroukian et al., 2005). 3.Ιζηματολογική επισκόπιση του δέλτα της Ελίκης 3.1. Λιθοστρωματογραφία Η λιθοστρωματογραφία του δελταϊκού πεδίου είναι ιδιαίτερα ετερογενής όπως φαίνεται στις εικόνες 6 και 7. Αυτό συμβαίνει εξαιτίας της έντονης μεταβλητότητας των διαδικασιών της διάβρωσης και της απόθεσης σε ένα γεωλογικά ενεργό ριπιδιακό δελταϊκό πεδίο. Τα πλημμυρικά συμβάντα και η πλευρικές μετατοπίσεις των καναλιών διανομής των ποταμών Σελινούντα και 8

9 Κερυνίτη παράγουν ένα συνονθύλευμα από λεπτόκοκκες μέχρι χονδρόκοκκες φάσεις στο μεγαλύτερο τμήμα του δελταΐκου πεδίου των δυο ποταμών μέχρις ότου οι ποταμοί αυτοί περιορίστηκαν πριν περίπου 50 χρόνια με αντιπλημμυρικά έργα (Soter & Katsonopoulou, 2005). Έτσι η λιθοστρωματογραφία που προκύπτει ποικίλει σε μεγάλο βαθμό σε οριζόντια κλίμακα της τάξεως μερικών μέτρων όπως διαπιστώθηκε με την γεωφυσική έρευνα και αριθμού γεωτρήσεων (Εικόνες 5, 6 και7). Οι Soter & Katsonopoulou (2005) έδειξαν την παρουσία ενός στρώματος χονδρόκοκκου υλικού με άμμο, χάλικες, κροκάλες ή λιθάρια πάχους μεγαλύτερο του ενός μέτρου. Οι ίδιοι αυτοί ερευνητές μελετώντας τον βαθμό στρογγύλωσης των κροκαλών καταλήγουν στο συμπέρασμα πως οι γωνιώδεις κροκάλες ελάχιστης στρογγύλωσης ανήκουν στις αποθέσεις πλημμυρικού χαρακτήρα του ποτάμιου ρεύματος Κατούρλας ενώ οι κροκάλες σημαντικού βαθμού στρογγύλωσης ανήκουν σε αποθέσεις παραλίας, γεγονός που μαρτυρά επίκλυση της θάλασσας και προσχώρηση της στην ενδοχώρα. Το κατώτατο τμήμα του προαναφερθέντος χονδρόκοκκης σύστασης στρώματος έχει ηλικία μεταξύ 7 και 8 χιλιάδες χρόνια πριν από σήμερα. Ο Κούτσιος (2009) έδειξε επίσης την παρουσία χονδρόκοκκου στρώματος ανάλογο με αυτό των Soter & Katsonopoulou. Η λεπτομερής ιζηματολογική μελέτη του στρώματος αυτού το ερμηνεύει ως ένα περιβάλλον ποτάμιας αύλακας. Η οροφή του στρώματος απαντά σε υψόμετρο 3 μέτρα ενώ η βάση του βρίσκεται σε ένα βάθος περίπου 5 μέτρων κάτω από το σημερινό επίπεδο της θάλασσας (Εικόνες 8 & 9). Το ανώτατο τμήμα του στρώματος έχει ηλικία από 2600 μέχρι 3000 χρόνια πριν από σήμερα και η βάση του από 8000 μέχρι 8500 χιλιάδες χρόνια πριν από σήμερα. Οι Koutsios et al (2010) πραγματοποίησαν γεωφυσική διασκόπιση στο δελταϊκό πεδίο του Σελινούντα κατά μήκος τεσσάρων γεωφυσικών προφίλ A, B, C & D (Εικ. 5 ). Εικ.5. Χάρτης στον οποίο απεικονίζονται οι ποταμοί Σελινούντας και Κερυνίτης, οι θέσεις των γεωτρήσεων (Α1-Α6 και Β1-Β10) και τα γεωφυσικά προφίλ (Α,Β,C,D). Να σημειωθεί ότι το προφίλ Α έγινε κατά μήκος της σιδηροδρομικής γραμμής. Το προφίλ Α (Εικ.6) απεικονίζει την παρουσία διαφόρων φακών από κροκαλοπαγή που απαντούν 130 μέτρα πριν από τη γεώτρηση Β2 ( Κούτσιος, 2009) (Εικ. 9) και 400 μέτρα περίπου μετά από τη γεώτρηση αυτή. Οι φακοί αυτοί αντιπροσωπεύουν εγκάρσιες τομές παλαιο- 9

10 αυλάκων και μάλιστα την χονδρόκοκκη φάση των γεωτρήσεων B1,B2,B3, B4 & B10 (Κούτσιος, 2009) (Εικ. 9).Οι φακοί αυτοί βρίσκονται σε ένα βάθος από 4 μέχρι 10 μέτρα κάτω από την σημερινή επιφάνεια της θάλασσας. Είναι δε σαφές ότι μεταξύ των γεωτρήσεων Β2 & Β3 λειτούργησε μία παλαιο-αύλακα διανομής του ποτάμιου συστήματος του Σελινούντα μέχρι τα 2600 χρόνια πριν από σήμερα. Εικ.6. Δυο διαστάσεων απεικόνισης της κατανομής της αντίστασης στο προφίλ Α. 1,2,3, είναι διαφορετικές φάσεις της ιζηματογένεσης. Β# είναι οι γεωτρήσεις κατά μήκος του προφίλ. (δες Εικ. 9). Οι ελλείψεις με στίξη δείχνουν υψηλές ανωμαλίες της αντίστασης σημειώνοντας την παρουσία παλαιοαυλάκων. Στο προφίλ D (Εικ. 7) και μάλιστα στην αρχή του και σε μια διεύθυνση SW προς NE παρατηρείται η παρουσία του ακραίου τμήματος της αύλακας που αναδύεται στην επιφάνεια του αλλουβιακού ριπιδίου του Κατούρλα ενώ σε ένα χαμηλότερο επίπεδο της προηγούμενης αύλακας απαντά μία άλλη παλαιο-αύλακα. Αμφότερες οι παλαιο-αύλακες κατέχουν ιζήματα όμοια με αυτά που έχουν περιγράψει οι Soter& Katsonopoulou(2005) και εμφανίζονται στις γεωτρήσεις Β1-Β10 (Κούτσιος, 2009). Εικ. 7. Δύο διαστάσεων απεικόνιση της αντίστασης με το βάθος κατά μήκος του προφίλ D. (Εικ. 5). Τα ερωτηματικά ορίζουν τις ασυμφωνίες στον οριοθετημένο ορίζοντα. Β# είναι οι γεωτρήσεις κατά μήκος του προφίλ (δες Εικ. 9) 3.2. Λιθοφάσεις και Περιβάλλοντα Ιζηματογένεσης Τα δελταϊκά πεδία των ποταμών Σελινούντα και Κερυνίτη συμβάλλουν στην περιοχή της Ελίκης σχηματίζοντας ένα ευρύ χαμηλό δελταϊκό πεδίο. Πραγματοποιήθηκαν ερευνητικές γεωτρήσεις (εικ. 8 & 9) για την λεπτομερή ιζηματολογική ανάλυση του πεδίου (Κούτσιος, 2009), σύμφωνα με 10

11 τις οποίες η ακολουθία των ιζημάτων αποτελείται κυρίως από λεπτόκοκκες λιθοφάσεις όπου παρεμβάλλονται περιστασιακά κροκαλοπαγείς φάσεις. Ο διαχωρισμός μεταξύ των φάσεων γίνεται με συγκεκριμένα κριτήρια όπου και προκύπτουν τα εξής: ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΕΣ ΛΙΘΟΦΑΣΕΙΣ Α. Πεδίο πλημμύρας: πηλούχα και αργιλούχα ιζήματα σκούρου κίτρινου έως καφέ χρώματος. Άσχημος έως πολύ άσχημος βαθμός ταξιθέτησης και ευκαιριακά άκρως άσχημος με θετική έως πολύ θετική ασυμμετρία. Τα ιζήματα προβάλλονται στα πεδία VII, VIII, IX και III του CM διαγράμματος. Παρατηρήθηκαν: μαζώδης δομή,οριζόντια στρώση, οριζόντια αλλά και διασταυρούμενη ελασμάτωση, κανονική διαβαθμισμένη στρώση και περιελιγμένη ελασμάτωση. Σποραδική εμφάνιση οστρακωδών και συχνότερη αυτή των γαστερόποδων. Πάχος στρώσης της τάξης των λίγων χιλιοστών μέχρι κάποιων εκατοστών ή δεκάδων εκατοστών ανάλογα με το μέγεθος του πλημμυρικού συμβάντος. Β. Ποτάμιες αποθέσεις όχθης τύπου crevasse splay: χαλικούχα και αμμούχα ιζήματα που εναλλάσσονται με τις πλημμυρικές αποθέσεις. Άσχημος έως πολύ άσχημος βαθμός ταξιθέτησης και θετική έως πολύ θετική ασυμμετρία. Τα ιζήματα προβάλλονται στα πεδία I, II και V του CM διαγράμματος. Παρούσες μικρής κλίμακας ακολουθίες με μειούμενο προς τα πάνω το κοκκομετρικό μέγεθος. Γ. Οπισθοελώδεις/ γλυκέων υδάτων ελώδεις αποθέσεις: ιλυούχα και αργιλούχα ιζήματα γκρι και καφέ χρώματος, άσχημου έως πολύ άσχημου βαθμού ταξιθέτησης με σχεδόν συμμετρική έως θετική ασυμμετρία. Τα ιζήματα προβάλλονται στο πεδίο VII του CM διαγράμματος. Απουσιάζουν οι δομές. Το κλάσμα της άμμου έχει μια υψηλή συγκέντρωση φυτικών υπολοίπων και οργανικού υλικού. Σημαντική είναι η παρουσία οστρακωδών (Candona) και γαστερόποδων (Planorbis, Pisidiun, Bithynia, Valvata, Limnea) γλυκέων υδάτων και ωογόνια χαροφύτων. Δ. Αποθέσεις ρηχού και γλυκέων υδάτων μόνιμου λιμναίου περιβάλλοντος: λεπτόκοκκα ιζήματα γκρι και καφέ χρώματος πολύ άσχημου βαθμού ταξιθέτησης με θετική έως πολύ θετική ασυμμετρία. Τα ιζήματα προβάλλονται στο πεδίο VIII του CM διαγράμματος. Παρατηρήθηκαν μαζώδεις δομές και ελασματώσεις. Το κλάσμα της άμμου δείχνει μικρή περιεκτικότητα σε φυτικά υπόλοιπα, οργανικό υλικό και ασβεστιτικά συγκρίματα. Παρατηρήθηκαν με σημαντική παρουσία οστρακώδη (Candona, Ilyocypris),, γαστερόποδα (Bithynia,Valvata, Limnea) και χαρόφυτα (ωογόνια) γλυκέων υδάτων. Ε. Αποθέσεις εφήμερου λιμναίου περιβάλλοντος: λεπτόκοκκα ιζήματα γκρι, καφέ ή και πορτοκαλί χρώματος πολύ άσχημου βαθμού ταξιθέτησης με θετική έως πολύ θετική ασυμμετρία. Το κλάσμα της άμμου ή του πηλού είναι συχνά αυξημένο. Τα ιζήματα προβάλλονται στα πεδία VII, VIII και Τα του CM διαγράμματος. Η μαζώδης δομή ή ελασμάτωση είναι παρούσα. Επίσης σημαντική είναι παρουσία οστρακωδών(candona, Ilyocypris), γαστερόποδων(planorbis, Bithynia, Valvata, Limnea) και χαρόφυτων (ωογόνια) γλυκέων υδάτων. Ασβεστιτικές συγκολλήσεις κυμαίνονται μεταξύ 15% και 100% ενώ σημαντική είναι η παρουσία μαγγανιούχων συσσωματωμάτων και ασβεστιτικών συγκριμάτων. 11

12 ΧΟΝΔΡΟΚΟΚΚΕΣ ΛΙΘΟΦΑΣΕΙΣ Οι χονδρόκοκκες λιθοφάσεις αποτελούνται από κροκαλοπαγή και έχουν ωχρό κίτρινο ή καφέκόκκινο χρώμα. Δείχνουν άσχημο βαθμό ταξιθέτησης και θετική έως πολύ θετική ασυμμετρία. Οι φάσεις αυτές προβάλλονται στα πεδία I, II, IV, και V του CM διαγράμματος.. Τα κροκαλοπαγή στερούνται ιζηματογενών δομών. Ενίοτε παρουσιάζεται σε αυτά η κανονική ή η ανάστροφη διαβαθμισμένη στρώση. Απουσιάζει το οργανικό υλικό και τα απολιθώματα, ενώ διαπιστώθηκε η ασήμαντη παρουσία επανεπεξεργασμένων απολιθωμάτων. Εικ.8: Κάθετα προφίλ γεωτρήσεων Α1-Α6 τα οποία αναπαριστούν τα περιβάλλοντα απόθεσης και δείχνουν τις ηλικιακές εκτιμήσεις των σχηματισμών με βάση μετρήσεις ραδιενεργού άνθρακα. (Κούτσιος, 2009). 12

13 Εικ.9: Κάθετα προφίλ γεωτρήσεων Β1-Β10 τα οποία αναπαριστούν τα περιβάλλοντα απόθεσης και δείχνουν τις ηλικιακές εκτιμήσεις των σχηματισμών με βάση μετρήσεις ραδιενεργού άνθρακα. (Κούτσιος, 2009). 13

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Β 1. Σκοπός της μελέτης. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η προσπάθεια ανασύνθεσης του παλαιοπεριβάλλοντος της περιοχής μέσα από την ιζηματολογική ανάλυση δειγμάτων που πάρθηκαν συμβάλλοντας έτσι στην έρευνα των ιζημάτων της περιοχής της Αρχαίας Ελίκης καθώς και στην γεωαρχαιολογική έρευνα αναζήτησης της ακριβούς θέσης της αρχαίας πόλης. Εικ.10: Γενική άποψη των ανασκαφών στα πλαίσια του γεωαρχαιολογικού προγράμματος αναζήτησης της πόλης της Αρχαίας Ελίκης. 14

15 2. Μεθοδολογία της έρευνας. Η συγκεκριμένη μελέτη στηρίχτηκε στην ιζηματολογική έρευνα μέσα από μία διαδικασία εκτέλεσης δειγματοληπτικής γεώτρησης σε καθορισμένη θέση (Θέση γεώτρησης 1, εικ 11). Στη συνέχεια, ακολούθησαν εργαστηριακές αναλύσεις των δειγμάτων για τον προσδιορισμό της κοκκομετρίας, της περιεκτικότητας τους σε οργανικό υλικό και CaCO3 και τυχόν απολιθωμάτων. Από τα αποτελέσματα των αναλύσεων αυτών, προέκυψαν στοιχεία (λιθολογία, στατιστικές παράμετροι κατανομής κ.α.) που μας προσδίδουν τον ιζηματολογικό χαρακτήρα των δειγμάτων και κατά συνέπεια της ιζηματογενούς ακολουθίας στην οποία ανήκουν. Τέλος, τα αποτελέσματα περιγράφονται και ερμηνεύονται προσδιορίζοντας το περιβάλλον ιζηματογένεσης της περιοχής και τα χαρακτηριστικά εξέλιξης του. Εικ.11: Η θέση δειγματοληψίας. ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ ΘΕΣΗΣ Θέση γεώτρησης 1: 38 ο Ν (φ) / 22 ο Ε (λ) 2.1 Μεθοδολογία εκτέλεσης δειγματοληπτικής γεώτρησης. Η δειγματοληπτική γεώτρηση πραγματοποιήθηκε με σκοπό αφενός μεν τη μακροσκοπική υπαίθρια παρατήρηση των ιζημάτων της γεώτρησης αφετέρου δε για τη λήψη αδιατάρακτων υποεπιφανειακών δειγμάτων από διάφορα βάθη της γεώτρησης, για την εκτέλεση εργαστη- 15

16 ριακών αναλύσεων με στόχο την συγκέντρωση δεδομένων που σχετίζονται με τη σύσταση, τον ιστό, και τη δομή των αποθέσεων. Η γεώτρηση έγινε με την χρήση του χειροκίνητου κρουστικού γεωτρύπανου του Εργαστηρίου Ιζηματολογίας του Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Η διάτρηση γινόταν εισάγοντας διαδοχικά διαφορετικής διαμέτρου δειγματολήπτες. Η διάμετρος κάθε δειγματολήπτη έπρεπε να είναι μεγαλύτερη της διαμέτρου του επόμενου στελέχους ούτως ώστε να μπορεί να φτάσει η γεώτρηση βαθύτερα (τηλεσκοπική διαδικασία). Η εξαγωγή των στελεχών πραγματοποιήθηκε με μηχανικό μοχλό ανύψωσης (εξολκέα). Η συγκεκριμένη μεθοδολογία πλεονεκτεί σε ορισμένα θέματα ενώ σε άλλα μειονεκτεί. Η εύκολη μεταφορά του εξοπλισμού, η γρήγορη σύζευξη και αποσύνδεση των μεταλλικών στελεχών, η δυνατότητα παράτασης του βάθους διάτρησης με την χρήση ειδικών ράβδων επέκτασης και, φυσικά, η σχετικά σύντομη, απλή και αδιατάρακτη δειγματοληψία συγκαταλέγονται στα βασικά πλεονεκτήματα της μεθόδου. Από την άλλη, υπάρχουν και σημαντικά μειονεκτήματα που χαρακτηρίζουν την μηχανοκίνητη κρουστική δειγματοληπτική γεώτρηση. Αυτά αφορούν κυρίως την εξαγωγή των πυρηνοληπτών καθώς υπάρχει άμεση συσχέτιση της επίτευξης του βάθους διάτρησης με τις τοπικές γεωλογικές συνθήκες. Για παράδειγμα, η μηχανική συμπεριφορά (συνοχή, συνεκτικότητα, παραμόρφωση κλπ.) ενός σχηματισμού που διατρείται, μπορεί να προκαλέσει τον εγκλωβισμό του στελέχους και την αδυναμία εξαγωγής του. Επίσης υπάρχει και ο κίνδυνος μηχανικής καταπόνησης των συνδέσμων του δειγματολήπτη όταν αυτός συναντά ξηρά, μηδενικής υγρασίας λεπτόκοκκα στρώματα ή σκληρές κροκάλες που μπορεί ενδεχομένως η διάμετρός τους να συμπίπτει ή να υπερβαίνει τη διάμετρο του πυρηνολήπτη. 2.2 Μεθοδολογία εκτέλεσης εργαστηριακών αναλύσεων Στο εργαστήριο ο πυρήνας της γεώτρησης μελετήθηκε μακροσκοπικά κατά τρόπο συστηματικό συμπληρώνοντας τα δεδομένα της υπαίθριας παρατήρησης. Η μελέτη αυτή αφορούσε την αναγνώριση των επιμέρους στρωμάτων στον πυρήνα της γεώτρησης, το πάχος και τον τύπο επαφής των στρωμάτων, το χρώμα, τη λιθολογία, τις τυχόν ιζηματογενείς δομές και την πιθανή παρουσία απολιθωμάτων και οργανικού υλικού στα ιζήματα της γεώτρησης. Η μελέτη αυτή μας επιτρέπει την δημιουργία της στρωματογραφικής στήλης και συγχρόνως μας καθοδηγεί στη σωστή λήψη δειγμάτων. Ο συνολικός αριθμός των δειγμάτων ανέρχεται στα 32. Εκτενέστερη περιγραφή και ερμηνεία της στρωματογραφικής στήλης της γεώτρησης ακολουθεί στο κεφάλαιο Γ. Οι εργαστηριακές αναλύσεις που ακολουθούν περιλαμβάνουν την κοκκομετρική ανάλυση των δειγμάτων- που οδηγεί στον προσδιορισμό του λιθολογικού χαρακτήρα, των κοκκομετρικών στατιστικών παραμέτρων της κοκκομετρικής κατανομής και του μηχανισμού απόθεσης (προβολή στο διάγραμμα CM) - καθώς και τον υπολογισμό του ποσοστού του οργανικού υλικού και του ανθρακικού ασβεστίου (CaCO3) που απαντά στα δείγματα. 16

17 2.2.1 Κοκκομετρική ανάλυση Η κοκκομετρική ανάλυση εφαρμόστηκε και στα 32 δείγματα. Η μέθοδος που ακολουθήθηκε ήταν αυτή του ξηρού κοσκινίσματος για τις κλάσεις των ψηφιτών και των άμμων, ενώ για τις κλάσεις του πηλού και της αργίλου χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της πιπέτας (υγρό κοσκίνισμα). Η ανάλυση των αδρόκοκκων κλάσεων έγινε για οποιοδήποτε ποσοστό αυτού στο δείγμα, σε αντίθεση με τις κλάσεις πηλού αργίλου όπου η ανάλυσή τους πραγματοποιήθηκε μόνο όταν η εκατοστιαία συμμετοχή τους στο συνολικό βάρος του δείγματος ήταν μεγαλύτερη του 10%. Ακολουθεί λεπτομερώς η διαδικασία κοκκομετρικής ανάλυσης των δειγμάτων. -ΑΔΡΟΚΟΚΚΑ ΔΕΙΓΜΑΤΑ (ποσοστό πηλού αργίλου <10% ) Αρχικά, αυτό που μας ενδιαφέρει είναι το δείγμα να είναι στεγνό, οπότε αν χρειάζεται τοποθετείται στο πυριαντήριο στους 30 ο C για περίπου μία με δύο ώρες. Έπειτα, με το χέρι διαχωρίζουμε τους συμπαγοποιημένους κόκκους και χρησιμοποιώντας το κόσκινο των 2mm ( - 1Φ), διαχωρίζουμε τους ψηφίτες από την άμμο. Έχοντας ζυγίσει το βάρος του δείγματος, ξεκινά το κοσκίνισμα των αδρών κλάσεων μέχρι το όριο χονδρόκοκκου μεσοχονδρόκοκκου κλαστικού υλικού δηλαδή μέχρι το κόσκινο των 2mm (όριο διαχωρισμού ψηφιτών άμμου). Η διαφορά στη διάμετρο μεταξύ των χρησιμοποιηθέντων κοσκίνων είναι της τάξης των 0,5Φ.Το βάρος των ψηφιτών που παραμένουν στο κόσκινο ζυγίζεται. Ότι πέρασε από το διαχωριστικό κόσκινο των 2mm (-1Φ) αφορά το συνολικό βάρος του κλάσματος της άμμου και το οποίο καταγράφεται. Ακολούθως, τεταρτομερίζουμε την ποσότητα της άμμου και προχωράμε σε κοσκίνισμα της από το -0,5Φ κόσκινο έως το 4Φ (όριο διαχωρισμού άμμου πηλού). Στη συνέχεια διορθώνουμε το βάρος του κάθε επιμέρους κλάσματος της άμμου που, λόγω τεταρτομερισμού, δεν ανταποκρίνονταν στο συνολικό βάρος του κλάσματος της άμμου. Το υλικό που έχει περάσει από το κόσκινο 4Φ αποτελεί τις κλάσεις του πηλού και της αργίλου. Ζυγίζεται, και, στην περίπτωση που το βάρος του δεν ξεπερνά το 10% του βάρους του δείγματος, δεν αναλύεται υπολογίζεται όμως ως βάρος ιλύος. Το ξηρό κοσκίνισμα γίνεται τοποθετώντας τα κόσκινα το ένα πάνω στο άλλο με μειούμενο άνοιγμα οπής (διάμετρος) προς τα κάτω, σε έναν ειδικό δονητή κοσκίνων για χρονικό διάστημα των min. -ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΑ ΔΕΙΓΜΑΤΑ (ποσοστό πηλού αργίλου >10% ) Η διαδικασία της κοκκομετρικής ανάλυσης των λεπτοκόκκων δειγμάτων περιλαμβάνει, εκτός από την ξηρή, και την υγρή κοσκίνιση των αφού τα δείγματα αυτά εκτός από την άμμο, ή και από την ενδεχόμενη παρουσία κάποιων ψηφιτών, έχουν το βάρος του πηλού και της αργίλου να υπερβαίνει κατά πολύ το συνολικό βάρος της άμμου και των ψηφιτών. Ο συνδυασμός ξηρής και υγρής κοσκίνισης εφαρμόστηκε και σε κάποια δείγματα που παρουσιάζουν πολύ άσχημο βαθμό ταξιθέτησης με την παρουσία αρκετών, μεγάλων κροκαλών και πολλών χαλίκων σε συνδυασμό με την επικράτηση των λεπτομερέστερων κλασμάτων της άμμου, του πηλού και της αργίλου. Στα δείγματα αυτά που απαιτήθηκε υγρή κοσκίνηση, η ανάλυσή τους ήταν πιο επίπονη, χρονοβόρα και πιο σύνθετη ως διαδικασία. Αρχικά, πάρθηκε μία ποσότητα 15-25gr, ανάλογα με τον ιστολογικό χαρακτήρα του κάθε δείγματος. Η ποσότητα αυτή τοποθετήθηκε σε ποτήρι ζέσεως των 600ml στο οποίο προστέθηκαν περίπου 200ml απιονισμένου νερού. Το δείγμα αφήνεται για 17

18 μία με δύο περίπου μέρες να μαλακώσει ενώ δέχεται τακτικές αναδεύσεις προκειμένου να αποσυμπετρωθεί. Στη συνέχεια, προστέθηκαν σε κάθε δείγμα 25ml υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2) συγκέντρωσης 30% με το οποίο αντιδρούσε το δείγμα προκαλώντας αφρισμό. Η χρήση Η2Ο2 διευκολύνει την αποσυμπέτρωση με την απελευθέρωση του οξυγόνου (Ο2 ) ενώ συγχρόνως το ίδιο το οξυγόνο οξειδώνει και καταστρέφει το οργανικό υλικό το οποίο προκαλεί την συγκόλληση των κλαστικών κόκκων. Στα περισσότερα δείγματα χρειάστηκε πρόσθεση επί πλέον ποσότητας Η2Ο2 μέχρις ότου σταματήσει ο αφρισμός κατά την πρόσθεση και την ανάδευση, πράγμα που σηματοδοτεί και την ολοκλήρωση της αντίδρασης. Τα δείγματα αφήνονταν για μία με δύο μέρες προκειμένου να δράσει καθοριστικά το Η2Ο2. Για την απομάκρυνση του Η2Ο2 που δεν καταναλώθηκε, τα ποτήρια ζέσεως μεταφέρθηκαν σε θερμαντικές πλάκες, όπου και αφέθηκαν να βράσουν σε θερμοκρασία C και στη συνέχεια, αφού κρύωσαν, πραγματοποιήθηκαν 2 με 3 αποπλύσεις με απιονισμένο νερό. Σε μερικά δείγματα η παρουσία ηλεκτρολυτών ήταν πολύ έντονη με αποτέλεσμα τα δείγματα αυτά παρότι έβρασαν και αποπλύθηκαν επισταμένα, δεν κροκιδώθηκαν και δεν καθίζαναν εντελώς οπότε εφαρμόστηκε η μέθοδος της φυγοκέντρησης (2-3 φυγοκεντρήσεις για 40 λεπτά ) η οποία επέτρεψε την ολοκλήρωση της απόπλυσης των δειγμάτων. Ακολούθως, κάθε δείγμα εκπλένεται υπεράνω ενός κόσκινου διαμέτρου 4φ (63μm) για τον διαχωρισμό του πηλού και της αργίλου από τα αδρομερέστερα με τη βοήθεια απεσταγμένου νερού. Τα αδρόκοκκα κλάσματα που συγκρατήθηκαν από το κόσκινο, μεταφέρθηκαν σε κάψες και τοποθετήθηκαν για ξήρανση στο πυριαντήριο σε υψηλή θερμοκρασία για μία μέρα. Μετά την ξήρανση τα αδρόκοκκα κλάσματα αφήνονται να κρυώσουν σε θερμοκρασία δωματίου και ακολούθως κοσκινίζονται. Από αυτήν την ξηρή κοσκίνηση ελήφθησαν τα επιμέρους κλάσματα μέχρι το όριο των 4Φ, ζυγίστηκαν και αποθηκεύτηκαν. Το κλάσμα του πηλού και της αργίλου που διαχωρίστηκε από την προηγούμενη διαδικασία με την έκπλυση υπεράνω ενός κόσκινου διαμέτρου 4Φ, συλλέχθηκε σε ογκομετρικούς κυλίνδρους των 1000ml. Επιπλέον σε αυτούς τους κυλίνδρους προστίθεται και το υλικό που πέρασε το κόσκινο 4Φ στην προηγούμενη ξηρή κοσκίνηση λόγω ατελούς έκπλυσης. Επιπλέον για την απότροπή ενδεχόμενης κροκίδωσης του υλικού των ογκομετρικών κυλίνδρων λόγω της παρουσίας της αργίλου, προστέθηκε διάλυμα από το 6-μεταφωσφορικό νάτριο (calgon). Oι ογκομετρικοί κύλινδροι στη συνέχεια τοποθετήθηκαν σε υδρόλουτρα σταθερής θερμοκρασίας 26 0 C. Για την κοκκομετρική ανάλυση του αργιλοπηλιτικού υλικού χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της πιπέτας. Η όλη διαδικασία στο στάδιο αυτό βασίζεται στον νόμο του Stokes, ο οποίος αναφέρει ότι η ταχύτητα καθίζησης ενός κόκκου στο νερό είναι ανάλογη του τετραγώνου της διαμέτρου του και συνεπώς οι μεγαλύτεροι κόκκοι καθιζάνουν γρηγορότερα από αυτούς με μικρότερη διάμετρο. Πρακτικά, αυτό που εφαρμόστηκε ήταν το εξής: στον κάθε ογκομετρικό κύλινδρο, που περιέχει αργιλοπηλιτικό υλικό και απιονισμένο νερό μέχρι τα 1000ml, γίνεται ανάδευση προκειμένου να αιωρηθεί το ίζημα μέσα στο νερό. Έπειτα, σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα και από συνεχώς μικρότερα βάθη ( 20cm, 10cm και 5cm) από την ελεύθερη στάθμη στον κύλινδρο, λαμβάνονται έξι μετρήσεις με την πιπέτα των 25ml. Από αυτές τις μετρήσεις, οι πρώτες τέσσερις αντιστοιχούν στο κλάσμα του πηλού ενώ οι δύο τελευταίες στο κλάσμα της αργίλου. Οι ποσότητες υλικού που λαμβάνονται μεταγγίζονται σε προζυγισμένα μικρά ποτήρια ζαχάρεως και ξηραίνονται στο πυριαντήριο. Μετά την ξήρανση ζυγίζεται το μεικτό βάρος του κάθε φορά συλλεγόμενου ιζήματος. Το βάρος αυτό πολλαπλασιάζεται επί 40 και έτσι υπολογίζονται τα βάρη των έξι μετρήσεων στο σύνολο του αιωρήματος του κυλίνδρου. Έπειτα, αφαιρείται από το βάρος της πρώτης μέτρησης το βάρος της δεύτερης και βρίσκουμε το βάρος του 5Φ κλάσματος. 18

19 Αντιστοίχως βρίσκουμε τα βάρη των 6Φ, 7Φ, 8Φ και 9Φ ενώ το βάρος της έκτης μέτρησης συνιστά το pan της υγρής κοσκίνησης. Με βάση τα δεδομένα της ξηρής και της υγρής κοσκίνησης παράγεται η κοκκομετρική καμπύλη η οποία αποτελεί τη βάση για την κοκκομετρική ανάλυση. Σε ένα χάρτη συχνότητας πιθανότητας, προβάλλεται το αθροιστικό επί της % βάρος (κάθετος άξονας Υ) σε σχέση με τη διάμετρο σε τιμές φ (οριζόντιος άξονας Χ). Η προβολή αυτή οδηγεί στην κατασκευή της κοκκομετρικής καμπύλης κατανομής Καθορισμός των στατιστικών παραμέτρων της κοκκομετρικής κατανομής Τα αποτελέσματα των κοκκομετρικών αναλύσεων επέτρεψαν τον υπολογισμό του ποσοστού (%) των κύριων κοκκομετρικών κλάσεων καθώς και τον υπολογισμό των στατιστικών παραμέτρων των κοκκομετρικών κατανομών. Οι παράμετροι αυτοί είναι η διάμεσος (Md), ο αριθμητικός μέσος (Mz), η σταθερή απόκλιση (σi), η ασυμμετρία (SKi), και η κύρτωση (KG) και υπολογίζονται μέσω μαθηματικών σχέσεων που πρότειναν οι Folk & Ward (1957) (Πιν. 1). Πίνακας 1. Στατιστικές παράμετροι της κοκκομετρικής κατανομής και οι τύποι από τους οποίους προκύπτουν. Για τον υπολογισμό των στατιστικών παραμέτρων μας ενδιαφέρουν οι τιμές των εκατοστημορίων Φ5, Φ16, Φ25, Φ50, Φ75, Φ84, Φ95. Αυτές προκύπτουν μέσω της γραφικής μεθόδου από τις αθροιστικές κοκκομετρικές καμπύλες κατανομής των δειγμάτων (Εικ. 12), οι οποίες παρουσιάζονται συγκεντρωμένες στο παράρτημα της εργασίας αυτής. 19

20 Εικ.12. Γραφική μέθοδος με την οποία υπολογίζουμε τις τιμές Φ που μας ενδιαφέρουν προς τον υπολογισμό των στατιστικών παραμέτρων σε δείγμα συγκεκριμένης επί της % αθροιστικής καμπύλης κοκκομετρικής κατανομής. ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Διάμεσος ( Median, Md): Το 50% κατά βάρος των κόκκων είναι χονδρότεροι από τη διάμεσο και το 50% λεπτότεροι από αυτήν. Η διάμεσος είναι η διάμετρος που αντιστοιχεί στο σημείο της αθροιστικής καμπύλης 50% και μπορεί να εκφραστεί είτε σε mm είτε σε τιμές Φ. (MdΦ ή Mdmm) (Κοντόπουλος, 2009). Αριθμητικός μέσος (Mean Size): Ο Inman πρότεινε τη φόρμουλα (Φ16+Φ84/2) για τον αριθμητικό μέσο, αλλά ο τύπος αυτός δεν είναι αποτελεσματικός σε ασύμμετρες καμπύλες. Ο Γραφικός Μέσος (graphic mean) (ΜΖ) κατά Folk&Ward που δίνεται από τη φόρμουλα ΜΖ=(Φ16+φ50+φ84/3) δίνει μία πιο πιστή συνολική εικόνα της κατανομής σε σχέση με τη διάμεσο μιας και είναι στηριγμένη σε τρία σημεία (Κοντόπουλος, 2009). 20

21 Σταθερή απόκλιση (standard deviation): Η σταθερή απόκλιση εκφράζει την ομοιομορφία ή ταξιθέτηση (sorting) των ιζημάτων. (Κοντόπουλος, 2009) Ασυμμετρία (asymmetry, skewness): Όταν οι τιμές μιας μεταβλητής δεν ισαπέχουν από το σημείο της μέγιστης συχνότητας (επικρατούσα τιμή ή τύπος=mode) και πάντα από τη μια πλευρά του σημείου μέγιστης συχνότητας (Mode) υπάρχει μεγαλύτερος αριθμός συχνοτήτων σε σχέση προς την άλλη πλευρά του, τότε η καμπύλη είναι ασύμμετρη (Κοντόπουλος, 2009). Κύρτωση (kurtosis): Η κύρτωση μετρά την αναλογία μεταξύ της διασποράς των τιμών (sorting) στα άκρα και της διασποράς των τιμών στην κεντρική περιοχή της κατανομής, δηλαδή αναφέρεται στο βαθμό συγκέντρωσης των τιμών της μεταβλητής γύρω από το μέσον και τα άκρα ( tails ) της κατανομής (Κοντόπουλος, 2009). Ο γραφικός μέσος του κοκκομετρικού μεγέθους (Μz) είναι αντίστοιχος με το μαθηματικό Μ.Ο. (Mean) που υπολογίζεται σε μια κανονική κατανομή. Έννοιες σχετικές με το μέσο όρο (Μ) είναι η μέση τιμή (Median) που αντιστοιχεί στο 50% του πληθυσμού και η επικρατέστερη τιμή (Mode) που αντιστοιχεί στο επικρατέστερο κλάσμα μεγέθους του πληθυσμού. Σε συμμετρικές κατανομές ο μέσος όρος, η μέση τιμή και η επικρατέστερη τιμή συμπίπτουν και η γραφική ασυμμετρία (Ski) χαρακτηρίζεται ως σχεδόν συμμετρική (Εικ. 13). Σε ασύμμετρες κατανομές, όπου ο μέσος όρος και η μέση τιμή βρίσκονται προς την πλευρά των αδρομερέστερων διαμέτρων η γραφική ασυμμετρία (Ski) χαρακτηρίζεται από πολύ αρνητική μέχρι αρνητική ασυμμετρία (περίσσεια αδρομερέστερου πληθυσμού). Σε αντίθετη περίπτωση, σε ασύμμετρες κατανομές, όπου ο μέσος όρος και η μέση τιμή βρίσκονται προς την πλευρά των λεπτομερέστερων διαμέτρων η γραφική ασυμμετρία (Ski) χαρακτηρίζεται από πολύ θετική μέχρι θετική ασυμμετρία (περίσσεια λεπτομερέστερου πληθυσμού) (Εικ. 13). Εικ. 13. Ερμηνεία της ασυμμετρίας σε σχέση με την κοκκομετρική καμπύλη (μείωση του μεγέθους προς τα δεξιά.) Όσον αφορά την εικόνα της κύρτωσης σε έναν πληθυσμό κόκκων, φαίνεται ότι ο φτωχός βαθμός ταξιθέτησης στα άκρα σε σχέση προς την κεντρική περιοχή της κοκκομετρικής κατανομής οδηγεί στον χαρακτηρισμό της ως λεπτόκυρτη μέχρι πολύ λεπτόκυρτη. Φτωχός βαθμός ταξιθέτησης στην κεντρική περιοχή σε σχέση προς τα άκρα της κοκκομετρικής κατανομής οδηγεί στον χαρακτηρισμό της ως 21

22 πλατύκυρτη μέχρι πολύ πλατύκυρτη. Στην περίπτωση κανονικής κατανομής η γραφική κύρτωση χαρακτηρίζεται ως μεσόκυρτη (Εικ. 14). ΠΛΑΤΥΚΥΡΤΗ ΜΕΣΟΚΥΡΤΗ ΛΕΠΤΟΚΥΡΤΗ Εικ. 14. Ερμηνεία της κύρτωσης σε σχέση με την κοκκομετρική καμπύλη (μείωση του μεγέθους προς τα δεξιά.) Βάσει των τιμών των στατιστικών παραμέτρων, είναι δυνατός ο χαρακτηρισμός των ιζημάτων ανάλογα με το βαθμό ταξινόμησής τους (σi), τη λοξότητα ή ασυμμετρία τους (SKi) και την κύρτωσή τους (ΚG), σύμφωνα με τις ονοματολογίες ταξινόμησης που έχουν προτείνει οι Folk & Ward (1957) και που φαίνεται στον πίνακα 2. Πίνακας 2. Ταξινόμηση των ιζημάτων ανάλογα τις τιμές των στατιστικών παραμέτρων κατά Folk & Ward (1957). Η μελέτη των στατιστικών παραμέτρων, στοχεύει στα παρακάτω: α. να συγκριθούν δείγματα από όμοια περιβάλλοντα ιζηματογένεσης ή από όμοιες στρωματογραφικές μονάδες β. να ερμηνευθούν το μέσο μεταφοράς και απόθεσης (άνεμος, ποτάμι, τουρβιδιτικό ρεύμα κλπ ). 22

23 γ. να ερμηνεύσουν τις διαδικασίες της τελικής απόθεσης (αιώρηση, σύρσιμο, αναπήδηση κλπ). δ. να ερμηνεύσουν το περιβάλλον απόθεσης μιας και κάθε περιβάλλον φαίνεται να χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένα εύρη τιμών στις στατιστικές παραμέτρους των ιζημάτων του. Στον πίνακα που ακολουθεί (Πιν. 3) φαίνονται τα αποτελέσματα των υπολογισμών των στατιστικών παραμέτρων για τα εξεταζόμενα δείγματα με βάση την κοκκομετρική τους κατανομή. Δείγμα Md Mz σi SKi KG ΒΤ1 0,79 0,52 2,59-0,11 0,97 ΒΤ2 5,29 6,14 4,21 0,22 1,15 ΒΤ3-0,40-0,26 2,61 0,06 0,85 ΒΤ4 3,85 3,82 4,54 0,07 1,08 ΒΤ5 0,44 1,13 5,39 0,24 0,90 ΒΤ6 4,17 3,62 4,77-0,06 1,17 ΒΤ7 4,53 4,65 4,09 0,05 1,50 ΒΤ8 4,91 5,31 2,83 0,33 1,25 ΒΤ9 4,81 4,98 4,00 0,09 1,24 ΒΤ10 6,69 7,32 3,84 0,19 0,98 ΒΤ11 5,46 5,86 3,15 0,26 1,16 ΒΤ12-0,57-0,35 2,67 0,09 0,82 ΒΤ13 4,55 3,82 5,05-0,15 1,30 ΒΤ14 5,10 5,53 3,75 0,16 1,33 ΒΤ15 5,65 6,38 4,37 0,16 1,12 ΒΤ16-0,23 1,38 4,47 0,57 0,99 ΒΤ17 5,07 5,87 4,47 0,19 1,12 ΒΤ18 4,90 5,78 4,47 0,21 1,10 ΒΤ19 0,81 1,50 4,00 0,23 0,62 ΒΤ20 3,86 4,07 3,60-0,003 0,72 23

24 ΒΤ21 3,45 3,51 5,14 0,06 0,98 ΒΤ22 3,35 3,66 4,65 0,16 1,03 ΒΤ23-0,53-0,28 2,95 0,06 0,74 ΒΤ24 0,44 2,12 4,83 0,54 0,81 ΒΤ25 0,17 0,24 2,27 0,04 0,00 ΒΤ26 3,27 4,00 3,99 0,33 1,07 ΒΤ27 2,95 3,00 5,48 0,07 0,84 ΒΤ28Α -1,33-0,84 2,41 0,29 0,89 ΒΤ28Β -1,89-1,69 2,28 0,16 1,08 ΒΤ29-3,04-2,56 2,23 0,33 1,12 ΒΤ30-1,70-1,27 2,39 0,28 1,03 ΒΤ31-1,57-1,19 2,72 0,18 0,89 Πίνακας 3. Οι κοκκομετρικές στατιστικές παράμετροι των αναλυθέντων δειγμάτων Το διάγραμμα CM Για τη μελέτη του μηχανισμού της μεταφοράς και απόθεσης των αναλυθέντων δειγμάτων χρησιμοποιήθηκε το CM-διάγραμμα. Το διάγραμμα αυτό, που πρότεινε αρχικά ο Passega (1957), προβάλλονται σε διλογαριθμικό σύστημα αξόνων η διάμεσος (Md), στον οριζόντιο άξονα και το 1% εκατοστημόριο, στον κατακόρυφο άξονα, εφόσον πρώτα μετατραπούν τα μεγέθη αυτά σε μικρόμετρα (μm). Η προβολή αυτή παράγει πεδία, κάθε ένα από τα οποία χαρακτηρίζει ένα ιδιαίτερο περιβάλλον απόθεσης με ένα ιδιαίτερο μηχανισμό απόθεσης (Εικ. 15) 24

25 Εικ. 15. Το CM διάγραμμα κατά Passega (1957) Όπως φαίνεται και στην παραπάνω εικόνα, στο διάγραμμα αυτό διαμορφώνεται ένα ελικοειδές πεδίο αποτελούμενο από τέσσερα τμήματα και αφορά ιζήματα ποτάμιας απόθεσης. Τα σημεία, που απεικονίζονται στο τμήμα NO, αντιστοιχούν σε κόκκους, που κυλίονται στον πυθμένα ενός πεδίου απόθεσης, ακόμη και όταν δεν υπάρχει στροβιλισμός. Στο τμήμα OP συμβαίνει κύλιση και αιώρηση του υλικού, ενώ στο τμήμα PQ αιώρηση και κύλιση. Οι κόκκοι που απεικονίζονται στο τμήμα QR, που είναι παράλληλο με την ευθεία C=M, στην κατωφέρεια του ελικοειδούς πεδίου, αποτίθενται μετά από διαβαθμισμένη αιώρηση, χωρίς κύλιση. Το υλικό, το οποίο αποτιθέμενο απεικονίζεται σε αυτό το τμήμα του πεδίου προβολής, συνίσταται από άμμο, το αιώρημα της οποίας έχει συγκέντρωση, που κυμαίνεται από 1g/l έως 8,5g/l. Το μέγεθος του μέγιστου κόκκου στη διαβαθμισμένη αιώρηση εξαρτάται από τον βαθμό τύρβωσης που συμβαίνει όταν αρχίζει η απόθεση. Το τμήμα RS, είναι παράλληλο προς τον άξονα της διαμέσου και αντιστοιχεί σε ομογενές αιώρημα, που κατά τον Passega (1964) περιγράφεται από ομοιόμορφη συγκέντρωση κόκκων στο αιώρημα, στην κορυφή μιας υδάτινης στήλης, ενώ μικρή τυρβώδης ροή κοντά στον πυθμένα δεν επιτρέπει την ταξινόμηση των αποτιθέμενων κόκκων. Τέλος στο κυκλικό πεδίο απεικονίζονται τα πελαγικά ιζήματα, κοντά στην αρχή των αξόνων, 25

26 μακριά από τη γραμμή C=M. Ένα πελαγικό αιώρημα συγκροτείται από κόκκους μεγέθους μικρότερου από 30μm-40μm. Στην παρακάτω Εικόνα 16 που ακολουθεί, προβάλλονται όλα τα αναλυθέντα δείγματα στο CM διάγραμμα. Εικ Καθορισμός του λιθολογικού χαρακτήρα των δειγμάτων Για τον καθορισμό του λιθολογικού χαρακτήρα των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκε η κλίμακα Wentworth-Krumbein-Udden (Πιν. 4) σε συνδυασμό με τα τρίγωνα ταξινόμησης κατά Folk &Ward (1957) και Folk, Andrews & Lewis (1970) (Εικ. 17& 18). Η φιλοσοφία της συγκεκριμένης μεθόδου ταξινόμησης βασίζεται στον προσδιορισμό της εκατοστιαίας συχνότητας κάθε κλάσης μεγέθους σε κάθε δείγμα. Ο λιθολογικός χαρακτήρας των δειγμάτων φαίνεται στον Πίνακα 5 26

27 Πίνακας 4. Η κλίμακα των Wentworth-Krumbein-Udden. ΤΡΙΓΩΝΙΚΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ Όπως προαναφέρθηκε, η λιθολογία των μελετηθέντων ιζημάτων προσδιορίζεται ταξινομώντας τα δείγματα σύμφωνα με το τριγωνικό σύστημα που πρότειναν αρχικά οι Folk &Ward (1957) και επαναδιατύπωσαν οι Folk, Andrews & Lewis (1970). Ουσιαστικά, κάθε δείγμα μπορεί να 27

28 προβληθεί σαν ένα σημείο σε ένα από τα δύο αυτά διαγράμματα, ανάλογα τα ποσοστά συμμετοχής των τάξεων των χαλίκων της άμμου και της ιλύος στο πρώτο και της άμμου, πηλού και αργίλου στο δεύτερο (Εικ. 17&18). Εικόνες 17 & 18 :Τα τριγωνικά διαγράμματα ταξινόμησης κατά Folk &Ward (1957) και Folk, Andrews & Lewis (1970). Στον παρακάτω Πίνακα 5 δίνεται ο λιθολογικός χαρακτήρας των αναλυθέντων δειγμάτων Δείγμα Ποσοστό % Λιθολογικός Χαλίκια Άμμος Πηλός Άργιλος Ιλύς χαρακτήρας ΒΤ1 23,79 68,59 7,63 Χαλικώδης ιλυώδης άμμος ΒΤ2 2,80 31,44 40,06 25,70 65,76 Ελαφρά χαλικώδης ιλύς ΒΤ3 39,15 57,47 3,37 Aμμώδες χαλίκι ΒΤ4 14,12 38,06 30,64 17,18 47,82 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ5 42,20 27,96 19,53 10,30 29,83 Ιλυώδες χαλίκι ΒΤ6 17,94 29,46 36,00 16,60 52,60 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ7 10,88 31,55 39,93 17,64 57,57 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ8 34,41 49,71 15,88 Αμμώδης πηλός ΒΤ9 7,49 32,19 38,95 21,37 60,32 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ10 23,79 38,82 37,38 Αμμώδης ιλύς ΒΤ11 28,38 48,11 23,51 Αμμώδης πηλός ΒΤ12 43,47 52,90 3,63 Αμμώδες χαλίκι ΒΤ13 17,87 24,60 39,22 18,31 57,53 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ14 5,38 27,74 43,38 23,49 66,87 Χαλικώδης ιλύς 28

29 ΒΤ15 4,38 26,61 39,55 29,46 69,01 Ελαφρά χαλικώδης ιλύς ΒΤ16 38,97 33,04 16,82 11,17 27,99 Ιλυώδες αμμώδες χαλίκι ΒΤ17 5,68 30,29 37,98 26,05 64,03 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ18 5,72 31,77 36,98 25,54 65,52 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ19 35,14 34,46 25,73 4,66 30,39 Ιλυώδες αμμώδες χαλίκι ΒΤ20 8,83 43,26 26,08 21,83 47,91 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ21 18,79 36,65 23,89 20,67 44,56 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ22 15,30 43,00 23,00 18,70 41,70 Χαλικώδης ιλυώδης άμμος ΒΤ23 42,54 53,24 4,22 Αμμώδες χαλίκι ΒΤ24 40,78 25,75 17,45 16,03 33,48 Ιλυώδες χαλίκι ΒΤ25 36,51 60,89 2,60 Αμμώδες χαλίκι ΒΤ26 5,13 54,23 23,21 17,43 40,64 Χαλικώδης ιλυώδης άμμος ΒΤ27 26,40 32,35 21,25 20,01 41,26 Χαλικώδης ιλύς ΒΤ28Α 54,48 43,83 1,69 Αμμώδες χαλίκι ΒΤ28Β 64,30 34,90 0,80 Αμμώδες χαλίκι ΒΤ29 77,51 22,04 0,45 Αμμώδες χαλίκι ΒΤ30 60,12 37,97 1,90 Αμμώδες χαλίκι ΒΤ31 56,70 41,82 1,48 Αμμώδες χαλίκι Πίνακας 5. Λιθολογικός χαρακτήρας των αναλυθέντων δειγμάτων Σύμφωνα με την παραπάνω ανάλυση, το ποσοστό των χαλίκων (ψηφιτών) κυμαίνεται μεταξύ 2,8% και 77,51% με μία μέση τιμή της τάξης του 28,36% ενώ σε τρία δείγματα φαίνεται να απουσιάζουν πλήρως. Αντιστοίχως, η άμμος κυμαίνεται μεταξύ 22,04% και 68,59% με μία μέση τιμή 37,33% ενώ η ιλύς έχει ένα εντυπωσιακό εύρος κυμαινόμενη από 0,45% έως 69,01% έχοντας μία μέση τιμή της τάξης του 33,54%. Στα τρία δείγματα που απουσιάζουν οι χάλικες (ΒΤ8, ΒΤ10, ΒΤ11), η ιλύς αναλύεται σε πηλό και άργιλο και ονομάζεται σύμφωνα με το τριγωνικό διάγραμμα ταξινόμησης των λεπτόκοκκων ιζημάτων ενώ τα υπόλοιπα δείγματα με την παρουσία χαλίκων ονομάζονται σύμφωνα με αυτό των χονδρόκοκκων. 29

30 2.2.2 Ανάλυση του προσδιορισμού του οργανικού υλικού Το οργανικό υλικό θεωρείται ότι συνεισφέρει σημαντικά στην αναγνώριση των περιβαλλόντων απόθεσης των ιζημάτων. Αφθονεί περισσότερο σε περιοχές όπου υπάρχει έντονη βιολογική δραστηριότητα, όπως στο θαλάσσιο και λιμναίο βυθό, σε περιοχές γρήγορης βύθισης του μορφολογικού ανάγλυφου και όπου υπάρχει έλλειψη βακτηριακής δράσης. Ευνοϊκές συνθήκες δημιουργίας οργανικού υλικού παρέχουν τα στάσιμα νερά αναγωγικού χαρακτήρα. Ο ποσοτικός προσδιορισμός του οργανικού υλικού πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο οξειδώσεως του οργανικού υλικού με την χρήση Η2Ο2 (Carver, 1971). Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, ζυγίζουμε 2gr κονιοποιημένου δείγματος, αφού πρώτα τα έχουμε αποξηράνει για δύο περίπου ώρες στους 110 ο C, και το μεταφέρουμε σε ποτήρι ζέσεως των 250ml το οποίο έχει και αυτό προζυγιστεί μαζί με την ύαλο ωρολογίου που το σκεπάζει. Προσθέτουμε 30ml διαλύματος Η2Ο2 συγκέντρωσης 10%. Έπειτα, τοποθετούμε το ποτήρι ζέσεως σε θερμαντική πλάκα προκειμένου να το θερμάνουμε βοηθώντας στην περάτωση της αντίδρασης. Η θέρμανση συνεχίζεται έως ότου η αντίδραση σταματήσει. Στη συνέχεια, εκπλένουμε το ποτήρι ζέσεως μαζί με την ύαλο ωρολογίου με 5ml διαλύματος Η2Ο2 συγκέντρωσης 30% με τη βοήθεια πιπέτας και το θερμαίνουμε ξανά. Συνεχίζεται η προσθήκη διαλύματος Η2Ο2 συγκέντρωσης 10%, η θέρμανση και η έκπλυση όσες φορές χρειαστεί μέχρις ότου να σταματήσει ο αφρισμός κατά την προσθήκη διαλύματος. Στην τελευταία θέρμανση, το δείγμα ξηραίνεται ώσπου αποκτά ένα καφέ-κόκκινο χρώμα και μια σκωριώδη υφή. Έπειτα, το δείγμα αφήνεται να κρυώσει και στη συνέχεια επαναζυγίζεται μαζί με το ποτήρι ζέσεως στο οποίο περιέχεται και την ύαλο ωρολογίου που το καλύπτει. Το ποσοστό του οργανικού υλικού προσδιορίζεται από τη διαφορά του βάρους του ποτηριού ζέσεως με το δείγμα πριν και μετά την επεξεργασία πολλαπλασιασμένη επί 100 (%) δια του καθαρού βάρους του δείγματος που υπέστη την επεξεργασία. % ποσοστό οργανικού υλικού = (ΔWποτ. ζέσεως / Wδείγματος) x 100% Στον πίνακα 6 που ακολουθεί παρατίθενται τα ποσοστά του οργανικού υλικού στα δείγματα που επεξεργάστηκαν. 30

31 Δείγμα Βάρος δείγματος (gr) Βάρος ποτηριού Ζέσεως (gr) Βάρος ποτηριού Ζέσεως και δείγματος μετά την επεξεργασία (gr) Ποσοστό οργανικού υλικού (%) ΒΤ1 2, , ,5127 1,93 ΒΤ2 2, , ,9233 0,05 ΒΤ3 2, , ,8510 0,35 ΒΤ4 2, , ,7571 0,26 ΒΤ5 2, , ,3976 0,50 ΒΤ6 2, , ,4537 0,12 ΒΤ7 2, , ,6903 0,41 ΒΤ8 2, , ,8436 0,01 ΒΤ9 2, , ,9808 0,61 ΒΤ10 2, , ,8279 0,27 ΒΤ11 2, , ,2963 0,53 ΒΤ12 2, , ,5058 0,63 ΒΤ13 2, , ,7849 0,20 ΒΤ14 2, , ,1378 0,08 ΒΤ15 2, , ,5643 0,35 ΒΤ16 2, , ,8945 0,49 ΒΤ17 2, , ,7585 0,45 ΒΤ18 2, , ,4760 0,12 ΒΤ19 2, , ,2315 0,55 ΒΤ20 2, , ,8118 1,20 ΒΤ21 2, , ,5163 0,75 ΒΤ22 2, , ,1836 1,02 ΒΤ23 2, , ,5724 0,91 ΒΤ24 2, , ,4122 0,90 ΒΤ25 2, , ,0674 0,59 ΒΤ26 2, , ,1585 0,08 ΒΤ27 2, , ,3298 0,25 ΒΤ28Α 2, , ,8890 0,59 ΒΤ28Β 2, , ,9181 1,15 ΒΤ29 2, , ,9531 0,17 ΒΤ30 2, , ,6792 0,38 ΒΤ31 2, , ,4922 0,88 Πίνακας 6. Ποσοστά του οργανικού υλικού στα δείγματα που αναλύθηκαν 31

32 2.2.3 Ανάλυση του προσδιορισμού του CaCO3 Το περιεχόμενο του CaCO3 σε μία ιζηματογενή απόθεση είναι μία πολύ σημαντική παράμετρος. Η αύξηση ή η μείωση του ποσοστού του ανθρακικού ασβεστίου σε μία ακολουθία ιζημάτων, δίνει πληροφορίες σχετικά με τις συνθήκες ιζηματογένεσης. Επί πλέον φαίνεται πως υπάρχει σχέση μεταξύ του ποσοστού του ανθρακικού υλικού και της κοκκομετρικής κατανομής. Για παράδειγμα, στα ποτάμια και δελταϊκά ιζήματα, όπου επικρατούν γρήγοροι ρυθμοί ιζηματογένεσης, παρατηρείται αύξηση της ποσότητας του ανθρακικού ασβεστίου προς τα λεπτότερα κλάσματα (Saadellah & Kukal, 1969). Για τον προσδιορισμό του ανθρακικού ασβεστίου των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος διάσπασης του CaCO3 με CH3COOH (οξικό οξύ) (Varnavas, 1979) προς σχηματισμό ευδιάλυτου άλατος οξικού ασβεστίου και διαφυγή του παραγόμενου διοξειδίου του άνθρακα σύμφωνα με την αντίδραση: CaCO3 + 2CH3COOH (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O Σύµφωνα µε τη μέθοδο αυτή, ζυγίζεται για κάθε περίπτωση 1gr ξηρού και κονιοποιημένου δείγματος και μεταφέρεται σε κωνική φιάλη των 100ml. Μέσα στην κωνική φιάλη προστίθενται 10ml (περίσσεια) οξικού οξέος 25% w/w και το δείγμα τοποθετείται προς ανάδευση για χρονική διάρκεια τεσσάρων (4) ωρών σε ηλεκτρικό δονητή, είτε παραμένει προς αντίδραση είκοσι τέσσερις (24) ώρες σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, εφόσον δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν έδειξαν ότι το αποτέλεσμα είναι το ίδιο. Μετά το πέρας της διεργασίας αυτής πραγματοποιείται διήθηση του εναπομείναντος δείγματος και των προϊόντων της αντίδρασης σε προζυγισμένο, µε ζυγό ακριβείας, φίλτρο διηθητικού χαρτιού πολύ λεπτού ηθμού (DIN EN ISO 9001). Το ευδιάλυτο άλας του οξικού ασβεστίου διέρχεται από το διηθητικό χαρτί - για το σκοπό αυτό πραγματοποιούνται 2-3 εκπλύσεις του φίλτρου µε απιονισµένο νερό - ενώ το μέρος του ιζήματος που δεν αντέδρασε συγκρατείται. Το διηθητικό χαρτί µε το αδιάσπαστο ίζημα αφήνεται προς ξήρανση σε πυριαντήριο και στη συνέχεια ζυγίζεται. Η διαφορά βάρους του διηθητικού χαρτιού µε και χωρίς ίζημα δίνει το βάρος του µη ανθρακικού μέρους του δείγματος, ενώ η διαφορά του συγκρατηθέντος ιζήματος από το αρχικό βάρος του δείγματος πολλαπλασιαζόμενο επί εκατό (100) δίνει το ποσοστό του ανθρακικού ασβεστίου που περιέχει το δείγμα. Το επί τοις % ποσοστό του ανθρακικού ασβεστίου δίνεται από τον τύπο: % ποσοστό CaCO3 = [(Wδείγματος - ΔWφίλτρου) / W δείγματος] x 100% Στον παρακάτω πίνακα 7 παρατίθενται τα αποτελέσματα προσδιορισμού του ποσοστού του CaCO3 των δειγμάτων: 32