ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ - DIPLOMA THESIS

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ - DIPLOMA THESIS"

Αρμονία Αλιβιζάτος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΙ ΟΡΥΚΤΟΧΗΜΙΚΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΑΤΤΙΚΗΣ MINERALOGICAL AND MINERAL-CHEMICAL INVESTIGATION OF GEOLOGIC MATERIALS WITH INCREASED NATURAL RADIOACTIVITY FROM ATTICA AREA, GREECE ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ - DIPLOMA THESIS ΦΩΤΙΟΣ-ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΦΑΝΤΑΡΗΣ FOTIOS-CHRISTOS KAFANDARIS Επιβλέπων: Δρ. ΑΘ. ΓΚΟΝΤΕΛΙΤΣΑΣ, Λέκτορας Παν/μίου Αθηνών Supervisor: Dr. ATH. GODELITSAS, Lecturer of Univ. of Athens, Greece ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2008 NOVEMBER 2008

2 σε συνεργασία με το Εργαστήριο Πυρηνικής Τεχνολογίας του Α.Π.Θ. την Röntgenanalytik Messtechnik GmbH και με το Ινστιτούτο Ηλεκτρονικής και Laser του Ι.Τ.Ε.

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στα πλαίσια της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας μελετήθηκαν γεωλογικά δείγματα από την ευρύτερη περιοχή της Αττικής που κατά την δειγματοληψία έδειξαν τιμές αυξημένης φυσικής ραδιενέργειας όπως διαπιστώθηκε με φορητό ανιχνευτή NaI. Τα γεωϋλικά που τελικά εξετάσθηκαν αφορούν τόσο ιζηματογενή όσο και πυριγενή και μεταμορφωμένα πετρώματα. Τα δείγματα μετρήθηκαν ως προς την ραδιενέργεια με χρήση ημιαγωγικού ανιχνευτή υπερκάθαρου γερμανίου (φασματοσκοπία-γ με HPGe) ενώ χρησιμοποιήθηκαν και σύγχρονες μέθοδοι χαρακτηρισμού ορυκτών και πετρωμάτων ώστε να διαπιστωθούν οι ορυκτές φάσεις που αποτελούν τους φορείς των ραδιονουκλιδίων στο κάθε πέτρωμα (XRD, Laser μ-raman, LIBS, SEM-EDS, XRF/μ-XRF, ICPMS, IRMS). Τα πυριγενή πετρώματα (δακίτες από την περιοχή Αγ. Θεοδώρων / Σουσακίου) εκπέμπουν αναμενόμενη ραδιενέργεια κυρίως λόγω της σειράς του 232 Th και λόγω του ισοτόπου 40 K (54 και 1080 Bq/Kg αντίστοιχα, 105 ngy/h) όπως επίσης και οι γνεύσιοι της Πεντέλης (90 και 1737 Bq/Kg αντίστοιχα, 147 ngy/h) αλλά και της περιοχής του Βαρνάβα. Η διερεύνηση των δειγμάτων αυτών έδειξε την παρουσία χαρακτηριστικών ορυκτών που περιέχουν Th και U όπως ο μοναζίτης, το ζιρκόνιο και ο απατίτης, καθώς και φυλλοπυριτικά ορυκτά που μπορούν να φιλοξενούν ισότοπα του K. Τα ιζηματογενή πετρώματα που εξετάσθηκαν δεν εκπέμπουν φυσική ραδιενέργεια ανώτερη του μέσου φυσιολογικού υποβάθρου για την Αττική, με εξαίρεση τους ασβεστόλιθους (ασβεστιτικούς και δολομιτικούς) της περιοχής του Κιθαιρώνα οι οποίοι περιέχουν σχετικά αυξημένες συγκεντρώσεις U (~14 έως και ~53 ppm, μέσος παγκόσμιος όρος ~2 ppm) και ραδιενέργεια κυρίως λόγω της σειράς του 238 U (589 Bq/Kg, 280 ngy/h). Στην περίπτωση αυτή, η λεπτομερής εργαστηριακή διερεύνηση των δειγμάτων έδειξε ότι το U δεν σχετίζεται μάλλον με την ανθρακική μάζα των πετρωμάτων αλλά πιθανώς με την οργανική ύλη καθώς και με επουσιώδη φωσφορικά και αργιλοπυριτικά ορυκτά ή και με διεπιφάνειες φάσεων του Mn (τύπου τοντοροκίτη και μπιρνεσσίτη) ειδικά στους δολομιτικούς ασβεστόλιθους. Η περαιτέρω μελέτη ορυκτολογικών και γεωχημικών παραμέτρων, μικροαπολιθωμάτων αλλά και σταθερών ισοτόπων υπέδειξε ότι η συσσώρευση του U στους ασβεστιτικούς ασβεστόλιθους ενδέχεται να σχετίζεται με κάποιο αναγωγικό (ανοξικό;) επεισόδιο του Α. Τριαδικού. Η όλη ορυκτολογική και γεωχημική συμπεριφορά του U στους ασβεστόλιθους του Κιθαιρώνα αποτελεί εξαιρετικό αντικείμενο για επιπλέον επιστημονική έρευνα η οποία απαιτεί πολύ εξειδικευμένες μετρήσεις με χρήση προηγμένων τεχνικών όπως SXRF και XANES/EXAFS με ακτινοβολία Σύνχροτρον αλλά και ηλεκτρονική μικροσκοπία υψηλής ευκρινείας (HRTEM).

4 ABSTRACT* According to an early survey, performed by Greek authorities in the years between 1979 and 1986, the most significant radiometric anomalies in central Greece (Sterea Hellas) are related to lignites, bauxites and limestones. In the case of lignites and limestones the elevated natural radioactivity was attributed to the relatively high U concentrations (up to ca. 95 ppm in claybearing lignite from Atalanti, Phthiotis) while in the case of bauxites the sources of radiation were not clearly determined. In the greater Attica region, including the urban area of Athens and the surrounding metropolitan area (Attica basin) with a population of about 4 million, the only remarkable radioactive geological material was reported to be the Triassic phosphorusbearing bituminous limestone of Mt. Kithaeron (up to ca. 47 ppm U). This formation had also been described in a previous unpublished report as U-Vbearing phosphorite. Nevertheless, a recent investigation revealed that radioactive rock samples, which can currently be found in the Mt. Kithaeron area, concern in fact uraniferous carbonate rocks (ca. 14 to ca. 53 ppm U) with no evidence of increased phosphorus concentrations (max. P 2O 5 ca. 1 wt %.). In the present work we present natural radioactivity measurements (by laboratory γ-ray spectrometry/hpge detector) in the above rocks, which can be described as stratiform bituminous calcitic limestones of relatively lower radioactivity (164 Bq/Kg for 238 U, total dose rate: 76 ngy/h) and tectonized dolomitic limestones of higher radioactivity (589 Bq/Kg for 238 U, total dose rate: 280 ngy/h). Further investigations in the greater Attica region indicated insignificant radioactivity in limestones and marbles of the Attica basin (Mt. Lycabettus and Tourkovounia, Mt. Hymettus, Mt. Penteli, Mt. Aegaleo, Liosia area) as well as in the low-grade metasedimentary rocks known as the Athens schists. However, the volcanic rocks (dacites) of Ag. Theodori area (Sousaki volcano) and the crystalline basement rocks (orthogneisses) of Mt. Penteli exhibit significant natural radioactivity (105 and 147 ngy/h respectively) mainly due to the contribution of 232 Th series (54 and 90 Bq/Kg respectively) and 40 K (1080 and 1737 Bq/Kg respectively). * Presented at Goldschmidt 2007 and SEGH 2008

5 Geochim. Cosmochim. Acta, 71 / 15S A457 (2007)

Σχετικά έγγραφα

Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΣΣΗΝΗΣ, Ν.ΜΕΣΣΗΝΙΑΣ

Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΣΣΗΝΗΣ, Ν.ΜΕΣΣΗΝΙΑΣ ελτίο της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρίας τοµ. XXXVI, 2004 Πρακτικά 10 ου ιεθνούς Συνεδρίου, Θεσ/νίκη Απρίλιος 2004 Bulletin of the Geological Society of Greece vol. XXXVI, 2004 Proceedings of the 10 th