«ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΑ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΑΓΙΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΥ ΤΗΣ ΝΗΣΟΥ ΑΝΤΙΠΑΡΟΥ»

ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΠΟΥΔΩΝ: «ΓΕΩΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ» ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: «ΟΡΥΚΤΕΣ ΠΡΩΤΕΣ ΥΛΕΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ» «ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΙΑ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΑΓΙΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΥ ΤΗΣ ΝΗΣΟΥ ΑΝΤΙΠΑΡΟΥ» (ΚΑΙ Η ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΤΗΣ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΟΝ ΛΕΥΚΟΓΡΑΝΙΤΗ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥ) ΚΕΒΡΕΚΙΔΗΣ ΗΛΙΑΣ ΓΕΩΛΟΓΟΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ 2013

Επιβλέπων Καθηγητής: Κάρεν Στ. Σέυμουρ - Πανεπιστήμιο Πατρών - Σχολή Θετικών Επιστημών - Τμήμα Γεωλογίας - Τομέας Ορυκτών Πρώτων Υλών - Εργαστήριο Κοιτασματολογίας Μέλη Συμβουλευτικής Επιτροπής: Καθηγητής Χρηστάνης Κίμων - Πανεπιστήμιο Πατρών - Σχολή Θετικών Επιστημών - Τμήμα Γεωλογίας - Τομέας Ορυκτών Πρώτων Υλών Αναπληρωτής Καθηγητής Κοκκάλας Σωτήριος - Πανεπιστήμιο Πατρών - Σχολή Θετικών Επιστημών - Τμήμα Γεωλογίας - Τομέας Γενικής και Θαλάσσιας Γεωλογίας 1

Ευχαριστίες Οφείλω να ευχαριστήσω τους γονείς μου Κεβρεκίδη Πέτρο και Ελένη για τη συνεχή οικονομική, ψυχολογική και υλική στήριξη χάρη στην οποία μπορούσα απερίσπαστος να διεκπεραιώσω την παρούσα διατριβή. Την Καθηγήτριά μου Κάρεν Στ. Σέυμουρ για την πίστη που έδειξε στις ικανότητές μου, την υπομονή και τη συνεχή βοήθεια και καθοδήγηση που μου παρείχε. Τον Δρ. Τόμπρο Στυλιανό, ο οποίος είχε την ιδέα για το θέμα αυτό, παρείχε συνεχή καθοδήγηση και στήριξη στις μεθόδους των ισοτόπων, της φασματογραφίας Raman και των ρευστών εγκλεισμάτων. Επίσης χάρη σε εκείνον μπορέσαμε να κάνουμε τις αναλύσεις που αφορούσαν τις παραπάνω μεθόδους και χωρίς αυτόν η διατριβή θα ήταν μακράν πτωχότερη. Ευχαριστώ τους συνεργάτες μας στην Ακαδημία των Γεωεπιστημών του Πεκίνου, στην Κίνα. Μέσω της συνεργασίας μας μπορέσαμε να κάνουμε δωρεάν πολλές και πανάκριβες αναλύσεις η οποίες εμπλούτισαν την παρούσα διατριβή με εξαιρετικά πρωτογενή δεδομένα. Θα ήθελα ακόμη να ευχαριστήσω το μέλος ΕΤΕΠ του τμήματός μας Δρ. Στεφανόπουλου Παναγιώτη για τη συνεχή τεχνική υποστήριξη που μου παρείχε, χάρη στην οποία είχα άμεση και αποτελεσματική αντιμετώπιση οποιουδήποτε τεχνικού προβλήματος αντιμετώπισα. Τέλος, αλλά κατά σειρά προτίμησης, θα ήθελα να ευχαριστήσω εγκάρδια όλους τους συναδέλφους και συμφοιτητές γεωλόγους για τη βοήθεια πρακτική και ψυχολογική υποστήριξη που μου παρείχαν καθ όλη τη διάρκεια της διατριβής αυτής, αλλά και για την παρουσία τους και μόνο ορισμένες φορές. 2

Περίληψη Η παρούσα διατριβή εστιάζει στην μεταλλοφορία της περιοχής του Αγίου Γεωργίου στην Αντίπαρο στις Κυκλάδες, όπου κατά τα έτη 1953 έως 1954 πραγματοποιήθηκε εξώρυξη αργυρούχου γαληνίτη από την Γαλλική Εταιρία Λαυρίου. Η μεταλλοφορία βρίσκεται κυρίως υπό μορφή χαλαζιακών φλεβών, οι οποίες εκτός του αργυρούχου γαληνίτη φέρουν επίσης άλλα θειούχα μεταλλικά ορυκτά όπως ο χαλκοπυρίτης, ο σιδηροπυρίτης, ο βορνίτης και ο χαλκοσύνης. Το φλεβικό σύστημα τέμνει κυρίως μάρμαρα και σχιστολίθους. Τα συνοδά μη μεταλλικά ορυκτά αποτελούνται κυρίως από χαλαζία και δευτερευόντως από ασβεστίτη. Ο χαλαζίας διακρίνεται σε δύο γενεές, τον υψίθερμο γαλακτόχρωμο χαλαζία και τον χαμηλόθερμο διαυγή χαλαζία, από τους οποίους και οι δύο είναι μεταλλοφόροι. Στην ίδια περιοχή φιλοξενείται πρωτογενής μεταλλοφορία οξειδίων και υδροξειδίων του μαγγανίου. Ο σκοπός της διατριβής αυτής είναι να παραθέσει νέα, πρωτογενή δεδομένα όσον αφορά την ορυκτοχημεία των εναπομεινάντων θειούχων μεταλλικών ορυκτών που βρίσκονται τώρα στην περιοχή του Αγίου Γεωργίου και να προσδιορίσει τις φυσικοχημικές συνθήκες που συνέβαλαν στην απόθεση της μεταλλοφορίας. Επιπλέον ερευνά εάν ο λευκογρανίτης της Πάρου, ο οποίος απέχει λιγότερο από 10km από την μεταλλοφορία, δύναται να αποτελεί την πηγή των μεταλλοφόρων υδροθερμικών ρευστών. Για το λόγο αυτόν κατά την εκπόνηση της εργασίας υπαίθρου πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία από την εναπομείνασα μεταλλοφορία του Αγίου Γεωργίου και το λευκογρανίτη της Πάρου. Επιπλέον συλλέχθηκαν τεκτονικά δεδομένα και έγινε συνοπτική καταγραφή και εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις παρελθούσες μεταλλευτικές δραστηριότητες στην περιοχή. Οι μέθοδοι που εφαρμόστηκαν για την επίτευξη της έρευνας ήταν η ανάλυση των θειούχων μεταλλικών ορυκτών με ηλεκτρονικό μικροαναλυτή, ανάλυση XRF και ICP-MS για κύρια στοιχεία, ιχνοστοιχεία και σπάνιες γαίες στον λευκογρανίτη της Πάρου, πετρογραφική μελέτη λεπτών τομών από το γρανίτη και στιλπνών τομών από τη μεταλλοφορία. Επίσης εφαρμόστηκε μικροθερμομετρία στα ρευστά εγκλείσματα εντός του συνοδού υδροθερμικού χαλαζία για τον προσδιορισμό των θερμοκρασιών απόθεσης και της αλατότητας των μεταλλοφόρων ρευστών. Στα ρευστά εγκλείσματα εφαρμόστηκε επίσης η 3

μέθοδος της φασματοσκοπίας Raman. Πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις σταθερών ισοτόπων O 18 και Si 30 από τον υδροθερμικό χαλαζία για τον προσδιορισμό της προέλευσης των υδροθερμικών ρευστών. Τα τεκτονικά δεδομένα υποδηλώνουν πως τα ορυχεία του Αγίου Γεωργίου βρίσκονται πάνω σε μία καμπύλωση των πετρωμάτων της περιοχής. Βάσει πετροχημικών και πετρογραφικών δεδομένων η λευκογρανιτική διείσδυση στην Πάρο φέρει τυπικά χαρακτηριστικά ενός subsolvus λευκογρανίτη κεκορεσμένου σε νερό, ο οποίος διείσδυσε σε περιβάλλον ηφαιστειακού τόξου υπό καθεστώς συμπίεσης, σε θερμοκρασίες από ~758 ο C έως ~676 ο C και σε βάθη από ~15km έως ~3km. Γρανίτες τέτοιου είδους συνδέονται συχνά με υδροθερμικά μεταλλοφόρα συστήματα, όπως κατάγραφεται από τη διεθνή βιβλιογραφία. Οι ισοτοπικές τιμές δ 18 Ο H2O εντός του μεταλλοφόρου υδροθερμικού ρευστού της περιοχής του Αγίου Γεωργίου κυμαίνονται μεταξύ +5,4 και +11,5, με μέσον όρο +8,3, το οποίο αποτελεί ένδειξη ανάμειξης ρευστών μαγματικής προέλευσης, με ισοτοπικές τιμές από +5 έως +10, μεταμορφικών ρευστών τα οποία έχουν τιμές από +10,71 έως +14,5 για τους σχιστολίθους της ενότητας των κυανοσχιστολίθων και από +19,7 έως +20,5 για τα μάρμαρα της ίδιας ενότητας, μετεωρικών υδάτων τα οποία είχαν ένα εύρος από -5 έως -2 κατά το Μειόκαινο και θαλλασίων υδάτων που έχουν εύρος από +1,5 έως +2. Οι θερμοκρασίες κατά τις οποίες έλαβε χώρα το υδροθερμικό μεταλλοφόρο επεισόδιο κυμαίνονται μεταξύ ~400 ο C και ~140 ο C. Σε διάγραμμα T h προς την αλατότητα εμφανίζεται συνεχής μείξη μεταξύ μαγματικών ρευστών και ενός παράγοντα χαμηλής αλατότητας, πιθανόν μετεωρικών ρευστών. Στο ίδιο διάγραμμα εμφανίζεται αναβρασμός του υδροθερμικού ρευστού και φραγή του φλεβικού συστήματος μεταξύ 280 ο C και 250 ο C. Το φλεβικό σύστημα άνοιξε εκ νέου σε θερμοκρασία χαμηλότερη των 250 ο C πιθανότατα λόγω βρασμού του υδροθερμικού ρευστού. Τα δεδομένα από τη φασματοσκοπία Raman υποδεικνύουν την παρουσία κατιόντων Ca 2+, Si 2+, Al 3+, Ti, Li +, B 3+ και Cu 2+, καθώς και των ανιόντων SO 4 2-2- και CO 3 εντός των ρευστών εγκλεισμάτων. Κυρίαρχα ιόντα εντός του διαλύματος αποτελούν τα Ca 2+, Na +, K +, Mn 2+ και Si 2+. Η παρουσία των ιόντων Li + και B 3+ είναι ενδεικτική της συμμετοχής των λευκογρανιτών στο 4

μεταλλοφόρο υδροθερμικό ρευστό. Τα ιόντα Cu 2+ και SO 2-4, δείχνουν την παρουσία των απαραίτητων για την απόθεση της μεταλλοφορίας ιόντων και τα ιόντα Ca 2+ 2- και CO 3 δείχνουν την αλληλεπίδραση του υδροθερμικού ρευστού με τα μάρμαρα του Αγίου Γεωργίου. Βάσει των log(na + /K + ) προς log(k + /Ca 2+ ), γίνεται εμφανές πως ορισμένα εκ των δειγμάτων φέρουν πανομοιότυπα τιμές δείγματα από γεωθερμικά πεδία στα οποία συμμετέχουν και τα μετεωρικά ρευστά. Οι τιμές αυτές πέφτουν στην ίδια κατηγορία με σύγχρονα γεωθερμικά ρευστά τα οποία πιστεύεται πως αντιπροσωπεύουν ρευστά μαγματικής προέλευσης τα οποία αναμείχθηκαν με ρευστά μετεωρικής προέλευσης. Αξίζει δε να σημειωθεί από τις αναλύσεις με ηλεκτρονικό μικροαναλυτή της μεταλλοφορίας η ύπαρξη άφθονου βαρύτη (BaSO 4 ), που υποδηλώνει ότι μέρος της μεταλλοφορίας εθαλάσσευε. 5

Abstract The present thesis focuses on the mineralization in the area of St. George (Agios Georgios) in the island of Antiparos in Cyclades where in the years 1953 to 1954 argentiferous galena was mined-out by the French Corporation of Lavrion. The mineralization was in the form mainly of quartz veins and also calcite which except of argentiferous galena consisted also of other sulfides such as chalcopyrite, pyrite, bornite and chalcocite cutting mainly marbles and schists. The non-metalliferous hydrothermal minerals consist of calcite but mainly of quartz of two generations; a high temperature milky quartz and a low temperature clear quartz, both of which are mineralized. In the same area there is an occurrence of primary mineralization of manganese oxides and hydroxides. The purpose of this thesis is to provide ore mineral chemistry data of the sulphide mineralization which remains presently in situ and define the main physicochemical conditions for ore deposition. Furthermore, the purpose is to investigate if the Paros leucogranite (<10km away), could be the source of the mineralizing fluids. For this reason, during field work, sampling of the mineralization and the Paros leucogranite, collection of structural data and registering and evaluation of the environmental impact the previous mining activities had on the St. George terrain was accomplished. The methods we have used to effectuate our research, was electron microprobe analyses of the sulfide ore minerals, XRF and ICP-MS analyses of major, trace and REE of the Paros leucogranite, examination of petrographic thin sections of the granite and polished sections of the ore mineralogy. Microthermometric measurements of fluid inclusions in the accompanying hydrothermal quartz were performed to define the temperatures of deposition and salinities of the ore fluids. Raman spectroscopy data of fluid inclusions were collected. O 18 along with Si 30 isotope analytical data of the hydrothermal quartz were obtained to decipher the origin of the hydrothermal fluids. Our structural data can only indicate that the mines are situated on an open flexure which facilitated in the axial area the concentration of the ore fluids and their circulation via the formation of diaclases. Our chemical and petrographic data indicate that the Paros intrusion has the mineralogy and geochemistry of a typical subsolvus volatile-saturated 6

leucogranite emplaced in a volcanic arc tectonic environment under compression at temperatures from 758 o C to 676 o C and at a depth of 15km to 3km, as indicated by amphibole geobarometry. Such granites are reported in the literature to be often associated with mineralizing hydrothermal ore systems. The O 18 isotopes of the quartz veins in St. George have δ 18 O values ranging from +6.5 to +12.6, with an average of +9.4 and an signature of the mineralizing fluid of +5.4 to +11.5, with an average of +8,3 which is almost identical with a magmatic Η 2 Ο isotope composition from +5 to +10. Further evidence indicates that metamorphic, meteoric and sea-water have participated, if to a lesser degree, in the Agios Georgios mineralizing fluid. Temperatures of the hydrothermal episode range from ~400 ο C to ~140 o C. On a T h -Salinity diagram continuous mixing is indicated between a magmatic and a low temperature and salinity component. In the same diagram effervescence of the hydrothermal fluid is indicated. A closure of veins has occured between 290 o C to 250 o C. The system was re-opened at approximately 250 o C probably due to boiling of the ore fluid. Raman data have indicated the presence of Ca 2+, Si 2+, Al 3+, Ti, Li +, B 3+ and Cu 2+ 2-2- cations and SO 4 and CO 3 anions in the fluid inclusions, the most dominant ions in the solution being Ca 2+, Na +, K +, Mn 2+ and Si 2+. The presence of Li + and B 3+ ions betray the participations of the leucogranite in the ore fluid. The Cu 2+ 2- and SO 4 the presence of mineralizing ions and finally the Ca 2+ 2- and CO 3 ions the interaction of the hydrothermal fluids with the St. George marble. From the log(na + /K + ) versus log(k + /Ca 2+ ) ratios, it is apparent that some of the samples have identical values with the ones related to meteoric participating waters. The presence of barite (BaSO 4 ) identified by electron microprobe within some of the ore samples is indicative that part of the deposit was under sea level. 18 O 7

Παράθεση του Προβλήματος Το νησιωτικό σύμπλεγμα Αντιπάρου-Πάρου ανήκει στις Κυκλάδες και ως εκ τούτου η γεωλογία του προσδιορίζεται από τεκτονική επωθημένων λιθολογικών μονάδων με κυρίαρχη την μονάδα των Κυανοσχιστολίθων. Τα νησιά χωρίζονται από στενή τεκτονική τάφρο πλάτους 1 km έως 2 km και πιθανότατα αποτελούσαν ένα ενιαία νήσο στο γεωλογικό παρελθόν. Οι Mειοκαινικές λευκογρανιτικές (ηλικίας είτε 23 είτε 13 Ma, σύμφωνα με διαφορετικές πηγές) διεισδύσεις και δευτερευόντως γρανοδιοριτικές της Πάρου διεισδύουν στην ενότητα των Κυκλάδων και δεν απέχουν παραπάνω από 10km από την περιοχή της υπό μελέτη μεταλλοφορίας. Η περιοχή έχει μακρό μεταλλευτικό παρελθόν αλλά η παρούσα διατριβή εστιάζει στις μεταλλοφόρες χαλαζιακές φλέβες, της περιοχής του Αγίου Γεωργίου. Διακρίνονται δύο συστήματα φλεβών από υψίθερμο γαλακτόχρωμο χαλαζία και από χαμηλόθερμο διαυγή χαλαζία. Οι φλέβες του δεύτερου συστήματος έχουν διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ και κλίσεις που κυμαίνονται μεταξύ 80 ο και 90 ο, προς ΒΔ. Οι φλέβες δημιουργούν πλέγμα αναστομωμένων φλεβών και συνήθως είναι μεταλλοφόρες με αργυρούχο γαληνίτη, σφαλερίτη, σιδηροπυρίτη, χαλκοπυρίτη και βαρύτη. Επίσης εμφανίζονται σιδηροξείδια και ενώσεις του μαγγανίου. Παρά τις μεταλλευτικές εργασίες που έχουν γίνει στην περιοχή Αντιπάρου ο προσδιορισμός των φυσικοχημικών συνθηκών γένεσης της μεταλλοφορίας και κατ επέκταση των κοιτασμάτων δεν έχει γίνει στο παρελθόν. Για το σκοπό αυτό είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός των φυσικοχημικών συνθηκών απόθεσης των μεταλλικών ορυκτών και η πιθανή προέλευση των μεταλλοφόρων ρευστών. Ως μια τέτοια πιθανή πηγή μεταλλοφόρων υδροθερμικών διαλυμάτων θα διερευνηθεί αν συμμετείχε η γειτνιάζουσα Μειοκαινική διείσδυση του πλουτωνίτη της Πάρου. Για την επίλυση του προβλήματος θα συλλέξουμε δεδομένα για: 1. Την ορυκτοχημεία της φλεβικής μεταλλοφορίας 2. Την πετροχημεία και ορυκτοχημεία των γρανιτών 3. Τα σταθερά ισότοπα οξυγόνου των χαλαζιακών φλεβών για τον προσδιορισμό της προέλευσης των υδροθερμικών ρευστών 4. Μικροθερμομετρικές μετρήσεις ρευστών εγκλεισμάτων μέσα στον φλεβικό συνοδό χαλαζία της 8

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ 1 Κεφ. 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 12 1.1 Γεωτεκτονική Εξέλιξη των Κυκλάδων... 12 1.1.1 Αλπικά Καλύμματα Αττικοκυκλαδικής Μάζας... 12 1.1.2 Διείσδυση Γρανιτικών Σωμάτων... 14 1.2 Γεωλογία και Τεκτονική Πάρου και Αντιπάρου... 15 1.3 Μεταλλευτική Ιστορία Πάρου και Αντιπάρου... 18 1.3.1 Εξώρυξη Μεταλλικών Ορυκτών... 18 1.3.2 Εξώρυξη Μαρμάρου... 22 2 Κεφ. 2: ΜΕΘΟΔΟΙ... 23 2.1 Έρευνα Πεδίου... 23 2.2 Πετροχημικές Μέθοδοι... 23 2.3 Πετρογραφικές - Ορυκτοχημικές Μέθοδοι... 24 2.4 Μέθδος Ρευστών Εγκλεισμάτων... 25 2.5 Μέθοδος Φασματοσκοπίας Raman... 27 2.6 Μέθοδος Σταθερών Ισοτόπων... 27 3 Κεφ. 3: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ... 29 3.1 Πετρώματα Ξενιστές (Μάρμαρα και Σχιστόλιθοι) και Φλεβικό Σύστημα Χαλαζία-Ασβεστίτη... 29 3.1.1 Πετρώματα Ξενιστές... 29 3.1.2 Συνοδά Ορυκτά... 31 3.1.3 Λατυπαγή Βρασμού... 32 3.1.4 Συμπεράσματα... 33 3.2 Τεκτονική Ανάλυση Περιοχής Αγίου Γεωργίου... 35 3.2.1 Φολιώσεις... 35 3.2.2 Διακλάσεις... 37 3.2.3 Χαλαζιακές Φλέβες... 38 3.2.4 Συμπεράσματα... 39 3.3 Πετρολογικά-Πετροχημικά-Ορυκτολογικά-Ορυκτοχημικά Δεδομένα. 40 3.3.1 Πετρογραφία του Γρανίτη της Πάρου... 40 9

3.3.2 Ορυκτοχημικά Δεδομένα του Γρανίτη της Πάρου... 53 3.3.3 Πετροχημικά Δεδομένα του Γρανίτη της Πάρου... 60 3.4 Μεταλλοφορία της Περιοχής του Αγίου Γεωργίου... 79 3.4.1 Ορυκτολογία Πρωτογενούς Θειούχου Μεταλλφορίας... 79 3.4.2 Ιστολογία Πρωτογενούς Θειούχου Μεταλλοφορίας... 79 3.4.3 Ορυκτοχημεία Πρωτογενούς Θειούχου Μεταλλοφορίας... 82 3.4.4 Μεταλλοφορία Βαρύτη... 84 3.4.5 Μεταλλοφορία Οξειδίων και Υδροξειδίων του Μαγγανίου... 84 3.4.6 Παραγένεση - Σειρά Απόθεσης Μεταλλικών Ορυκτών... 86 3.4.7 Συμπεράσματα... 88 3.5 Αποτελέσματα Μικροθερμομετρίας Ρευστών Εγκλεισμάτων... 89 3.5.1 Πετρογραφία Ρευστών Εγκλεισμάτων... 89 3.5.2 Ιστόγραμμα Κατανομής Συχνοτήτων Θερμοκρασίας Τελικής Τήξεως T m ( o C) 92 3.5.3 Ιστόγραμμα Κατανομής Συχνοτήτων Θερμοκρασιών Ομογενοποίησης T h ( o C)... 92 3.5.4 Ιστόγραμμα Κατανομής Συχνοτήτων της Αλατότητας του Υδροθερμικού Διαλύματος σε wt.% Ισοδύναμο NaCl... 93 3.5.5 Συζήτηση και Συμπεράσματα επί της Προελεύσεως και Εξέλιξης του Υδροθερμικού Ρευστού της Μεταλλοφορίας του Αγίου Γεωργίου από το Διάγραμμα Θερμοκρασίας Ομογενοποίησης T h ( o C) vs Αλατότητα σε wt.% Ισοδύναμο NaCl... 94 3.6 Αποτελέσματα Φασματοσκοπίας Raman... 97 3.6.1 Συμπεράσματα... 97 3.7 Αποτελέσματα Σταθερών Ισοτόπων... 99 3.7.1 Δεδομένα 18 Ο από το Συνοδό Χαλαζία... 99 3.7.2 Υπολογισμός της Ισοτοπικής Υπογραφής του 18 Ο του Υδροθερμικού Ρευστού... 99 3.7.3 Δεδομένα 30 Si από το Συνοδό Χαλαζία... 101 3.7.4 Συμπεράσματα... 103 3.8 Περιβαλλοντκές Επιπτώσεις από τη Μεταλλευτική Δραστηριότητα 106 3.8.1 Αλλοίωση Τοπίου... 106 3.8.2 Όξινη Απορροή Μεταλλείων... 111 10

3.8.3 Αντιμετώπιση Τοπικής Κοινωνίας προς τις Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις... 116 3.8.4 Συμπεράσματα... 117 4 Κεφ. 4: ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 119 4.1 Συζήτηση... 119 4.2 Συμπεράσματα... 121 4.3 Προτάσεις για Περαιτέρω Έρευνα... 122 5 Βιβλιογραφία... 123 6 Πίνακας Πινάκων... 131 7 Πίνακας Εικόνων... 133 11

1 Κεφ. 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Γεωτεκτονική Εξέλιξη των Κυκλάδων Οι νήσοι της Πάρου και της Αντιπάρου περιλαμβάνονται στην Κυκλαδική Κυανοσχιστολιθική ζώνη της Αττικοκυκλαδικής Μάζας (Εικόνα 1-1) (Blake et al., 1989). Η ζώνη αυτή αποτελείται από ένα πακέτο αλπικών καλυμμάτων, που προσχώθηκαν πάνω σε ένα πυριγενές υπόβαθρο Ερκύνιας ηλικίας (300 Ma) και μεταμορφώθηκε σε συνθήκες αμφιβολιτικής φάσεως κατά τη διάρκεια του Ανώτερου Κρητιδικού (Okrusch & Bröcker, 1990; Bröcker & Franz, 2005). Εικόνα 1-1: Χάρτης Αττικοκυκλαδικής Μάζας. Τροποποιημένος από Sánchez-Gómez et al. (2002). 1.1.1 Αλπικά Καλύμματα Αττικοκυκλαδικής Μάζας Το ανώτερο κάλυμμα είναι μια πλατφόρμα νηρητικών ασβεστολίθων ηλικίας που κυμαίνεται από το ανώτερο Τριαδικό έως το Κρητιδικό. Κάτω από την ανώτερη ενότητα βρίσκεται η ενότητα των κυανοσχιστολίθων (Avigad & Garfunkel, 1989; Avigad & Garfunkel, 1991; Ring et al., 2001). Η ενότητα 12

των κυανοσχιστολίθων ήταν αρχικά μια σειρά πετρωμάτων της ηπειρωτικής κατωφέρειας με ηλικία που αντιστοιχεί στο Καινοζωικό. Η σειρά αυτή αποτελούταν από νηριτικά ιζήματα, βασικά και όξινα πυριγενή πετρώματα (Avigad & Garfunkel, 1989; Okrusch & Bröcker, 1990; Bonneau, 1984). Η ενότητα των Κυανοσχιστολίθων έχει δεχθεί την επίδραση δύο τουλάχιστον μεταμορφικών συμβάντων. Όσον αφορά στο πρώτο μεταμορφικό συμβάν, βάσει ραδιοχρονολόγησης U-Pb σε κρυστάλλους ζιρκονίου η ηλικία ορίζεται στα 80 Ma (Bröcker & Keasling, 2006). Ενώ υπάρχει και μια παλαιότερη χρονολόγηση σε διαφωνία με την προαναφερθείσα, βάσει λευκών μαρμαρυγιών, η οποία τοποθετεί την ηλικία του πρώτου μεταμορφικού συμβάντος μεταξύ 40Ma και 50 Ma (Altherr et al., 1979; Wijbrans & McDougall, 1986). Οι συνθήκες ήταν αντίστοιχες της εκλογιτικής έως επιδοτό-κυανοσχιστολιθικής φάσεως, με θερμοκρασιακό εύρος από 450 ο C έως 500 o C και πιέσεις της τάξεως των 15±3 kbar (Okrusch et al., 1978; Matthews & Schliestedt, 1984; Putlitz et al., 2005). Το δεύτερο μεταμορφικό συμβάν τοποθετείται χρονικά πριν από 25 έως 18 Ma, βάσει ραδιοχρονολόγησης 40 Ar- 39 Ar και U-Pb σε φυλλάρια μοσχοβίτη (Altherr et al., 1982; Wijbrans & McDougall, 1988; Wijbrans et al., 1990; Bröcker & Franz, 1998; Bröcker & Franz, 2006; Bröcker et al., 2004). Το Barrovian μεταμορφικό συμβάν, όπως ονομάζεται το δεύτερο συμβάν, προκάλεσε ανάδρομη μεταμόρφωση στα πετρώματα της κυανοσχιστολιθικής ενότητας. Οι συνθήκες που επικρατούσαν ήταν αντίστοιχες της πρασινοσχιστολιθής έως και αμφιβολιτικής φάσεως. Κατά το αποκορύφωμα το συμβάν αυτό προκάλεσε τοπικά δημιουργία μιγματιτών. Χαρακτηριζόταν από μέσες θερμοκρασίες και πιέσεις 4 έως 7 kbar (Andriessen et al., 1987; Avigad et al., 1992; Bröcker et al., 1993; Bröcker & Franz, 1998; Bröcker & Franz, 2006; Bröcker et al., 2004; Faure et al., 1991). Οι τεκτονικές επαφές των δύο προαναφερθέντων ενοτήτων είναι μικρής κλίσεως κανονικά ρήγματα, με την κατώτερη ενότητα να αποτελεί και τη βάση των ρηγμάτων (Avigad and Garfunkel, 1991; Zeffren et al., 2005). Πάνω στην ενότητα των κυανοσχιστολίθων υπέρκεινται οφιόλιθοι, οι οποίοι αποτελούν τη βάση της ανώτερης ενότητας (Okrusch & Bröcker, 1990; Katzir et al., 1996; 13

Jolivet et al., 2010). Η ανώτερη ενότητα αποτέθηκε επί των κυανοσχιστολίθων πριν από 20 Ma με 25 Ma (Boronkay and Doutsos, 1994; Boronkay, 1995). 1.1.2 Διείσδυση Γρανιτικών Σωμάτων Στο αποκορύφωμα του Barrovian μεταμορφισμού η ανάτηξη φλοιικών συστατικών, λόγω ισόθερμης αποσυμπίεσης, κατά την περίοδο 18 έως 25 Ma, είχε ως αποτέλεσμα το σχηματισμό μιγματιτικών δόμων και γρανοδιοριτικών έως γρανιτικών διεισδύσεων (Andriessen et al., 1987; Faure et al., 1991; Altherr et al., 1979; Altherr et al., 1982; Altherr et al., 1988; Henjes-Kunst & Kreuzer, 1982; Wijbrans & McDougall, 1986; Bröcker et al., 1993; Wijbrans et al., 1993; Bröcker & Enders, 1999; Altherr & Siebel, 2002; Bröcker & Keasling, 2006). Κατά τα φαινόμενα, οι πλουτωνίτες της Πάρου, διεισδύσαν σε πλαστικά συμμαγματικά ρήγματα (Boronkay, 1995; Famin et al., 2004). Κατά τον τρόπο αυτόν αποτέθηκε ένας λευκογρανίτης πλούσιος σε αργίλιο, βόριο και φθόριο, στον οποίον επίσης υπήρχε η παρουσία ορυκτών όπως βιοτίτης, τουρμαλίνης, αλλανίτης, απατίτης και γρανάτης. Υπήρξαν δύο είδη γρανιτικών διεισδύσεων. Οι γρανοδιορίτες (Εικόνα 1-3), γρανιτικά σώματα I-type, με παρουσία βιοτίτη και κεροστίλβης, προήλθαν από τη μερική τήξη μιας αρχικής μαφικής πηγής εντός του φλοιού. Καθώς και οι λευκογρανίτες, γρανιτικά σώματα S-type, που προήλθαν από μερική τήξη ιζηματογενών συστατικών, με μικρή συνεισφορά των γρανοδιοριτών στο τήγμα (Boronkay & Doutsos, 1994; Mastrakas & St. Seymour, 2000). 14

1.2 Γεωλογία και Τεκτονική Πάρου και Αντιπάρου Η Πάρος και η Αντίπαρος χωρίζονται από μια στενή τεκτονική τάφρο και πιθανώς στο παρελθόν να έχουν αποτελέσει ενιαία νήσο. Τα πετρώματα στις δύο νήσους είναι σχεδόν όμοια. Στην Αντίπαρο (Εικόνα 1-5) υπάρχουν λιγότερες εμφανίσεις μαρμάρου και δεν εμφανίζονται γνεύσιοι. Οι γρανιτικές διεισδύσεις επίσης εμφανίζονται αποκλειστικά στην Πάρο, με εξαίρεση ορισμένα πηγματιτικά φλεβίδια που εντοπίστηκαν στην Αντίπαρο, κατά την εργασία υπαίθρου που έγινε στα πλαίσια της παρούσας διατριβής. Εικόνα 1-2: Χάρτης Πάρου και Αντιπάρου Η κατώτερη ενότητα θεωρείται πως ανήκει στην Κυκλαδική Κυανοσχιστολιθική Ενότητα (Sánchez-Gómez et al., 2002). Αποτελείται από γνευσίους στο κατώτερο τμήμα, ενώ στο ανώτερο εμφανίζονται αμφιβολίτες, αμφιβολιτικοί σχιστόλιθοι και παχίες στρώσεις μαρμάρων. Eίναι έντονα τεκτονισμένη σε όλο το πάχος (Papanikolaou, 1980; Gautier & Brun, 1994). Επίσης διμαρμαρυγιακοί λευκογρανίτες κυρίως S-type (Εικόνα 1-3) και πηγματιτικές διεισδύουν σε όλο το πάχος της κατώτερης ενότητας (Altherr et al., 1982). Η ηλικία των γρανιτών εκτιμάται στα ~23Ma, βάσει αντίστοιχων 15

λευκογρανιτικών σωμάτων στη νήσο της Νάξου που επίσης διεισδύουν κατώτερη ενότητα (Jansen, 1977; Buick & Holland, 1989). Εικόνα 1-3: Χάρτης Πάρου με τις εμφανίσεις γρανίτη. Τροποποιημένος από Παπανικολάου (1996) Η ανώτερη ενότητα συναντάται στις νότιες και δυτικές ακτές της Πάρου (Papanikolaou, 1980) και είναι γνωστή ως ενότητα Δρυός. Η ενότητα αυτή αποτελείται από χαμηλού βαθμού μεταμόρφωσης διαβάσες, μάρμαρα Περμιακής ηλικίας και φυλλίτες. Εντοπίζεται ένα χαμηλής κλίσεως, εύθραυστο έως πλαστικό, κανονικό ρήγμα στο ανώτερο τμήμα της κατώτερης ενότητας. Η τεκτονική επαφή των δύο ενοτήτων είναι εμφανής στο βορειανατολικό τμήμα της Πάρου. Βάσει κινηματικών δεικτών η φορά της κίνησης του ρήγματος είναι βορειοανατολική (Gautier & Brun, 1994). Στην οροφή του ρήγματος συναντάται μια οφιολιθική σόλα καλυμμένη από μάρμαρο Κρητιδικής ηλικίας (Εικ. 1-4). 16

Εικόνα 1-4: Στρωματογραφική στήλη πετρωμάτων Πάρου και Αντιπάρου. Τροποποιημένη από Παπανικολάου (1977-1979). Εικόνα 1-5: Γεωλογικός χάρτης της νήσου Αντιπάρου. Τροποποιημένος από Αναστόπουλος (1956-1961) 17

1.3 Μεταλλευτική Ιστορία Πάρου και Αντιπάρου Η Πάρος και η Αντίπαρος αποτελούν ένα νησιωτικό σύμπλεγμα με μακρά μεταλλευτική ιστορία. Η εξόρυξη που έχει λάβει θέση στην περιοχή αυτή ανά τα έτη, περιλαμβάνει μια πληθώρα μεταλλικών ορυκτών, αλλά και μάρμαρο. Η κύρια εξόρυξη μεταλλικών ορυκτών έλαβε χώρα στην Αντίπαρο με κύρια εξαίρεση την περιοχή των Θαψάνων στην Πάρο. Η παραγωγή μαρμάρου γινόταν αποκλειστικά Πάρο, ενώ τα γνωστότερα λατομεία της βρίσκονται στη θέση Μαράθι (Tombros & St. Seymour, 2007; Anastopoulos, 1963). 1.3.1 Εξώρυξη Μεταλλικών Ορυκτών Παρατηρούνται δύο είδη μεταλλοφορίας στην Αντίπαρο. Τα φλεβικά, που βρίσκονται εντός των σχιστολίθων, χωρίς να αντιδρούν σημαντικά με το περιβάλλον πέτρωμα και η μεταλλοφορία από αντικατάσταση που βρίσκονται στις επαφές γνευσίου και μαρμάρου, όπου και αντικαθιστά το μάρμαρο. Η μεταλλοφορία της περιοχής αυτής είναι γνωστή από την περίοδο της τουρκοκρατίας. Η πρώτη καταγεγραμμένη εκμετάλλευση έλαβε χώρα πριν το 1873 στην περιοχή της Κακής Σκάλας, από την εταιρία Αιγαίον η οποία έκανε εξόρυξη σμιθσονίτη. Παρατίθεται πίνακας (Πίνανας 1) με τη μεταλλευτική ιστορία του νησιωτικού συμπλέγματος Πάρου και Αντιπάρου (Tombros & St. Seymour, 2007; Anastopoulos, 1963). 1.3.1.1 Φλεβική Μεταλλοφορία Τα φλεβικά κοιτάσματα της νήσου αυτής σχηματίζονται μέσα σε φλέβες, κύριο συνοδό ορυκτό των οποίων είναι ο χαλαζίας ενώ σπανιότερα συναντάται ο ασβεστίτης. Η μεταλλοφορία συνίσταται κυρίως από αργυρούχο γαληνίτη, ενώ σε μικρότερη συγκέντρωση συναντώνται ο σιδηροπυρίτης, ελάχιστος σφαλερίτης, χαλκοπυρίτης, χαλκοσύνης, βορνίτης και ίχνη βαρύτη. (Anastopoulos, 1963) Οι φλέβες αυτές μπορούν να έχουν εύρος από λίγα εκατοστά έως περίπου ένα μέτρο και μήκος από λίγες δεκάδες έως κάποιες εκατοντάδες μέτρα. Να 18

σημειωθεί πως χαρακτηρίζονται σχεδόν όλες των από διευρύνσεις κι αποσφηνώσεις. Εντός των φλεβών παρατηρούνται μικρότερα φλεβίδια αλλά και πόροι, τα οποία γεμίζουν με ορυκτά, δημιουργώντας διάσπαρτη μεταλλοφορία (Anastopoulos, 1963). Στην πλειοψηφία των οι φλέβες αυτές δεν παρουσιάζουν κάποιο οικονομικό ενδιαφέρον. Το σπουδαιότερο φλεβικό κοίτασμα είναι εκείνο του Αγίου Γεωργίου στη ΝΔ Αντίπαρο (Εικόνα 1-6), που αποτέλεσε πηγή αργυρούχου γαληνίτη κατά τα έτη 1953 έως 1954 από Γαλλική Εταιρία Λαυρίου (Anastopoulos, 1963), η οποία αποτελεί και το αντικείμενο μελέτης της παρούσας διατριβής. 19

Πίνακας 1: Ιστορικό εξόρυξης μεταλλικών ορυκτών στις νήσους Πάρο και Αντίπαρο. ΕΤΟΣ/ΕΤΗ ΜΕΤΑΛΛΕΥΜΑ ΧΗΜΙΚΟΣ ΤΥΠΟΣ ΣΥΝ. ΤΟΝΝΟΙ ΝΗΣΟΣ ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΤΑΙΡΙΑ 1873 Σμιθσονίτης ZnCO 3 - Αντίπαρος "Κακή Σκάλα" Γαλλική Εταιρία Λαυρίου Λειμωνίτης FeO(OH).nH 2 O - (Αιματίτης, Fe 2 O 3 - "Χατζοβούνια" 1890-1912 Γκαιτίτης) FeO(OH) - Αντίπαρος Υπό του Nonara G. Πυρολουσίτης MnO 2 - "Μαγγανιές" Ψιλομέλας Ba 3 (Mn 2+.Mn 4+ 7 )O 16 (OH) 4 - Μικτά S-ούχα: 1900 Γαληνίτης PbS - Αντίπαρος "Μοναστήρια" Υπό του Παπαδάκη Σιδηροπυρίτης FeS 2-1902-1910 Σμιθσονίτης ZnCO 3 30,090t Αντίπαρος "Κακή Σκάλα" Γαλλική Εταιρία Λαυρίου 1903-1910 Σμιθσονίτης ZnCO 3 - Αντίπαρος "Κακή Σκάλα" ΝΕΑ ΑΝΤΙΠΑΡΟΣ 1908-1909 Fe-ούχο Μεταλλ/μα - 2,840t - - ΝΕΑ ΑΝΤΙΠΑΡΟΣ 1910 Σμιθσονίτης ZnCO 3 1,500t Αντίπαρος "Κακή Σκάλα" ΝΕΑ ΑΝΤΙΠΑΡΟΣ Μικτά S-ούχα: 1953-1954 Αργυρούχος Γαληνίτης PbS - Αντίπαρος "Αγ. Γεώργιος" Γαλλική Εταιρία Λαυρίου 1965 Mn-ούχο Μεταλλ/μα - 2,500t Πάρος "Θάψανα" Υπό του Γιαννούκου 20

Εικόνα 1-6: Χάρτης Πάρου και Αντιπάρου με σημειωμένες τις θέσεις όπου έγινε εξόρυξη μεταλλικών ορυκτών ή λατόμηση μαρμάρου. Τροποιημένος από Frangatos, 1951, Paraskevopoulos και Anastopoulos, 1963. 1.3.1.2 Μεταλλοφορία από Αντικατάσταση Τα κοιτάσματα από αντικατάσταση εμφανίζονται στην επαφή μαρμάρων και γνευσίων και κυρίως εντός των μαρμάρων τα οποία κι αντικαθίστανται. Αυτό συμβαίνει διότι τα μάρμαρα είναι πιο επιρρεπή στην εξαλλοίωση από τους γνεύσιους. Συχνά η μεταλλοφορία τέτοιου είδους συνοδεύονται από ένα σύστημα μεταλλοφόρων φλεβιδίων που βρίσκεται είτε παράλληλα είτε κάθετα στη στρώση σου πετρώματος. Τα φλεβίδια όμως αυτά δεν παρουσιάζουν οικονομικό ενδιαφέρον. Στη ζώνη της επαφής η μεταλλοφορία εμφανίζεται υπό μορφή διάσπαρτων κόκκων. Οι πλουσιότερες όμως συγκεντρώσεις προέρχονται από την αντικατάσταση του μαρμάρου στα σημεία 21

με την πυκνότερη διάρρηξη κι εμφανίζονται υπό μορφή φακοειδών κοιτών. (Anastopoulos, 1963) Τα κυριότερα κοιτάσματα αυτού του τύπου στην Αντίπαρο είναι τα εξής. Το σημείο «Μαγγανιές» περίπου στο κέντρο της Αντιπάρου, στο οποίο οικονομικής σημασίας είναι τα οξείδια του μαγγανίου (πυρολουσίτης, ψιλομέλανας και κρυπτομέλανας), ενώ ορυκτά παραγενέσεως είναι ο αγκερίτης, ο βαρύτης κι ο ασβεστίτης. Το σημείο «Χατζοβούνια», με οικονομικής σημασίας ορυκτό το συμπαγή λειμωνίτη (κρυπτοκρσταλλικό γκαιτίτη και αιματίτη) κι ορυκτά παραγενέσεως αγκερίτη, ασβεστίτη, σπάνια βαρύτη και χαλκοπυρίτη, αλλά και οξείδια μαγγανίου. Τέλος είναι το σημείο «Κακή Σκάλα», όπου το ορυκτό οικονομικής σημασίας είναι ο σμιθσονίτης κι ορυκτά παραγενέσεως ο αγκερίτης, ο ασβεστίτης, καθώς επίσης και οξείδια και υδροξείδια του μαγγανίου και του σιδήρου. (Anastopoulos, 1963) 1.3.2 Εξώρυξη Μαρμάρου Η νήσος της Πάρου είναι γνωστή για τα μάρμαρά της. Το εν λόγω πέτρωμα είναι γνωστό επίσης με ονομασίες όπως πάριος λίθος, αλλά και λιχνίτης. Κύριο χαρακτηριστικό του μαρμάρου αυτού είναι η σχετικά μεγάλη διαφάνειά του, η οποία επιτρέπει τη διέλευση φωτός μέχρι και σε βάθος 3.5cm. Τα πλέον γνωστά ορυχεία βρίσκονται στο Μαράθι της Πάρου, εν τούτοις αναφέρονται περιοχές εξόρυξης και στην Αντίπαρο. Η ιστορία της εξόρυξης του μαρμάρου αυτού ξεκινά από το 2,000 π.χ. και φτάνει μέχρι τη σημερινή εποχή (Tombros & St. Seymour, 2007). 22

2 Κεφ. 2: ΜΕΘΟΔΟΙ 2.1 Έρευνα Πεδίου Κατά τη διάρκεια της παρούσας διατριβής πραγματοποιήθηκε εργασία υπαίθρου στην περιοχή του Αγίου Γεωργίου της Αντιπάρου, όπου ελήφθησαν συνολικά 41 δείγματα από τη μεταλλοφορία, το σχιστόλιθο και το μάρμαρο. Επίσης έγιναν μετρήσεις κλίσης και διεύθυνσης κλίσεις σε φολιώσεις, διακλάσεις και επίπεδα φλεβών εντός των σχιστολίθων και των μαρμάρων με τη χρήση γεωλογικής πυξίδας τύπου Krantz. Συλλέχθηκαν συνολικά 30 μετρήσεις σε φολιώσεις, 32 μετρήσεις σε διακλάσεις και 7 μετρήσεις σε επίπεδα χαλαζιακών φλεβών. Σε κάθε σημεία όπου έγινε δειγματοληψία ή δομικές μετρήσεις γινόταν λήψη των συντεταγμένων, με χρήση φορητής συσκευής GPS τύπου GPSmap 765 της εταιρίας GARMIN. Οι συντεταγμένες ελήφθησαν σε μονάδες UTM και στη συνέχεια μετατράπηκαν μοίρες. Επίσης πραγματοποιήθηκε επιτόπια συνοπτική καταγραφή των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις παρελθούσες εξορυκτικές δραστηριότητες. Σε προηγούμενη εργασία υπαίθρου που εκπονήθηκε από το Εργαστήριο Κοιτασματολογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, συλλέχθηκαν 12 δείγματα από το γρανίτη της Πάρου. Για την επεξεργασία των τεκτονικών δεδομένων και την κατασκευή των δικτύων χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό StereoNett 2.46 (Duyster, 2000). 2.2 Πετροχημικές Μέθοδοι Πραγματοποίηθηκε ανάλυση σε 12 δείγματα από το γρανίτη της Πάρου. Οι πετροχημική ανάλυση του γρανίτη πραγματοποιήθηκε με τις μεθόδους ICP και ICP/MS. Οι χημικές αναλύσεις διεξήχθηκαν στο γεωχημικό εργαστήριο ACTLABS στο Ανκάστερ του Οντάριο. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι ICP και ICP/MS με κώδικα 4Litho research. Το όριο ανιχνευσιμότητας για τα TiO 2 και MnO είναι 0.001 wt.% και 0.01 wt.% για τα υπόλοιπα κύρια στοιχεία. Επίσης το όριο ανιχνευσιμότητας είναι 1ppm ή και χαμηλότερα για τα ιχνοστοιχεία Sc, Be, Co, Ga, Nb, Sb, Cs, Hf, Ta, Tl, Bi, Sn, Th, U και W, 2ppm για Sr, Y και Rb, 3ppm για το Ba, 4ppm για το Zr, 5ppm V και Pb, 10ppm για τον Cu, 20ppm για το Cr και 23

30ppm για τον Zn. Όσον αφορά στις σπάνιες γαίες Pr, Eu, Tm και Lu το όριο ανιχνευσιμότητας είναι 0.05ppm, ενώ για τις υπόλοιπες σπάνιες γαίες είναι 0.1ppm. Η μελέτη του χημισμού των δειγμάτων από το λευκογρανίτη της Πάρου πραγματοποιήθηκε με τη χρήση διαγραμμάτων διαφοροποίησης των λιθολογιών Harker στα οποία προβλήθηκαν οι χημικές αναλύσεις των κύριων στοιχείων και ιχνοστοιχείων. Το γεωτεκτονικό περιβάλλον σχηματισμού και ο γεωχημικός χαρακτήρας του γρανίτη διερευνήθηκε βάσει της χημικής σύστασής των με τη χρήση διαγραμμάτων ταξινόμησης τα οποία προέκυψαν από την επεξεργασία των δεδομένων με τη χρήση του πετρολογικού λογισμικού MINPET 2.02. 2.3 Πετρογραφικές - Ορυκτοχημικές Μέθοδοι Η μελέτη της πετρογραφίας των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε υπό πολωτικού μικροσκοπίου για τα πετρογεντικά ορυκτά και υπό μεταλλογραφικού μικροσκοπίου για τα μεταλλικά ορυκτά. Η πετρογραφία της μεταλλοφορίας έγινε σε πετρογραφικές λεπτές στιλπνές τομές και στιλπνές μεταλλογραφικές τομές, ώστε να μελετηθούν τα μεταλλικά και τα συνοδά ορυκτά της μεταλλοφορίας. Η μελέτη της πετρογραφίας του γρανίτη της Πάρου πραγματοποιήθηκε σε πετρογραφικές λεπτές στιλπνές τομές. Πραγματοποιήθηκε ορυκτοχημική ανάλυση σε 6 δείγματα αστρίων, 11 δείγματα βιοτίτη, 10 δείγματα αμφιβόλου και 10 δείγματα μαγνητίτη από το γρανίτη της Πάρου. Επίσης αναλύθηκαν 12 δείγματα χαλκοπυρίτη και 6 δείγματα σιδηροπυρίτη από τη φλεβική μεταλλοφορία της Περιοχής του Αγίου Γεωργίου. Η ορυκτοχημεία για τα ορυκτά του γρανίτη της Πάρου, αλλά και για τα μεταλλικά ορυκτά της φλεβικής μεταλλοφορίας της Περιοχής του Αγίου Γεωργίου της Αντιπάρου προσδιορίστηκε με ηλεκτρονικό μικροαναλυτή στο Πανεπιστήμιο McGill του Μόντρεαλ, χρησιμοποιώντας το μοντέλο JEOL Superprobe 8600-L εξοπλισμένο με WDS (Wavelength Dispersive Spectrometer) με εγκαταστάσεις EDS και SEM. Η διαδικασία με τον μικροαναλυτή έγινε σε πετρογραφικές στιλπνές λεπτές τομές σε τάση επιταχυντή 15kV, ένταση ρεύματος δέσμης 20nA και διάμετρο δέσμης 5μm. Έγιναν διορθώσεις ZAF με χρήση λογισμικού CAMECA. Εφαρμόστηκαν σύντομης διαρκείας μετρήσεις λόγω της πτητικότητας των αλκαλίων που βρίσκονται εντός των αστρίων. Χρησιμοποιήκαν φυσικοί και συνθετικοί άστριοι, διοψίδιος, ρουτίλιο, χρωμίτης, αιματίτης, 24

σπεσσαρτίνης, φθορίτης και βαναδινίτης ως πρότυπα. Τα όρια ανιχνευσιμότητας για τους αστρίους είναι 0.03 wt.% για το Si, 0,05 wt.% για το Ti, 0.02 wt.% για το Al, 0.04 wt.% για το Fe, 0.02 wt.% για το Mg, 0.03 wt.% για το Ca, 0.07 wt.% για το Na, 0,03 wt.% για το K και 0.3 wt.% για το Ba. Για τους βιοτίτες και τις αμφιβόλους τα όρια ανιχνευσιμότητας είναι 0.03 wt.% για το Si, 0.6% για το Ti, 0.06 wt.% για το Cr, 0.03 wt.% για το Al, 0.05 wt.% για τον Fe, 0.05 wt.% για το Mn, 0.02 wt.% για το Mg, 0.04 wt.% για το Ca, 0.03 wt.% για το Na, 0.02 wt.% για το Κ, 0.09 wt.% για το F και 0.01 wt.% για το Cl. Τα θειούχα μεταλλικά ορυκτά αναλύθηκαν σε συνθήκες λειτουργίας με τάση επιτάχυνσης 20 kv και ένταση ρεύματος δέσμης 30 na. Εφαρμόστηκε χρόνος μέτρησης 20 s για όλα τα στοιχεία με εξαίρεση τον Ag, ο οποίος μετρήθηκε επί 100 s και το As, το οποία μετρήθηκε επί 50 s. Ως πρότυπα χρησιμοποιήθηκαν σιδηροπυρίτης, σφαλερίτης, γαληνίτης, χαλκοπυρίτης, στοιχειακός άργυρος, στοιχειακός χρυσός, διοψίδιος, σπεσσαρτίνης, στιβνίτης και συνθετικό CoNiAs. Τα όρια ανιχνευσιμότητας είναι 0.042 wt.% για τον Ag, 0.054 wt.% για τον Zn, 0.048 wt.% για τον Fe, 0.061 wt.% για το Sb, 0.022 wt.% για το S, 0.066 wt.% για το As, 0.072 wt.% για τον Cu, 0.037 wt.% για τον Au, 0.046 wt.% για το Co, 0.207 wt.% για τον Pb, 0.049% για το Ni, 0.036 wt.% για το Cd και 0.031 wt.% για το Mn. Η μελέτη του χημισμού των πετρογενετικών ορυκτών του γρανίτη της Πάρου πραγματοποιήθηκε με ανάλυση των αποτελεσμάτων από διαγράμματα συστασιακής ταξινόμησης με τη χρήση του πετρολογικού λογισμικού MINPET 2.02. 2.4 Μέθδος Ρευστών Εγκλεισμάτων Η μικροθερμομετρία των ρευστών εγκλεισμάτων πραγματοποιήθηκε στο συνοδό φλεβικό χαλαζία της μεταλλοφορίας της περιοχής του Αγίου Γεωργίου, σε παρασκευάσματα διπλά στιλβωμένων τομών, πάχους 20μm έως 100μm. Αναλύθηκαν δύο μη εξαλλοιωμένα δείγματα (ΑΗΚ-1 και ΑΗΚ-3Β) τα οποία ελήφθησαν από μεταλλοφόρες φλέβες του Αγίου Γεωργίου. Πραγματοποιήθηκαν συνολικά 55 μετρήσεις στο Τμήμα Γεωεπιστημών και Πρώτων Υλών του Πανεπιστημίου Γεωεπιστημών της Κίνας στο Πεκίνο. 25

Εικόνα 2-1: Εργαστηριακός εξοπλισμός μικροθερμομετρικού προσδιορισμού. Η φωτογραφία ελήφθη στο στο Τμήμα Γεωεπιστημών και Πρώτων Υλών του Πανεπιστημίου Γεωεπιστημών της Κίνας στο Πεκίνο. Για τον προσδιορισμο των θερμοκρασιών ομογενοποίησης T h και ταπείνωσης του σημείου τήξεως-πήξεως T m χρησιμοποιήθηκε μικροσκόπιο Leitz (με αντικειμενικούς φακούς x10, x15, x20, x32, x40, ανάλογα με την περίπτωση). Στο μικροσκόπιο προσαρτήθηκε ειδική τράπεζα θέρμανσης-ψύξεως (heating-freezing stage, Linkam Thm- 600) και συσκευή Omega Tredicator, για την καταγραφή των θερμοκρασιών, η μέτρηση των οποίων γίνεται με θερμοστοιχείο Alumel-Chromel (Εικόνα 2-1). Το όργανο είναι ρυθμισμένο σε τρία σημεία θερμοκρασιών, χρησιμοποιώντας συνθετικά εγκλείσματα: -56,6 o C (CO 2 ), 0 o C (απεσταγμένο H 2 O) και 374,1 o C (K 2 Gr 2 O 7 ). Η υπολογιζόμενη ακρίβεια των θερμοκρασιακών αποτελεσμάτων για θερμοκρασίες μικρότερες των 31 o C είναι ± 0,2 o C, ενώ για μεγαλύτερες θερμοκρασίες από 31 o C είναι ± 1 o C. Η ψύξη επιτυγχάνεται με υγρό και αέριο άζωτο (N 2 ), για θερμοκρασίες που φτάνουν έως τους -180 o C. Η θέρμανση της τράπεζας του μικροσκοπίου επιτυγχάνεται με θερμαινόμενο αέρα για θερμοκρασίες που φτάνουν έως και τους 600 o C, με τη βοήθεια θερμαντικού στοιχείου το οποίο ρυθμίζεται από μεταβλητό μετασχηματιστή. Ο ρυθμός θέρμανσης της τράπεζας είναι 5 o C/min για θερμοκρασίες έως 0 o C και 10 o C/min για θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 0 o C. Τα δεδομένα των T h και T m υφίστανται επεξεργασία και διορθώσεις (όπως για την πίεση), χρησιμοποιώντας το λογισμικό FLINCOR, το οποίο χρησιμοποιεί τις εξισώσεις Brown 26

& Lamb (1989), Zhang & Frantz (1990) και Darling (1991) για να υπολογιστούν οι ισοχωρικές T, P και wt. % equivalent NaCl του ρευστού που περιέχεται στα εγκλείσματα. 2.5 Μέθοδος Φασματοσκοπίας Raman Για τον προσδιορισμό της σύστασης των υδροθερμικών ρευστών εφαρμόστηκε φασματοσκοπία Raman σε 5 ρευστά εγκλείσματα πλούσια σε αέρια φάση εντός του υδροθερμικού συνοδού χαλαζία. Χρησιμοποιήθηκαν οι ίδιες διπλά στιλβωμένες λεπτές τομές όπως και για τους μικροθερμομετρικούς προσδιορισμούς. Η θερμομετρία εφαρμόστηκε πριν ώστε μην υπάρξει αλλοίωση των δειγμάτων. Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν στο Ινστιτούτο Ερευνών Γεωλογίας Ουρανίου του Πεκίνου, στην Κίνα. Χρησιμοποιήθηκε μικροσκόπιο φασματοσκοπίας Raman Reinshaw RM-2000. Μετρήθηκαν κορυφές σε ένα εύρος από 100cm -1 έως 4000cm -1, με ακρίβεια 1cm -1 έως 2cm -1 και η διάμετρος της ακτίνας ήταν ~1μm. Τα ρευστά εγκλείσματα αναλύθηκαν για CO 2, CH 4, N 2, CO, H 2 O, C 2 H 6, NH 3 και H 2, καθώς και για τα πλέον κοινά μονοατομικά και πολυατομικά ιόντα και μόρια. Οι σχετικές συγκεντρώσεις υπολογίστηκαν σε mol % βάσει των εξισώσεων από Frezzoti et al. (2012), ενώ οι συντελεστές διασποράς (cross-sectional scattering coefficient) βάσει Dhamelincourt et al. (1979). 2.6 Μέθοδος Σταθερών Ισοτόπων Η προέλευση των υδροθερμικών διαλυμάτων διερευνήθηκε με τη μέθοδο των σταθερών ισοτόπων 18 Ο. Επιλέχθηκαν συνολικά 13 δείγματα συνοδού φλεβικού χαλαζία της περιοχής του Αγίου Γεωργίου στην Αντίπαρο. Από τα 13 δείγματα, 7 ήταν διαυγής χαλαζίας, 3 ήταν γαλακτόχρωος, καθώς και 3 ακόμη στα οποία ο διαχωρισμός γαλακτόχρωου από διαυγή χαλαζία ήταν αδύνατος λόγω των ασαφών ορίων μεταξύ των δύο ειδών χαλαζία. Τα δείγματα είχαν προεπιλεγεί ανάλογα με την λιθολογική των θέση, τον ελάχιστο βαθμό αποσάθρωσης και το ευμέγεθες των κρυστάλλων. Αφού τα δείγματα επιλέχθηκαν έγινε λεπτομερής απεικόνιση και περιγραφή των και υποδηλώθηκε το επιθυμητό προς ανάλυση τμήμα. Τα προς 27

ανάλυση ορυκτά διαλέχτηκαν δια χειρός και εξετάστηκαν υπό πολωτικού μικροσκοπίου, ώστε να διασφαλιστεί ποσοστό καθαρότητας ανώτερο του 95%. Η ανάλυση των δειγμάτων έγινε σε δύο διαφορετικά εργαστήρια, οι μέθοδοι όμως που εφαρμόστηκαν ήταν όμοιες. Τρία από τα 13 αναλύθηκαν στο Πανεπιστήμιο της Indiana, στις Η.Π.Α., ενώ τα υπόλοιπα δέκα από τα 13 αναλύθηκαν στην Κινεζική Ακαδημία Γεωεπιστημών του Πεκίνου, στην Κίνα. Το οξυγόνο απελευθερώθηκε από τους γαλακτόχρωο και διαυγή χαλαζία με τη μέθοδο BrF 5 των Clayton & Mayeda (1963) και Friedman & O Neil (1977). Οι ισοτοπικές αναλογίες του οξυγόνου αναλύθηκαν με φασματογράφο λόγου μάζης ισοτόπων MAT 253. Για τον υπολογισμό της τιμής του δείκτη δ, εφαρμόστηκε η εξίσωση δr ΔΕΙΓΜΑ =(R ΔΕΙΓΜΑ /R standard -1), όπου R ΔΕΙΓΜΑ είναι η μετρούμενη τιμή για το δείγμα από την ισοτοπική ανάλυση και R standard είναι πρότυπη τιμή. Τα standards καθορίστηκαν βάσει SMOW για το οξυγόνο. Η ακρίβεια των αναλύσεων είναι ±0,2 για δ 18 Ο. 28

3 Κεφ. 3: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 3.1 Πετρώματα Ξενιστές (Μάρμαρα και Σχιστόλιθοι) και Φλεβικό Σύστημα Χαλαζία-Ασβεστίτη 3.1.1 Πετρώματα Ξενιστές Τα πετρώματα που συναντώνται στην περιοχή του Αγίου Γεωργίου και φιλοξενούν την μεταλλοφορία είναι τα μάρμαρα και οι σχιστόλιθοι. Παρατίθεται χάρτης όπου σημειώνονται όλα τα σημεία από όπου έγινε δειγματοληψία κατά την έρευνα υπαίθρου (Εικόνα 3-1). Εικόνα 3-1: Χάρτης της περιοχής του Αγίου Γεωργίου όπου απεικονίζονται όλα τα σημεία όπου ελήφθησαν μετρήσεις και πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία. Με έντονο πορτοκαλί και κίτρινο χρωματισμό έχουν σημειωθεί οι στοές εξόρυξης, με κυανό χρώμα έχει σημειωθεί η κύρια μεταλλευτική στοά, η οποία έχει κλειστεί από τουριστικές εγκαταστάσεις, ενώ με ερυθρό χρώμα σημειώνονται στάσεις όπου ελήφθησαν δείγματα χειρός και δομικές μετρήσεις αλλά δεν αντιστοιχούν σε εξορυκτική στοά. 29

3.1.1.1 Μάρμαρα Τα μάρμαρα της περιοχής μπορούν να διαφέρουν μεταξύ των στο χρωματισμό από λευκά έως κίτρινο ή πορτοκαλί. Τα οξείδια των μετάλλων που αποπλένονται μέσα από τις μεταλλοφόρες φλέβες προσδίδουν ένα κιτρινωπό χρώμα στα μάρμαρα. Το πορτοκαλί χρώμα οφείλεται στην αγκεριτίωση των μαρμάρων. Τα μάρμαρα φιλοξενούν το φλεβικό κυρίως εντός διακλάσεων. (Εικόνα 3-2[a,b]) 3.1.1.2 Σχιστόλιθοι Οι μαρμαρυγιακοί σχιστόλιθοι της περιοχής το Αγίου Γεωργίου δε φέρουν κάποια άμεσα ορατή εξαλλοίωση ή αντικατάσταση. Οι διαφορές στο χρωματισμό που παρουσιάζουν οφείλονται στην οξείδωση των μεταλλικών ορυκτών εντός των φλεβών, αλλά και σε μαγγανιούχες επιφλοιώσεις. Το μεταλλοφόρο φλεβικό σύστημα φιλοξενείται εντός των επιπέδων σχιστότητας, αλλά και εντός του συστήματος διακλάσεων που διασχίζουν το σχιστόλιθο. Χαρακτηριστική είναι επίσης η ψευδογνευσιακή υφή που παρουσιάζουν. Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στο δεύτερο μεταμορφικό γεγονός, το οποίο συνέβη πριν από 25Ma έως 18Ma (Altherr et al., 1982; Wijbrans & McDougall, 1988; Wijbrans et al., 1990; Bröcker & Franz, 1998; Bröcker & Franz, 2006; Bröcker et al., 2004), όπως αναφέρεται στο εισαγωγικό κεφάλαιο και είχε ως αποτέλεσμα την πρόκληση μιγματισμού στην περιοχή. Επήλθε μικρής κλίμακας τήξη των εύτηκτων συστατικών του σχιστολίθου παράγοντας ένα λευκοκρατικό τήγμα. Τήγμα που στη συνέχεια εγκλωβίστηκε ανάμεσα στα επίπεδα σχιστότητας των σχιστολίθων, σχηματίζοντας με τον τρόπο αυτόν μία δομή που ομοιάζει αρκετά με αυτήν ενός γνευσίου (Εικόνα 3-2[c,d]). 30

Εικόνα 3-2: Πετρώματα ξενιστές των μεταλλοφόρων φλεβών της περιοχής του Αγίου Γεωργίου. a) Αγκεριτιωμένο μάρμαρο που φέρει ερυθρά σιδηροξείδια και μαύρες μαγγανιούχες επιφλοιώσεις (Mn). b) Αγκεριτιωμένο μάρμαρο με έντονα ερυθρά οξείδια του σιδήρου. Διασχίζεται επίσης από λεπτά χαλαζιακά φλεβίδια (Qz-Veinlet). c) Μαρμαρυγιακός σχιστόλιθος. d) Μαρμαρυγιακός σχιστόλιθος, χρωματισμένος από οξείδια του σιδήρου. 3.1.2 Συνοδά Ορυκτά Τα κύρια συνοδά ορυκτά της μεταλλοφορίας είναι ο ασβεστίτης και ο χαλαζίας, εντοπίστηκε όμως και σημαντική ανάπτυξη χλωρίτη εντός των φλεβών χαλαζία. Ο χαλαζίας είναι δύο κατηγοριών και πιθανότατα διαφορετικών γενεών. 31

3.1.2.1 Χαλαζίας Η πρώτη και πλέον υψήθερμη κατηγορία χαλαζία είναι ο γαλακτόχρωος, ενώ στη δεύτερη κατηγορία ανήκει ο χαμηλόθερμος και πιθανά μεταγενέστερος διαυγής χαλαζίας. Τα δύο είδη χαλαζία συνυπάρχουν, καθώς και οι δύο αποτελούν συνοδά ορυκτά της μεταλοφορίας. Ο γαλακτόχρωος χαλαζίας κατά κανόνα βρίσκεται πλησίον του πετρώματος ξενιστή, ενώ ο διαυγής ακολουθεί αντικαθιστώντας ορισμένες φορές τον γαλακτόχρωο. Στις κοιλότητες ο διαυγής χαλαζίας σχηματίζει ιστό ελεύθερης ανάπτυξης. Επίσης και τα δύο είδη χαλαζία ορισμένες φορές φιλοξενούν φυλλάρια μοσχοβίτη, τα οποία έχουν αποσπαστεί από τον ξενιστή σχιστόλιθο (Εικόνα 3-3[a]) 3.1.2.2 Ασβεστίτης Ο ασβεστίτης είναι κατά κανόνα είναι εντελώς διαυγής και όταν το δείγμα είναι αρκετά ευμέγεθες παρουσιάζεται λευκός ή κιτρινωπός. Το κίτρινο χρώμα οφείλεται στα οξείδια και τα υδροξείδια μετάλλων (Εικόνα 3-3[b]). Εικόνα 3-3: Φωτογραφίες δειγμάτων συνοδών φλεβικών ορυκτών. a) Δείγμα χαλαζία (Qz) μαζί με οξείδια του σιδήρου (Fe-Oxide). b) Ασβεστίτης τοπικά χρωματισμένος πορτοκαλί από οξυυδροξείδια μετάλλων. 3.1.3 Λατυπαγή Βρασμού Μία πολύ σημαντική λιθολογία που παρουσιάζεται στις φλέβες της περιοχής του Αγίου Γεωργίου είναι τα λατυποπαγή βρασμού (Εικόνα 3-4). Πρόκειται για γωνιώδη θραύσματα όξυ-υδροξειδίων του σιδήρου τα οποία βρίσκονται συγκολλημένα μεταξύ 32

των με το συνοδό φλεβικό ασβεστίτη, ως συγκολλητικό υλικό, στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 3-4: Λατυποπαγές βρασμού (Boiling Breccia) σε δείγμα από μεταλλοφόρα ασβεστιτική φλέβα με οξειδωμένα θραύσματα συγκολλημένα με κρυστάλλους ασβεστίτη. Η δομή αυτή προκύπτει όταν αυξάνεται η πίεση εντός του φλεβικού συστήματος αρκετά ώστε να επέλθει ρήξη των πετρωμάτων ξενιστών, με αποτέλεσμα την απότομη πτώση της πίεσης και την πρόκληση βρασμού. Κατά το βρασμό αλλάζουν έντονα οι συνθήκες πίεσης, αλλά και θερμοκρασίας σε μικρότερο αλλά σημαντικό βαθμό, με αποτέλεσμα να καθιζάνουν ορυκτά τα στοιχεία των οποίων αρχικά βρίσκονταν διαλελυμένα. 3.1.4 Συμπεράσματα Το φλεβικό σύστημα της περιοχής του Αγίου Γεωργίου φιλοξενείται μέσα διακλάσεις μαρμάρων και σχιστολίθων, αλλά και εντός επιπέδων σχιστότητας των σχιστολίθων. Οι φλέβες πληρούνται είτε με χαλαζία, ο οποίος εμφανής είτε ως 33

υψίθερμος γαλακτόχρωμος, είτε ως χαμηλόθερμος διαυγής. Από τα λατυποπαγή βρασμού που ανακαλύφθηκαν στην Περιοχή του αγίου Γεωργίου είναι εμφανές πως το μεταλλοφόρο υδροθερμικό ρευστό επήλθε σε βρασμό, ενώ προηγουμένως το φλεβικό σύστημα είχε κλείσει από την απόθεση χαλαζία και ασβεστίτη. 34

3.2 Τεκτονική Ανάλυση Περιοχής Αγίου Γεωργίου Στην ενότητα αυτήν παρατίθενται η επεξεργασία και η ανάλυση των τεκτονικών δεδομένων που συλλέχθηκαν κατά την εργασία υπαίθρου, καθώς και τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τη μελέτη αυτών. 3.2.1 Φολιώσεις Οι μετρήσεις ελήφθησαν σε επίπεδα σχιστότητας των μαρμαρυγιακών σχιστολίθων και σε επίπεδα φολίωσης των μαρμάρων της νήσου Αντιπάρου. Από την επεξεργασία των τιμών διεύθυνσης/κλίσης, που ελήφθησαν από τις φολιώσεις προκύπτει το παρακάτω δίκτυο (Εικόνα 3-5). Εικόνα 3-5: Το δίκτυο αποτελείται από 30 μετρήσεις φολιώσεων σε μάρμαρα και σχιστολίθους. a) Προβάλλονται οι φολιώσεις ως μεγάλοι κύκλοι με τους αντίστοιχους πόλους στο δίκτυο Schmidt. b) Στατιστική επεξεργασία μετρήσεων και αναπαράσταση μέσω ισοπληθών. Οι φολιώσεις του παραπάνω δικτύου παρουσιάζουν ήπιες κλίσεις (10 ο έως 20 ο ). Ο προσανατολισμός των φολιώσεων κυμαίνεται μεταξύ ΑΒΑ και ΔΝΔ. Επίσης στο διάγραμμα των ισοπληθών (Εικόνα 3-5[b]) φαίνεται πως δεν υπάρχουν μεγάλες αποκλείσεις μεταξύ των μετρήσεων, τόσο όσον αφορά διεύθυνση/κλίση των φολιώσεων. Η πληθώρα των φολιώσεων έχουν διεύθυνση/κλήση που κυμαίνεται μεταξύ 192 ο /30 ο και 160 ο /18 ο από ΝΝΔ έως ΝΝΑ. 35

Η διακύμανση στη διεύθυνση των φολιώσεων οφείλεται σε μια ήπια καμπύλωση που παρουσιάζουν οι λιθολογικές ενότητες της περιοχής του Αγίου Γεωργίου. Είναι πολύ πιθανό να πρόκειται για ένα ανοικτό αντίκλινο, με διεύθυνση άξονα πτυχής ΒΒΔ-ΝΝΑ και κλίση ~30 ο προς ΝΝΑ, το οποίο όμως είναι αδύνατον να πιστοποιηθεί από τον παρόντα όγκο μετρήσεων (Εικόνα 3-6, 3-7). Εικόνα 3-6: Γεωλογικός χάρτης περιοχής Αγίου Γεωργίου, της νήσου Αντιπάρου. Τροποιημένος από Anastopoulos, 1963. Με μαύρο χρώμα απεικονίζονται οι μετρήσεις που ελήφθησαν κατά την εργασία υπαίθρου, ενώ με κόκκινο οι μετρήσεις από Anastopoulos, 1963. Παρατηρείται στο γεωλογικό χάρτη της περιοχής (Εικόνα 1), πώς τα πετρώματα καμπυλώνονται με γεωμετρίες όμοιες με αυτές των ήπιων αντικλίνων στη ΝΑ πλευρά του χάρτη. 36

Εικόνα 3-7: Απλοποιημένο σχεδιάγραμμα πιθανής ανοικτής πτύχωσης των πετρωμάτων της περιοχής του Αγίου Γεωργίου. Το μαύρο βέλος αντιπροσωπεύει τον άξονα της πτυχής και δείχνει τον προσανατολισμό της κλίσεώς του (ΝΝΑ). 3.2.2 Διακλάσεις Οι μετρήσεις των διακλάσεων, που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια της εργασίας υπαίθρου, ελήφθησαν σε μάρμαρα και σχιστολίθους. Ορισμένες από τις διακλάσεις φιλοξενούσαν χαλαζιακές και ασβεστιτικές φλέβες. Από την επεξεργασία των μετρήσεων προέκυψε το παρακάτω δίκτυο (Εικόνα 3-8). Εικόνα 3-8: Το δίκτυο αποτελείται από 32 μετρήσεις διακλάσεων σε μάρμαρα και σχιστολίθους. a) Προβάλλονται οι διακλάσεις ως μεγάλοι κύκλοι με τους αντίστοιχους πόλους στο δίκτυο Schmidt. b) Στατιστική επεξεργασία μετρήσεων και αναπαράσταση μέσω ισοπληθών. 37

Στο παραπάνω δίκτυο φαίνονται δύο κύρια συστήματα διακλάσεων συζυγή μεταξύ των. Το πρώτο σύστημα έχει διεύθυνση παράταξης ΒΔ-ΝΑ, με έντονες κλίσεις προς ΑΒΑ, ενώ επικρατέστερη κλίση και διεύθυνση κλίσης 66 ο και 63 ο αντιστοίχως. Το δεύτερο σύστημα διακλάσεων έχει διεύθυνση παράταξης ΔΒΔ-ΑΝΑ, με μέτριες κλίσεις προς ΝΝΔ, ενώ επικρατέστερη κλίση και αζιμούθιο αυτής είναι 37 ο και 199 ο αντιστοίχως (199 ο /37 ο ). 3.2.3 Χαλαζιακές Φλέβες Όπως προαναφέρθηκε εντός των διακλάσεων εντοπίστηκαν χαλαζιακές και ασβεστιτικές βλέβες. Μετρήσεις, όμως, στα επίπεδα των φλεβών ελήφθησαν μονάχα στις περιπτώσεις oπου οι φλέβες ήταν χαλαζιακές, διότι η κύρια μεταλλοφορία της περιοχής του Αγίου Γεωργίου βρίσκεται εντός χαλαζιακών και όχι ασβεστιτικών φλεβών. Από την επεξεργασία των δεδομένων αυτών προέκυψε το παρακάτω δίκτυο (Εικόνα 3-9). Εικόνα 3-9: Το δίκτυο αποτελείται από 7 μετρήσεις επιπέδων χαλαζιακών φλεβών. a) Προβάλλονται τα επίπεδα των φλεβών ως μεγάλοι κύκλοι με τους αντίστοιχους πόλους στο δίκτυο Schmidt. b) Στατιστική επεξεργασία μετρήσεων και αναπαράσταση μέσω ισοπληθών. Οι φλέβες ακολουθούν τις διευθύνσεις των διακλάσεων, με αποτέλεσμα να διακρίνονται δύο συστήματα φλεβών. Το πρώτο σύστημα παρουσιάζει διεύθυνση παράταξης ΒΒΔ-ΝΝΑ, με έντονες κλίσεις προς ΑΒΑ. Το δεύτερο σύστημα παρουσιάζει διεύθυνση παράταξης ΑΒΑ-ΔΝΔ, με έντονες κλίσεις προς ΒΒΔ. 38

3.2.4 Συμπεράσματα Βάσει επεξεργασίας των φολιώσεων, τα ορυχεία βρίσκονται πάνω σε πτύχωση των πετρωμάτων της περιοχής του Αγίου Γεωργίου και πιθανόν να πρόκειται για μια ήπια αντικλινική δομή με διεύθυνση άξονα ΒΒΔ και βύθιση 25 έως 30 ο προς ΝΝΑ. Η πτύχωση αυτή συνέβαλε σημαντικά στη δημιουργία του φλεβικού συστήματος καθώς δημιουργείται μια περιοχή υποπίεσης πλησίον της στέψης της αντικλινικής δομής με αποτέλεσμα την κυκλοφορία των μεταλλοφόρων υδροθερμικών ρευστών προς αυτήν, τα οποία στη συνέχεια απέθεσαν τη μεταλλοφορία. Υπάρχουν δύο κύρια συστήματα διακλάσεων. Το πρώτο με διεύθυνση ΒΔ-ΒΒΔ - ΝΑ-ΝΝΑ και έντονες κλίσεις προς ΑΒΑ. Το δεύτερο με διεύθυνση παράταξης ΔΒΔ- ΑΝΑ και μέτριες κλίσεις προς ΝΝΔ. Επιπλέον διακρίνονται δύο συστήματα χαλαζιακών φλεβών, που ακολουθούν τα γονικά συστήματα διακλάσεων. Το πρώτο σύστημα με διεύθυνση παράταξης ΒΒΔ και έντονες κλίσεις προς ΑΒΑ. Το δεύτερο σύστημα με διευθύνση παράταξης ΑΒΑ, έχοντας ήπιες κλίσεις προς ΝΝΑ και έντονες έως ήπιες κλίσεις προς ΒΒΔ. 39