Τριτογενής ηφαιστειότητα της Σαμοθράκης και συνδεδεμένα με αυτήν βιομηχανικά ορυκτά (ζεόλιθοι, Κ-άστριοι)

Abstract

Samothraki Island is situated in the northeast Aegean Sea and belongs geotectonically to the Circum-Rodope belt. Its Tertiary volcanic rocks are considered to belong to the widespread volcanic activity that affected the broader area of the north Agean Sea including the on-shore areas of Thrace. It started during the Eocene in the Bulgarian part of the Rhodope Massif and progressively migrated southwards to the central Aegean Sea and western Anatolia, up until the Middle Miocene. The rocks under investigation where divided into eight units on the basis mainly of geological and petrographical criteria, namely Ag. Nectarios, Hora-Katsambas, Hora-Paleapoli, Tourli, Vrehos, Lakoma, Ag. Paraskevi, younger vein. Ag. Nectarios consists of sills and lava flows of basaltic, basaltic trachyandesitic, trachyandesitic and trachytic composition. Most samples show moderate to high alteration due to fumarolitic activity. The unit of Hora-Katsambas consists of veins and lava flows that appear to have intruded the Ag. Nectarios unit. Those intrusions seem to have a general NNW-SSE trend. Their composition is andesitic to latitic, whilst a handful of them are classified as shoshonites. The unit of Hora-Paleapoli comprises of small trachytic lava domes, highly altered, that intrude the Ag. Nectarios unit in the area between the town of Samothraki (Hora), and the area of Paleapolis. The units of Tourli and Vrehos, each represent a lava dome of trachytic and trachytic to high-K dacitic composition respectively. In both units megacrystals of K-feldspars up to 10 cm long can be found. The unit of Lakoma contains the volcanic rocks situated in the south of the Island among the villages of Lakoma, Profitis Ilias, Dafnes and the area of Koitada with the exception of dark coloured sills and lava flows intercalated with epiclastic material that are enbodied to the Ag. Nectarios unit. The former mentioned rocks are classified as latites, high-K dacites, trachydacites, trachytes, and rhyolites. The Tertiary volcanic rocks found in the eastern part of the island were classified as the unit of Ag. Paraskevi, and are of latitic to high-K dacitic composition. The so-called “younger vein unit” is a dark coloured vein in the area of Vrehos that based on both geological and geochemical criteria cannot be included in any other unit. Geological evidence on successive eruptions were found in the units of Lakoma and Ag. Paraskevi. In those units as well as in Hora-Katsambas and Vrehos, crystal clusters, and enclaves of igneous origin are present. Finally in all units there are mineralogical evidence on the presence and interaction of magmas with different chemistry and physicochemical characteristics. K-feldspars were divided in megacrystals (Or56-90Ab8-41Cn2-3), phenocrystals and microcrystals (Or40-93Ab3-54Cn2-4). The higher Ba concentrations of the megacrystals’ core support crystallization under higher temperature compared to the phenocrystals and microcrystals. However the decrease of Ba content is not normal suggesting variable crystallizing conditions. The same conclusion is drawn by the oscilatory zoning and the texture of plagioclase crystals (fritted, vesicular, and dusty crystals). Biotite appears both as large euhedral to subhedral hexagonal plates, and as lath-like elongated microphenocrystals, having different mineral chemistry in regard to Mg, Fe, Mn, and secondarily to Ti and Al. Lath-like microphenocrystals are depleted in Fe and Ti and are classified as flogopites, while hexagonal plates, that have crystallized before them, are classified as biotites. Similar compositional variations and zoning of the same elements were also found in pyroxene and hornblende. To be more exact the Mg/(Mg+Fe) ratio in hornblende core ranges between 0,56 and 0,60. The same ratio for the crystal rims ranges between 0,50 and 0,71. The above could be explained by significant changes in magma crystallization conditions and/or magma mixing processes. Pyroxene is diopsite and augite. Chemical variation present does not seem to be normal or systematic so it was attributed to mixing of an acid with a more basic magma. All units contain magnetite and in some cases titanomagnetite. Acessory minerals also present are titanite, apatite, allanite, and zircon. Zeolites found are classified almost exclusively as stilbite. They are of hydrothermal origin and are restricted to a tectonic line NNW-SSE direction west of the town of Hora.

Η διατριβή μελετά την πετρολογία, ορυκτολογία, γεωχημεία και πετρογένεση των τριτογενών ηφαιστειακών πετρωμάτων της Σαμοθράκης, καθώς επίσης και κάποια τεχνολογικά χαρακτηριστικά των Κ-ούχων αστρίων και των ζεολίθων που φιλοξενούνται στα πετρώματα αυτά. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στο θέμα μελέτης και αναφέρεται συνοπτικά η δομή της διατριβής. Το δεύτερο κεφάλαιο περιλαμβάνει εκτενή στοιχεία σχετικά με τη γεωλογία της ευρύτερης περιοχής μελέτης. Πιο συγκεκριμένα αναφέρονται στοιχεία για τη γεωλογία της Μάζας της Ροδόπης και την Περιροδοπική ζώνη, ενώ υπάρχουν επίσης στοιχεία από τις νεότερες απόψεις σχετικά με την γεωτεκτονική εξέλιξη της περιοχής του Βορείου Αιγαίου και της Θράκης. Το τρίτο κεφάλαιο μιλάει για τη γεωλογία της Σαμοθράκης, ενώ παράλληλα αναφέρονται όλες οι μέχρι τώρα μελέτες που έγιναν στο νησί και αφορούν τη γεωλογία, πετρολογία, γεωτεκτονική εξέλιξή του αλλά και την οικονομική εκμετάλλευση του ορυκτού του πλούτου. Η πετρολογική μελέτη των τριτογενών ηφαιστειακών πετρωμάτων της Σαμοθράκης παρατίθεται στο τέταρτο κεφάλαιο όπου διαχωρίστηκαν εννέα ενότητες. Από τη συγκριτική υπαίθρια και μικροσκοπική μελέτη των ενοτήτων αυτών προέκυψε ότι παρατηρείται σταδιακή μεταβολή του χημισμού των ηφαιστειακών προϊόντων από κάτω προς τα πάνω. Ετσι ενώ οι κατώτεροι ορίζοντες περιλαμβάνουν βασικής σύστασης παρείσακτες κοίτες μικρού πάχους, σταδιακά μεταβαίνουμε σε εμφανίσεις ροών λάβας και τέλος σε δομές ηφαιστειακών θόλων. Αντίστοιχα, από τα σχήματα ταξινόμησης φαίνεται ότι περνάμε και σε οξινότερες λάβες με ταυτόχρονη αύξηση της περιεκτικότητάς τους σε κάλιο, ενώ τα τελευταία ηφαιστειακά προϊόντα στο νησί φαίνεται να έχουν σύσταση λατίτη υψηλού καλίου. Σημειώνεται ότι στις περισσότερες ενότητες παρατηρούνται ορυκτά σε ανισορροπία με το τήγμα, ενώ συχνά παρατηρήθηκαν και συσσωματώματα κρυστάλλων, μικροσφαιροπορφυριτικά αθροίσματα ή και εγκλείσματα πυριγενούς προέλευσης. Στις ενότητες Λακώματος και Αγ. Παρασκευής βρέθηκαν γεωλογικές δομές που 313 υποδηλώνουν διαδοχικές εκχύσεις ή/και διεισδύσεις νεότερου μάγματος στον υπό κρυστάλλωση θόλο.