Γένεση των κοιτασμάτων παλυγκορσκίτη - σμεκτίτη στην ευρύτερη περιοχή Γρεβενών-Κοζάνης
Authors: Μυτιγλάκη Χριστίνα 
Published: November 2023

Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής είναι η διερεύνηση του μηχανισμού γένεσης των κοιτασμάτων παλυγκορσκίτη-σμεκτίτη στην λεκάνη των Βεντζίων, της περιφέρειας Δυτικής Μακεδονίας, μεταξύ των νομών Γρεβενών–Κοζάνης. Συνολικά, λήφθηκαν 81 δείγματα από την υπαίθρια δειγματοληψία και από δύο πυρηνοληπτικές γεωτρήσεις, από τις θέσεις/ορυχεία Πευκάκι, Πυλωροί και Χαραμή. Η δειγματοληψία έγινε σε επιλεγμένες τομές από τη περιφέρεια της λεκάνης προς το κέντρο της, με στόχο την αποτελεσματικότερη και ακριβέστερη επιλογή δειγμάτων από όλες τις πλευρές προς το κέντρο της λεκάνης. Τα υπαίθρια δείγματα και οι γεωτρήσεις πάρθηκαν από τα υπό-εκμετάλλευση ορυχεία της ΓΕΩΕΛΛΑΣ-Α.Ε. κατόπιν σχετικής άδειας, αλλά και περιμετρικά αυτών, όπου κρίθηκε απαραίτητο. Τα δείγματα υποβλήθηκαν σε λιθολογική και κοκκομετρική ανάλυση. Συγκεκριμένα, στο κλάσμα <2mm εφαρμόσθηκε η μέθοδος της διάθλασης ακτίνων-laser. Από τα αποτελέσματα της κοκκομετρικής ανάλυσης παρατηρείται ότι στα δείγματα επικρατεί το κλάσμα της ιλύος, έπειτα η άμμος και τελευταία η άργιλος. Η ορυκτολογική ανάλυση των ολικών δειγμάτων πραγματοποιήθηκε με χρήση περιθλασιμετρίας ακτίνων-Χ(XRD). H ορυκτολογία των αργιλικών ορυκτών προσδιορίστηκε από προσανατολισμένα, γλυκοποιημένα και πυρωμένα παρασκευάσματα αντίστοιχα με τη χρήση περιθλασιμετρίας ακτίνων-Χ(XRD). Ο ποσοτικός προσδιορισμός των ορυκτολογικών φάσεων πραγματοποιήθηκε με χρήση της μεθόδου των εξωτερικών προτύπων. Παρασκευάστηκαν πέντε εξωτερικά πρότυπα παλυγκορσκίτη-σμεκτίτη-σερπεντίνη-χαλαζία, καθώς και έξι εξωτερικά πρότυπα με τη συμμετοχή παλυγκορσκίτη-σμεκτίτη-ασβεστίτη και παλυγκορσκίτη-σμεκτίτη-δολομίτη σε συγκεκριμένες αναλογίες. Ο προσδιορισμός της χημικής σύστασης των ολικών δειγμάτων πραγματοποιήθηκε σε πιστοποιημένο εργαστήριο του εξωτερικού. Ο προσδιορισμός της χημικής σύστασης του αργιλικού κλάσματος(<2μm) των δειγμάτων, πραγματοποιήθηκε με χρήση φορητής συσκευής(pXRF). Από τα αποτελέσματα των ορυκτολογικών και χημικών αναλύσεων προκύπτει η εμφανής επιρροή των υπερβασικών πετρωμάτων αλλά και των σχηματισμών της Μεσοελληνικής αύλακας στα κλαστικά υλικά των λεκανών απόθεσης. Για το προσδιορισμό της μορφολογίας και της ορυκτοχημείας των αργιλικών δειγμάτων(<2μm), επιλέχθηκαν πλούσια σε παλυγκορσκίτη, πλούσια σε σμεκτίτη και μικτά δείγματα από τις τρείς θέσεις/ορυχεία. Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης δέσμης ιόντων(FESEM-EDS). Παράλληλα, αντιπροσωπευτικό μικτό δείγμα με μέγεθος κόκκων<2μm, μελετήθηκε με ηλεκτρονική μικροσκοπία διερχόμενης δέσμης ηλεκτρονίων(ΤΕΜ), ώστε να εντοπιστούν οι διαγενετικές ή άλλης μορφής σχέσεις μεταξύ των κρυστάλλων παλυγκορσκίτη-σμεκτίτη. Επίσης, για την αξιολόγηση της διαγένεσης των εξεταζόμενων ιζηματογενών σχηματισμών, προσδιορίστηκαν τα ισότοπα δC13 και δO18, σε επιλεγμένους κόκκους δευτερογενών ανθρακικών ορυκτών (ασβεστίτη, δολομίτη ή/και αραγωνίτη), οι οποίοι απομονώθηκαν από τα εξεταζόμενα δείγματα. Τέλος εφαρμόστηκε σε αντιπροσωπευτικά πλούσια σε σμεκτίτη, παλυγκορσκίτη και μικτά δείγματα φασματοσκοπία υπέρυθρου για τον ακριβή προσδιορισμό του δι-ή τρι-οκταεδρικού τους χαρακτήρα. Τα αποτελέσματα της ορυκτοχημείας φανέρωσαν τη στενή γεωχημική σχέση του σμεκτίτη και του παλυγκορσκίτη. Ο χημικός τύπος του σμεκτίτη βρέθηκε να είναι:[Na(0,000-0,425)Ca(0,000-0,142)K(0,000-0,036)][Ti(0,023-0,770)AlVI(0,251-1,195)Fe2+(0,481-0,770)Mg(0,588-1,508)][Si(3,960-3,981)AlIV(0,019-0,040)]4O20(OH)2 ενώ του παλυγκορσκίτη:[Na(0,297-2,848)K(0,000-0,004)][Ca(0,141-0,844)AlVI(0,250-0,745)Fe2+(0.254-0,676)Mg(1,633-3,022)][Si(7,932-7,989)AlIV(0,011-0,068)]8O20(OH). Οι εικόνες της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης και ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης, δείχνουν την άμεση γενετική προέλευση του παλυγκορσκίτη από τον σμεκτίτη. Από τα αποτελέσματα της φασματοσκοπίας υπερύθρου προκύπτει πως ο παλυγκορσκίτης παρουσιάζει δι-τρι-οκταεδρικό χαρακτήρα ενώ ο σμεκτίτης χαρακτηρίζεται ως δι-οκταεδρικός. Τέλος μέσω των αποτελεσμάτων των ισοτόπων C13καιO18 προκύπτει πως το παλαιοπεριβάλλον της περιοχής μελέτης χαρακτηρίζεται από εναλλαγές θερμών και υγρών εποχών με ξηρές-ημίξερες περιόδους. Συνολικά, τα αποτελέσματα της μελέτης υποδεικνύουν ένα μεταβατικό περιβάλλον απόθεσης και συγκεκριμένα ενός απομακρυσμένου αλλουβιακού ριπιδίου–αλκαλικής λίμνης (περιθώρια της λίμνης).