Petrological and geochemical features of the mesozoic bituminous formations of the Parnassos-Ghiona zone, Greece
Authors: Δαμουλιάνου Μαρία-Έλλη 
Published: January 2024

Το επιστημονικό ενδιαφέρον σχετικά με το δυναμικό γένεσης υγρών και αέριων υδρογονανθράκων στον Ελλαδικό χώρο έχει μέχρι σήμερα επικεντρωθεί στους ιζηματογενείς σχηματισμούς της Ιονίου Ενότητας, στο δυτικό μέρος της χώρας. Αντιθέτως, η Γεωτεκτονική Ενότητα Παρνασσού-Γκιώνας, η οποία βρίσκεται στην Στερεά Ελλάδα, έχει ως επί το πλείστων απασχολήσει την επιστημονική κοινότητα αναφορικά με τα βωξιτικά κοιτάσματα. Ωστόσο, η Ενότητα Παρνασσού-Γκιώνας περιλαμβάνει βιτουμενιούχους ασβεστόλιθους, όπως αναφέρονται στη βιβλιογραφία, καθώς και άλλους πλούσιους σε οργανικό υλικό σχηματισμούς, οι οποίοι εμφανίζονται υπερκείμενα των βωξιτικών οριζόντων της Ενότητας. Στους σχηματισμούς αυτούς περιλαμβάνονται λεπτοί φακοί γαιάνθρακα, Άνω-Κρητιδικής ηλικίας, υπερκείμενα του τρίτου και νεότερου βωξιτικού ορίζοντα (b3).Στην παρούσα διατριβή, μελετήθηκε μια σειρά από επιφανειακές και υπόγειες θέσεις, καθώς επίσης και πυρήνες γεωτρήσεων, που αντιπροσωπεύουν τους τρεις βωξιτικούς ορίζοντες της Ενότηας Παρνασσού-Γκιώνας, συμπεριλαμβανομένου και των υποκείμενων/υπερκείμενων σχηματισμών. Οι μέθοδοι έρευνας περιλαμβάνουν οργανική πετρολογία και γεωχημεία, ορυκτολογική εξέταση και ανόργανη γεωχημεία, καθώς και μικροφασική ανάλυση στην περίπτωση των ανθρακικών σχηματισμών. Σκοπός της παρούσας διατριβής υπήρξε η αναπαράσταση του παλαιοπεριβάλλοντος απόθεσης κατά την απόθεση των υπό μελέτη ιζηματογενών σχηματισμών, καθώς και εκτίμηση του δυναμικού πετρελαιογένεσης, ως αποτέλεσμα της επαρκούς απόθεσης και διατήρησης οργανικού υλικού. Η αξιολόγηση του παλαιοπεριβάλλοντος απόθεσης περιλαμβάνει την εκτίμηση των συνθηκών που ευνοούν την απόθεση οργανικού υλικού αμέσως μετά το σχηματισμό των βωξιτικών φακών, καθώς και η εκτίμηση της παλαιοπεριβαλλοντικής εξέλιξης της πλατφόρμας, από την απόθεση του τρίτου βωξιτικού ορίζοντα ως και την αρχή του Παλαιογενούς φλύσχη. Ξεκινώντας από τον παλαιότερο βωξιτικό ορίζοντα b1, η πετρογραφική μελέτη τριών επιφανειακών θέσεων αποκάλυψε ότι μετά από την απόθεση της βωξιτικής λάσπης, κατά τη διάρκεια του Μέσου-Ανώτερου Ιουρασσικού (Καλλόβιου-Οξφόρδιου), ταχέως ακολούθησε πλημμύριση των καρστικών κοιλοτήτων και εν συνεχεία το περιβάλλον απόθεσης εξελίχθηκε σε ρηχό θαλάσσιο (ΦΖ8), το οποίο αντιστοιχεί στα στάδια Δ1 και Δ2 (βλ. Carras, 1995) της ανθρακικής πλατφόρμας Παρνασσού-Γκιώνας, ανάλογα με τη θέση εμφάνισης των ασβεστόλιθων «Διστόμου». Το παλαιοπεριβάλλον εσωτερικής πλατφόρμας εξελίχθηκε ως το Ανώτερο Τιθώνιο σε μια βαθύτερη φασική ζώνη της εξωτερικής πλατφόρμας, όπως προκύπτει από τους πελαγικούς wackstone/packstone ασβεστόλιθους που συλλέχθηκαν στην τοποθεσία του Άγιου Γεώργιου (AG).Η μελέτη του δεύτερου βωξιτικού ορίζοντα, ο οποίος αποτέθηκε κατά το Ανώτερο Ιουρασσικό (Κιμμερίδιο-Τιθώνιο), σε αποκλειστικά μία επιφανειακή θέση στο δυτικό τμήμα της Ενότητας Παρνασσού-Γκιώνας (DES6), αποκάλυψε ότι η κύρια παραγένεση βωξίτη αποτελείται από βαιμίτη, γκαιθίτη και σε μικρότερο ποσοστό από αιματίτη, ενώ η μεταβατική λιθολογία μεταξύ βωξίτη υπερκείμενου ασβεστόλιθου χαρακτηρίζεται από την παρουσία χαμοσίτη. Ένα λεπτό στρώμα βωξιτικού σχίστη με περιεχόμενο σε οργανικό υλικό στην οροφή του ορίζοντα b2, σύμφωνα με την ανθρακοπετρογραφική του εξέταση χαρακτηρίζεται από την παρουσία βιτουμινίτη τύπου IV, καθώς και από άμορφα στερεά βιτουμένια, ενώ σύμφωνα με την ανάλυση Rock-Eval παρουσιάζει τιμή Tmax, η οποία εμπίπτει στο παράθυρο του πετρελαίου. Ως εκ τούτου, δεν αποκλείεται η παρουσία μητρικών σχηματισμών πετρελαίου στην οροφή του δεύτερου βωξιτικού ορίζοντα της Ενότητας Παρνασσού-Γκιώνας.Οι θέσεις ενδιαφέροντος που αφορούν τον τρίτο βωξιτικό ορίζοντα Άνω-Κρητιδικής (Κενομάνιας-Τουρώνιας) ηλικίας και τα υπερκείμενα ιζηματογενή στρώματα, αποκάλυψαν τη παρουσία διαφορετικών τύπων απόθεσης ανάλογα με την περιοχή μελέτης: άμεση εκβάθυνση σε ένα περιβάλλον ρηχής θάλασσας που αντιστοιχεί στις φασικές ζώνες 7-9 της εσωτερικής πλατφόρμας, κατά τη διάρκεια της οποίας υπήρξε απόθεση και διατήρηση οργανικού υλικού αμέσως μετά την απόθεση της βωξιτικής λάσπης, ρηχές θαλάσσιες λεκάνες με περιορισμένη κυκλοφορία νερού, καθώς και παράλιοι τυρφώνες μικρής έκτασης ελεγχόμενα από οξειδωτικές συνθήκες, ή και συνθήκες υψηλής ενέργειας. Η μελέτη των υπόγειων θέσεων των φακών γαιάνθρακα αποκάλυψε την κυριαρχία δύο διαφορετικών περιβαλλόντων απόθεσης του οργανικού υλικού, συμπεριλαμβανομένων των παράκτιων τυρφώνων στην οροφή απόθεσης βωξίτη, καθώς και και των παράκτιων τυρφώνων που προέκυψαν απευθείας πάνω στον Κάτω-Κρητιδικό ασβεστόλιθο. Οι φακοί γαιάνθρακα χαμηλής/πολύ χαμηλής καθαρότητας στις θέσεις Βαγονέτο (VG) και Γούβες (GO) σχηματίστηκαν κυρίως από την απόθεση ποωδών φυτών, παρουσιάζοντας σήμερα υψηλά ποσοστά ντετροβιτρινίτη και ινερτινίτη, καθώς και μεταβαλλόμενα ποσοστά λειπτινίτη, κυρίως σπορινίτη και αλγινίτη. Αντίστοιχα, τα δεδομένα της Rock-Eval υποστηρίζουν τη συμμετοχή όλων των τύπων κηρογόνου, με μεγαλύτερη συμμετοχή των τύπων III και IV. Η ανθρακοπετρογραφική μελέτη αποκαλύπτει συνθήκες έντονης οξείδωσης στους παλαιο-τυρφώνες, πιθανώς σχετιζόμενες με την επικράτηση ξηρού και θερμού κλίματος κατά το Τουρόνιο, ή και με την επίδραση υφάλμυρων υδάτων. Η ενανθράκωσης/ωρίμανση των φακών γαιάνθρακα, με βάση τόσο την ανακλαστικότητα του βιτρινίτη όσο και με τα δεδομένα της Rock-Eval, υποδεικνύει μεσαίας ενανθράκωσης (rank) βιτουμενιούχους γαιάνθρακες, ή, σε όρους γένεσης υδρογονανθράκων, σχηματισμούς που έχουν φτάσει την αρχή του παραθύρου πετρελαίου.Οι υπερκείμενοι ασβεστόλιθοι Άνω-Κρητιδικού (Σενονίου) αποτέθηκαν υπό συνθήκες της εσωτερικής πλατφόρμας που αντιστοιχούν στις φασικές ζώνες 7-9, στις οποίες δεν ευνοήθηκε η επαρκής απόεση ή/και η διατήρηση οργανικού υλικού, σύμφωνα με το αμελητέο περιεχόμενο ολικού οργανικού άνθρακα (TOC). Κατά το Ανώτερο Κρητιδικό, η ανθρακική πλατφόρμα Παρνασσού-Γκιώνας έφτασε εξελίχθηκε σε περιθώριο εξωτερικής πλατφόρμας (φασική ζώνη 6). Στην πορεία ακολούθησαν δύο κύκλοι εναλλαγής περιβάλλοντος ανθρακικής πλατφόρμας και περιβάλλοντος απόθεσης φλύσχη (το οποίο καταγράφει την αρχή των ορογενετικών κινήσεων στο μεταίχμιο Μεσοζωϊκού και Κενοζωϊκού Αιώνα), όπως φαίνεται από την εναλλαγή αποθέσεων φλύσχη και ασβεστολίθων βαθιάς θάλασσας (ΦΖ1-3), πριν την εμφάνιση του Παλαιογενούς φλύσχη.Μία επιφανειακή θέση μελέτης εναλλασσόμενων στρωμάτων ψαμμίτη και μάργας πάχους λίγων μέτρων κοντά στην Αράχοβα, η οποία αποτελεί μέρος του Καινοζωικού φλύσχη, παρουσίασε υπό το ανθρακοπετρογραφικό μικροσκόπιο λίγες εμφανίσεις πρωτογενών, αλλά και δευτερογενών/ μεταναστευμένων στερεών βιτουμενίων (που αντιστοιχούν σε ένα μέγιστο 0,5 wt.-% ολικού οργανικού άνθρακα), υποδηλώνοντας πιθανή μετανάστευση υδρογονανθράκων από τους πλούσιους σε οργανικό υλικό σχηματισμούς του Κρητιδικού. Ωστόσο, τα χαρακτηριστικά ταμιευτήρα της θέσης σε συνδυασμό με τη θεωρία της in situ παραγωγής υδρογονανθράκων εντός του Καινοζωικό φλύσχη χρήζουν περεταίρω επιστημονικής διερεύνησης.