M.Sc. Thesis Late-stage B-bearing fluid circulation in the Kavala pluton: Evidence from mineralogical, spectroscopic and geochemical data in tourmaline-rich fault-related rocks

Τα τουρμαλινικά πετρώμτα της Καβάλας είναι προϊόντα κρυστάλλωσης υδροθερμικών ρευστών, εμπλουτισμένων σε Βόριο, που διαχωρίστηκαν από γρανιτικό μάγμα.Το μάγμα που δημιουργήθηκε με διαδικασίες τήξης του φλοιού, κατά τη διάρκεια της εκταφής του συμπλέγματος μεταμορφικού πυρήνα, διαφοροποιήθηκε και απελευθέρωσε μέσω βρασμού μια ρευστή φάση πλούσια σε B. Κατά το βρασμό η υδροστατική πίεση,ξεπέρασε την λιθο-στατική σε περιβάλλον ανώτερου τεκτονικού ορόφου, όπου επικρατεί η θραυσιγενής παραμόρφωση.Πολλαπλά στάδια υδραυλικής ρωγμάτωσης έλαβαν χώρα κατά μήκος των ΒΑ-ΝΔ αξονικών επιπέδων της φύλλωσης και πτύχωσης του γρανοδιορίτη, σε μεγάλες γωνίες κλίσης. Η διαδικασία αυτή πιθανόν να επαναλήφθηκε τουλάχιστον δύο φορές, ύστερα από επιπλέον διαφοροποίηση και απόμειξη. Η κυκλοφορία των υδροθερμικών ρευστών, είχε ως αποτέλεσμα την μετασωματική εξαλλοίωση του γρανοδιορίτη και τη δημιουργία τουρμαλινικών πετρωμάτων. Οι τουρμαλινίτες, στους οποίους το ποσοστό συμμετοχής του τουρμαλίνη ξεπερνά το 50% κ.ο., δημιουργήθηκαν σε υψηλούς λόγους αντίδρασης ρευστού/πετρώματος, ενώ τα τουρμαλινικά λατυποπαγή σε μικρότερους. Τα τουρμαλινικά λατυποπαγή, αποτελούμενα από γωνιώδεις κλάστες του περιβάλλοντος πετρώματος και κύρια μάζα από κρυπτοκρυσταλλικό τουρμαλίνη,υπερέχουν, και δείχνουν πως η διαδικασία ήταν υψηλής θερμοκρασίας και αλατότητας. Σταδιακός εμπλουτισμός σε βόριο και άλλα οξείδια συμβατά με τον τουρμαλίνη, σε συνδυασμό με την απόπλυση σε REE, παράγουν το γεωχημικό αποτύπωμα της τουρμαλινώσης, υποδεικνύοντας πολύ χαμηλό pH, κατά τη συνολική διαδικασία, το οποίο ίσως αποτελεί κύριο αποτρπετικό παράγοντα για την παρουσία μεταλλοφορίας θειούχων μέσα στα λατυποπαγή.The tourmaline-rich rocks in Kavala are the products of juvenile late B-rich hydrothermal fluids exsolved from a granitic magma. In other words, this granitic magma that generated after anatectic processes in a thickened crust, during its emplacement in an ascending core-complex margin was fractionated leading to the exsolution through boiling of an immiscible volatile B-rich phase. The boiling pressure of the fluid exceeded the relatively low lithostatic pressure as it happened in a brittle setting of upper tectonic floors. Hydraulic, almost vertical, fracturing of various degrees and in dispersed places occurred, which mostly located along the NE-SW axial planes of the foliated and folded granitic pluton. This process may have occurred at least two times after further magmatic fractionation and exsolution. Hydrothermal fluid infiltration, triggered metasomatic alteration of the host granodiotite, resulting in the formation of tourmaline-rich rocks. Tourmalinites, in which tourmaline exceeded 50% vol, were formed at high fluid/rock ratios, while tourmaline breccias formed at lower ones. The latter, which comprise abundant angular to sub-rounded clasts of country rock infilled mostly by cryptocrystalline tourmaline, prevailed, indicating that the process was of high temperature and salinity.Progressive enrichment in Boron and other oxides compatible in tourmaline, coupled with depletion in REE’s produced a geochemical signature of typical toyrmalinization, suggesting an acidic pH, for the overall procces, which is maybe a dominat factor for the absence of sulfide mineralization within the breccias.

On the Color and Genesis of Prase (Green Quartz) and Amethyst from the Island of Serifos, Cyclades, Greece

The color of quartz and other minerals can be either caused by defects in the crystal structure or by finely dispersed inclusions of other minerals within the crystals. In order to investigate the mineral chemistry and genesis of the famous prase (green quartz) and amethyst association from Serifos Island, Greece, we used electron microprobe analyses and oxygen isotope measurements of quartz. We show that the color of these green quartz crystals is caused by small and acicular amphibole inclusions. Our data also shows that there are two generations of amphibole inclusions within the green quartz crystals, which indicate that the fluid, from which both amphiboles and quartz have crystallized, must have had a change in its chemical composition during the crystallization process. The electron microprobe data also suggests that traces of iron may be responsible for the amethyst coloration. Both quartz varieties are characterized by isotopic compositions that suggest mixing of magmatic and meteoric/marine fluids. The contribution of meteoric fluid is more significant in the final stages and reflects amethyst precipitation under more oxidizing conditions

Petrological and geochemical evidence for a hot crystallization path and a recharge filtering bypass at Antimilos, Milos volcanic field, Greece

Antimilos volcano in the South Aegean Volcanic Arc, Greece, comprises an andesite–dacite suite that follows a distinct evolutionary path than the main edifice of the Milos volcanic field, despite their proximity. Petrographic and geochemical analyses reveal that basaltic andesite to low-Si dacite lavas have similar phenocryst assemblages that indicate crystallization from hot, relatively dry magmas in an upper crustal storage region. Rare antecrystic high-Mg# clinopyroxene cores with low Y, low Dy, and high Sr contents record the cryptic involvement of amphibole, a phase nominally absent from the erupted products, in the deeper parts of the plumbing system. Low temperature antecrysts with textures recording various degrees of disequilibrium suggest a protracted history of interaction between the upper crustal reservoir and deeper mafic melts, forming mobile hybrid magmas that consequently erupt as highly mingled, crystal-rich lava domes. Antimilos magmas seem to have escaped recharge filtering in the upper crust and prolonged stalling, which is the process that is probably responsible for the paucity of mafic eruptions in the rest of the Milos volcanic system. Large extensional structures offshore of Antimilos promote rapid ascent of mafic melts, inhibiting prolonged stalling and interaction with the arc crust. This model highlights the dominant role of the regional stress field in generating petrologically distinct suites in the marginal parts of some volcanic fields.</p