Investigation of the mineralogical petrographic, geochemical and physical properties of carbonate rocks from Ileia Prefecture and assesment for industrial applications

Περίληψη

Η έρευνα των ανθρακικών πετρωμάτων σε παγκόσμια κλίμακα παρουσιάζει τις τελευταίες δεκαετίες αυξανόμενους ρυθμούς, γιατί παρέχουν πληροφορίες για την εξέλιξη της τοπογραφίας και τις συνθήκες που επικρατούσαν στην επιφάνεια της Γης κατά τη γένεση τους και επειδή μπορούν να αποτελέσουν εξαίρετη πρώτη ύλη σε πολυάριθμες βιομηχανικές εφαρμογές. Επιπλέον παίζουν σημαντικό ρόλο στη γεωλογία πετρελαίου ως μητρικά πετρώματα και ταμιευτήρες (Tissot and Velte, 1984). Στη εργασία αυτή εξετάζεται η δυνατότητα αξιοποίησης των ανθρακικών πετρωμάτων του Ν. Ηλείας ως πληρωτικών υλικών. Τα δείγματα των ανθρακικών πετρωμάτων ελήφθησαν από τη γεωτεκτονική Ζώνη Ωλονού-Πίνδου, είναι Κρητιδικής ηλικίας και αντιπροσωπεύονται, με βάση την ορυκτολογική τους σύσταση, από ασβεστόλιθους και δολομιτικούς ασβεστόλιθους. Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στη συσχέτιση των ορυκτοπετρογραφικών με τις φυσικές ιδιότητες, με σκοπό να εκτιμηθεί η ποιότητα των ασβεστόλιθων με βάση την μικροκοπική τους εξέταση, η
οποία είναι απλή και μη δαπανηρή μέθοδος σε σύγκριση με την εκπόνηση δοκιμών φυσικών ιδιοτήτων. Τα δείγματα εξετάστηκαν σε πολωτικό μικροσκόπιο και έγινε παρατήρηση των ιστολογικών χαρακτηριστικών τους, του μεγέθους των κόκκων τους και της ορυκτολογικής τους σύστασης. Η ταξινόμηση τους έγινε σύμφωνα
µε τα συστήματα ταξινόμησης των Folk (1959, 1962) και Dunham (1962) και βρέθηκε ότι τα δείγματα που συλλέχθηκαν είναι βιομικρίτες, ενδομικρίτες (mudstone και wackestone), βιοσπαρίτες (packstones και grainstones), ενδοσπαρίτες και rudstone. Επίσης υπολογίστηκε το αδιάλυτο υπόλειμμα, το οποίο στη συνέχεια εξετάστηκε με τη μέθοδο της περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ. Από την ανάλυση των περιθλασιογραμμάτων προέκυψε ότι σε αυτό το μη ανθρακικό υλικό συμμετέχουν χαλαζίας, αλκαλικοί άστριοι, χλωρίτης, ιλλίτης, βερμικουλίτης, σμεκτίτης και άργιλοι με μικτή δομή ιλλίτη-χλωρίτη. Επιπρόσθετα, σε σκόνες των δειγμάτων προσδιορίστηκαν οι δείκτες χρώματος, με το δείκτη λευκότητας να κυμαίνεται από 78 έως 95. Επιπλέον στα δείγματα προσδιορίστηκε και η συμμετοχή του οργανικού υλικού και φάνηκε ότι πρόκειται για ασβεστόλιθους χαμηλής περιεκτικότητας σε οργανικό υλικό. Η λευκότητα των υλικών επηρεάζεται αρνητικά από την παρουσία του οργανικού υλικού και των οξειδίων του Fe, καθώς η παρουσία τους συμβάλλει στην υποβάθμιση της ποιότητας τους. Με αύξηση του περιεχόμενου ανθρακικού ασβεστίου μειώνεται η υδαταπορροφητικότητα, ενώ η περιεχόμενη υγρασία συσχετίζεται θετικά με το αδιάλυτο υπόλειμμα. Επίσης, υπολογίστηκε η χημική σύσταση των ασβεστόλιθων που συλλέχθηκαν. Με βάση τη περιεκτικότητα τους σε CaCO3, οι rudstone και οι grainstones χαρακτηρίζονται ως υλικά υψηλής καθαρότητας, με εξαίρεση το δολομιτικό ασβεστόλιθο, οι packstones ταξινομούνται ως υλικά υψηλής και μέσης καθαρότητας ενώ οι mudstone και wackestone αποτελούν πετρώματα χαμηλής καθαρότητας. Γενικά τα δείγματα στα οποία κυριαρχούν σπαριτικοί κρύσταλλοι εμφανίζουν υψηλότερη καθαρότητα και λευκότητα σε σύγκριση με αυτά στα οποία κυριαρχεί μικριτικό υλικό. Tέλος, πραγματοποιήθηκε συγκριτική μελέτη των εργαστηριακών αποτελεσμάτων με σκοπό αφενός να διαπιστωθούν οι μεταξύ τους σχέσεις μέσω στατιστικών παραμέτρων και αφετέρου να διερευνηθεί
αν πληρούν προδιαγραφές για την αξιοποίησή τους σε βιομηχανικές εφαρμογές. Η στατιστική ανάλυση των φυσικών ιδιοτήτων των ασβεστόλιθων με απλή γραμμική παλινδρόμηση έδειξε πολύ καλούς έως εξαιρετικούς συσχετισμούς. Τέλος προέκυψε ότι όλοι οι λιθότυποι που εξετάστηκαν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εδαφοβελτιωτικά (διότι περιέχουν Μg<5%), και είναι κατάλληλοι για χρήση ως συμπληρώματα ζωικών τροφών, ενώ μόνο οι grainstone και οι rudstone είναι κατάλληλοι για παραγωγή τσιμέντου και για περιβαλλοντικές εφαρμογές όπως η αποθείωση των καυσαερίων.