Submarine hydrothermal mineralization processes and insular mineralization in the Hellenic Volcanic Arc system: A review

Varnavas, Soterios P.; Papavasiliou, C.

doi:10.1016/j.oregeorev.2020.103541

Cited by 9 publications

(4 citation statements)

References 157 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Arsenic in the marine environment is strongly associated with Fe, being scavenged from seawater by Fe oxides/hydroxides; its scavenging being more effective with increasing distance from hydrothermal vents. Thus, confirming that the presence of dissolved Fe in the hydrothermal solutions and the subsequent formation of Fe oxides/hydroxides are among the important limiting factors in the transfer of As from water to sediments [59,68].…”

Section: Marine Waterssupporting

confidence: 52%

“…Arsenic enrichments were found in all Hellenic Volcanic Arc (HVA) metalliferous sediments except for the northern side of the volcanic arc, such as the Voudia Bay, Milos, and the Kephalos Bay, Kos [67,68]. Chemical analysis of hydrothermal sediments collected from the shore of Santorini island, showed hydrothermal enrichments of As in the sediments compared to normal marine sediments [59,69,70].…”

Section: Marine Environment 831 Marine Sedimentsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

The Status of Arsenic Pollution in the Greek and Cyprus Environment: An Overview

Golfínopoulos

Varnavas

Alexakis

2021

Water

View full text Add to dashboard Cite

This study presents an overview about the arsenic (As) contamination and its sources in two European countries. Arsenic is a highly toxic element in its inorganic form and it is carcinogenic to human seven in low concentrations. The occurrence of As in surface water, stream and marine waters, groundwater, bottled water, sediment, soil, mines, and seafood, its environmental origin, and its impacts on human health are discussed. The classes of Geoaccumulation Index for As in Greece ranges from practically uncontaminated to extremely contaminated, and in Cyprus varies between practically uncontaminated and heavily contaminated. In many cases, the As contamination reaches very high concentrations and the impacts may be crucial for the human health and ecosystems. Physicochemical properties, regional climate and geological setting are controlling the occurrence and transport of As. In Greece and Cyprus, the geology, lithology, and ore-deposits are the most important factors for the variation of As contents in water, soil, and sediment. The dominant As species are also determined by the location and the redox conditions. The findings of this paper may be useful for scientists and stakeholders monitoring the studied areas and applying measures for protection of the human and terrestrial ecological receptors (plants, avian, mammals).

show abstract

Section: Marine Waterssupporting

confidence: 52%

Section: Marine Environment 831 Marine Sedimentsmentioning

confidence: 99%

The Status of Arsenic Pollution in the Greek and Cyprus Environment: An Overview

Golfínopoulos

Varnavas

Alexakis

2021

Water

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The active nearshore expressions (e.g., Paleochori Bay) of the Milos epithermal/geothermal system have attracted research, mainly with respect to metal and metalloid enrichment and fractionation in the hydrothermal fluids (e.g., [28,[44][45][46]). However, only little attention has been given to the subaqueous sulfide precipitation, despite its profound importance for providing a better understanding of the mineralization processes in shallow submarine and onshore environments [40,41,43,[47][48][49][50]53,[62][63][64][65][66]. The link between the nearshore and onshore mineralization at Milos is still poorly investigated [57,60], and thus improving our understanding of the seafloor hydrothermal processes at Paleochori Bay will also help to better constrain the formation conditions of the onshore epithermal mineralization of Milos Island.…”

Section: Figurementioning

confidence: 99%

Arsenian Pyrite and Cinnabar from Active Submarine Nearshore Vents, Paleochori Bay, Milos Island, Greece

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

Active, shallow-water (2–10 m below sea level) and low temperature (up to 115 °C) hydrothermal venting at Paleochori Bay, nearshore Milos Island, Greece, discharges CO2 and H2S rich vapors (e.g., low-Cl fluid) and high-salinity liquids, which leads to a diverse assemblage of sulfide and alteration phases in an area of approximately 1 km2. Volcaniclastic detritus recovered from the seafloor is cemented by hydrothermal pyrite and marcasite, while semi-massive to massive pyrite-marcasite constitute mounds and chimney-like edifices. Paragenetic relationships indicate deposition of two distinct mineralogical assemblages related to the venting of high-Cl and low-Cl fluids, respectively: (1) colloform As- and Hg-bearing pyrite (Py I), associated with marcasite, calcite, and apatite, as well as (2) porous and/or massive As-rich pyrite (Py II), associated with barite, alunite/jarosite, and late-stage hydrous ferric oxides. Mercury, in the form of cinnabar, occurs within the As-rich pyrite (Py I) layers, usually forming distinct cinnabar-enriched micro-layers. Arsenic in colloform pyrite I shows a negative correlation with S indicating that As1− dominates in the pyrite structure suggesting formation from a relatively reducing As-rich fluid at conditions similar to low-sulfidation epithermal systems. On the contrary, As3+ dominates in the structure of porous to massive pyrite II suggesting deposition from a sulfate-dominated fluid with lower pH and higher fO2. Bulk sulfide data of pyrite-bearing hydrothermal precipitates also show elevated As (up to 2587 ppm) together with various epithermal-type elements, such as Sb (up to 274 ppm), Tl (up to 513 ppm), and Hg (up to 34 ppm) suggesting an epithermal nature for the hydrothermal activity at Paleochori Bay. Textural relationships indicate a contemporaneous deposition of As and Hg, which is suggested to be the result of venting from both high-salinity, liquid-dominated, as well as CO2- and H2S-rich vapor-dominated fluids that formed during fluid boiling. The CO2- and H2S-rich vapor that physically separated during fluid boiling from the high-salinity liquid led to calcite formation upon condensation in seawater together with the precipitation of As- and Hg-bearing pyrite I. This also led to the formation of sulfuric acid, thereby causing leaching and dissolution of primary iron-rich minerals in the volcaniclastic sediments, finally resulting in pyrite II precipitation in association with alunite/jarosite. The Paleochori vents contain the first documented occurrence of cinnabar on the seafloor in the Mediterranean area and provide an important link between offshore hydrothermal activity and the onshore mercury and arsenic mineralizing system on Milos Island. The results of this study therefore demonstrate that metal and metalloid precipitation in shallow-water continental arc environments is controlled by epithermal processes known from their subaerial analogues.

show abstract

“…Ανάλογα με τη σχέση οξειδίων του σιδήρου και του μαγγανίου βρίσκεται στη φύση σε διάφορες αποχρώσεις του καφέ χρώματος, Δημιουργήθηκαν από τη κυκλοφορία μεταλλοφόρων υδροθερμικών διαλυμάτων στα τελευταία στάδια της υποθαλάσσιας ηφαιστειακής δράσης και του σχηματισμού των λαβών, (Robertson & Hudson, 1973, Robertson, 1975. Υπάρχει η άποψη ότι τα κοιτάσματα αυτά προήλθαν απο διαγενετική διεργασία που ακολούθησε την ιζηματογένεση τους (Dill, et al, 1974, Varnavas & Papavasiliou, 2020.…”

Section: Oιunclassified

Βιογεωχημικές Διεργασίες Στο Οικοσύστημα Του Δάσους

Karamperou¹,

Καραμπέρου²

View full text Add to dashboard Cite

Η διδακτορική διατριβή ασχολείται με το φαινόμενο της χλώρωσης (αποχρωματισμός της φυλλωσιάς) των δένδρων που παρατηρήθηκε σε διάφορα ελληνικά δασικά οικοσυστήματα και σε ένα κυπριακό δασικό οικοσύστημα σε σχέση με το γεωλογικό υπόστρωμα πάνω στο οποίο φύονται τα δένδρα. Τα αντιπροσωπευτικά δένδρα που επελέγησαν για μελέτη ήταν είτε κοντά σε μεταλλευτικές δραστηριότητες (Γκιώνα, Παρνασσός & Τρόοδος) είτε μακριά (όπως η περίπτωση του Ερύμανθου & του Καλλίδρομου). Οι περιοχές έρευνας των οροσειρών Γκιώνας, Καλλίδρομου και Παρνασσού έχουν υπόστρωμα με ιζηματογενή πετρώματα. Στις περιοχές αυτές επικρατούν ασβεστόλιθοι, δολομίτες και αργιλικοί σχίστες. Στην περιοχή του Ερύμανθου επικρατούν εδάφη με προέλευση από φλύσχη & ραδιολαρίτες. Αντίθετα στο οφιολιθικό σύμπλεγμα του Τροόδους στην περιοχή δειγματοληψίας, επικρατούν μαγματικά υπερβασικά σερπεντινιούχα πετρώματα (σερπεντινίτης, βερλίτης, κ.ά.). Πρωταρχικός στόχος της διδακτορικής διατριβής είναι η διερεύνηση της επίδρασης των γεωχημικών χαρακτηριστικών του εδάφους και κατ΄επέκταση του γεωλογικού υποστρώματος στην ανάπτυξη του δάσους και της εξάρτησης του φαινομένου της χλώρωσης από τη σύσταση των πετρωμάτων. Ένας άλλος στόχος της διατριβής είναι ο καθορισμός των χαρακτηριστικών του εδάφους και του υποστρώματος στο οποίο φύεται το δένδρο, έτσι ώστε να επιτρέπουν τη φυσιολογική ανάπτυξή του. Η διερεύνηση του βαθμού εισόδου των διαφόρων στοιχείων και ιδιαίτερα των μετάλλων στο δασικό είδος της ελάτης, καθώς επίσης και ο καθορισμός των παραγόντων που διέπουν τον βαθμό εισόδου των στοιχείων στο δασικό αυτό είδος αποτελεί έναν άλλο στόχο. Για να επιτευχθούν οι στόχοι της διατριβής & προκειμένου να διερευνηθεί η πηγή προέλευσης των στοιχείων που μελετώνται στη φυλλωσιά των δένδρων συλλέχθηκαν αντιπροσωπευτικά δείγματα πετρωμάτων εδαφών και νερών και αναλύθηκαν για τα στοιχεία εκείνα που ενδεχόμενα επηρεάζουν τη λειτουργία του δένδρου. Παράλληλα έγιναν υπαίθριες παρατηρήσεις κατά τις οποίες εξετάστηκαν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των δένδρων. Ταυτόχρονα έγιναν συσχετίσεις με δασολογικές παραμέτρους από αντίστοιχες διαχειριστικές μελέτες, ενώ μετρήθηκε και ο Δείκτης Περιεκτικότητας Χλωροφύλλης (ΔΠΧ) των δένδρων που μελετήθηκαν δηλ. της ελάτης αλλά και σε έναν αριθμό δένδρων της ευρύτερης περιοχής των δειγμάτων αυτών. Χρησιμοποιήθηκε η ενδεδειγμένη μεθοδολογία για τις αναλύσεις των εδαφών, πετρωμάτων, νερών και φυλλωσιάς καθώς και για τον προσδιορισμό του δείκτη περιεκτικότητας χλωροφύλλης. Τα βασικά συμπεράσματα συνοψίζονται ως κάτωθι: Λαμβάνοντας υπόψη τους παράγοντες που επηρεάζουν το βαθμό προσρόφησης των στοιχείων από το δένδρο (γεωμορφολογία, pH, βροχόπτωση, μητρικό πέτρωμα, βιοδιαθεσιμότητα των στοιχείων, κ.ά.) υπάρχει ισχυρή ένδειξη της επίδρασης της χημικής σύστασης του πετρώματος στη χημική σύσταση της φυλλωσιάς. Διαπιστώθηκε ότι υπάρχει ισχυρή επίδραση των πετρωμάτων στη διασπορά του ασβεστίου στη φυλλωσιά ελάτης η οποία αποδίδεται ιδιαίτερα στους ασβεστόλιθους. Το χρώμιο και το νικέλιο, τα οποία συσχετίζονται άμεσα με τα βωξιτικά κοιτάσματα, δείχνουν μεγαλύτερη συσχέτιση με τον σίδηρο. Τα εδάφη στην περιοχή της Γκιώνας με υπόστρωμα σχίστη είναι χημικά αποσαρθρωμένα και χαρακτηρίζονται από σχετικά χαμηλό pH (μετρίως όξινα έως ελαφρώς αλκαλικά). Τα εδάφη στο όρος Καλλίδρομο είναι γενικά πιο αλκαλικά σε σύγκριση με αυτά της Γκιώνας. Ως εκ τούτου, συνάγεται το συμπέρασμα ότι η παρουσία των βωξιτικών συστατικών στα εδάφη της Γκιώνας διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον έλεγχο της οξύτητας του εδάφους. Η παρουσία του μαγνησίου και του σιδήρου στα εδάφη, μαζί ενδεχομένως και με άλλους παράγοντες επηρεάζουν ανασταλτικά το φαινόμενο της χλώρωσης. Αποδεικνύεται ότι περισσότεροι από ένας παράγοντας διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του φαινομένου της χλώρωσης, όπως είναι ο τύπος πετρώματος, το πάχος του εδάφους, η χημική του σύνθεση, το pΗ, η μικροβιακή βιομάζα του εδάφους, η βιοδιαθεσιμότητα των θρεπτικών στοιχείων (Mg, Fe, K, Ca, P), ο βαθμός της βιοδιαθεσιμότητας τοξικών στοιχείων (π.χ. Cd, Pb, Cr, Ni). Έλατα που έχουν αυξημένες συγκεντρώσεις Ni στη φυλλωσιά σχετίζονται με εδάφη που είναι εμπλουτισμένα σε οξείδια του σιδήρου. Τα δένδρα με καθόλου συμπτώματα χλώρωσης βρίσκονται σε περιοχές όπου τα εδάφη έχουν περίπου 40-45% αργιλοπυριτικά συστατικά με ίση ποσότητα οξειδίων Fe και Mn και περίπου 10% ανθρακικό κλάσμα. Αποδείχτηκε ότι δείγματα φυλλωσιάς που συλλέχθηκαν από δένδρα που φύονται σε βωξιτικούς ασβεστόλιθους παρουσιάζουν έναν συντελεστή εμπλουτισμού 7,5 για το Ni και το Cr και 3,67 για το Fe σε σχέση με τα δένδρα τα οποία βρίσκονται μακριά από βωξιτικούς ασβεστόλιθους. Τα δένδρα με προβλήματα χλώρωσης δείχνουν τροφοπενία Mg. Το pH επηρεάζει την προσρόφηση αυτών των στοιχείων δηλ. του Ni, Fe και Cr στη φυλλωσιά ελάτης, καθώς είναι σημαντική η παρουσία τους ως βωξιτικά συστατικά στα εδάφη της Γκιώνας. Η επίδραση του εδαφικού υποστρώματος στην ανάπτυξη, στη καλή λειτουργία των ζωτικών διεργασιών του δένδρου και κατ’ επέκταση στην μορφολογία του, φαίνεται από τα πιο κάτω: Σε δείγμα ελάτης που βρίσκεται σε μια εξαιρετικά καλή μορφολογική κατάσταση παρουσιάζει υψηλές συγκεντρώσεις μαγνησίου, τόσο στη φυλλωσιά όσο και στο έδαφος, ενώ παράλληλα το έδαφος παρουσιάζει τη μεγαλύτερη συγκέντρωση φωσφόρου και σιδήρου. Είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον να σημειωθεί ακόμα ότι η φυλλωσιά του δένδρου στη θέση αυτή παρουσιάζει τη μεγαλύτερη τιμή χλωροφύλλης. Ο Δείκτης Περιεκτικότητας Χλωροφύλλης (ΔΠΧ) επηρεάζεται από την παρουσία μετάλλων σε τοξικές συγκεντρώσεις. Παρουσία αυξημένης συγκέντρωσης Ni & Cr στη φυλλωσιά ελάτης παρουσιάζει χαμηλό Δείκτη Περιεκτικότητας Χλωροφύλλης. Το αντίθετο συμβαίνει με την αυξημένη παρουσία θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος όπως Mg & Ca, όπου παρουσιάζει αύξηση και ο Δείκτης Περιεκτικότητας Χλωροφύλλης. Παρατηρήθηκε για την περιοχή της Γκιώνας η αύξηση της συγκέντρωσης του Mg στη φυλλωσιά ελάτης με τη μείωση του βαθμού συγκόμωσης. Αρνητική συσχέτιση μεταξύ του βαθμού συγκόμωσης και της συγκέντρωσης του Ni στη φυλλωσιά ελάτης παρατηρήθηκε για την περιοχή της Γκιώνας. Σε δείγμα ελάτης το οποίο έχει υψηλότερη σαφώς συγκέντρωση Ca στη φυλλωσιά ελάτης παρατηρείται να έχει και μεγάλη τιμή ξυλώδους κεφαλαίου. Βρέθηκε πολύ καλή συσχέτιση μεταξύ της συγκέντρωσης Mn στη φυλλωσιά Σεκβόϊας (Sequoia giganteum) και του υψομέτρου στο οφιολιθικό σύμπλεγμα του Τρόοδους. Παρατηρήθηκε εμπλουτισμός Ni, Cr & Mn στη φυλλωσιά Σεκβόϊας (S.giganteum) στη Κύπρο. Ο βαθμός εμπλουτισμού στη φυλλωσιά της Σεκβόϊας μειώνεται με την εξής σειρά: Ni > Cr > Mn. Η ανάλυση φυλλωσιάς Κεφαλληνιακής ελάτης στην παρούσα εργασία κατέδειξε ότι η γεωχημική συμπεριφορά Cr, Ni και Fe πράγματι υποστηρίζει την βωξιτική τους προέλευση. Στην παρούσα διατριβή αποδεικνύεται πόσο σημαντική είναι η επίδραση του γεωλογικού υποστρώματος πάνω στο οποίο φύονται τα δένδρα, στην ανάπτυξη και στην υγιή κατάσταση ενός δένδρου και εν γένει του δάσους. Η χημική σύσταση των πετρωμάτων και του εδάφους σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες όπως είναι: το pH του εδάφους, το ποσοστό των θρεπτικών συστατικών στη φυλλωσιά των δένδρων, τη βιοδιαθεσιμότητα των στοιχείων και την ικανότητα του δένδρου να τα βιοσυσσωρεύει, αποδεικνύουν πόσο σημαντικός είναι ο ρόλος της γεωλογίας και ειδικότερα της γεωχημείας στη καλλιέργεια και ανάπτυξη υγιών δένδρων. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό κεφάλαιο για την ελληνική οικονομία.

show abstract

Submarine hydrothermal mineralization processes and insular mineralization in the Hellenic Volcanic Arc system: A review

Cited by 9 publications

References 157 publications

The Status of Arsenic Pollution in the Greek and Cyprus Environment: An Overview

The Status of Arsenic Pollution in the Greek and Cyprus Environment: An Overview

Arsenian Pyrite and Cinnabar from Active Submarine Nearshore Vents, Paleochori Bay, Milos Island, Greece

Βιογεωχημικές Διεργασίες Στο Οικοσύστημα Του Δάσους

Contact Info

Product

Resources

About