Metasomatism and ophiolitic rocks: the cases of rodingitization, carbonation and steatitization processes in Central Evia, Greece, inferred from petrological, mineralogical and geochemical data: timescales and genetic implications

Abstract

In Central Evia (Aegean Sea-Greece) variably serpentinized ultramafics that are crosscut by rodingite dike intrusions, crop out in the wider regions of Pagondas and Kimi. These rodingites are distinguished into four types according to their protoliths: (i) rodingites from island-arc tholeiitic dolerites (RIATD), (ii) rodingites from Mg-rich tholeiitic gabbros (RMTG), (iii) rodingites from alkaline basalts (RAB) and (iv) rodingites from calc-alkaline basalts (RCAB). Rodingites that were derived from tholeiitic dolerites and gabbros are predominantly composed of grossular-rich garnet, relict clinopyroxene, chlorite and amphibole. Rodingitized alkaline and calc-alkaline basalts include garnet (either with balanced grossular/andradite end-members or andradite-rich), clinopyroxene neoblasts (diopside), vesuvianite, chlorite and minor calcite. In these two types of rodingites vesuvianite is abundant in the highly metasomatized varieties, whereas the RCAB exhibit remarkably high amounts of diopside. Rodingitization processes were evolved into three successive stages of increasing metasomatic degree. Stage-1 affected the protoliths of all rodingite types and was characterized by the crystallization of grossular-rich garnet, diopside, chlorite and prehnite. During this stage Ca and volatiles (indicated by LOI) were increased, whereas Si and rare earth elements (REE) were decreased, due to dissolution of primary clinopyroxene and amphibole. Stage-2 was recognized mainly in RAB and RCAB, resulting in the formation of andradite, vesuvianite and chlorite at the expense of Stage-1 minerals. During this stage the marginal zones of the rodingite dikes were enriched in Mg and REE. Stage-3 disturbed the margins of the RCAB, causing Fet enrichments accompanied by mobilization of most trace elements and REE from the margins towards the center (cores) of the rodingite dikes. The δ18Ο-δ13C isotopic composition of stage-3 calcite, suggests that carbonation processes took place at shallow depths below the Tethyan ocean floor probably within a temperature range between ~44 and ~176 oC. Precipitation of calcite was favored by mixing between seawater and serpentinization-derived fluids. Multistage rodingitization of variable magmatic protoliths within the same region, including the unusual case of alkaline basalts, renders the Central Evia rodingites, as far as we know, unique occurrences of metasomatic rocks in the worldwide literature. Thermodynamic modeling outcomes using PERPLEX software, coupled with geothermometric results provided by the chemical composition of chlorite from the first metasomatic stage, indicate that this stage was probably developed within a P-T range of 4 to ~ 5 kbar and ~350 to ~450 oC. Decrease of P-T conditions during the exhumation of mantle wedge serpentinitic/rodingitic rocks, resulted in the establishment of the second rodingitization stage (major stage of metasomatism) at intermediate P-T conditions of ~2 to ~4 kbar and ~200 to ~350 oC. The final metasomatic stage of derodingitization/carbonation followed at even shallower depths and lower P-T conditions of ≤ 2 kbar and 100 to ~200 oC. Serpentinized ultramafic rocks in Central Evia crop out in several localities between the Kandyli-Pyxaria mountains, as well as in the regions of Chalkida and Kimi. Except serpentinized peridotites and serpentinites these include ophicarbonates, which are classified mainly as ophimagnesites and ophicalcites, as well as listvenites that crop out only between the Kandyli and Pyxaria mountains. Ophicarbonates are composed of serpentinite fragments, which are cemented with carbonate material. Ophicalcites comprise serpentine (mainly lizardite) + calcite + spinel ± dolomite ± Fe-Ti-oxides ± clinopyroxene, whereas ophimagnesites are composed of serpentine (mainly lizardite) + magnesite + olivine + clinopyroxene + orthopyroxene + spinel + magnetite + dolomite ± chromite ± talc ± cuprite. Listvenites, which are fine to medium grained rocks, comprise magnesite + dolomite + quartz + serpentine + spinel + magnetite ± iddingsite ± clinopyroxene ± brucite ± talc ± cuprite ± opaque oxides ± sulfides. The δ18Ο-δ13C isotopic data of the analyzed carbonate minerals from the studied ophicarbonates and listvenites indicate that calcite and magnesite could have probably formed within the temperature windows of ~34 to ~99 oC and ~22 to ~124 oC respectively. Isotopic results suggest that carbonation in Central Evia was favored by mixing between hydrothermal fluids and meteoric water or seawater. Thermodynamic modeling results using PERPLEX software combining with isotope geothermometry and a postulated geothermal gradient, suggest that Central Evia ophicalcites were formed at pressures between 0.5 and 1 kbar and temperatures of ~34 to 99 oC. Formation of ophicalcites was associated with Ca2+, TOT/C and volatiles enrichments, which are attributed to the precipitation of calcite. In a similar context, ophimagnesites could have been formed probably at temperatures between ~28 and ~117 oC, characterized by gains in Mg2+, volatiles and TOT/C, which are assigned to the crystallization of magnesite and to lesser extent dolomite. Similarly, listvenites were formed at temperatures of ~22 to ~124 oC. Listvenitization was developed at three successive stages (namely carbonate, silica-carbonate and silica stage) of gradually increasing metasomatic degree, which were characterized by gradually increasing quartz contents and decreasing amounts of carbonate minerals. The observed Si enrichments are attributed to the precipitation of quartz, whereas further increase of listvenitization degree led to considerable Mg2+ loss due to magnesite dissolution. Formation of ophimagnesites and listvenites were two closely related processes since the latter were derived from the metasomatism of the former at higher XSiO2 and XCaO conditions (XSiO2: 0.14-0.95 and XCaO: 0.1-0.35 respectively). It is estimated that ophimagnesitization and listvenitization processes occurred at depths ≤ 4 km, which correspond to pressures ≤ 1.2 kbar. Contrary to listvenites, ophimagnesites were favored at XCaO and XSiO2 conditions ≤ 0.3 and ≤ 0.5 respectively. Regarding the ophicalcitization processes, these were developed at higher XCaO ratios compared to listvenites (XCaO: ~0.4-0.45), either from direct precipitation of calcite or the replacement of previously formed dolomite by calcite. Steatitization processes in Central Evia were highly depended on the silica activity of the metasomatic fluids. In the Pagondas region steatitization resulted from high SiO2 activities that occasionally affected the whole mass of thin rodingite dikes that were located close to the slab-mantle interface. In the region of Kimi steatites were derived from metasomatic fluids with lower SiO2 activities compared to those of Pagondas. The presence of calcite within the groundmass of Kimi steatites suggests that Si-metasomatism was probably evolved at very shallow depths that enhanced the channeling of metasomatic fluids via faults. The relative time scales of the variable metasomatic processes were found based on diffusivity of chemical elements, thermodynamic outcomes and geothermometric calculations, which were combined with stratigraphic criteria, literature data, petrographic results and evidence of major or trace element mobilization. In particular, estimated time scales based on the diffusivity of certain elements, which were evidently mobilized during the variable metasomatic phenomena, suggest that metasomatic processes were developed with rates of 1 m in few thousand years to some hundreds of thousand years. These rates, which geologically are generally considered as very fast, are in accordance with the time scales of metasomatic processes associated with serpentinization given in the literature. The distinct rodingitization stages were developed concomitantly with major serpentinization events, whereas steatitization and blackwall alteration occurred during Stage-2 and Stage-3 metasomatism. Rodingite carbonation in Kimi region, begun during the third metasomatic stage but probably continued at shallower depths after the completion of derodingitization processes. Ophicarbonates and listvenites were the final metasomatic rocks that were formed at progressively lower P-T conditions. In the region of Kimi, the initial ophicalcitization processes probably coexisted with rodingite carbonation. Listvenitization followed the formation of ophimagnesites, and it was developed via three successive metasomatic stages ranging from carbonate-rich to silica-rich at progressively lower P-T conditions. The geotectonic environment that the studied metasomatic processes took place is mostly related to intra-oceanic subduction and exhumation of the serpentinized peridotitic mantle wedge close to the slab possibly through a subduction channel. These implications are resulted from the Ti, Al, Fe, Mg# contents and Cr# composition of relict spinel from the studied serpentinized ultramafics, which point to subduction processes probably within a fore-arc setting. Moreover, the V, Ni composition of IAT-dolerites and Mg-rich tholeiitic gabbros, as well as the low Ti contents of the latter further confirmed the implications. The intrusion of alkaline basaltic melts within the mantle wedged serpentinites was plausibly favored by slab-breakoff and upwelling of asthenospheric mantle. The three successive rodingitization stages were associated with the exhumation of the mantle wedge serpentinites via a subduction channel. Stage-1 was realized in deeper setting, stage-2 in medium depths and stage-3 at shallow levels. Carbonation, listvenitization and steatitization of the serpentinized ultramafic rocks took place during the final stages of the exhumation within the shallow to very shallow depths.Serpentinized ultramafic rocks are often used for CO2-storage and capture (CCS) purposes in order to mitigate the effects of climate change. Many of the non-carbonated serpentinized ultramafic rocks of Central Evia lie close to areas with remarkable industrial activity. Their Fe-Mg rich nature, as well as their cataclastic texture suggest that they present the appropriate physicochemical properties to serve as potential sites for CO2-storage. This is further supported by their short distance from the Evoikos Gulf and the Aegean Sea, providing the appropriate water quantities that reassure the financial feasibility of CO2-storage scenarios. Preliminary estimations on the CO2 storage capacity, considering the volume of the non-carbonated serpentinized peridotites and the total CO2-emissions of the Central Evia sanitary landfill, suggest that in situ CO2 sequestration can store up to ~ 4.5 Mt of CO2 for 80 years.

Τα σερπεντινιωμένα υπερβασικά πετρώματα της Κεντρικής Εύβοιας εμφανίζονται στις περιοχές της Κύμης και του Παγώντα και χαρακτηρίζονται από διεισδύσεις φλεβών ροδιγκίτη. Οι εν λόγω ροδιγκίτες διακρίνονται στους ακόλουθους τέσσερις τύπους ανάλογα με τους πρωτόλιθους από τους οποίους προήλθαν: (i) ροδιγκίτες θολειϊτικών δολεριτών τύπου νησιώτικου τόξου (RIATD), (ii) ροδιγκίτες θολειϊτικών γάββρων πλούσιων σε Mg (RMTG), (iii) ροδιγκίτες αλκαλικών βασαλτών (RAB) και (iv) ροδιγκίτες ασβεσταλκαλικών βασαλτών (RCAB). Οι ροδιγκίτες που προέρχονταν από θολειϊτικούς δολερίτες και γάββρους αποτελούνται κυρίως από γρανάτη πλούσιο σε γροσσουλάριο, μαγματικό (υπολειμματικό) κλινοπυρόξενο, χλωρίτη και αμφίβολο. Από την άλλη πλευρά, οι ροδιγκιτιωμένοι αλκαλικοί και ασβεσταλκαλικοί βασάλτες περιέχουν γρανάτη (με ισορροπημένα ποσοστά ανδραδίτη και γροσσουλάριο), νεοβλάστες κλινοπυρόξενου, βεζουβιανίτη, χλωρίτη και ασβεστίτη ο οποίος εμφανίζεται σε πολύ μικρές ποσότητες. Σε αυτούς τους δύο τύπους ροδιγκιτών ο βεζουβιανίτης είναι κυρίαρχη ορυκτή φάση η οποία εμφανίζεται περισσότερο στα έντονα μετασωματωμένα πετρώματα, ενώ οι ροδιγκίτες που προέρχονται από ασβεσταλκαλικούς βασάλτες εμφανίζουν κατά κανόνα μεγάλα ποσοστά διοψίδιου σε σύγκριση με εκείνους των αλκαλικών βασαλτών. Η ροδιγκιτίωση εξελίχθηκε σε τρία διαδοχικά στάδια αυξανόμενου βαθμού μετασωμάτωσης. Το πρώτο στάδιο της ροδιγκιτίωσης εξελίχθηκε σε συνθήκες ~4 με 5 kbar και 350 με 450 oC, επηρέασε τους πρωτόλιθους όλων των τύπων ροδιγκιτών και χαρακτηρίστηκε από την κρυστάλλωση γροσσουλάριου, διοψίδιου, χλωρίτη και του πρενίτη. Σε αυτό το στάδιο έλαβαν χώρα χαρακτηριστικοί εμπλουτισμοί σε Ca και πτητικά συστατικά (όπως φαίνεται από τις τιμές του LOI), καθώς και απόπλυση του Si και των σπάνιων γαιών (REE), οι οποίες συνδέονταν σε μεγάλο βαθμό με τη διάλυση του μαγματικού κλινοπυρόξενου και πρωτογενούς αμφίβολου από τον πρωτόλιθο. Το δεύτερο μετασωματικό στάδιο επηρέασε κυρίως τους ροδιγκίτες των αλκαλικών και ασβεσταλκαλικών βασαλτών, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ανδραδίτη, βεζουβιανίτη και χλωρίτη σε βάρος των ορυκτών του πρώτου σταδίου. Το στάδιο αυτό έλαβε χώρα σε συνθήκες ~2 με ~4 kbar και ~ 200 έως ~ 350 oC Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου, οι περιθωριακές ζώνες των ροδιγκιτικών φλεβών εμπλουτίστηκαν σε Mg και REE. Το τρίτο μετασωματικό στάδιο της αποροδιγκιτίωσης οδήγησε σε εμπλουτισμό Fet που συνοδεύτηκε από σημαντική κινητοποίηση ιχνοστοιχείων και σπανίων γαιών στους ροδιγκίτες των ασβεσταλκαλικών βασαλτών, με κατεύθυνση από τα περιθώρια προς τους πυρήνες των ροδιγκιτικών φλεβών. Το στάδιο αυτό εξελίχθηκε σε συνθήκες ≤ 2 kbar και 100 έως ~200 oC. Οι ισοτοπικές τιμές δ18Ο-δ13C καθαρού ασβεστίτη από δείγματα ροδιγκιτών, υποδηλώνει ότι οι διεργασίες ανθρακοποίησης έλαβαν χώρα σε μικρά βάθη στον πυθμένα του ωκεανού της Τηθύος, μεταξύ ενός ένα πιθανού εύρους θερμοκρασιών 44 και 176 oC. Η κρυστάλλωση ασβεστίτη προήλθε από την ανάμειξη θαλασσινού νερού και ρευστών της σερπεντινίωσης. Η ροδιγκιτίωση πολλαπλών μαγματικών πρωτόλιθων της ίδιας περιοχής (συμπεριλαμβανομένης της ασυνήθιστης περίπτωσης αλκαλικών βασαλτών) και ιδιαιτέρως μέσα από μία σειρά διαδοχικών σταδίων, καθιστά εξ όσων γνωρίζουμε τους ροδιγκίτες της Κεντρικής Εύβοιας μοναδικές εμφανίσεις μετασωματικών πετρωμάτων στην παγκόσμια βιβλιογραφία.Τα αποτελέσματα της θερμοδυναμικής μοντελοποίησης με τη χρήση του λογισμικού PERPLEX, σε συνδυασμό με τα γεω-θερμομετρικά αποτελέσματα που παρέχονται από τη χημική σύσταση ελάχιστων χλωριτών από το πρώτο μετασωματικό στάδιο, δείχνουν ότι αυτό το στάδιο αναπτύχθηκε πιθανώς σε ένα εύρος πίεσης-θερμοκρασίας από ~4 έως 5 kbar και 350 έως 450 oC. Περαιτέρω μείωση των συνθηκών P-T κατά την εκταφή των σερπεντινιτικών/ροδιγκιτών της σφήνας του μανδύα, είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία του δεύτερου σταδίου ροδιγκιτίωσης (κύριο στάδιο μετασωμάτωσης) σε ενδιάμεσες συνθήκες P-T από ~2 έως ~4 kbar και ~200 έως ~350 oC. Ακολούθησε το τελικό μετασωματικό στάδιο της αποροδιγκιτίωσης/ανθρακοποίησης που εξελίχθηκε σε ακόμη μικρότερα βάθη και σε χαμηλότερες συνθήκες P-T από ≤ 2 kbar και 100 έως ~200 oC. Τα ανθρακοποιημένα σερπεντινιωμένα υπερβασικά πετρώματα της Κεντρικής Εύβοιας εμφανίζονται σε αρκετές τοποθεσίες μεταξύ των όρων Καντήλι και Πυξαριά, καθώς επίσης και στις περιοχές της Χαλκίδας και της Κύμης. Τα πετρώματα αυτά ταξινομούνται κυρίως ως οφιτομαγνησίτες, οφιτασβεστίτες και λιστβανίτες, με την εμφάνιση των τελευταίων να περιορίζεται μόνο στην περιοχή μεταξύ Καντήλι και Πυξαριάς. Οι οφιτασβεστίτες και οφιτομαγνησίτες αποτελούνται από τεμάχη σερπεντινιτών οι οποίοι συγκολλούνται με ανθρακικά ορυκτά. Τα σερπεντινιτικά τεμάχη αποτελούνται επι το πλείστον από σερπεντίνη (κυρίως λιζαρδίτη) + ασβεστίτη + σπινέλιο ± δολομίτη ± Fe-Ti-οξείδια ± κλινοπυρόξενο, ενώ οι οφιτομαγνησίτες αποτελούνται από σερπεντίνη (κυρίως λιζαρδίτη) + μαγνησίτη + ολιβίνη + κλινοπυρόξενο + ορθοπυρόξενο + σπινέλο + μαγνητίτη ± χρωμίτη τάλκη ± κυπρίτη. Οι λιστβανίτες διαφέρουν ως προς τα ιστολογικά και δομικά τους χαρακτηριστικά σε σχέση με τα προαναφερθέντα πετρώματα, καθώς κατά κανόνα παρουσιάζουν λεπτοκοκκώδη έως μεσοκοκκώδη ιστό αποτελούμενο από μαγνησίτη + δολομίτη + χαλαζία + σερπεντίνη ± κρυπτοκρυσταλλικό διοξείδιο του πυριτίου ± ιντινγκσίτη. Συμπληρωματικά η παραγένεση περιλαμβάνει σπινέλιο + μαγνητίτη ± κλινοπυρόξενο ± βρουσίτη ± τάλκη ± κυπρίτη ± αδιαφανή οξείδια ± θειούχα ορυκτά. Τα ισοτοπικά δεδομένα δ18Ο-δ13C των ανθρακικών ορυκτών υποδηλώνουν ότι ο ασβεστίτης και ο μαγνησίτης ενδεχομένως σχηματίστηκαν εντός ενός θερμοκρασιακού εύρους της τάξης των ~34 έως ~99 oC και ~22 έως ~124 oC αντίστοιχα. Τα ισοτοπικά αποτελέσματα υποδηλώνουν επιπλέον ότι οι διεργασίες ανθρακοποίησης στην Κεντρική Εύβοια ήταν αποτέλεσμα ανάμειξης υδροθερμικών ρευστών και μετεωρικού νερού ή υδροθερμικών ρευστών και θαλασσινού νερού. Η θερμοδυναμική μοντελοποίηση με τη χρήση λογισμικού PERPLEX υποδηλώνει ότι οι οφιτασβεστίτες της Κεντρικής Εύβοιας σχηματίστηκαν σε θερμοκρασίες ~34 έως 99 οC και πιέσεις μεταξύ 0,5 και 1 kbar. Αυτές οι διαδικασίες συνδέθηκαν έντονα με εμπλουτισμούς σε Ca2+, πτητικά συστατικά και TOT/C, οι οποίοι αποδίδονται στην κρυστάλλωση ασβεστίτη. Σε ένα παρόμοιο πλαίσιο, έλαβε χώρα και ο σχηματισμός των οφιτομαγνησιτών σε πιέσεις ~28 and ~117 oC. Η δημιουργία οφιτομαγνησιτών χαρακτηρίστηκε από εμπλουτισμούς σε Mg2+, πτητικά συστατικά και TOT/C, λόγω της κρυστάλλωσης μαγνησίτη και σε μικρότερο βαθμό δολομίτη. Τα αποτελέσματα της θερμοδυναμικής μοντελοποίησης υποδεικνύουν ότι οι λιστβανίτες σχηματίστηκαν σε θερμοκρασίες ~22 έως ~124 oC. Η λιστβανιτίωση αναπτύχθηκε σε τρία διαδοχικά στάδια (συγκεκριμένα ανθρακικό, πυριτικό-ανθρακικό και πυριτικό στάδιο) αυξανόμενου μετασωματικού βαθμού, τα οποία χαρακτηρίστηκαν από κλιμακωτή αύξηση του ποσοστού του χαλαζία και μείωση του ποσοστού ανθρακικών ορυκτών. Οι παρατηρούμενοι εμπλουτισμοί σε Si αποδίδονται στην κρυστάλλωση χαλαζία, ενώ η περαιτέρω αύξηση του βαθμού λιστβανιτίωσης οδήγησε σε σημαντική απώλεια Mg2+ λόγω διάλυσης του μαγνησίτη. Από το συνδυασμό θερμοδυναμικών μοντέλων με τη μέση γεωθερμική βαθμίδα εξάγεται το συμπέρασμα ότι οι διαδικασίες της οφιτομαγνησιτίωσης και λιστβανιτίωσης έλαβαν χώρα σε βάθη ≤ 4 km, τα οποία αντιστοιχούν σε πιέσεις ≤ 1,2 kbar. Σε αντίθεση με τους λιστβανίτες, οι οφιτομαγνησίτες δημιουργήθηκαν σε συνθήκες XCaO και XSiO2 ≤ 0,3 και ≤ 0,5 αντίστοιχα. Όσον αφορά στην οφιτασβεστιτίωση, αυτή αναπτύχθηκε σε υψηλότερες αναλογίες XCaO σε σύγκριση με τη λιστβανιτίωση (XCaO: ~0,4-0,45), είτε μέσω άμεσης κρυστάλλωσης ασβεστίτη είτε από την αντικατάσταση του δολομίτη. Οι διαδικασίες στεατιτίωσης στην Κεντρική Εύβοια εξαρτήθηκαν σε μεγάλο βαθμό από την ενεργότητα του SiO2 στα μετασωματικά ρευστά. Στην περιοχή του Παγώντα, η στεατιτίωση είναι αποτέλεσμα μετασωμάτωσης από ρευστά υψηλής ενεργότητας SiO2. Τα ρευστά αυτά επηρέασαν σποραδικά ολόκληρη τη μάζα πολύ λεπτών φλεβών ροδιγκίτη σε σημεία που βρίσκονταν κοντά στη διεπιφάνεια της κατεισδύουσας πλάκας και του λιθοσφαιρικού μανδύα. Στην περίπτωση της Κύμης οι στεατίτες προήλθαν από μετασωματικά ρευστά με χαμηλότερες ενεργότητες SiO2 σε σύγκριση με αυτές του Παγώντα. Η παρουσία ασβεστίτη στους στεατίτες της Κύμης υποδηλώνει ότι η πυριτίωση πιθανότατα έλαβε χώρα σε ακόμη μικρότερα βάθη. Στις συνθήκες αυτές η είσοδος μετασωματικών ρευστών ευνοήθηκε από την ροή μέσω ασυνεχειών.Οι σχετικές χρονικές κλίμακες των μετασωματικών διεργασιών εκτιμήθηκαν με βάση τη διάχυση συγκεκριμένων ευκίνητων των χημικών στοιχείων, τα θερμοδυναμικά αποτελέσματα και τους γεωθερμομετρικούς υπολογισμούς, οι οποίοι συνδυάστηκαν με στρωματογραφικά δεδομένα, βιβλιογραφικά δεδομένα, πετρογραφικά αποτελέσματα και ενδείξεις κινητοποίησης κύριων στοιχείων και ιχνοστοιχείων. Ειδικότερα, οι εκτιμώμενες χρονικές κλίμακες με βάση τη διάχυση στοιχείων, τα οποία κινητοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια των μετασωματικών φαινομένων, υποδηλώνουν ότι οι μετασωματικές διεργασίες αναπτύχθηκαν με ρυθμούς από 1 m σε μερικές χιλιάδες χρόνια έως μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Αυτοί οι ρυθμοί, οι οποίοι γεωλογικά θεωρούνται γενικά γρήγοροι, είναι σύμφωνοι με τις χρονικές κλίμακες των μετασωματικών διεργασιών που σχετίζονται με τη σερπεντινίωση με βάση τη διεθνή βιβλιογραφία. Τα διακριτά στάδια ροδιγκιτίωσης αναπτύχθηκαν ταυτόχρονα με μεγάλα γεγονότα σερπεντινίωσης, ενώ η στεατιτίωση και η χλωριτίωση εμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια του δεύτερου και του τρίτου μετασωματικού σταδίου. Η ανθρακοποίηση των ροδιγκιτών στην περιοχή Κύμης, ξεκίνησε κατά τη διάρκεια του τρίτου μετασωματικού σταδίου, αλλά πιθανώς συνεχίστηκε σε μικρότερα βάθη μετά την ολοκλήρωση των διεργασιών αποροδιγκιτίωσης. Οι οφιτομαγνησίτες και οι λιστβανίτες ήταν τα τελευταία μετασωματικά πετρώματα που σχηματίστηκαν σε προοδευτικά χαμηλότερες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. Στην περιοχή της Κύμης, οι αρχικές διεργασίες οφιτασβεστιτίωσης πιθανώς συνυπήρξαν για ένα διάστημα με την ανθρακοποίηση των ροδιγκιτών. Η λιστβανιτίωση ακολούθησε την οφιτομαγνησιτίωση και αναπτύχθηκε μέσω τριών διαδοχικών σταδίων με διαδοχικά αυξανόμενο SiO2 σε προοδευτικά χαμηλότερες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.Το γεωτεκτονικό περιβάλλον στο οποίο έλαβαν χώρα οι μετασωματικές διεργασίες που μελετήθηκαν σχετίζεται κυρίως με την ενδο-ωκεάνια υποβύθιση και την εκταφή της μανδυακής σφήνας κοντά στην υποβυθιζόμενη πλάκα μέσω ενός πιθανού καναλιού υποβύθισης. Οι εκτιμήσεις αυτές προκύπτουν από τη χημική σύσταση σημαντικών ορυκτών από τα σερπεντινιωμένα υπερβασικά πετρώματα, συμπεριλαμβανομένων των ποσοστών Ti, Al, Fe, Mg# και Cr# των σπινέλιων, είναι ενδεικτική διαδικασιών υποβύθισης. Αυτά επιβεβαιώνονται περαιτέρω από τη γεωχημεία των μαγματικών πρωτόλιθων των ροδιγκιτών (π.χ. χαμηλά ποσοστά Ti στους θολειϊτικούς γάββρους). Η διείσδυση αλκαλικών βασαλτικών τηγμάτων, τα οποία είναι τυπικά περιβαλλόντων διάνοιξης, μπορεί να αποδοθεί στην ύπαρξη διάρρηξης της κατεισδύουσας πλάκας και της επακόλουθης διείσδυσης υλικού στην ασθενοσφαιρική μανδυακή σφήνα. Τα τρία διαδοχικά στάδια της ροδιγκιτίωσης συνδέονται με την εκταφή των σερπεντινιτών της μανδυακής σφήνας μέσω ενός καναλιού υποβύθισης. Το στάδιο-1 πραγματοποιήθηκε σε μεγαλύτερα βάθη, το στάδιο-2 σε ενδιάμεσα βάθη και το στάδιο-3 σε μικρά βάθη. Η ανθρακοποίηση, η λιστβανιτίωση και η στεατιτίωση των σερπεντινιωμένων υπερβασικών πετρωμάτων έλαβαν χώρα κατά τα τελευταία στάδια της εκταφής σε ρηχά έως πολύ ρηχά περιβάλλοντα. Πολλά από τα μη ανθρακοποιημένα σερπεντινιωμένα υπερβασικά πετρώματα της Κεντρικής Εύβοιας βρίσκονται κοντά σε περιοχές με αξιοσημείωτη βιομηχανική δραστηριότητα καθώς και στον εν ενεργεία Χ.Υ.Τ.Α. της περιοχής. Η περιεκτικότητα τους σε υψηλά ποσοστά Fe-Mg, καθώς και η κατακλαστική τους υφή υποδηλώνουν ότι παρουσιάζουν τις κατάλληλες φυσικοχημικές ιδιότητες για να χρησιμεύσουν ως πιθανές θέσεις αποθήκευσης CO2. Αυτό υποστηρίζεται περαιτέρω από τη μικρή απόσταση τους από τον Ευβοϊκό Κόλπο και το Αιγαίο Πέλαγος, υποδηλώνοντας ότι τα σενάρια αποθήκευσης CO2 μπορούν να υλοποιηθούν σε ένα πλαίσιο οικονομικής βιωσιμότητας. Οι προκαταρκτικές εκτιμήσεις για τη χωρητικότητα CO2 σε αυτά τα πετρώματα (λαμβάνοντας υπ’ όψιν τον όγκο των μη ανθρακοποιημένων υπερβασικών πετρωμάτων σε συνδυασμό με τις συνολικές ετήσιες εκπομπής CO2 από το Χ.Υ.Τ.Α. της κεντρικής Εύβοιας) δείχνουν ότι μπορούν να φιλοξενήσουν έως και 4,5 εκ. τόνους CO2 σε χρονικό διάστημα 80 ετών.