Αρχιτεκτονική δομή, κινηματική της παράμορφωσης και γεωτεκτονική τοποθέτηση του συμπλέγματος Μαμωνιών και των οφιολιθικών μειγμάτων της ΝΔ Κύπρου
Authors: Βαρνάβα Αντριανή 
Published: March 2024

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η διερεύνηση των γεωλογικών και τεκτονικών διεργασιών που επηρέασαν το σύμπλεγμα Μαμωνίων στην νότιο-νοτιοδυτική Κύπρο. Οι αλλόχθονοι σχηματισμοί του συμπλέγματος Μαμωνίων αποτελούν τμήμα ενός παθητικού ηπειρωτικού περιθωρίου το οποίο ήρθε σε αντιπαραβολή με μία μικρότερη περιθωριακή ωκεάνια λεκάνη η οποία σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια μίας ενδοωκεάνιας υποβύθισης πάνω από την οποία αναπτύσσονταν τα οφιολιθικά πετρώματα Τρόοδους-Ακάμα. Το σύμπλεγμα Μαμωνίων αποτελεί μία σημαντική τεκτονοστρωματογραφική ενότητα η οποία χαρακτηρίζεται από πολύπλοκη γεωδυναμική εξέλιξη και μαζί με τα μεταμορφωμένα πετρώματα του Σχηματισμού Αγία Βαρβάρα αποτελούν το έναυσμα για την κατανόηση της γεωδυναμικής εξέλιξης και παλαιογεωγραφίας του ωκεανού της Νεοτηθύος. Το σύμπλεγμα Μαμωνίων μπορεί να διαχωριστεί σε δύο βασικές τεκτονοστρωματογραφικές ομάδες, την Ομάδα Διαρίζος και την Ομάδα Άγιος Φώτιος. Η Ομάδα Διαρίζος, Ανώτερης Τριαδικής ηλικίας, αποτελείται από ιζηματογενή και ηφαιστειακά πετρώματα, ενώ η Ομάδα Άγιος Φώτιος, Άνω Τριαδικής-Μέσο Κρητιδικής ηλικίας αποτελείται ως επί τω πλείστο από ιζηματογενείς σχηματισμούς (Σχηματισμός Βλάμπουρος, Μαρώνας και Επισκοπή). Συγκεκριμένα, η Ομάδα Άγιος Φώτιος αντιπροσωπεύει ιζήματα βαθιάς θάλασσας, τα οποία αποτέθηκαν σε μία επικλινή κατωφέρεια ή μία κατωφέρεια που αναπτυσσόταν σε διαφορετικά επίπεδα/πρανή. Μεταξύ των υποκείμενων σχηματισμών Βλάμπουρος και Μαρώνας, ηλικίας Άνω Τριαδικό, και της υπερκείμενης ραδιολαριτικής σειράς του Σχηματισμού Επισκοπή, ηλικίας Καλλόβιο-Βαλαζίνιο, αναγνωρίζεται ένα στρωματογραφικό κενό ή διάστημα.Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, έπειτα από εργαστηριακή επεξεργασία ενός δείγματος (cy_114_s9-Ep. 19-9; Varnava et al. 2021) της ραδιολαριτικής σείρας του Σχηματισμού Επισκοπή διαπιστώθηκε μια σημαντική ηλικία. Από την συνύπαρξη των ακτινοζώων Bernoullius rectispinus leporinus Conti & Marcucci, Hexasaturnalis tetraspinus (Yao) and Theocapsommella cucurbiformis (Baumgartner) το ραδιολαριτικο δείγμα συσχετίστηκε με το Μέσο Βαθώνιο (Unitary Association Zone 6). Επομένως, για πρώτη φορά προτάθηκε η επέκταση του γνωστού ηλικιακού εύρους του Σχηματισμού Επισκοπή στο Βαθώνιο, μειώνοντας έτσι το στρωματογραφικό κενό μεταξύ του σχηματισμού αυτού και των υποκείμενων σχηματισμών Βλάμπουρος και Μαρώνας. Με βάση τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης αναγνωρίζεται ότι στο απομακρυσμένο ηπειρωτικό περιθώριο των Μαμωνίων λάμβανε χώρα ραδιολαριτική ιζηματογένεση η οποία γινόταν σε ένα αποθετικό περιβάλλον που προστατευόταν από οποιαδήποτε προσφορά πυριτικού ή ανθρακικού υλικού, τουλάχιστον από το Βαθώνιο. Σημαντικό ρόλο στην γεωδυναμική εξέλιξη του συμπλέγματος Μαμωνίων και κατ’ επέκταση του οφιολιθικού συμπλέγματος Τροόδους-Ακάμα, παίζουν τα μεταμορφωμένα πετρώματα του Σχηματισμού Αγία Βαρβάρα, ηλικίας 90-83 Ma (Spray & Roddick 1981) ή 90-76 Ma (Chan et al. 2007), τα οποία παρατηρούνται με τον σερπεντινίτη ως λέπια εντός του συμπλέγματος. Στην παρούσα μελέτη, έπειτα από εργαστηριακή επεξεργασία δεκαέξι δειγμάτων, παρατηρήθηκε ότι η ορυκτολογική σύσταση των μεταμορφωμένων πετρωμάτων αποτελείται από αμφίβολο, πλαγιόκλαστο, χαλαζία, επίδοτο, χλωρίτη, πυρόξενο, ακτινόλιθο, τιτανιούχα ορυκτά και ασβεστίτη. Από τα πετρώματα αυτά απουσιάζει ο γρανάτης. Επιπρόσθετα, μελετήθηκε και η ορυκτολογική σύσταση δύο δειγμάτων σερπεντινίτη τα οποία αποτελούνται από σερπεντίνη, τάλκη, σπινέλιο και μαγνητίτη. Για τα δείγματα των μεταμορφωμένων πετρωμάτων εκτιμήθηκαν οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις, με το γεωθερμόμετρο αμφιβόλων (Τ) και το γεωβαρόμετρο πλαγιοκλάστου-αμφιβόλου (P), αντίστοιχα. Οι θερμοκρασίες υπολογίστηκαν από 300oC έως 720oC, με μείωση της θερμοκρασίας από τον πυρήνα προς την περιφέρεια των αμφιβόλων. Οι πιέσεις υπολογίστηκαν από 8 έως 15kbar σε θερμοκρασίες 650oC και από 7 έως 15kbar σε θερμοκρασίες 705oC. Οι συγκεκριμένες τιμές θερμοκρασίας και πίεσης αναγνωρίζονται σε τυπικά πετρώματα μεταμορφικής σόλας και κάπως έτσι τα μεταμορφωμένα πετρώματα του Σχηματισμού Αγία Βαρβάρα χαρακτηρίζονται ως τυπικά πετρώματα αμφιβολιτικής σόλας. Έτσι, σύμφωνα με την μείωση των θερμοκρασιών από τον πυρήνα προς την περιφέρεια, αλλά και την μείωση στο μέγεθος των αμφιβόλων (δείγμα cy_008_s1) υποδεικνύεται η εξελικτική διαδικασία της ωκεάνιας πλάκας έως την ψύξη της, αλλά και η άνοδος των μεταμορφωμένων πετρωμάτων αμφιβολιτικής σόλας στην επιφάνεια έως την τοποθέτηση των οφιολιθικών πετρωμάτων Τροόδος-Ακάμα. Εκτιμάται ότι τα μεταμορφωμένα πετρώματα αμφιβολιτικής σόλας του Σχηματισμού Αγία Βαρβάρα δημιουργήθηκαν κατά την υποβύθιση ενός παλαιότερου φλοιού, πιθανότατα Τριαδικής ηλικίας, κάτω από έναν νεότερο φλοιό στον οποίο δημιουργήθηκαν τα οφιολιθικά πετρώματα του Τροόδους-Ακάμα. Το σύμπλεγμα Μαμωνίων δημιουργήθηκε στο ηπειρωτικό περιθώριου του Τριαδικού(?) φλοιού.Σε ένα συνδυασμό των μεταμορφωμένων συνθηκών με τις υπαίθριες παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο σύμπλεγμα Μαμωνίων, εξήχθησαν πέντε τεκτονικά γεγονότα που συνέβαλαν στην γεωδυναμική εξέλιξη του. Αναγνωρίζονται τρία συμπιεστικά τεκτονικά γεγονότα Ανώτερης Κρητιδικής ηλικίας, εκ των οποίων τα δύο συνδέονται με πλαστκή παραμόρφωση και το τρίτο με ρηξιγενή παραμόρφωση.Το τεκτονικό γεγονός D0, ηλικίας Ανώτερο Κρητιδικό [Τουρόνιο-Καμπάνιο/90-83 Ma ή 90-76 Ma ηλικία αμφιβολιτών με βάση τους Spray & Roddick (1981) και Chan et al. (2007), αντίστοιχα], σχετίζεται με την ενδοωκεάνια υποβύθιση και την αμφιβολιτική φάση που παρατηρείται στα μεταμορφωμένα πετρώματα σόλας του Σχηματισμού Αγία Βαρβάρα, με τις δομές του να υπερκαλύπτονται από τις αντίστοιχες δομές τεκτονικού γεγονότος D1. Το τεκτονικό γεγονός D1, ηλικίας Ανώτερο Κρητιδικό (Ανώτερο Καμπάνιο-Μαιστρίχτιο/70-68 Ma), σχετίζεται με την μεταμορφική εξέλιξη των πετρωμάτων σόλας καθώς και με την κύρια τοποθέτηση (obduction) των οφιολιθικών πετρωμάτων Τρόδους-Ακάμα. Το γεγονός αυτό χαρακτηρίζεται από την μεσαίου βαθμού ανάδρομη πρασινοσχιστολιθική φάση η οποία επηρέασε τα μεταμορφωμένα πετρώματα του Σχηματισμού Αγία Βαρβάρα η οποία αποτυπώνεται από την μετατροπή της κεροστίλβης σε ακτινόλιθο, ή και τρεμολίτη. Σημαντική επίσης παρατήρηση στο σερπεντινίτη, είναι η παρουσία τάλκη ο οποίος προέρχεται από πυρόξενο υποδεικνύοντας ένα περιδοτιτικό πρωτόλιθο. Από υπαίθριες και μικροσκοπικές παρατηρήσεις κινηματικών δεικτών στα μεταμορφωμένα πετρώματα του Σχηματισμού Αγία Βαρβάρα αναγνωρίζεται κύρια κινηματική προς τα ΝΔ.Το τεκτονικό γεγονός D2, ηλικίας Ανώτερο Κρητιδικό (Μαιστρίχτιο/65 Ma), συνδέεται με την έντονη λεπίωση των σχηματισμών της νότιο-νοτιοδυτικής Κύπρου και με την τοπική αντιθετική φορά λεπίωσης (Back-thrust). Οι συμπιεστικές δομές αυτού του τεκτονικού γεγονότος έχουν κύρια φορά κίνησης προς τα ΝΔ, ωστόσο μερικές επωθήσεις παρατηρούνται με φορά κίνησης προς τα ΒΑ, όπως για παράδειγμα το απότομο ανάστροφο αντιθετικό ρήγμα (back-thrust) μεταξύ του συμπλέγματος Μαμωνίων και του οφιολιθικού συμπλέγματος Τροόδους-Ακάμα. Οι νεότερες τεκτονικές δομές που αναγνωρίζονται στο σύμπλεγμα Μαμωνίων διαχωρίζονται στο τεκτονικό γεγονός D3 και στο σύγχρονο τεκτονικό γεγονός D4. Το τεκτονικό γεγονός D3, ηλικίας Άνω Ολιγόκαινο-Μειόκαινο, συνδέεται με ρηξιγενή εκτατική τεκτονική και χαρακτηρίζεται από πλάγιο-κανονικά ρήγματα μεσαίας γωνίας κλίσης έως τυπικά ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης. Τα ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης αποτελούν μεγάλα ρήγματα, δεξιόστροφα και αριστερόστροφα, με πλάγιο-κανονική συνιστώσα και παράταξη ΒΔ-ΝΑ και ΒΑ-ΝΔ, αντίστοιχα. Τα ρήγματα αυτά, αντιπαραθέτουν ενότητες που βρίσκονται σε βαθύτερα σημεία με άλλες ενότητες που βρίσκονται στα ανώτερα υπερκείμενα στρώματα της τεκτονοστρωματογραφικής στήλης. Γεωδυναμικά, το τεκτονικό γεγονός D3 σχετίζεται με την τεκτονική λέπτυνση του φλοιού, την κατάρρευση του Κυπριακού ορογενούς, αλλά και την αποκάλυψη της καλυμματικής τεκτονικής και των πετρωμάτων που συναντώνται σε βαθύτερα σημεία των συμπλεγμάτων Μαμώνια και Τρόοδους-Ακάμα. Το τελευταίο τεκτονικό γεγονός D4 σχετίζεται με το σύγχρονο τεκτονικό καθεστώς και οι τεκτονικές δομές του υπερκαλύπτουν όλες τις δομές που αναλύθηκαν λεπτομερώς παραπάνω, επηρεάζοντας τόσο τους παλαιότερους όσο και τους νεότερους Νεογενείς σχηματισμούς. Όπως εκτιμάται από την γεωδαιτική ανάλυση, αλλά και από τις υπαίθριες παρατηρήσεις το τεκτονικό γεγονός D4 συνδέεται με ταυτόχρονη συμπίεση και έκταση. Η γενική διεύθυνση της συμπίεσης είναι ΒΒΔ-ΝΝΑ, ενώ της έκτασης ΑΒΑ-ΔΝΔ. Συγκεκριμένα, το σύγχρονο ενεργό πεδίο καθορίζεται κυρίως από δεξιόστροφα ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης με γενική διεύθυνση ΒΑ-ΝΔ και κανονικά ρήγματα με γενική διεύθυνση ΒΒΔ-ΝΝΑ.