Ανάλυση της παραμόρφωσης και κινηματική της πελαγονικής ζώνης στη Βόρεια Ελλάδα
Authors: Αυγερινάς Αστέριος 
Published: August 2021

Η παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματεύεται την παραμόρφωση και κινηματική της Πελαγονικής ζώνης στη βόρεια Ελλάδα και συγκεκριμένα στο δυτικό τμήμα της οροσειράς του Βόρα. Στα κατώτερα δομικά επίπεδα, το δυτικό τμήμα της οροσειράς του Βόρα, συγκροτείται από τις κρυσταλλοσχιστώδεις σειρές της ανατολικής Πελαγονικής ζώνης καθώς και από τις υπερκείμενες Τριαδικοϊουρασικές ανθρακικές σειρές. Τα ανώτερα δομικά επίπεδα της δυτικής οροσειράς του Βόρα συγκροτούνται από τις κρυσταλλοσχιστώδεις σειρές, τους οφιόλιθους, καθώς και από τις επικλυσιγενείς ημιμεταμορφωμένες σειρές του Άνω Ιουρασικού - Κάτω Κρητιδικού της δυτικής ζώνης του Αξιού (υποζώνη Αλμωπίας). Οι σειρές αυτές των πετρωμάτων συγκροτούν γεωλογικές ενότητες που τοποθετούνται μεταξύ τους με την μορφή τεκτονικών λεπίων, και από τα ανατολικά προς τα δυτικά και από πάνω προς τα κάτω διακρίνονται στην ενότητα Άνω Γαρέφι, ενότητα Άννας και ενότητα Λουτρών Αριδαίας. Οι ενότητες αυτές μαζί με τους σχηματισμούς του Άνω Κρητιδικού επικλυσιγενούς καλύμματος, το οποίο συμμετέχει και αυτό στην τελική λεπίωση, τοποθετούνται τεκτονικά πάνω στο ανατολικό Πελαγονικό κάλυμμα. Η γεωλογική και τεκτονική χαρτογράφηση, η ανάλυση και κινηματική της παραμόρφωσης καθώς και η σχέση τεκτονικής–μεταμόρφωσης σε συνδυασμό με τα υπάρχοντα γεωχρονολογικά και στρωματογραφικά δεδομένα, στο βόρειο τμήμα του Πελαγονικού υποβάθρου και των παρακείμενων ιζηματογενών και μεταμορφωμένων ακολουθιών της ζώνης του Αξιού στην ευρύτερη περιοχή έρευνας (βορειοδυτική Ελλάδα και Π.Γ.Δ.Μ.) μας επέτρεψε να ανασυνθέσουμε τη γεωμετρία, κινηματική και την ιστορία της παραμόρφωσης–μεταμόρφωσης του Πελαγονικού καλύμματος κατά τη διάρκεια της Αλπικής ορογένεσης. Έτσι λοιπόν, αναγνωρίσαμε επτά παραμορφωτικά γεγονότα (D1 έως D7). Η πρώτη, σχεδόν υπολειμματική D1 παραμόρφωση έλαβε χώρα σε πλαστικές συνθήκες παραμόρφωσης, ξεκίνησε στο Μέσο έως Άνω Ιουρασικό και συνδέεται με τις ενδο-ωκεάνιες επωθήσεις που συμβαίνουν στον δυτικό ωκεανό του Αξιού (Νεοτηθύς), την προς ΒΔ έως ΔΝΔ επώθηση των οφιολίθων και των οφιολιθικών μειγμάτων (δημιουργία τεκτονικού mélange) πάνω στα πετρώματα των Πελαγονικών ενοτήτων με ταυτόχρονη συσσώρευση καλυμμάτων και πάχυνση του φλοιού. Τα πετρώματα της ανατολικής Πελαγονικής ζώνης μεταμορφώνονται στην άνω πρασινοσχιστολιθική έως αμφιβολιτική φάση (Μ1: T=450-600°C, P=6,3-12,8kb). Επίσης, αναγνωρίστηκε και μια πιθανή, τελείως υπολειμματική μεταμόρφωση υψηλής πίεσης σχετικά παλαιότερη από την M1 μεταμόρφωση. Τα επικλυσιγενή κλαστικά ιζήματα και οι ασβεστόλιθοι ρηχής θάλασσας του Άνω Ιουρασικού έως Κάτω Κρητιδικού που υπέρκεινται των επωθημένων οφιολίθων, ενδεχομένως να συνδέονται με μια έκταση και τη δημιουργία λεκανών στα ανώτερα τμήματα των συσσωρευμένων καλυμμάτων, ταυτόχρονα με τον σχηματισμό και την μεταμόρφωση των κατωτέρων τεκτονικών Πελαγονικών καλυμμάτων. Πλαστική D2 παραμόρφωση συνεχίστηκε και κατά την διάρκεια του Άπτιου - Άλβιου με έντονη ανάδρομη παραμόρφωση και μεταμόρφωση (Μ2: T= 330-440°C, P=3-5kb). Η μεταφορά των τεκτονικών καλυμμάτων στα κατώτερα δομικά επίπεδα γινόταν κυρίως προς τα ΝΑ αλλά και προς τα ΒΔ, ενώ στα ανώτερα δομικά επίπεδα προς τα ΝΔ, σε ένα διασυμπιεστικό περιβάλλον παραμόρφωσης (transpression), όπως φαίνεται από την ταυτόχρονη ανάπτυξη δύο διευθύνσεων τεκτονικής μεταφοράς (ΒΔ-ΝΑ και ΒΑ-ΝΔ) των καλυμμάτων κατά την διάρκεια εξέλιξης του D2 τεκτονικού γεγονότος, αποτέλεσμα μίας ενδεχόμενης πλάγιας σύγκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών την περίοδο αυτή.Μικρής γωνίας μυλονιτικές ζώνες διάτμησης χαμηλού βαθμού μεταμόρφωσης με φορά κίνησης προς ΒΑ (D3), αναπτύχθηκαν κατά την διάρκεια της Άνω Κρητιδικής περιόδου, ταυτόχρονα με τον σχηματισμό λεκανών και την ιζηματογένεση των νηριτικών ασβεστόλιθων του Άνω Κρητιδικού και του Μεστρίχτιου έως Παλαιόκαινου φλύσχη. Έντονη λεπίωση κάτω από ημιθραυσιγενείς συνθήκες παραμόρφωσης του συνόλου των τεκτονικών ενοτήτων, εξελίσσεται κατά τη διάρκεια του Παλαιοκαίνου έως το Ηώκαινο με ΝΔ φορά κίνησης (D4). Η σημερινή αντικλινική δομή της Πελαγονικκής ζώνης στην περιοχή έρευνας πιθανόν να είναι αποτέλεσμα της D4 συρρίκνωσης. Η D4 παραμόρφωση εξελίσσεται ταυτόχρονα με τη συνεχιζόμενη υποβύθιση ηπειρωτικού φλοιού κάτω από τα βαθύτερα τεκτονικά επίπεδα του Πελαγονικού καλύμματος προς την εμπροστοχώρα με την τελική ανάπτυξη της εσωτερικής ζώνης υψηλής πίεσης στην περιοχή της ανατολικής Θεσσαλίας, Εύβοιας και στις Κυκλάδες. Ταυτόχρονα με το τέλος της D4 συμπίεσης έως την έναρξη του επόμενου τεκτονικού γεγονότος, στην περιοχή έρευνας, αναπτύσσονται μικρής γωνίας κανονικές έως πλαγιοκανονικές ζώνες διάτμησης (D5 τεκτονικό γεγονός), ενδεχομένως συνδεδεμένες με τη διαφυγή μέρους των πετρωμάτων κυρίως προς τα ΝΑ, συνοδευόμενες από μία αρχική τεκτονική απογύμνωση του ορογενούς. Η τεκτονική συνεχίστηκε κατά τη διάρκεια του Ολιγοκαίνου έως το Κάτω Μειόκαινο (D6) στα υψηλότερα επίπεδα των καλυμμάτων της ανατολικής Πελαγονικής ζώνης και της ζώνης του Αξιού, κάτω από ημιεύθραστες έως εύθραυστες συνθήκες παραμόρφωσης κατά μήκος χαμηλής γωνίας κανονικών ζωνών διάτμησης, προκαλώντας την διαφυγή σημαντικού πάχους πετρωμάτων με ΒΑ και ΝΔ φορά κίνησης. Οι D6 όπως και D5 μικρής γωνίας διατμητικές ζώνες συνδέονται με κατακλαστικά και υπερκατακλαστικά φαινόμενα. Από το Μειόκαινο έως την σημερινή εποχή, μεγάλης γωνίας κανονικά ρήγματα έως πλάγιο-κανονικά ρήγματα (D7) φαίνεται να επηρεάζουν όλες τις τεκτονικές ενότητες και σειρές πετρωμάτων. Πρόκειται για ένα εκτατικό τεκτονικό γεγονός που είναι υπεύθυνο για τον σχηματισμό των Νεογενών λεκανών και το κατευθυντήριο για την ανοδική ιστορία της υπό έρευνα περιοχής.Επιπρόσθετα, στην παρούσα διατριβή, εξετάστηκαν και τα Ερκύνιας ηλικίας (300±3Ma) πλουτωνικά πετρώματα στην περιοχή του δυτικού Βόρα που διεισδύουν στο παλαιοζωικό υπόβαθρο της ανατολικής Πελαγονικής ζώνης. Αυτά συνίστανται από τέσσερις κύριους πετρογραφικούς τύπους: τους κεροστιλβικούς-βιοτιτικούς γρανοδιορίτες έως γρανίτες ((Hb)BtGrd) που μεταβαίνουν σε βιοτιτικούς γρανίτες (BtGr), περιέχουν μονζονιτικής έως μοντζοδιοριτικής σύστασης εγκλείσματα (ΜΜΕ), ενώ σπανίζουν οι ξενόλιθοι (ΧΕΝ) και διακόπτονται από τους λευκογρανίτες (LGr). Τα γεωλογικά, ορυκτολογικά και γεωχημικά στοιχεία δείχνουν ότι τα ΜΜΕ και οι (Hb)BtGrd + BtGr είναι αποτέλεσμα μίξης-κλασματικής κρυστάλλωσης δύο σταδίων, ενώ οι LGr δεν αποτελούν εξελιγμένο μάγμα, αλλά ξεχωριστή διείσδυση. Στο πρώτο στάδιο βασικό μάγμα μανδυακής προέλευσης, με σύσταση αντίστοιχη του βασικότερου από τα εγκλείσματα (ΜΜΕ), υπόκειται σε κλασματική κρυστάλλωση και ταυτόχρονα μειγνύεται με ένα όξινο μάγμα, πιθανά φλοιϊκής προέλευσης, σύστασης παρόμοιας του οξινότερου από τους BtGr. Ο ρυθμός μείξης προς τον ρυθμό κλασματικής κρυστάλλωσης (r) είναι χαμηλός λόγω της μεγάλης διαφοράς ιξώδους των δύο μαγμάτων με αποτέλεσμα τη δημιουργία των MME και των βασικότερων (Hb)BtGrd. Στο δεύτερο στάδιο τo μάγμα που προκύπτει υπόκειται σε διαδικασία κλασματικής κρυστάλλωσης και ταυτόχρονα μειγνύεται με το ίδιο όξινο φλοιϊκό μάγμα. Σε αυτή την περίπτωση ο ρυθμός μίξης προς τον ρυθμό κλασματικής κρυστάλλωσης (r) είναι υψηλότερος λόγο της μικρής διαφοράς ιξώδους των δύο μαγμάτων οδηγώντας στη δημιουργία της σειράς των (Hb)BtGrd και BtGr. Οι πιέσεις κρυστάλλωσης υπολογίστηκαν από 2,5 έως 3,6 Κb για τα ΜΜΕ και 2,1 έως 3Kb για τους ((Hb)BtGrd), ενώ οι θερμοκρασίες κρυστάλλωσης από 719 έως 795οC στα ΜΜΕ, από 708 έως 815οC στους ((Hb)BtGrd), από 734 έως 788οC στους BtGr και στους LGr από 665 έως 699 οC. Επειδή τα πλουτωνικά πετρώματα που διεισδύουν στο Πελαγονικό κρυσταλλοσχιστώδες ακολουθούν τη γενική τεκτονική δομή της περιοχής κατά τη διάρκεια εξέλιξης των αλπικών τεκτο-μεταμορφικών γεγονότων, μπορούμε να θεωρήσουμε ένα προ-κινηματικό ως προς την αλπική παραμόρφωση τεκτονο-μαγματικό γεγονός, Ερκύνιας ηλικίας, 300±3Ma, συσχετιζόμενο πιθανόν με γεωτεκτονικό περιβάλλον ηφαιστειακού τόξου κατά τη διάρκεια σύγκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών.