Η τεκτονική εξέλιξη του κεντρικού τμήματος της αττικο-κυκλαδικής μάζας
Authors: Αραβαντινού-Κουτσουβή Ειρήνη 
Published: September 2021

Η παρούσα διατριβή εστιάζει στο κεντρικό τμήμα της Αττικο-Κυκλαδικής Μάζας και συγκεκριμένα, στις περιοχές της Σύρου και της βόρειας Σίφνου. Ο σκοπός της διατριβής είναι να μελετηθεί η παραμορφωτική και τεκτονο-μεταμορφική εξέλιξη των πετρωμάτων της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων στην περιοχή της βόρειας Σίφνου, η τεκτονική εξέλιξη κύριων ζωνών διάτμησης της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων στη Σύρο, η παραμορφωτική και τεκτονο-μεταμορφική εξέλιξη των πετρωμάτων της Ανώτερης Ενότητας και του ρήγματος αποκόλλησης οροφής στην περιοχή της νοτιοανατολικής Σύρου καθώς επίσης και να προταθεί ένα γεωδυναμικό μοντέλο για την εξέλιξη της Αττικο-Κυκλαδικής Μάζας, το οποίο θα περιλαμβάνει ολόκληρο τον μεταμορφικό κύκλο από το στάδιο της καταβύθισης έως τον τελικό εκταφιασμό της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής πραγματοποιήθηκε γεωλογική και τεκτονική χαρτογράφηση, λεπτομερής τεκτονική ανάλυση σε μεσοσκοπική και μικροσκοπική κλίμακα καθώς και ανάλυση των μικροδομών και των κρυσταλλογραφικών c-αξόνων κρυστάλλων χαλαζία και ασβεστίτη στις υπό μελέτη περιοχές. Επίσης, στην περιοχή της βόρειας Σίφνου, πραγματοποιήθηκε ανάλυση της χημικής σύστασης αμφιβόλων σε μεταμορφωμένα πετρώματα υψηλών πιέσεων. Η περιοχή της βόρειας Σίφνου αποτελεί μία από τις καλύτερα διατηρημένες εμφανίσεις της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων. Κατά τη διάρκεια της υπαίθριας εργασίας, τα πετρώματα της βόρειας Σίφνου χωρίστηκαν σε δύο κύριες υποενότητες, την υποενότητα Μαρμάρων και την Μετα-ηφαιστειο-ιζηματογενή υποενότητα, ενώ κατασκευάστηκε και ένας νέος γεωλογικός-τεκτονικός χάρτης. Όσον αφορά την παραμορφωτική ιστορία της βόρειας Σίφνου, αναγνωρίστηκαν τρεις κύριες φάσεις παραμόρφωσης. Η D1 φάση παραμόρφωσης χαρακτηρίζεται από μια S1 φολίωση, η οποία διατηρείται ως εγκλείσματα σε γρανάτες ή εντοπίζεται ισοκλινώς πτυχωμένη στις αρθρώσεις των F2 πτυχών. Η κύρια D2 φάση πλαστικής παραμόρφωσης συνέβη στο μέσο Ηώκαινο σύγχρονα με τις μέγιστες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας (εκλογιτική-κυανοσχιστολιθική φάση) και χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη μιας S2 φολίωσης. Στα επίπεδα της S2 φολίωσης φιλοξενείται L2 κρυσταλλική γράμμωση με γενική διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ. Οι F2 πτυχές είναι κυρίως ισοκλινείς έως κλειστές, ενώ οι άξονές τους έχουν διεύθυνση βύθισης προς τα ΔΒΔ έως τα ΒΒΔ. Επιπλέον, αυτό το στάδιο παραμόρφωσης σχετίζεται με το σχηματισμό ενός συν-μεταμορφικού πλαστικού ρήγματος επωθητικού χαρακτήρα με φορά κίνησης προς τα ΝΑ, το οποίο τοποθέτησε την Μετα-ηφαιστειο-ιζη- ματογενή υποενότητα επάνω στην υπο-ενότητα Μαρμάρων. Η ανάλυση των μικροδομών των κρυστάλλων χαλαζία φανέρωσε ότι η ανακρυστάλλωση συνέβη κοντά στη μετάβαση GBM/SGR και συνεχίστηκε στο πεδίο του μηχανισμού ανακρυστάλλωσης SGR με τις θερμοκρασίες παραμόρφωσης να κυμαίνονται μεταξύ των 400°C και των 550°C. Η ανάλυση των κρυσταλλογραφικών c-αξόνων κρυστάλλων χαλαζία φανέρωσε ότι η D2 φάση παραμόρφωσης έλαβε χώρα υπό ένα καθεστώς γενικής σύσφιξης. Όσον αφορά την D3 φάση παραμόρφωσης, αυτή χαρακτηρίζεται από μια S3 φολίωση που κλίνει προς τα ΒΔ. Στα επίπεδα της S3 φολίωσης φιλοξενείται μια L3 κρυσταλλική γράμμωση με γενική διεύθυνση ΒΑ-ΝΔ. Οι άξονες των F3 πτυχών έχουν ΒΑ-ΝΔ διεύθυνση και ταξινομούνται ως ισοκλινείς έως ανοιχτές και κεκλιμένες έως ανεστραμμένες. Επιπλέον, χαρακτηριστικό αυτής της φάσης είναι και η παρουσία πλαστικών ζωνών διάτμησης με ΒΑ-ική φορά κίνησης, οι οποίες σχηματίστηκαν παράλληλα στα αξονικά επίπεδα των F3 πτυχών. Η ΒΑ-ική φορά κίνησης συνέβη σε συνθήκες κυανοσχιστολιθικής φάσης και συνεχίστηκε σε συνθήκες πρασινοσχιστολιθικής φάσης κατά το ανώτερο Ηώκαινο-Ολιγόκαινο, και προκάλεσε τον διπλασιασμό της αρχικής ακολουθίας. Από την ανάλυση των μικροδομών προκύπτει ότι η ανακρυστάλλωση του χαλαζία συνέβη κυρίως στο πεδίο όπου λειτουργεί ο μηχανισμός ανακρυστάλλωσης με περιστροφή των ορίων των κόκκων (SGR). Η ανάλυση των κρυσταλλογραφικών c-αξόνων κρυστάλλων χαλαζία έδειξε επίσης ότι η D3 φάση παραμόρφωσης έλαβε χώρα σε συνθήκες επίπεδης παραμόρφωσης, ενώ η μέση θερμοκρασία παραμόρφωσης υπολογίστηκε στους 435° ±50°C. Τέλος, η φάση αυτή συνδέεται με τον εκταφιασμό της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων, ο οποίος επιτεύχθηκε μέσω ενός μηχανισμού πλαστικής διαφυγής προς τα ΒΑ σε ένα περιβάλλον συμπίεσης.Στην περιοχή της Σύρου, κύριες ζώνες διάτμησης καταγράφηκαν εντός της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων. Οι ζώνες αυτές χαρακτηρίζονται από την εκτεταμένη παρουσία ψευδόμορφων αραγωνίτη στα μάρμαρα που δομούν τη βάση τους. Η τεκτονική ανάλυση σε πετρώματα της οροφής τέτοιων ζωνών έδειξε ότι λειτούργησαν σε συνθήκες κυανοσχιστολιθικής φάσης μεταμόρφωσης, ενώ τα κινηματικά στοιχεία φανέρωσαν φορά κίνησης προς τα Α έως ΑΝΑ. Η ανάλυση των μικροδομών των κρυστάλλων χαλαζία έδειξε ότι η δυναμική ανακρυστάλλωση στην οροφή των ζωνών ξεκίνησε στη μετάβαση των μηχανισμών ανακρυστάλλωσης GBM και SGR και συνεχίστηκε με ανακρυστάλλωση SGR σε θερμοκρασίες παραμόρφωσης περίπου 400-550°C. Επιπλέον, η ανάλυση των c-αξόνων χαλαζία φανέρωσε ότι οι ζώνες αυτές λειτούργησαν σε συνθήκες επίπεδης παραμόρφωσης. Η ανάλυση των μικροδομών κρυστάλλων ασβεστίτη που συνθέτουν τα ψευδόμορφα αραγωνίτη στη βάση των ζωνών φανέρωσε θερμοκρασίες παραμόρφωσης από 150° έως 300°C. Η μέση γωνία ψ της πλαγιότητας των ψευδόμορφων αραγωνίτη ως προς τον πόλο της φολίωσης κυμαίνεται μεταξύ 34° και 53°, ενώ η μέση τιμή της διατμητικής παραμόρφωσης είναι χωρικά σταθερή με τιμές μεταξύ 0.67 και 1.32 υποδηλώνοντας κατανεμημένη παραμόρφωση. Η κινηματική ανάλυση στη βάση των ζωνών διάτμησης έδειξε φορά κίνησης προς τα ΒΑ έως Α. Οι κύριες ζώνες διάτμησης που καταγράφηκαν εντός της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων στην περιοχή της Σύρου ευθύνονται για τον τεκτονικό διπλασιασμό της με φορά κίνησης γενικώς προς τα ανατολικά κατά τη διάρκεια του ενταφιασμού, ενώ ο εκταφιασμός της ενότητας αυτής χαρακτηρίζεται από χαμηλή και κατανεμημένη παραμόρφωση.Στη νοτιοανατολική Σύρο, το ρήγμα αποκόλλησης της Βάρης είναι υπεύθυνο για την τοποθέτηση της Ανώτερης Ενότητας επάνω στην Ενότητα Κυανοσχιστολίθων. Η πρώιμη DA φάση παραμόρφωσης που αναγνωρίστηκε στα πετρώματα της Ανώτερης Ενότητας σχετίζεται με την τεκτονική τοποθέτηση της υποενότητας Γνευσίων επάνω στη Μετα-ηφαιστειο-ιζηματογενή υποενότητα, η οποία ήταν πιθανώς σύγχρονη με την μεταμόρφωση σε συνθήκες κατώτερης αμφιβολιτικής φάσης που επηρέασε τα πετρώματα κατά το Κρητιδικό. Η Ηωκαινική-Ολιγοκαινική παραμορφωτική ιστορία της οροφής του ρήγματος αποκόλλησης της Βάρης συνδέεται με κίνηση προς τα ΝΔ σε πλαστικές συνθήκες. Αυτή η ιστορία περιλαμβάνει μια αρχική κατανεμημένη παραμόρφωση (DB) σε συνθήκες γενικής σύσφιξης, η οποία εκφράζεται μέσω όρθιων πτυχών παράλληλα στη διεύθυνση της κίνησης, L-τεκτονίτες καθώς και μέσω των κατανομών των κρυσταλλογραφικών c-αξόνων χαλαζία που εμπίπτουν στην κατηγορία των διασχισθεισών ζωνών. Η παραμόρφωση αυτή συνέβη σε θερμοκρασίες της τάξης των ~500 °C. Η πλαστική παραμόρφωση προοδευτικά συγκεντρώθηκε στη βάση της Ανώτερης Ενότητας οδηγώντας στο σχηματισμό μιας μυλωνιτικής ζώνης σε συνθήκες πρασινοσχιστολιθικής φάσης μεταμόρφωσης (DC). Αυτή η ζώνη χαρακτηρίζεται από συνθήκες επίπεδης παραμόρφωσης. Η μυλωνιτοποίηση επίσης σχετίζεται με την προοδευτική αύξηση της συνιστώσας της καθαρής διάτμησης και της μείωσης της θερμοκρασίας από ~500 °C σε ~400 °C. Το ρήγμα αποκόλλησης της Βάρης αντιπροσωπεύει ένα παθητικό ρήγμα οροφής με κανονικό χαρακτήρα κίνησης, το οποίο προέκυψε από την πλαστική διαφυγή της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων προς τα ΒΑ στη διάρκεια του μέσου Ηωκαίνου-Ολιγοκαίνου. Στο μέσο Μειόκαινο, η λειτουργία του θραυσιγενούς ύστερου ρήγματος αποκόλλησης της Βάρης με κίνηση προς τα ΝΝΔ συνέβαλε στον εκταφιασμό υπό θραυσιγενείς συνθήκες της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων και της Ανώτερης Ενότητας (DD). Συμπερασματικά, η ζώνη καταβύθισης στην περιοχή των Κυκλάδων χαρακτηρίζεται από αλλαγή στη διεύθυνση της κίνησης σύγχρονα με τη μετάβαση από το στάδιο του ενταφιασμού στο στάδιο του εκταφιασμού των πετρωμάτων υψηλών πιέσεων. Η αποκατάσταση της περιστροφής που υπέστη η περιοχή των Κυκλάδων κατά το Νεογενές φανερώνει ότι κατά τη διάρκεια του ενταφιασμού η Ενότητα Κυανοσχιστολίθων χαρακτηρίζεται από μεγάλης κλίμακας εσωτερικές επωθητικές κινήσεις με φορά γενικώς προς τα ανατολικά. Ο εκταφιασμός της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων συνέβη μέσω ενός μηχανισμού πλαστικής διαφυγής με ροπή προς τα ΒΒΑ υπό ένα συμπιεστικό καθεστώς. Η παραμόρφωση εντός της πλαστικής διαφυγής ήταν αρχικά κατανεμημένη σε όλη την έκταση της, ενώ προοδευτικά συγκεντρώθηκε στα δυο κύρια ρήγματα που την οριοθετούν. Τέλος, τμήματα της Ενότητας Κυανοσχιστολίθων εκταφιάστηκαν ως απαραμόρφωτα μπλοκ (π.χ. Σύρος), τα οποία δεν επηρεάστηκαν από την παραμόρφωση κατά τη διάρκεια του εκταφιασμού.