Η γεωλογική δομή, η κινηματική της παραμόρφωσης και η γεωτεκτονική εξέλιξη των ορεινών όγκων Πάικου και Τζένας (Κεντρική Μακεδονία)
Creators: name: Κατριβάνος, Εμμανουήλ Δ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: ζώνη Αξιού
τεκτονοστρωματογραφικό πεδίο
τεκτονικό κάλυμμα
τεκτονικό παράθυρο
Πελαγονικό κάλυμμα
μεταμόρφωση υψηλής πίεσης
παραμόρφωση
Axios zone
tectonostratigraphic terrane
tectonic nappe
tectonic window
Pelagonian nappe
high-pressure metamorphism
deformation

description: Τα τεκτονοστρωματογραφικά πεδία Πάικου και Τζένας βρίσκονται στο κεντρικό τμήμα της ζώνης Αξιού, μεταξύ των οφιολιθικών υποζωνών Αλμωπίας και Παιονίας. Τα δύο αυτά πεδία ταυτίζονται τεκτονοστρωματογραφικά και το καθένα απ’ αυτά αποτελείται από μία πολύπλοκη στήλη τεκτονικών καλυμμάτων με ποικίλες ενότητες. Παλαιοζωικοί γνεύσιοι και Τριαδικά μάρμαρα σε εναλλαγές με σχιστόλιθους τοποθετούνται τεκτονικά κάτω από ηφαιστειοκλαστικά και ανθρακικά πετρώματα Ιουρασικής και Κάτω Κρητιδικής ηλικίας, καθώς επίσης και κάτω από τους επωθημένους οφιόλιθους. Επικλυσιγενή ιζήματα Άνω Ιουρασικής έως Κάτω Κρητιδικής ηλικίας, καθώς επίσης και Άνω Κρητιδικής ηλικίας ασβεστόλιθοι και φλύσχης τοποθετούνται με ασυμφωνία πάνω σε όλες τις προαναφερόμενες ενότητες. Και τα δύο πεδία έχουν υποστεί την ίδια πολυφασική παραμόρφωση και μεταμόρφωση (D1 - D6) από το Μέσο Ιουρασικό έως σήμερα. Η σμίκρυνση εναλλάσσεται με την έκταση, ενώ οι συνθήκες της παραμόρφωσης εξελίσσονται από πλαστικές σε θραυσιγενείς. Τα συμπιεστικά επεισόδια της παραμόρφωσης συνδέονται με τη συσσώρευση των τεκτονικών καλυμμάτων, την επαύξηση των πεδίων και την πάχυνση του φλοιού, ενώ τα εφελκυστικά με την κατάρρευση του ορογενούς, το διαχωρισμό των πεδίων, την εκταφή των ενοτήτων και τη λέπτυνση του φλοιού. Η επώθηση των οφιολίθων και η συσσώρευση των τεκτονικών καλυμμάτων ξεκίνησε κατά το Μέσο έως Άνω Ιουρασικό (D1). Οι επωθημένοι οφιόλιθοι μεταφέρθηκαν από ανατολικά προς τα δυτικά μακριά από την αρχική τους θέση εντός του ωκεανού του Αξιού, πάνω στις ηπειρωτικές ενότητες των πεδίων του Πάικου και της Τζένας. Η φάση D1 είναι υπεύθυνη για την ισχυρή συμμεταμορφική παραμόρφωση και την εσωτερική λεπίωση των Τριαδικών ενοτήτων του υποβάθρου και της Μέσο έως Άνω Ιουρασικής ηφαιστειοιζηματογενούς σειράς, ενώ οι συνθήκες μεταμόρφωσης δεν ξεπερνούν την πρασινοσχιστολιθική φάση (Μ1). Και τα δύο πεδία επηρεάζονται από μια φάση μεταμόρφωσης υψηλής πίεσης – χαμηλής θερμοκρασίας (HP-LT) που προηγείται της φάσης D1 και συνδέεται πιθανότατα με μία ζώνη υποβύθισης που συνέβη στον ωκεανό του Αξιού, λόγω της σύγκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών κατά το Μέσο Ιουρασικό. Στο Κάτω Κρητιδικό, κατά τη διάρκεια του γεγονότος D2, έλαβε χώρα μια φάση πτύχωσης και λεπίωσης με φορά προς τα ΔΝΔ, η οποία επηρέασε τις ιζηματογενείς ενότητες ηλικίας Άνω Ιουρασικού έως Κάτω Κρητιδικού, την Ιουρασική ηφαιστειοιζηματογενή σειρά, τις Τριαδικές ενότητες, καθώς επίσης και τα οφιολιθικά σώματα. Η φάση αυτή συνδέεται με ανάδρομη μεταμόρφωση (Μ2). Η εφελκυστική φάση που λαμβάνει χώρα στο Άνω Κρητιδικό (D3) έχει ως αποτέλεσμα την αποκάλυψη των βαθύτερων πετρωμάτων του φλοιού. Συνδέεται επίσης με το σχηματισμό λεκανών και την ιζηματογένεση τόσο των Άνω Κρητιδικών νηριτικών ασβεστολίθων, όσο και άλλων κλαστικών υλικών και φλύσχη. Κατά το Παλαιόκαινο έως το Ηώκαινο λειτούργησε μια καλά αναπτυγμένη ζώνη πτυχώσεων – εφιππεύσεων με αξονική διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ, με αποτέλεσμα την έντονη λεπίωση όλων των ενοτήτων με φορά κυρίως προς τα ΝΔ. Στο δυτικό Πάικο, οι οφιόλιθοι της Αλμωπίας τοποθετούνται τεκτονικά πάνω στα Άνω Κρητιδικά ανθρακικά ιζήματα και στο Μαιστρίχτιο φλύσχη, με αντιθετική κίνηση προς τα ΒΑ. Η τελική κατάρρευση του ορογενούς, η εκταφή των τεκτονοστρωματογραφικών ενοτήτων των πεδίων του Πάικου και της Τζένας, καθώς και η λέπτυνση του φλοιού, συνέβησαν κατά το εφελκυστικό γεγονός του Ολιγοκαίνου – Μειοκαίνου (D5), σε θραυσιγενείς συνθήκες παραμόρφωσης, με κανονικά ρήγματα μικρής γωνίας κλίσης και κύρια κινηματική προς τα ΝΔ. Η στήλη των τεκτονικών καλυμμάτων εξελίχτηκε τελικά σε ένα πολλαπλό τεκτονικό παράθυρο όπου οι κατώτερες ενότητες, πιθανότατα Πελαγονικής προέλευσης (Παλαιοζωικοί γνεύσιοι και Τριαδικά μάρμαρα) αναδύθηκαν κάτω από την Ιουρασική ηφαιστειοιζηματογενή σειρά και την Άνω Ιουρασική – Κάτω Κρητιδική ανθρακική ενότητα και αυτές με τη σειρά τους κάτω από το οφιολιθικό τεκτονικό κάλυμμα. Οι ρηξιγενείς δομές της φάσης D6 λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια του Μειοκαίνου – Πλειοκαίνου και περιλαμβάνουν κανονικά έως πλαγιοκανονικά ρήγματα μεγάλης γωνίας κλίσης, καθώς και ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης. Η ρηξιγενής ζώνη της Αριδαίας με γενική διεύθυνση ΑΝΑ-ΔΒΔ και βύθιση προς τα ΝΝΑ αρχικά λειτούργησε ως ένα δεξιόστροφο ρήγμα οριζόντιας μετατόπισης, το οποίο επαναδραστηριοποιήθηκε μετά το Πλειόκαινο ως κανονικό ρήγμα. Το ρήγμα αυτό διαχωρίζει τα πεδία του Πάικου και της Τζένας, σχηματίζοντας το τεκτονικό βύθισμα της Νότιας – Περίκλειας, ηλικίας Νεογενούς έως Τεταρτογενούς. Συμπερασματικά, προτείνουμε ότι τα τεκτονοστρωματογραφικά πεδία του Πάικου και της Τζένας ταυτίζονται και το καθένα απ’ αυτά αποτελεί ένα σύνθετο πεδίο το οποίο σχηματίστηκε με τη διαδικασία της επαύξησης, δηλαδή μια πολύπλοκη στήλη τεκτονικών καλυμμάτων, συμπεριλαμβανομένων των επωθημένων οφιολίθων που με προέλευση τη ζώνη Αξιού, μεταφέρθηκαν προς τα δυτικά μακριά από την αρχική τους θέση. Ο πυρήνας και των δύο πεδίων, που είναι πιθανότατα Πελαγονικής προέλευσης, αποκαλύπτεται ως ένα πολλαπλό τεκτονικό παράθυρο κάτω από την επωθημένη στήλη των τεκτονικών καλυμμάτων.
description: Paikon and Tzena terranes are situated in the center part of the Axios zone, between the ophiolite - bearing Almopia and Paionia subzones. Paikon and Tzena terranes are two identical tectonostratigraphic terranes, constituting a complicated tectonic nappe pile with several units. Paleozoic gneisses and Triassic marbles intercalated with schists are tectonically overlain by volcanoclastic and carbonate rocks of Jurassic to Early Cretaceous age, as well as the obducted ophiolites. Transgressive Upper Jurassic to Lower Cretaceous sediments, as well as Upper Cretaceous limestone and flysch overlie discordantly all the above mentioned units. Both terranes have undergone the same polyphase deformation and metamorphism (D1 - D6), from Mid-Jurassic to recent times. Shortening alternated with extension and the deformation conditions evolved from ductile to brittle. Compressional events are related to nappe stacking, terrane accretion and crustal thickening, while extensional ones are related to orogenic collapse, terrane dispersion, unroofing and crustal thinning. Ophiolite obduction and nappe stacking started during the Mid- to Upper Jurassic (D1). The obducted ophiolites rooted in the Axios zone, traveled westwards from their initial place and tectonically placed upon the continental series of Paikon and Tzena terranes. D1 event is responsible for the strong synmetamorphic deformation and internal imbrication of the Triassic basement units and the Mid-Late Jurassic volcano-sedimentary series, while the metamorphism conditions do not exceed the greenschist phase (M1). Both terranes are affected by a HP-LT metamorphism of Middle Jurassic age that predates D1 event and is possibly related to a subduction zone formed in Axios ocean due to plate convergence. During D2 event in the Early Cretaceous, W- to SW-vergent imbrication and folding took place again, now affecting the Upper Jurassic - Lower Cretaceous sedimentary series, the Jurassic volcano-sedimentary series, the Triassic ones, as well as the ophiolitic bodies. D2 event is related to retrogressive metamorphism (M2). Upper Cretaceous extension (D3) and exhumation of deeper crustal rocks is associated with basin subsidence and deposition of the Upper Cretaceous limestones and flysch. During Paleocene to Eocene, a well developed NW-SE trending fold-and-thrust belt is formed and caused a renewed SW-directed imbrication of all units. In the western Paikon, Almopia ophiolites overthrust the Theodoraki Carbonate Formation and Tchouka flysch, along a NE-ward D4 back-thrust. The final exhumation of Paikon and Tzena tectonostratigraphic units, as well as crustal thinning occurred during the Oligocene - Miocene extensional event D5 under brittle conditions, along low-angle normal faults. The nappe pile evolved into a multiple tectonic window, where the lower units probably of Pelagonian origin (Paleozoic gneisses and Triassic marbles) emerged under the Jurassic volcano-sedimentary series and the Upper Jurassic - Lower Cretaceous carbonate series and these again under the ophiolitic nappe. During Miocene - Pliocene, the D6 structures include high-angle normal, dip-slip to oblique faults, as well as strike-slip faults. The ENE - WSW striking and SSE - dipping Aridea fault zone, which is considered to be originally a dextral strike-slip fault, reactivated during the Pliocene - Quaternary until recent as a normal dip-slip fault. This fault separates Tzena from Paikon terrane, forming the Neogene to Quaternary Notia - Periklia depression and leading to post-accretional terrane dispersion. In conclusion, we suggest that Paikon and Tzena terranes are tectonostratigraphically identical and each one of them is a composite terrane that formed by terrane accretion, i.e. a complicated tectonic nappe pile, including obducted ophiolites rooted in the Axios zone, travelled westward from their initial place. The core of both terranes, probably of Pelagonian origin, is exhumed as a multiple tectonic window under the overthrusted nappe pile.