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Fluid-rock interaction in a low-angle normal fault (Kythnos, Western Cyclades, Greece)
Gabriele Maria Laner
Art der Arbeit
Magisterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Bernhard Grasemann
DOI
10.25365/thesis.3352
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30485.69347.126661-7
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Insel Kythnos gehört zu den Westlichen Kykladen Griechenlands. Sie ist Teil des Attisch-Kykladischen Kristallinkomplexes, einem polymetamorphen Terrane. Die Gesteine von Kythnos unterlagen einer eozänen Hochdruck-Metamorphose unter Blauschiefer-faziellen Bedingungen und wurden im Oligozän-Miozän grünschiefer-faziell überprägt. Es gibt zudem Anzeichen für mehrere postmetamorphe spröde Deformationsereignisse. Jüngste strukturelle Untersuchungen zeigten im südlichsten Bereich der Insel eine bisher noch unbekannte, große spröd-duktile Scherzone. Wahrscheinlich wurde diese aufgrund der Extension des Ägäischen Raumes im Miozän ausgebildet. Die Scherzone besteht aus zwei unterschiedlichen Horizonten von extrem feinkörnigen, kalzitischen Marmor-Ultramyloniten und Ultrakataklasisten. Die vorwiegend flach nach SW einfallende Scherzone trennt die Qtz-Feldspat-Protokataklasite im Hangenden von der Grünschiefer-Marmor Einheit im Liegenden. Innerhalb der Grünschiefer befinden sich einige Metagabbro-Linsen, die zum Teil noch Relikte ihrer ursprünglichen magmatischen Struktur aufweisen. Diese sind von Srp-Tlc-Schiefern umhüllt und bilden relativ rigide Blöcke im Zentrum einer großen Liegend-Falte. Untersuchungen im Gelände zeigten eine frühere Faltung mit subhorizontalen Axialebenen und einer späteren aufrechten Faltung mit nahezu vertikalen Axialebenen, beide mit NNE-SSW gerichtete Faltenachsen. Minerallineationen und Streckungslineare aller Lithologien streichen NE-SW. Sowohl duktile als auch spröd-duktile Schersinn-Indikatoren zeigen einheitlich Top-nach-SW gerichtete Bewegungen. Aufgrund anhaltender Extension im Ägäischen Raum kam es im Weiteren zur Ausbildung von steilen, spröden Abschiebungen und zahlreichen Extensionsspalten. Aufgrund von Überschneidungskriterien, der Orientierung und der chemischen Zusammensetzung von konjugierten, spröden Kluftsystemen konnten vier unterschiedliche Generationen von Extensionsspalten unterschieden werden. Die Analyse der stabilen Isotope von verschiedenen Marmoren und Cal-gefüllten Extensionsspalten deutet auf eine starke Beeinflussung der Gesteine durch Fluide hin. Die Variation in den stabilen Isotopenverhältnissen ermöglicht die Unterscheidung von drei Deformationsereignissen und zeigt den Übergang von einem geschlossenen, duktilen System zu einem relativ offenen, spröden Regime mit Infiltration von Oberflächenwässern.
Abstract
(Englisch)
The island of Kythnos belongs to the western Cyclades of Greece. It is part of the Attic-Cycladic-Crystalline Complex which represents a polymetamorphic terrane. It was subjected to Eocene high-pressure-metamorphism under eclogite- to blueschist-facies conditions, overprinted by Oligocene-Miocene greenschist-facies metamorphism and shows evidence for several postmetamorphic brittle deformation events. This work together with recent structural investigations show the existence of a hitherto unrecognised large-scale ductile-brittle shear zone in the southernmost part of Kythnos Island, which is probably due to Miocene extension in the Aegean region. The shear zone consists of two distinct horizons of extremely fine grained, calcitic marble ultramylonites and ultracataclasites. The main SW-dipping, rather low-angle normal fault, separates the Qtz-feldspar protocataclasites on top from the greenschist-marble unit below. Within the greenschist-facies rocks that build up the footwall of the shear zone, there are some lenses of metagabbros which show relicts of their original magmatic fabric. They form relative rigid blocks and are coated with Srp-Tlc-schists, positioned in the core of a km-scale recumbent fold. Structural investigations show evidence for an earlier phase of tight to isoclinal folding with subhorizontal axial planes and a later upright folding with nearly vertical axial planes and also NNE-SSW striking fold axes. Our field observations show that mineral lineations and partly stretching lineations in all lithologies trend NE-SW. Ductile as well as all brittle/ductile shear sense indicators consistently show a top to SW directed movement. Due to ongoing extension, rocks were later on subjected to brittle high angle normal faulting and fracturing. Cross cutting relationships, orientation and chemistry of conjugate brittle vein-systems allow us to separate four different generations of extension gashes filled with Cal, Qtz or iron minerals. Stable isotopes of carbon and oxygen, measured in the mylonitic marbles, the marble-ultramylonites of the shear zone and in the calcitic extension gashes, all give evidence of a strong interaction with fluids in the shear zone. Variation in isotope ratios allows us the discrimination of three deformation events and implies a transition from a ductile, closed system to an opened regime with infiltration of surface waters. 87Sr/86Sr-ratios of marbles and calcitic vein-fillings show quite dramatic fluctuations compared to current seawater data.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Kythnos Aegean Western Cyclades shear zone stable isotopes marble Sr fluid-rock-interaction
Schlagwörter
(Deutsch)
Kythnos Ägäis Störungszone Karbonate Isotope
Autor*innen
Gabriele Maria Laner
Haupttitel (Englisch)
Fluid-rock interaction in a low-angle normal fault (Kythnos, Western Cyclades, Greece)
Paralleltitel (Deutsch)
Fluid-Gesteins-Interaktion im Bereich einer "Low-Angle" Abschiebung ( Kythnos, Westliche Kykladen, Griechenland)
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
88 S. : Ill., graf. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bernhard Grasemann
AC Nummer
AC07534678
Utheses ID
2935
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |