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Polyphase deformation during subduction and exhumation of the Almyropotamos Window, Evia, Greece
Manuel Kling
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Bernhard Grasemann
DOI
10.25365/thesis.72935
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20425.27060.539866-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Almyropotamos Window ist ein tektonisches Fenster welches sich im südlichen Teil der Insel Evia, Griechenland, befindet. Evia als Teil des ägäischen Meeres bildet eine geologische Verbindung zwischen Einheiten, die dem kykladischen Massiv im Süden angehören und Einheiten der Internen Helleniden im Norden. Das kykladische Massiv ist ein Deckenstapel, dessen Einheiten während der Subduktion des afrikanischen Kontinents nebeneinander abgelagert wurden. Es können drei Einheiten unterschieden werden: (1) Die Uppermost Unit, welche im Norden der Insel aufgeschlossen ist und keine Metamorphose erfahren hat, (2) die Cycladic Blueschist Unit (CBU) hat deutlich höhere Metamorphosekonditionen als die (3) Basal Unit bzw. Almyropotamos Unit genannt welche im Almyropotamos Window aufgeschlossen ist. Das Almyroptomos Window wird von zwei Lithologien bestimmt: zum einen Marmore dessen Protolithe während des Mesozoikums gebildet wurden und zum anderen im Eozän gebildete Metaflysche die über den Marmoren abgelagert wurden. Im Zuge dieser Masterarbeit wurde eine umfangreiche Kartierung sowie eine strukturgeologische Analyse des Almyropotamos Windows durchgeführt. Zur strukturgeologischen Analyse zählen die Aufnahme von Geländedaten, das Sammeln von Proben mit anschließender mikrostruktureller Auswertung, Messungen von XYZ-Daten anhand von Marmorpebbles in Flyschzonen sowie statistische Auswertungen eines "fracture"-Korridors mittels der Matlab-Erweiterung FracPaQ. Neben einer detaillierten geologischen Karte, die sich vor allem auf struktugeologische Inhalte fokussiert, werden zusätzlich zwei Profile präsentiert. Weiters wurde ein geodynamisches Modell erstellt, welches die Bildungsgeschichte und Hauptdeformationsereignisse des tektonischen Fensters von Almyropotamos zusammenfassen soll. Subduktion und Extension mit anschließender Exhumation sind die Prozesse, die wesentlich zur polyphasen Deformation der kykladischen Einheiten und in weiterführender Folge zur heutigen Ausprägung des Almyroptomaos Windows beigetragen haben. Basierend auf den Beobachtungen und Messungen aus dem Feld, sowie der Auswertung diverser Gesteinsproben können 4 Deformationsphasen unterschieden werden. Mit D1 bis D3 werden alle Deformationsphasen die dem duktilen bis zu brüchig-duktilem Regime angehören, beschrieben. Während D1 kam es zu einer ersten vollduktilen Phase wobei Gesteine der Almyroptamos Unit subduziert und stukturell umgewandelt wurden. Durch die Subduktion kam es zur Ausbildung von Isoklinalfalten dessen Faltenachsen E-W streichen und parallel zur Streckungslineation stehen. Während einer zweiten vollduktilen Phase, die als D2 beschrieben wird, kommt es zu einem weiteren Verfaltungsevent bei der die Gesteine der Almyropotamos Unit eine E-vergente Verfaltung erfuhren. D3 beschreibt eine brüchig-duktile Phase bei der alte Scherzonen wie die sogennanten Buffalo Shearzone reaktiviert werden und die Gesteine des Almyropotamos Windows Top-W gerichtet gestreckt werden. Während D1 der Subduktion der Almyropotamos Unit zugeschrieben wird, zählen D2 und D3 bereits zur Exhumationsphase der kykladischen Einheiten unter dem Northern Cycladic Detachment System (NCDS). Bei der letzten Deformationsphase, die als D4 beschrieben wird, kommt es zur Ausbildung von Top-E gerichteten Kataklasiten bzw. Scherzonen die über das Gebiet verteilt sind. Dieses D4 Event tritt als kühlstes und letztes auf. Für D1 und D2 werden anhand der Auswertung der Literatur und vergangener Arbeiten metamorphe Konditionen von ca. 8 - 10 kbar und 350 °C festgelegt, was der unteren Blauschieferfazies entspricht. Bei D3 betragen die metamorphen Konditionen ca. 4 - 7 kbar und 300 - 400 °C und können somit der Grünschieferfazies zugeordnet werden. Die beobachteten metamorphen Konditionen stimmen mit anderen Forschungsarbeiten überein. Die Ergebnisse der XYZ-Messungen sind je nach Lage im Gebiet unterschiedlich. So wurden am Rand des Gebietes und im Zentrum vor allem elongierte Pebbles beobachtet, jedoch waren diese in Scherzonen wie der Buffalo Shearzone zusätzlich stark geplättet. Insgesamt ergeben die Messungen zwei Trends mit steigender Beanspruchung, einen zusammendrückenden Trend ("constriction") und einen verflachenden Trend ("flattening"). Alle beobachteten und gemessenen Strukturen werden ihrer Enstehung entsprechend und nach Einordung in das geodynamische Modell in einem 3-dimensionalem synoptischen Diagramm präsentiert.
Abstract
(Englisch)
The Almyropotamos Window is a tectonic window located in the southern part of the island of Evia, Greece. Evia, as part of the Aegean Sea, forms a geological link between units belonging to the Cycladic Massif in the south and units of the Internal Hellenides in the north. The Cycladic Massif is a nappe stack whose units were juxtaposed during the subduction of the African continent. Three units can be distinguished: (1) The Uppermost Unit which is exposed in the north of the island and has not undergone metamorphism, (2) the allochthonous \acrlong{cbu}(\acrshort{cbu}) which has significantly higher metamorphic conditions than the (3) Basal Unit or locally called Almyropotamos Unit which is exposed in the Almyropotamos Window. The Almyroptomos Window is dominated by two lithologies: marbles whose protoliths were formed during the Mesozoic topped by an Eocene metaflysch deposited over the marbles. In the course of this master thesis an extensive mapping, as well as a structural geological analysis of the Almyropotamos Windows was carried out. The structural geological analysis includes the recording of terrain data, the collection of samples with subsequent microstructural evaluation, measurements of XYZ-data based on marble pebbles in flysch zones, and statistical evaluations of a fracture corridor using the Matlab toolbox FracPaQ. In addition to a detailed geological map, which focuses mainly on structural geological content, two profiles are presented. Furthermore, a geodynamic model was created to summarize the formation history and main deformation events of the Almyropotamos tectonic window. Subduction and extension with subsequent exhumation are the processes that have significantly contributed to the polyphase deformation of the cycladic units and subsequently to the present expression of the Almyroptomaos window. Based on the observations and measurements from the field, as well as the evaluation of various rock samples, 4 deformation phases can be distinguished. With D(1-3) all deformation phases belonging to the ductile to brittle-ductile regime are described. During a first fully ductile phase D1 occurred whereby rocks of the Almyroptamos Unit were subducted and deformed. Subduction resulted in the formation of isoclinal folds with fold axes oriented E-W parallel to the stretching lineation. During a second fully ductile phase, described as D2, another folding event occurs during which the rocks of the Almyropotamos Unit underwent E-vergent folding. D3 describes a brittle-ductile phase in which old shear zones such as the so-called Buffalo Shearzone are reactivated and the rocks of the Almyropotamos Windows are stretched in a top-W direction. While D1 is attributed to the subduction of the Almyropotamos Unit, D2 and D3 already belong to the exhumation phase of the cycladic units under the \acrlong{ncds} (\acrshort{ncds}). D4 describes a final deformation phase in which top-E directed cataclasites or shear zones are formed across the area and occurs as the coolest and last event in the brittle regime. For D1 and D2, metamorphic conditions of about 8-10 kbar and 400 °C are established based on the evaluation of the literature and existing fieldwork, corresponding to the lower blueschist facies. For D3, the metamorphic conditions are about 4 - 7 kbar and 300 - 400 °C and can thus be assigned to the greenschist facies. The observed metamorphic conditions are consistent with other research. The results of the XYZ-measurements vary depending on the location in the area. For example, elongated pebbles were mainly observed at the edge of the area and in the center, but they were additionally strongly flattened in shear zones such as the Buffalo Shear Zone. Overall, the measurements result in two trends with increasing strain, one in the field of apparent constriction and one in the field of apparent flattening. All observed and measured structures were presented in a 3D synoptical diagram according to their origin and after classification in the geodynamic model.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
polyphase Deformation Subduktion Exhumation Evia Almyropotamos duktile Deformation brüchige Deformation Verfaltung Strukturgeologie
Schlagwörter
(Englisch)
Polyphase deformation subduction exhumation Evia Almyropotamos ductile deformation brittle deformation folding structural geology
Autor*innen
Manuel Kling
Haupttitel (Englisch)
Polyphase deformation during subduction and exhumation of the Almyropotamos Window, Evia, Greece
Paralleltitel (Deutsch)
Polyphase Deformation während Subduktion und Exhumation des Almyropotamos Windows, Evia, Griechenland
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
x, 67 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Kurt Decker ,
Erich Draganits
AC Nummer
AC16741700
Utheses ID
65670
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |