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Structural investigations / observations along a low-angle normal fault and their implication for the geology on Northwest Kea
examining a major shear zone (Western Cyclades, Greece)
Monika Müller
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Bernhard Grasemann
DOI
10.25365/thesis.7260
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29599.29750.924761-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Im Zuge einer detaillierten geologischen Kartierung mit besonderer Berücksichtigung strukturgeologischer Beobachtungen auf der Insel Kea (Westliche Kykladen, Griechenland), wurde ein System von flachen Abschiebungen innerhalb des extensionellen Regimes der Ägäis identifiziert.
Diese Diplomarbeit konzentriert sich auf eine im nördlichen Kea bisher unbeschriebene spröd-duktile Abschiebung, die einen Teil eines gewölbten Systems aus Abschiebungen, entstanden unter duktilen (Kalzit) bis spröden (Dolomit) Bedingungen, darstellt.
Übereinstimmende Schersinnindikatoren innerhalb der Scherzone, vorwiegend SC-Gefüge und Klastengeometrien, weisen auf eine Top nach SSW gerichtete Bewegung hin, welche im Gegensatz zu der extensionellen nach NNE gerichteten Kinematik der Westlichen Kykladen steht. Strukturgeologische Erhebungen auf Kea lassen vorhandene sub-horizontale Foliation und isoklinale, liegende bis moderat schrägliegende Falten sowie eine Überlagerung von Faltengeometrien, die ihre Ausprägung in der Formation von ‚refold’-Strukturen finden, erkennen.
In dieser Arbeit ist die Tektono- und Lithostratigraphie der Insel in einen Bereich der ‚footwall’ – dem Liegenden, und ‚fault-rock zone’ – einer Zone aufgebaut aus Störungsgesteinen, unterteilt.
Die liegende Einheit besteht vorwiegend aus Grünschiefer-faziellen chlorit- und epidot-hältigen Schiefern mit einem variablen Gehalt von Chlorit, Quarz, Biotit, Mineralen der Epidot-Gruppe, Aktinolith, Muskovit, Kalzit und Erzen, sowie metabasitischen Schiefern auf. Diese treten in Wechsellagerung/abwechselnd mit kalzitischem, mylonitischen Marmor mit dünnen Quarzlagen und quarzitischen Schiefern/Quarziten auf. Phyllite und kataklastische Schiefer sind rund um Marmor (Riesen-)Boudins zu finden, welche vermutlich eine Zone höherer Deformationsraten in der Liegend-Einheit (‚footwall’) repräsentieren.
Ein auffälliger Horizont aus mit Serpentinitlinsen und lokal auftretenden Talkschiefern vergesellschafteten Phylliten, findet sich sowohl in den obersten Bereichen des Liegenden (‘footwall’) als auch im Hangend- (‘hanging-wall’) Kataklasit der Störungszone (‘fault-rock zone’) und bildet somit einen Übergangsbereich zur Störungszone.
Die ‘fault-rock zone’ umfaßt kalzitischen ultra-mylonitischen Marmor und den darüberliegenden Hangend-Kataklasit in Vergesellschaftung mit re-mobilisiertem Kataklasit. An lithostratigraphisch höchster Stelle finden sich mancherorts stark ankeritisierte Dolomite.
Eine lokal ausgeprägte Lage aus Kataklasit und brekkziiertem Dolomit mit sehr feinkörnigen, einige cm dicken tonigen Gouge-Lagen wurde kartiert; diese umfaßt mehrere Meter dicke Lagen aus kohäsivem Kataklasit mit Fragmenten von unterschiedlichen Lithologien und einer großen Bandbreite an Korngrößen.
Allgemein gesehen dominierten mit beginnender Extension duktile Prozesse innerhalb der pelitischen und kalzitischen Einheiten im Liegenden. Wohingegen die kalzitisch/dolomitisch dominierte ‚fault-rock zone’ vorwiegend unter spröd-duktilen Verhältnissen deformiert wurden.
Während späterer Exhumation entwickelte sich in mehreren Stadien (z.B. verzögert) ein sprödes Störungssystem aus weiten, steilstehenden Störungen und steil einfallenden bis sub-vertikalen Klüfte (‚hydro-fracture veins’, verfüllt mit, entweder eisenreichen Fluidprodukten, Quarz oder Kalzit). Diese durchschlagen die Lithologien im Liegenden und in der Störungszone. Das steilstehende Abschiebungssystem ist durch zwei ausgeprägt orientierte Gruppen gekennzeichnet, welche als Schwächezonen und Fluidbahnen agieren. Die sub-vertikalen Klüfte finden sich vorwiegend im Liegenden.
Eine Beschreibung der Tektono-/Lithostratigraphie ermöglicht es Kea in einen größeren geodynamischen Zusammenhang mit der Ägäische Raum und den Kykladen zu setzen.
Abstract
(Englisch)
Detailed geological mapping on the island of Kea (Western Cyclades, Greece) combined with recent structural observations have identified a large-scale low-angle fault system within the (Miocene) extensional regime of the Aegean region.
This thesis focuses on a hitherto unrecognised/undescribed brittle-ductile low-angle normal fault in northern Kea, which is part of a domed, normal fault system formed under ductile (calcite) to brittle (dolomite) conditions.
Consistent shear sense indicators within the shear zone, predominantly SC-fabrics and clast geometries give evidence for top-to-SSW sense of movement in contrast to the opposed NNE extension kinematics of the Western Cyclades.
Structural investigations on Kea reveal pervasive sub-horizontal foliation and tight to isoclinal, recumbent to moderately inclined folds as well as superposition of fold patterns which lead to the formation of refold structures in the study area.
In this work, the tectono- and lithostratigraphy of the island is divided into a footwall and a fault-rock zone.
The footwall is predominantly represented by greenschist-facies chlorite-epidote bearing schists with varying contents of chlorite, quartz, biotite, epidote group minerals, actinolite, muscovite, calcite and opaques (ore) and metabasitic schists intercalated with calcitic mylonitic marbles with thin quartz layers and quartzitic schists/quartzites. Phyllonitic schists and cataclastic schists are observed around marble (mega-) boudins, thought to represent higher strain zones within the footwall unit.
A conspicuous horizon of phyllonites associated with lenses of serpentinite and locally talc-schists, occurring in both the footwall and the ‘hanging-wall’-cataclasite of the fault-rock zone, form the topmost part of the footwall, possibly forming a transition to the fault zone.
The fault-rock zone comprises calcitic ultra-mylonitic marble and, as a dominant feature, the ‘hanging-wall’-cataclasite associated with re-mobilised cataclasite. To the top of this sometimes strongly ankeritised dolomite occurs.
A locally developed intervening layer of cataclastic and brecciated dolomite has been mapped; this comprises several metre-thick layers of cohesive cataclasites with fragments of different lithologies and a broad grain-size distribution, interlayered with ultra fine-grained, several cm thick clay-rich gouge layers.
The latter represent high-strain zones formed, very probably, under brittle conditions.
A strikingly sharp, but gently folded on a large-scale, fault surface separates the brittle cohesive dolomitic cataclasites from brittle-ductile mylonitic marbles of the footwall.
In general, early stage extension-related deformation involved ductile processes dominating within the pelitic and calcitic footwall and ductile/brittle conditions dominating within the calcite/dolomite fault-rock zone.
In later exhumation, a multi-stage (e.g. protracted) brittle fault-system of widely spaced high-angle faults and steeply dipping to sub-vertical hydro-fracture veins (filled either by, ore-rich fluid products, quartz or calcite) developed. These cross-cut the footwall and fault-rock zone lithologies.
While the high-angle (sub-horizontal) normal fault system is characterized by two distinctly oriented sets, acting as weakening zones and fluid migration pathways, the sub-vertical hydro-fracture veins predominantly occur in the footwall.
A description of the tectono-/lithostratigraphy allows to place Kea into the greater geodynamic context of the Aegean region/Cyclades.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Aegean Cyclades Kea low-angle normal fault (LANF) shear zone detachment kinematics fault zone crustal extension exhumation
Schlagwörter
(Deutsch)
Ägäis Kykladen Kea flachliegende Abschiebung Kinematik Scherzone Störungszone krustale Extension Exhumation
Autor*innen
Monika Müller
Haupttitel (Englisch)
Structural investigations / observations along a low-angle normal fault and their implication for the geology on Northwest Kea
Hauptuntertitel (Englisch)
examining a major shear zone (Western Cyclades, Greece)
Paralleltitel (Deutsch)
Strukturgeologische Erhebungen / Beobachtungen im Bereich einer flachen Abschiebung und deren Implikation in Bezug auf die Geologie von Nordwest Kea (Westliche Kykladen, Griechenland)
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
112 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bernhard Grasemann
AC Nummer
AC07943422
Utheses ID
6577
Studienkennzahl
UA | 431 | | |