ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Τμήμα Γεωλογίας - Τομέας Γεωλογίας

ΠΟΙΟΤΙΚΗ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΙΚΗ ΝΕΟΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Πολυφασική Τεκτονική

Πολλές φορές στα προηγούμενα κεφάλαια αναφέρθηκε η έννοια της τεκτονικής φάσης (ή φάσης παραμόρφωσης). Όπως είναι γνωστό ο χαρακτήρας (συμπιεστικός ή εφελκυστικός) και ο προσανατολισμός (διευθύνσεις κύριων αξόνων τάσης) του πεδίου των τάσεων μιας συγκεκριμένης περιοχής (εντατική κατάσταση των πετρωμάτων της περιοχής) και για μια ορισμένη χρονική περίοδο (χιλιάδων ή εκατομμυρίων χρόνων) παραμένουν σταθερά.

Στην κατάσταση αυτή αποδίδονται τα κύρια γεωτεκτονικά φαινόμενα για τη συγκεκριμένη περιοχή (μικρή ή μεγάλη) και το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Έτσι αναφερόμαστε σε μια συγκεκριμένη τεκτονική φάση της γεωλογικής ιστορίας μιας περιοχής.

Το πεδίο αυτό των τάσεων μεταβάλλεται με το πέρασμα του γεωλογικού χρόνου. Ουσιαστικά αλλάζει ο προσανατολισμός των κύριων αξόνων τάσης, ο οποίος ανάλογα αν είναι σημαντικός ή όχι αλλάζει και το χαρακτήρα του πεδίου των τάσεων και από εφελκυστικό το μετατρέπει σε συμπιεστικό ή αντίθετα. Οι εναλλαγές αυτές είναι σύντομες και μικρής διάρκειας ή αργές και μεγάλου χρονικού διαστήματος. Για παράδειγμα στον ευρύτερο χώρο του Αιγαίου κατά τα νεοτεκτονικά χρόνια παρατηρήθηκαν δύο μεγάλες περίοδοι εφελκυστικού πεδίου τάσεων - η πρώτη από το Ανώτερο Μειόκαινο μέχρι το τέλος του Πλειόκαινου (περίπου 5 ΜΑ) και η δεύτερη κατά τη διάρκεια του Τεταρτογενούς (περίπου 1.6 ΜΑ) και συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Οι δύο αυτές εφελκυστικές φάσεις διαχωρίζονται από μία σύντομη συμπιεστική φάση, η οποία δημιούργησε μικρά ανάστροφα φαινόμενα. Στις περιπτώσεις αυτές γίνεται αναφορά σε πολυφασική τεκτονική. Δηλαδή, με τις τεκτονικές παρατηρήσεις υπαίθρου και κύρια με τις μικροτεκτονικές, γίνεται προσπάθεια να διαχωριστούν τα διάφορα τεκτονικά γεγονότα που συνέβησαν σε μια συγκεκριμένη γεωλογική δομή και άφησαν τα ίχνη τους.

Στη συνέχεια θα αναφερθούν ορισμένα χαρακτηριστικά παραδείγματα πολυφασικής νεοτεκτονικής, που αναφέρονται τόσο σε συγκεκριμένες γεωλογικές δομές όσο και στη γεωτεκτονική ερμηνεία ευρύτερων περιοχών.

Στο παράδειγμα του σχήματος 69 δείχνεται η τεκτονική επαφή (φ₁) των ασβεστόλιθων της ζώνης της Πίνδου (πάνω) και της ζώνης Τριπόλεως (κάτω). Επίσης η εφίππευση των ασβεστόλιθων της ζώνης της Τριπόλεως πάνω σε μια σειρά πρόσφατων κροκαλοπαγών (φ₂) και τέλος η νεότερη ρηξιγενής τεκτονική που εκδηλώνεται με κανονικά ρήγματα. Δηλαδή, στη γεωλογική αυτή δομή είναι αποτυπωμένα τρία διαφορετικά τεκτονικά γεγονότα που ανήκουν σε τρεις διαφορετικές τεκτονικές φάσεις. Το πρώτο είναι αλπικής ηλικίας και τα δύο επόμενα νεοτεκτονικά συμβάντα, συμπιεστικής και εφελκυστικής τεκτονικής αντίστοιχα.

Στο σχήμα 70 διακρίνεται η κατοπτρική επιφάνεια ενός ρήγματος, που δημιουργήθηκε κατά το Πλειόκαινο, και τα μικροτεκτονικά στοιχεία που είναι αποτυπωμένα σ' αυτήν τεκμηριώνουν τρεις διαφορετικές τεκτονικές κινήσεις, οι οποίες φυσικά ανήκουν σε τρεις τεκτοφάσεις. Η αρχική κίνηση διαπιστώνεται από τις μεγάλες σχεδόν κατακόρυφες τεκτονικές αυλακώσεις (IN). Η δεύτερη κίνηση τεκμηριώνεται από τις στυλολιθικές γραμμώσεις ολίσθησης (21) οι οποίες έχουν σαφή ανάστροφο χαρακτήρα. Τέλος, η επιφάνεια αυτή επαναλειάνθηκε και χαράχτηκε από ομάδα κανονικών λεπτών γραμμώσεων τεταρτογενούς ηλικίας, οι οποίες καθορίζουν το τρίτο τεκτονικό γεγονός. Δηλαδή, το συγκεκριμένο ρήγμα, το οποίο λειτούργησε κάτω από τις εντατικές συνθήκες τάσης του Πλειόκαινου σαν κανονικό ρήγμα, επαναλειτούργησε σαν ανάστροφο κατά τη διάρκεια του τέλους του Πλειόκαινου ή τις αρχές του Τεταρτογενούς• ακολούθησε μια νέα επαναδραστηριοποίηση του πάλι με κανονική συνιστώσα κίνησης, η οποία όμως σαφώς ανήκει σε διαφορετικό πεδίο των τάσεων από εκείνο του Πλειόκαινου.

Σχ. 70. Γραμμώσεις τεκτονικής ολίσθησης που σε μια κατοπτρική επιφάνεια ρήγματος (Καμένα Βούρλα, Λοκρίδα) τεκμηριώνουν τρεις διαφορετικές νεοτεκτονικές φάσεις. (Κατά Mercier 1976).

Ένα άλλο παράδειγμα πολυφασικής νεοτεκτονικής αναφέρεται στο ρήγμα που παρατηρείται στους ασβεστόλιθους νότια της λίμνης Βεγορίτιδας (ΒΔ Μακεδονία) (Σχ. 71, Φωτ. 14).

	Φωτ, 14. Κατοπτρική επιφάνεια τον νεοτεκτονικού ρήγματος της Βεγορίτιδας, που καλύπτεται από σύγχρονα πλευρικά κορήματα. (Βλέπε και σχήμα 71).
Σχ. 71. Α) Σχηματική απεικόνιση τμήματος της κατοπτρικής επιφάνειας ρήγματος (αριστερά) και στερεογραφική προβολή της ίδιας επιφάνειας (δεξιά). Τα βέλη δείχνουν τη διεύθυνση και τη φορά των τεκτονικών γραμμώσεων ολίσθησης που παρατηρήθηκαν. 1) Νεότερη κανονική κίνηση, 2) παλιότερη κανονική κίνηση με δεξιόστροφη συνιστώσα, αβέβαιης ηλικίας και φοράς αμυδρά διακρινόμενη κίνηση, (κ) σύγχρονα πλευρικά κορήματα. Β) Σχηματική τομή του ίδιου ρήγματος σε θέση όπου ανιχνεύονται νεότερες επαναδραστηριοποιήσεις στα πλευρικά κορήματα (αριστερά) και η στερεογραφική προβολή των γεωμετρικών του στοιχείων (δεξιά), α) τριαδικοϊουρασικός ασβεστόλιθος, β) υπολιμναία χαλαρά ιζήματα με στρώσεις, γ) χερσαία κορήματα, δ) μικρές μεταπτώσεις που επηρεάζουν τα ιζήματα και τεκμηριώνουν τις πρόσφατες επαναδραστηριοποιήσεις του ρήγματος. Γ) Λεπτομέρεια της ρηξιγενούς επιφάνειας, 1) κατακερματισμένος ασβεστόλιθος, 2) αρχική τεκτονική επιφάνεια του ρήγματος, 3) συμπαγές στρώμα μυλωνίτη, 4) στιλβωμένη κατοπτρική επιφάνεια του ρήγματος, 5) λεπτό ασβεστιτικό επίχρισμα και 6) χαλαρά κορήματα. (Κατά Παυλίδη 1985).
	Φωτ. 15. Λεπτομέρεια της έντονα λειασμένης κατοπτρικής επιφάνειας του ρήγματος της φωτογραφίας 14, όπου διακρίνονται χαρακτηριστικά μικροτεκτονικά στοιχεία και τεκτογλυφές.

Η ζώνη διάρρηξης του ρήγματος εξεταζόμενη με λεπτομέρεια παρουσιάζει την εξής εικόνα (Φωτ. 15, Σχ. 71 Γ): Ο ασβεστόλιθος του υποβάθρου εμφανίζεται γενικά κατά μήκος του ρήγματος έντονα τεκτονισμένος (1) και η αρχική τεκτονική επιφάνεια του ρήγματος (2) καλύπτεται από ένα συμπαγές στρώμα τεκτονικού μικρολατυποπαγούς (μυλωνίτης), που αποτελείται από μικρές έντονα γωνιώδεις λατύπες και ασβεστιτική συγκολλητική ύλη (3). Το πάχος του κυμαίνεται από 2 cm μέχρι 15 cm. Η εξωτερική επιφάνεια του, εκείνη δηλαδή που υπόκειται στην παρατήρηση, είναι ισχυρά λειασμένη και χαραγμένη από πλήθος τεκτονικών γραμμώσεων ολίσθησης (4). Τέλος, τόσο η στιλβωμένη επιφάνεια του μυλωνίτη όσο και η αντίστοιχη αρχική τεκτονική λεία επιφάνεια του ασβεστόλιθου (στις περιοχές που δεν καλύπτεται από το μυλωνίτη) σκεπάζονται από ένα λεπτό αργιλοασβεστιτικό επίχρισμα κιτρινόλευκου χρώματος (5).

Οι γραμμώσεις τεκτονικής ολίσθησης των σχετικά παλιότερων κινήσεων διακρίνονται αμυδρά μόνο κάτω από το αργιλοασβεστιτικό υλικό πλήρω¬σης της κατοπτρικής επιφάνειας. Ο προσανατολισμός της πρώτης είναι 55° /85° ΝΑ, γωνία pitch 40° Α. Η φορά της κίνησης αυτής δεν κατορθώθηκε να καθοριστεί, όπως επίσης και η ηλικία της σε σχέση με την επόμενη. Μια δεύτερη κίνηση, αποτυπωμένη στην ίδια ρηξιγενή επιφάνεια (60°/80° ΝΑ) με γραμμώσεις τεκτονικής ολίσθησης (γωνία pitch 50° Δ, κανονική-δεξιόστροφη), αποκαλύπτεται κάτω από το τεκτονικό μικρολατυποπαγές.

Τέλος, η κίνηση με τις περισσότερο έντονες γραμμώσεις ολίσθησης (60°/80° ΝΑ, γωνία pitch 86° Α, κανονική) πιστεύεται ότι είναι σχετικά η νεότερη, γιατί: 1ο) είναι αποτυπωμένη τόσο στην ασβεστολιθική κατοπτρική επιφάνεια του ρήγματος όσο και πάνω στα υλικά πλήρωσης του ρήγματος της πρώτης και δεύτερης γενιάς (μυλωνίτης και ασβεστιτικό επίχρισμα), 2ο) όπου διασταυρώνονται γραμμώσεις τεκτονικής ολίσθησης, οι παλιότερες «κόβονται» από τις νεότερες χωρίς να εξαφανίζονται απ' αυτές, και 3ο) οι νεότερες γραμμώσεις είναι ιδιαίτερα έντονα χαραγμένες, σε αντίθεση με τις παλιότερες που είναι περισσότερο αμυδρές και δυσδιάκριτες.

Η ηλικία της δημιουργίας του ρήγματος και ιδιαίτερα της νεότερης επαναδραστηριοποίησης του συνδέεται άμεσα με την ηλικία των πλευρικών κορημάτων, που καλύπτουν την κατοπτρική του επιφάνεια. Μερικές φορές μάλιστα, οι αποθέσεις αυτές φαίνεται να είναι επηρεασμένες από τις νεότερες επαναδραστηριοποιήσεις του ρήγματος (Σχ. 71 Β).

Η έντονα στιλβωμένη κατοπτρική επιφάνεια του ρήγματος διατηρείται ανέπαφη χωρίς ίχνος διάβρωσης για δύο λόγους. πρώτα γιατί καλύπτεται αμέσως από τις πλευρικές αποθέσεις και για το λόγο αυτό θεωρούνται ταυτόχρονες της δράσης του ρήγματος και προστατεύεται από αυτές, και δεύτερo γιατί πρόκειται για πολύ πρόσφατο τεκτονικό γεγονός.

Οι κύριοι άξονες τάσης για τη νεότερη τεκτονική κίνηση, που υπολογίστηκαν από μια ομάδα 39 μετρήσεων της παραπάνω κατοπτρικής επιφάνειας του ρήγματος και διάφορων άλλων κατά μήκος της ίδιας τεκτονική γραμμής (παράλληλες, αντιθετικές κτλ.), οι οποίες εκτείνονταν σε μια ζώνη 2 Km περίπου, με τη μέθοδο των ορθών διέδρων γωνιών:

Ν1: D = 359°, p = 74°
Ν2: D = 211°, p = 13°
Ν3: D - 119°, p = 8°
και με τη μέθοδο του μέσου τανυστή τάσης:
σ₁: D = 107°, p = 88°
σ₂: D = 234°, p = 1o
σ₃: D = 324°, p = 2°

Από τους υπολογισμούς αυτούς και το αντίστοιχο διάγραμμα (Σχ. 67) προκύπτει ότι ο άξονας συμπίεσης (σ₁) είναι κατακόρυφος, ο άξονας εφελκυσμού (σ₃) σχεδόν οριζόντιος και διευθύνεται ΒΔ-ΝΑ, ενώ ο ενδιάμεσος (σ₂) διευθύνεται ΒΑ-ΝΔ.

Όσον αφορά την παλιότερη τεκτονική κίνηση, η οποία προκύπτει από μετρήσεις τόσο στην παραπάνω επιφάνεια του ρήγματος όσο και σε ανάλογες μικρότερες τεκτονικές επιφάνειες, κατά μήκος της ίδιας ζώνης ρηγμάτων, υπολογίστηκε με τη μέθοδο του μέσου τανυστή τάσης ως εξής:

σ1: D = 326°, p = 77°
σ2: D = 138°, p = 13o
σ3: D = 228°, p = 2°

και σ' αυτή την περίπτωση, ο άξονας εφελκυσμού (σ3) είναι οριζόντιος με διεύθυνση όμως ΒΑ-ΝΔ, ενώ ο άξονας συμπίεσης (σ1) σχεδόν κατακόρυφος και ο ενδιάμεσος (σ2) σε ΒΔ-ΝΑ διεύθυνση.

Η σχετική χρονολόγηση των τεκτονικών κινήσεων έγινε όπως και προηγούμενα, με κριτήρια τη διασταύρωση των γραμμώσεων - οι παλιότερες κόβονται από τις νεότερες χωρίς να εξαφανίζονται απ' αυτές - και την ανάπτυξη τους μόνο κάτω από το πρόσφατο ασβεστιτικό υλικό πλήρωσης των ρηγμάτων. Ένα δευτερεύον στοιχείο στην περίπτωση αυτή, που συνεπικουρεί για τη σχετική παλιότερη ηλικία της τεκτονικής κίνησης, είναι ότι οι γραμμώσεις τεκτονικής ολίσθησης της είναι κατά κανόνα πιο αμυδρές.

Τέλος, ανάλογο παράδειγμα αποτελεί εκείνο του σχήματος 72. Στην κατοπτρική επιφάνεια του νέου ρήγματος, που πιθανώς είναι και ενεργό, διακρίνονται δύο τουλάχιστον ομάδες γραμμώσεων ολίσθησης που οφείλονται στις τελευταίες επαναδραστηριοποιήσεις του. Και στις δύο περιπτώσεις πρόκειται για κανονικές κινήσεις που οφείλονται σε εφελκυστικό πεδίο των τάσεων, αλλά στην πρώτη ο άξονας σ3 διευθύνεται σχεδόν Β-Ν, ενώ στη δεύτερη ΑΒΑ-ΔΝΔ.

Από τη μελέτη ανάλογων μικρό- και μέσο- νεοτεκτονικών δομών καθώς επίσης και από τον υπολογισμό των κύριων αξόνων τάσης για ορισμένες ομάδες τέτοιων ρηγμάτων σε τοπική κλίμακα, βγαίνουν συμπεράσματα για τα χαρακτηριστικά του πεδίου των τάσεων, τις εναλλαγές του κτλ. Στη συνέχεια γίνεται μια προσπάθεια να χρονολογηθούν οι διάφορες τεκτοφάσεις με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια, κυρίως με στρωματογραφικά δεδομένα, αλλά και με άλλα δευτερεύοντα γεωμορφολογικά, τεκτονικά κ.ά. Τα συμπεράσματα που βγαίνουν μ' αυτό τον τρόπο από τις μικρό- και μέσο-δομές για τις επιμέρους μικρές περιοχές στις οποίες παρατηρήθηκαν έχουν γενικότερη σημασία για το πεδίο των τάσεων και τη νεοτεκτονική εξέλιξη μιας ευρύτερης περιοχής όταν είναι σε γενική συμφωνία (γεωμετρική, δυναμική) με τις μεγαδομές της περιοχής.

Ο χάρτης του σχήματος 73 περιλαμβάνει πληροφορίες για το είδος και τη διεύθυνση των τάσεων που υπολογίστηκαν για επιμέρους μικρές περιοχές της Νεογενούς λεκάνης Φλώρινας - Βεγορίτιδας - Πτολεμαΐδας. Οι κύκλοι συμβολίζουν στερεογραφικές προβολές των κύριων αξόνων τάσης που υπολογίστηκαν από τους μηχανισμούς δράσης ομάδων νεοτεκτονικών ρηγμάτων με μαθηματικό τρόπο. Με μαύρο κύκλο συμβολίζεται ο άξονας σ₁, τετράγωνο ο σ₂ και τρίγωνο ο σ₃. Τα αποκλίνοντα παχιά μαύρα βέλη καθορίζουν τις διευθύνσεις των επικρατούντων αξόνων εφελκυσμού (σ₃) της Τεταρτογενούς περιόδου, ενώ τα αντίστοιχα λευκά εκείνες του Πλειόκαινου. Τα συγκλίνοντα βέλη καθορίζουν τις διευθύνσεις των επικρατούντων αξόνων συμπίεσης (σ₁). Επίσης ο χάρτης περιέχει πληροφορίες και από άλλες δευτερεύουσες παρατηρήσεις για το πεδίο των τάσεων.

Σχ. 73. Τεκτονικός χάρτης της περιοχής Φλώρινας - Βεγορίτιδας - Πτολεμαΐδας με πληροφορίες για το πεδίο των νεοτεκτονικών τάσεων. 1) Εφελκυστική φάση Τεταρτογενούς. 2) Εφελκυστική φάση Ανώτερου Μειόκαινου - Πλειόκαινου. 3) Μηχανισμοί ρηγμάτων με συμπιεστική συνιστώσα τάσης. 4) Γενική διεύθυνση τεταρτογενούς εφελκυσμού, όπου δεν έχουν υπολογιστεί οι κινηματικοί άξονες (σ1 σ2, σ3). 5)Γενική διεύθυνση συμπίεσης όπως καθορίζεται από μερικά ανάστροφα ρήγματα. 6) Διεύθυνση εφελκυσμού από απευθείας (in situ) στη φύση μετρήσεις των τάσεων. (Κατά Παυλίδη 1985).

Τα συμπεράσματα αυτά φαίνεται ότι έχουν γενικότερη σημασία για τη νεοτεκτονική εξέλιξη της ευρύτερης περιοχής της λεκάνης και της Δυτικής Μακεδονίας, στην οποία επικρατεί εφελκυστικό πεδίο τάσεων από το Ανώτερο Μειόκαινο μέχρι σήμερα. Το πεδίο αυτό είχε μέση διεύθυνση εφελκυσμού ΒΑ-ΝΔ κατά το Πλειόκαινο, η οποία άλλαξε και έγινε ΒΔ-ΝΑ ως ΒΒΑ-ΝΝΔ κατά το Τεταρτογενές.

Ανάλογος είναι ο χάρτης του σχήματος 74 που αναφέρεται στις τεκτοφάσεις του Ανώτερου Μειόκαινου - Κατώτερου Πλειόκαινου και Μέσου Πλειόκαινου της Νότιας Ιταλίας, καθώς επίσης και ο αντίστοιχος χάρτης του σχήματος 75 που αναφέρεται στον Ελληνικό χώρο. Οι χάρτες αυτοί, που αποτυπώνουν τις διάφορες νεοτεκτονικές φάσεις, προέκυψαν μετά από λεπτομερή κατά θέσεις νεοτεκτονική ανάλυση.

Σχ. 75. Εντατική κατάσταση του ελλαδικού χώρου από το Ανώτερο Μειόκαινο μέχρι σήμερα (~ 6-7ΜΑ), διαχωρίστηκαν τέσσερις κύριες τεκτονικές φάσεις. Οι κύκλοι παριστάνουν στερεογραφικές προβολές σε δίκτυα Wulf, τα μαύρα μικρά τρίγωνα τις Θέσεις των αξόνων σ1 (συμπίεση) στο δίκτυο, τα μαύρα μικρά τετράγωνα τις θέσεις των σ3 (εφελκυσμός) και οι αστερίσκοι τους σ2 (ενδιάμεσοι άξονες). Α) Τεκτονική κατάσταση Ανώτατου Μειόκαινου - Κατώτατου Πλειόκαινου. Β) Πλειόκαινου. C) Πλειο-πλειστόκαινου- Κατώτερου Πλειστόκαινου. D) Μέσου Πλειστόκαινου μέχρι σήμερα. (Κατά Mercier et al 1979b).

Σχ. 74. Δύο νεοτεκτονικές φάσεις από το τόξο της Καλαβρίας (Νότια Ιταλία). Τα βέλη δηλώνουν τους επικρατούντες άξονες, μαύρα = σι και άσπρα = σ3 Α) Εφελκυστική φάση Ανώτερου Μειόκαινου - Κατώτερου Πλειόκαινου. Β) Συμπιεστική φάση Μέσου Πλειόκαινου. (Κατά Boccaletti el al. 1984).

Επόμενη Σελίδα