Γεωλογική και στρωματογραφική μελέτη του Μεγανησίου, Ιόνια νησιά

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΑΛΑΙΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ 2013 Γεωλογική και στρωματογραφική μελέτη του Μεγανησίου, Ιόνια νησιά Ηλίας Κούσης ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΓΙΩΡΓΟΣ ΗΛΙΟΠΟΥΛΟΣ ΠΑΤΡΑ 2013

2

3 Περιεχόμενα Ευχαριστίες σελ Περιοχή μελέτης σελ Γεωγραφική θέση...σελ Γεωλογικό πλαίσιο..σελ Παλαιογεωγραφική εξέλιξη Ιονίου Ζώνης.σελ Στρωματογραφία περιοχής μελέτης σελ Ιουρασικό..σελ Κρητιδικό..σελ Παλαιόκαινο Ηώκαινο...σελ Τυρβωδιτικές αποθέσεις (φλύσχης)..σελ Τεκτονική γεωλογία..σελ Μέθοδοι συλλογής, έρευνας και ανάλυσης δεδομένων..σελ Έρευνα πεδίου...σελ Βιοστρωματογραφικές μέθοδοι.σελ Ανάλυση δειγμάτων κλαστικού ιζήματος...σελ Ανάλυση λεπτών τομών ανθρακικής σειράς.. σελ Ανάλυση τεκτονικών δεδομένων..σελ Κλαστικά ιζήματα Νεογενούς..σελ Μακροπαλαιοντολογία...σελ Αποτελέσματα μακροπαλαιοντολογίας..σελ Συστηματική παλαιοντολογία μακροαπολιθωμάτων.σελ Μικροπαλαιοντολογία...σελ Αποτελέσματα μικροαπολιθωμάτων κλαστικών δειγμάτων... σελ.26

4 3.2.2 Οστρακώδη σελ Συστηματική παλαιοντολογία οστρακωδών.σελ Τρηματοφόρα.σελ Συστηματική παλαιοντολογία τρηματοφόρων...σελ Βιοστρωματογραφία κλαστικών δειγμάτων..σελ Παλαιοοικολογία Παλαιοπεριβάλλον σελ Ανθρακική σειρά..σελ Ανθρακική ιζηματογένεση...σελ Αποτελέσματα ανθρακικής σειράς σελ Συστηματική παλαιοντολογία μικροαπολιθωμάτων ανθρακικής σειράς σελ Τρηματοφόρα.σελ Ακτινόζωα..σελ Βλεφαριδοφόρα..σελ Βιοστρωματογραφία ανθρακικής σειράς..σελ Μεγανήσι..σελ Κυθρός...σελ Θηλειά...σελ Τεκτονική γεωλογία...σελ Τεκτονικό καθεστώς περιοχής μελέτης...σελ Τεκτονική γεωλογία Μεγανησίου.. σελ Αποτελέσματα τεκτονικών δεδομένων..σελ Μεγανήσι σελ Κυθρός...σελ Θηλειά...σελ. 128

5 5.4 Ερμηνεία αποτελεσμάτων...σελ Πτυχές...σελ Ρήγματα...σελ Διακλάσεις... σελ Συμπεράσματα.σελ.135 Βιβλιογραφία..σελ. 143 Παράρτημα σελ. 166

6 Ευχαριστίες Αρχικά, θέλω να ευχαριστήσω τον φίλο και δάσκαλό μου Γεώργιο Ηλιόπουλο, Λέκτορα στο Τμήμα Γεωλογίας Πανεπιστημίου Πατρών, που με την μεγάλη υπομονή του ήταν ο πιο καθοριστικός παράγοντας για να ολοκληρωθεί η παρούσα εργασία. Επιπλέον, τον ευχαριστώ που ήταν πραγματικός δάσκαλος εντός και εκτός του τομέα της Γεωλογίας, που μου δίδαξε πώς πρέπει να δουλεύει ένας νέος ερευνητής και που μου δημιούργησε έμπνευση και όρεξη για να προσπαθήσω για το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Στη συνέχεια, θέλω να ευχαριστήσω την Αναπληρώτρια Καθηγήτρια του Τμήματος Ιστορίας και Αρχαιολογίας του Πανεπιστημίου Κρήτης, Νένα Γαλανίδου η οποία μου έδωσε τη δυνατότητα να συμμετάσχω στο ερευνητικό πρόγραμμα «Επιφανειακή αρχαιολογική έρευνα Εσωτερικού Αρχιπελάγους Ιονίου» και μέσα από το πρόγραμμα αυτό να πραγματοποιήσω την αναγκαία εργασία πεδίου για την διπλωματική μου εργασία, ενώ παράλληλα είχα την ευκαιρία να αποκτήσω πρόσθετη εμπειρία από τη συνεργασία μου με επιστήμονες και φοιτητές ενός άλλου επιστημονικού χώρου, της αρχαιολογίας. Μεγάλες ευχαριστίες θα πρέπει να δωθούν επιπλέον στο Δήμο Μεγανησίου και τον Δήμαρχο Στάθη Ζαβιτσάνο, για την οικονομική, ηθική και υλικοτεχνική υποστήριξη που παρείχε για την υλοποίηση του προγράμματος και συνεπώς και της παρούσας εργασίας. Στα πλαίσια της προσφοράς συγκαταλέγεται και η παραχώρηση του σκάφους του Δήμου για τη μετάβαση στις νησίδες Κυθρός και Θηλειά όπως επίσης και για τον περίπλου του νησιού. Εδώ δεν θα πρέπει να ξεχάσω και τον καπετάνιο μας κ. Ανδρέα Μάλαμα, ο οποίος ήταν πάντα εκεί για να μας μεταφέρει όπου χρειαζόταν με το σκάφος του Δήμου. Πολλά εύσημα για την υπερπολύτιμη βοήθειά και τις συμβουλές της στον προσδιορισμό των οστρακωδών και στο γενικότερο έργο της πτυχιακής μου, στην Πηνελόπη Παπαδοπούλου, υποψήφια διδάκτορα του Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Σημαντική ήταν επίσης η συμβολή του Κώστα Νικολακόπουλου, Επίκουρου Καθηγητή του Τμήματος Γεωλογίας, Πανεπιστημίου 1

7 Πατρών, ως δημιουργός του νέου γεωλογικού χάρτη του Μεγανησίου, τον οποίο και ευχαριστώ θερμά. Ακόμη, ένα μεγάλο ευχαριστώ στον κ. Κωνσταντίνο Χατζηπαναγιώτου, Καθηγητή Πανεπιστημίου Πατρών, Τμήματος Γεωλογίας και διευθυντή του Τομέα των Ορυκτών Πρώτων Υλών (Ο.Π.Υ) για τη δυνατότητα που μας έδωσε να χρησιμοποιήσουμε τις εγκαταστάσεις του εργαστηρίου των Ο.Π.Υ. για την κατασκευή των λεπτών τομών. Ευχαριστούμε και τον κ. Παναγιώτη Μπαλάση, μέλος Ε.Τ.Ε.Π του Πανεπιστημίου Πατρών στο Τμήμα Γεωλογίας, που έκανε υπεύθυνη και επιτυχημένη δουλειά ως τεχνικός για την παρασκευή των λεπτών τομών. Εξαιρετικής σημασίας ήταν και η συμμετοχή του Π. Πάσχου (Ι.Γ.Μ.Ε Πρέβεζας), ο οποίος με την τεράστια εμπειρία του στα πετρώματα της Δυτικής Ελλάδας, μας παρείχε χρήσιμες πληροφορίες που συνετέλεσαν στην πιο έγκυρη σύνθεση των αποτελεσμάτων μας. Ευχαριστούμε επίσης τον Καθηγητή Ανδρέα Μαγκανά και τον μεταπτυχιακό φοιτητή Π. Χατζημπάλογλου από το Τμήμα Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Αθηνών για τη συνεργασία τους, αλλά και για τις γνώσεις και το υλικό που μοιράστηκαν μαζί μας. Εύσημα και στον Αναπληρωτή Καθηγητή Πανεπιστημίου Πατρών, Τμήματος Γεωλογίας, Τομέα Γενικής, Θαλάσσιας Γεωλογίας και Γεωδυναμικής Σ. Κοκκάλα, ο οποίος βοήθησε στην ερμηνεία των τεκτονικών δεδομένων. Ευχαριστώ θερμά τον φίλο και συμφοιτητή μου Αθανάσιο Γεωργόπουλο για την ψυχολογική στήριξη και την υπερπολύτιμη βοήθειά του στις φωτογραφίες που τραβήχτηκαν και την Ο. Τζωρτζακάκη για τις συμβουλές της στη συγγραφή της εργασίας. Τέλος, ευχαριστώ τους φίλους και συμφοιτητές μου Σ. Σεργίου, Ν. Τ. Ντουτσούκ για την ψυχολογική στήριξη και την πίστη που μου έδειξαν. Τέλος, θέλω να ευχαριστήσω τους γονείς μου για όλη την υλική και ηθική στήριξη που μου προσέφεραν, όχι μόνο κατά τη διάρκεια της εκπόνησης της πτυχιακής μου εργασίας, αλλά και σε ολόκληρη την πορεία μου μέχρι τώρα. 2

8 1. Περιοχή μελέτης 1.1 Γεωγραφική θέση Η νήσος Μεγανήσι βρίσκεται στο Εσωτερικό Αρχιπέλαγος του Ιονίου Πελάγους ανατολικά της νήσου Λευκάδας (Εικόνα 1). Πρόκειται για ένα σχετικά μικρό νησί με συνολική επιφάνεια γύρω στα 20,3 km 2. Από πλευράς μορφολογίας χωρίζεται σε τρία κύρια μέρη: α) Το δυτικό ορεινό κομμάτι, όπου η υψηλότερη κορυφή είναι οι Ράχες (297 m), β) Το ανατολικό κομμάτι με τις ακτογραμμές τύπου «φιορδ» και με χαμηλότερο ανάγλυφο (σπάνια ξεπερνάει το υψόμετρο των 100 m), γ) Το νότιο κομμάτι, το «πόδι» όπως φαίνεται στο χάρτη, στο οποίο κυριαρχεί το έντονο ανάγλυφο και είναι εμφανής η επίδραση της τεκτονικής δραστηριότητας (Εικόνα 1). Μαζί με το Μεγανήσι, πραγματοποιήθηκε έρευνα και στις μικρότερες δορυφορικές νησίδες Κυθρό και Θηλειά. Εικόνα 1: Η γεωγραφική θέση του Μεγανησίου εντός του κόκκινου πλαισίου ανατολικά της Λευκάδας (Google earth) 3

9 1.2 Γεωλογικό πλαίσιο Από λιθολογικής άποψης, το Μεγανήσι αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από ασβεστόλιθους μεσοζωικής και καινοζωικής ηλικίας. Πιο συγκεκριμένα, το Μεγανήσι απαρτίζεται εξ ολοκλήρου από πετρώματα της Ιονίου Ζώνης και ειδικότερα της εξωτερικής Ιονίου Ζώνης (Εικόνα 2). Οι ασβεστόλιθοι γενικά ποικίλλουν στο νησί και κατά τόπους μπορεί να εμφανίζονται ως μαργαϊκοί, λατυποπαγείς, ή να περικλείουν πηλιτικές ενδιαστρώσεις. Το κυριότερο τους χαρακτηριστικό που παρατηρείται σε ολόκληρο το νησί (όπως και στα δύο μικρότερα νησιά που μελετήθηκαν) είναι οι εμφανίσεις κερατολίθων. Οι κερατόλιθοι άλλοτε εντοπίζονται ως κόνδυλοι και άλλοτε ως ενδιαστρώσεις διαφόρων χρωμάτων ανάλογα με τον χαρακτήρα του εκάστοτε σχηματισμού (Εικόνα 3 με κερατόλιθο). Οι ηλικίες των σχηματισμών που εμφανίζονται στο Μεγανήσι κυμαίνονται από το Μάλμιο μέχρι και το Ανώτερο Μειόκαινο. Εικόνα 2: Απλοποιημένος Γεωλογικός χάρτης της Ελλάδας (Koglin et al., 2009 από IGME, 1983). Μεταφράζεται το υπόμνημα με την αντίστοιχη σειρά. Μαύρο: Οφιόλιθοι και μαφικά-υπερμαφικά συμπλέγματα, Σκούρο καφέ: Μάζα της Ροδόπης, Καφέ: Σερβομακεδονική Μάζα, Λαδί: Ζώνη Ροδόπης, Ανοιχτό πράσινο: Ζώνη Βαρδάρη, Μωβ: Πελαγονική Ζώνη, Πορτοκαλί: Αττικοκυκλαδική 4

10 Ζώνη, Μπεζ: Μεσοελληνική Αύλακα, Πιο ανοιχτό πράσινο: Ζώνη Πίνδου, Τιρκουάζ: Ζώνη Παρνασσού-Γκιώνας, Μπλε: Ζώνη Γαβρόβου-Τριπόλεως, Ανοικτό μπλε: Ιόνια Ζώνη, Γαλάζιο: Ζώνη Παξών (Προαπούλια), Σκούρο πράσινο: Ζώνη Σακάρια, Πράσινο: Σύμπλεγμα Καρακάια. Τα σύμβολα: P = Πίνδος, V = Βούρινος, O = Όθρυς, G = Γεύγελη, T-M = Θεσσαλονίκη Μεταμόρφωση, K-S = Κασσάνδρα Σιθωνία, E = Έβρος, L = Λέσβος, Cr = Κρήτη Εικόνα 3: Ενδιαστρώσεις κερατόλιθου 5

11 1.3 Παλαιογεωγραφική εξέλιξη Ιονίου Ζώνης Η Ιόνια ζώνη σύμφωνα με τον Aubouin (1959) και με βάση τις διαφοροποιήσεις μεταξύ των ασβεστολιθικών φάσεων ανά περιοχή, χωρίζεται σε τρεις υποζώνες από ανατολικά προς δυτικά: α) την εσωτερική υποζώνη, β) την αξονική υποζώνη, γ) την εξωτερική υποζώνη (Εικόνα 4). Εικόνα 4: Οι υποζώνες της Ιονίου Ζώνης (Μπακόπουλος, 2006) Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο που έχει γίνει ευρέως αποδεκτό, η εσωτερική και εξωτερική υποζώνη αντιστοιχούν στα ρηχότερα ανατολικά και δυτικά περιθώρια αντίστοιχα της Ιόνιας λεκάνης, ενώ η αξονική αντιστοιχεί στο μεσαίο και βαθύτερο τμήμα της. Ωστόσο, το μοντέλο αυτό δεν ισχύει για όλο το μήκος της έκτασης της Ιόνιας ζώνης, αφού σε κάποια σημεία παρουσιάζεται αδιαίρετη (π.χ. στην γεωγραφική περιοχή της Αιτωλοακαρνανίας). Στην προ-ορογενετική ακολουθία της Ιόνιας ζώνης διακρίνονται τρεις περίοδοι απόθεσης και εξέλιξης της λεκάνης ανάλογα με τα διαφορετικά στρωματογραφικά χαρακτηριστικά τους (Εικόνα 5). 6

12 Η πρώτη περίοδος (εικόνα 5), που προηγείται της ταφρογένεσης αναλογεί στο χρονικό διάστημα Τριαδικού Λιασίου. Το πρώτο μισό αυτής της περιόδου (Κατώτερο Μέσο Τριαδικό), χαρακτηρίζεται από την απόθεση ασβεστόλιθων, δολομιτών και εβαποριτών σε μεγάλη έκταση. Στο κέντρο της Ιόνιας ζώνης έχουμε μεγάλου πάχους αποθέσεις ανυδρίτη και αλίτη, ενώ η απουσία του τελευταίου από επιφανειακές εμφανίσεις μπορεί να αποδοθεί στη διάλυσή του (Underhill, 1989). Η ακριβής ηλικία των εβαποριτών δε μας είναι γνωστή, θεωρείται όμως παλαιότερη του Λαδινίου (Karakitsios, 1995). Το δεύτερο μισό της περιόδου αυτής (Μέσο Τριαδικό Λιάσιο), αντιστοιχεί στα αρχικά στάδια διάνοιξης του Ατλαντικού ωκεανού και στην συνακόλουθη αριστερόστροφη μετακίνηση μεταξύ Ευρώπης και Αφρικής. Κατά την περίοδο αυτή συντελείται ανθρακική ιζηματογένεση που έχει ως αποτέλεσμα την απόθεση κατά σειρά των εξής σχηματισμών: των ασβεστόλιθων Φουσταπήδημα, των νηρητικών ασβεστόλιθων ρηχής πλατφόρμας του Παντοκράτορα και τέλος των ισοδύναμων πλευρικά ημιπελαγικών ασβεστόλιθων των Σινιών και του Λούρου (Renz, 1955). Η δεύτερη περίοδος (Εικόνα 5) αντιστοιχεί στο χρονικό διάστημα Μέσου Ανώτερου Ιουρασικού και χαρακτηρίζεται από την ταφρογένεση που επηρεάζει την Ιόνια ζώνη (Εικόνα 5). Όπως είναι λογικό, την περίοδο αυτή τη χαρακτηρίζουν σχηματισμοί βαθιάς θάλασσας όπως οι ασβεστόλιθοι με αμμωνίτες (σχηματισμός Ammonitico Rosso), οι κατώτεροι πυριτικοί «σχιστόλιθοι» με Posidonia, οι ασβεστόλιθοι με filaments και τέλος οι ανώτεροι πυριτικοί «σχιστόλιθοι» με Posidonia. Το γεγονός ότι η παρουσία τους και το πάχος τους δεν είναι σταθερά πιθανώς να οφείλεται στην ύπαρξη τάφρων και κεράτων που δημιουργήθηκαν στο χώρο της Ιόνιας ζώνης εξαιτίας της ταφρογένεσης (Karakitsios, 1995). Επίσης, είναι πολύ πιθανό κάποιοι τοπικοί διαπειρισμοί των εβαποριτών του Κατώτερου Τριαδικού να επηρέασαν τη στρωματογραφική εξέλιξη στα κατώτερα στρώματα της ακολουθίας. Άλλωστε, πρέπει να τονισθεί ότι οι «σχιστόλιθοι» με Posidonia αποτελούν τα εξ ολοκλήρου μητρικά πετρώματα για την πετρελαιογένεση στο χώρο της Δυτικής Ελλάδας (Karakitsios & Rigakis, 1996). Κατά τη διάρκεια του Βαθωνίου, ταυτόχρονα με την αρχή της ωκεάνιας διάνοιξης του Ατλαντικού αρχίζει και η καταβύθιση στον ωκεανό της Πίνδου. Αυτή η διαδικασία οδήγησε στην τοποθέτηση των οφιόλιθων του Βούρινου πάνω στην Πελαγονική μικροπλάκα, ενώ οι 7

13 μελλοντικοί οφιόλιθοι της Πίνδου ήταν ακόμα μέρος του ωκεανού της Πίνδου (Doutsos et al. 1993, 1994). Εικόνα 5: Απεικόνιση εξέλιξης της Ιόνιας ζώνης μεταξύ άλλων, από το συμβάν της ταφρογένεσης και μετά (Jones & Robertson, 1991) Η τρίτη περίοδος (Εικόνα 5) που τοποθετείται μετά το συμβάν της ταφρογένεσης και αναλογεί στο χρονικό διάστημα Κρητιδικού Ηωκαίνου. Μεταξύ Κατωτέρου Κρητιδικού Κατωτέρου Σενωνίου η λεκάνη της Ιόνιας ζώνης χαρακτηρίζεται από μια βύθιση που προκλήθηκε από την ταφρογένεση της προηγούμενης περιόδου. Ως συνέπεια της συγκεκριμένης βύθισης αποτίθενται οι πελαγικοί λεπτοπλακώδεις ασβεστόλιθοι με κονδύλους κερατόλιθων της Βίγλας που καλύπτουν το προϋπάρχον ανάγλυφο από τεκτονικά κέρατα και τάφρους. Οι σημαντικές διακυμάνσεις στο πάχος τους εξηγούνται πιθανότατα από τη διατήρηση της προϋπάρχουσας γεωμετρίας της λεκάνης και τους συνεχιζόμενους διαπειρισμούς (Karakitsios, 1995). Κατά τόπους οι ασβεστόλιθοι της Βίγλας υπέρκεινται των ασβεστόλιθων του Παντοκράτορα πράγμα που μαρτυρά διάβρωση σημαντικού τμήματος της στρωματογραφικής ακολουθίας που θα έπρεπε να είχε αποτεθεί κατά το Μέσο με Ανώτερο Ιουρασικό. Το Ανώτερο Σενώνιο στην αξονική υποζώνη αποτελείται από εναλλαγές πελαγικών και μικρολατυποπαγών ασβεστόλιθων ενώ στην εσωτερική και εξωτερική υποζώνη έχουμε έντονη παρουσία λατυποπαγών ασβεστόλιθων. Τα κλαστικά υλικά και στις 8

14 δύο περιπτώσεις έχουν ως πηγή προέλευσης τα γειτονικά υβώματα του Γαβρόβου ανατολικά και της Προ-απούλιας δυτικά. Η ακολουθία συνεχίζεται με παρόμοιες λιθοφάσεις κατά το Παλαιόκαινο Ανώτερο Ηώκαινο με συμφωνία στρώσης ως προς τους υποκείμενους ασβεστόλιθους (Dercourt et al. 1979, IGRS IFP 1966, Fleury 1980). Η ακολουθία της Ιόνιας ζώνης κλείνει με την παρουσία τυρβωδιτικών αποθέσεων (φλύσχη). Παρόλα αυτά, το πέρασμα από την ανθρακική στην κλαστική ιζηματογένεση συμβαίνει σε διαφορετικές χρονικές στιγμές στην κάθε υποζώνη (εσωτερική, μεσαία, εξωτερική). Η χρονική στιγμή κατά την οποία ξεκίνησε η κλαστική ιζηματογένεση και κατ επέκταση η απόθεση τυρβωδιτικών αποθέσεων στο Μεγανήσι, αποτελεί έναν από τους σκοπούς της παρούσης εργασίας και θα αναλυθεί παρακάτω. Εν κατακλείδι, η Ιόνια ζώνη κατά τη διάρκεια της προ-ορογενετικής της εξέλιξης από το Τριαδικό ως το Ηώκαινο, μετέβαλε τον παλαιογεωγραφικό της χαρακτήρα από νηριτικό σε πελαγικό, σε αντίθεση με την Προ-απούλια και τη Γαβρόβου Τρίπολης που εξακολουθούσαν να δέχονται νηρητικά ιζήματα μέχρι και εκείνη την περίοδο. Παρατίθεται η στρωματογραφική κολώνα της Ιόνιας ζώνης από Κ.Μανάκος, 2003 σε χάρτη του ΙΓΜΕ (φύλλο Κάλαμος) για το Μεγανήσι (Εικόνα 6). 9

15 Εικόνα 6: Στρωματογραφική στήλη Ιονίου Ζώνης Τα παρακάτω είναι γνωστά για την Ιόνιο Ζώνη από Μπορνόβας (1964), Aubouin (1959), Karakitsios (1990), Mountrakis (1980), Renz (1955), Skourtsis-Coroneou et al. (1995). 10

16 1.4 Στρωματογραφία περιοχής μελέτης Όπως έχει ήδη αναφερθεί προηγουμένως, το Μεγανήσι και τα δύο μικρότερα νησιά Κυθρός και Θηλειά, συνίστανται από σχηματισμούς που ανήκουν στην εξωτερική υποζώνη της Ιονίου Ζώνης. Πρέπει ακόμη να τονιστεί ότι τα πετρώματα που εντοπίστηκαν στην περιοχή μελέτης είναι ηλικίας Ιουρασικού και άνω, μέχρι και το Ανώτερο Μειόκαινο Ιουρασικό Όπως προαναφέρθηκε, στο Μεγανήσι απαντώνται πετρώματα μόνο της Ιονίου ζώνης, και πιο ειδικά από το Μέσο Ιουρασικό μέχρι το Μειόκαινο. Κατά το Ανώτερο Λιάσιο Κατώτερο Βαγιώσιο παρουσιάζονται δύο ισότιμες φάσεις, του «Ammonitico Rosso» και των «σχιστόλιθων» με Posidonia bronni. Η πρώτη φάση αντιπροσωπεύει αποθέσεις βαθιάς θάλασσας, ενώ οι «σχιστόλιθοι» αποτελούν σχηματισμούς κρηπίδας (Renz, 1955). Σύμφωνα με τον Aubouin (1962) αντίθετα, οι «σχιστόλιθοι» αντιπροσωπεύουν την αξονική περιοχή της Ιόνιας αύλακας, ενώ το «Ammonitico Rosso» καταλαμβάνει το ανατολικό και δυτικό της περιθώριο. Όσον αφορά τους ορίζοντες των «σχιστόλιθων» με Posidonia (οι οποίοι είναι και αυτοί που συναντώνται στο Μεγανήσι), αποτελούνται από λεπτοπλακώδεις, φυλλώδεις υποκίτρινους ασβεστιτικούς σχίστες σε εναλλαγές με σκουρόχρωμους κερατόλιθους. Σημαντικό να ειπωθεί ότι δε πρόκειται για μεταμορφωμένα πετρώματα και επομένως δεν είναι έγκυρο να αποκαλούνται σχιστόλιθοι. Το πάχος του ορίζοντα αυτού κυμαίνεται μεταξύ 5-10 m. Κατά το Ανώτερο Βαγιώσιο Βαθώνιο η Ιόνια ζώνη αντιπροσωπεύεται από τον ανώτερο ορίζοντα «σχιστόλιθων» με Posidonia alpina. Φασικά, έχουν πολλές ομοιότητες με τους προαναφερθέντες του Κατ. Βαγιωσίου, με τη μόνη διαφορά ότι είναι πιο πυριτικοί. Οι λεπτοπλακώδεις και φυλλώδεις ασβεστιτικοί σχίστες υποχωρούν και τη θέση τους καταλαμβάνουν καστανές, λεπτές αργιλικές ενδιαστρώσεις σε εναλλαγές με κερατόλιθους ίδιου χρώματος και αραιών λεπτοπλακώδων ασβεστόλιθων. Η εξάπλωση της συγκεκριμένης βαθμίδας υπάρχει σε όλη την Ιόνια ζώνη και το πάχος της κυμαίνεται από 10 ως 20 m. 11

17 1.4.2 Κρητιδικό Στη διάρκεια του Ανώτερου Μάλμιου Κατωτέρου Σενωνίου αποτέθηκαν μια σειρά πλακώδων ασβεστόλιθων και κερατόλιθων γνωστοί ως «ασβεστόλιθοι της Βίγλας» (Partsch, 1889). Η σειρά στο σύνολό της, αντιπροσωπεύει πελαγικούς σχηματισμούς αποτελούμενους από πλακώδεις ασβεστόλιθους σε εναλλαγές με λεπτές ενδιαστρώσεις κερατόλιθων. Οι κερατολιθικές ενδιαστρώσεις παρουσιάζουν μεγάλη συχνότητα κοντά στη βάση της σειράς και γίνονται αραιότερες προς τα ανώτερα μέλη της, όπου μεταπίπτουν σε φακούς ή κονδύλους ή εξαφανίζονται παντελώς. Σε κάποιες τοποθεσίες διακρίνουμε εντός της σειράς στρωματώδεις ασβεστόλιθους νηριτικής φάσης μικρολατυποπαγείς ή ωολιθικούς με χαρακτηριστική πανίδα. Στρωματογραφικά ανώτερα, αναφερόμενοι πλέον καθαρά στο κρητιδικό κομμάτι των ασβεστόλιθων της Βίγλας, ακολουθούν λεπτοπλακώδεις ασβεστόλιθοι με αραιές ενδιαστρώσεις κερατόλιθου που περιέχουν Calpionella του Κατώτερου Κρητιδικού. Το πάχος του ορίζοντα είναι περίπου m. Συνεχίζοντας προς τα ανώτερα τμήματα της ακολουθίας, έχουν βρεθεί διάφορα απολιθώματα όπως Rotalipora, Globotruncana που υποδηλώνουν πελαγικούς ασβεστόλιθους ηλικίας Κενομανίου με πάχος m. Άνωθεν των ασβεστόλιθων του Κενομανίου ακολουθούν πλακώδεις ερυθρωποί ασβεστόλιθοι πάχους 10 m. με μικρά απολιθώματα Globigerininae με λεπτό κέλυφος. Πρόκειται για έναν καθοδηγητικό ορίζοντα που συναντάται συχνά σε όλο το μήκος της Ιόνιας ζώνης και έχει οριστεί ηλικιακά μεταξύ Κατωτέρου Ανωτέρου Σενωνίου (G. Bizon, 1963). Ακριβώς από πάνω εμφανίζονται πλακώδεις ασβεστόλιθοι πάχους 10 m. και στη συνέχεια μικρολατυποπαγείς ασβεστόλιθοι του Ανωτέρου Σενωνίου. Οι τελευταίοι περιέχουν σε αφθονία θραύσματα ρουδιστών και κερατόλιθων και είναι γνωστοί ως «ασβεστόλιθοι με Ιππουρίτες» (Renz, 1955), ενώ το πάχος τους είναι κυμαινόμενο μεταξύ 0,2-2 m και εναλλάσσονται κατά διαστήματα με ασβεστολιθικές πλάκες πελαγικής φάσης, οι οποίες εμπεριέχουν κονδύλους ή λεπτές ενδιαστρώσεις από πυριτόλιθο. Το συνολικό πάχος της σειράς ανέρχεται στα 60 m. περίπου και στη συνέχεια ακολουθούν Παλαιοκαινικοί Ηωκαινικοί ασβεστόλιθοι. 12

18 Παλαιόκαινο Ηώκαινο Στρωματογραφικά υπερκείμενα των σχηματισμών του Ανώτερου Σενωνίου αποτέθηκαν στρωματώδεις μικρολατυποπαγείς και ενίοτε μικρολατυποπαγείς ασβεστόλιθοι πάχους 60 m περίπου. Αυτοί εμπεριέχουν θραύσματα Ρουδιστών, διαφόρων άλλων οργανισμών και κερατόλιθων. Επίσης, εμπεριέχουν Planorbulina sp. και Rotaliidae, Λιθοθάμνια και μεταφερθέντα τρηματοφόρα του Ανωτέρου Σενωνίου (Orbitoides, Siderolites κλπ). Στους προαναφερθέντες ασβεστόλιθους υπέρκεινται πελαγικοί ασβεστόλιθοι με αραιές ενδιαστρώσεις κερατόλιθων, και οι οποίοι μεταβαίνουν πλευρικά σε μικρολατυποπαγείς ασβεστόλιθους συνολικού πάχους 60 m με τα τρηματοφόρα Globigerina sp., Globorotalia sp. και Discocyclina seunesi ηλικίας Παλαιοκαίνου. Συνεχίζοντας προς τα ανώτερα στρώματα, εντοπίστηκαν επίσης πελαγικοί ασβεστόλιθοι μαζί με μικρολατυποπαγείς ασβεστόλιθους, συνολικού πάχους m. Οι πελαγικοί ασβεστόλιθοι αφθονούν σε Globigerina sp. με παχύ κέλυφος και η ηλικία που τους έχει αποδοθεί είναι το Υπρέσιο. Οι μικρολατυποπαγείς ασβεστόλιθοι περιλαμβάνουν τα τρηματοφόρα Flosculina sp., Nummulites sp., Discocyclina sp., Cuvillierina sp.. Η ηλικία τους έχει προσδιοριστεί ως Υπρέσιο (Κατώτερο Ηώκαινο). Ακολουθούν στρωματώδεις ασβεστόλιθοι μικρολατυποπαγείς με αραιές παρεμβολές πελαγικών πλακωδών ασβεστόλιθων με κερατόλιθους πάχους 30 m περίπου. Εμπεριέχουν διάφορα μικροαπολιθώματα όπως Asterodiscus sp., Alveolina sp., Lockhartia sp., Nummulites sp., Orthopragmina sp., Fabiania sp., τα οποία χαρακτηρίζουν την ηλικία του πετρώματος ως Λουτήσιο. Επί των προαναφερθέντων, συναντώνται ασβεστόλιθοι παρόμοιας φάσης πάχους 10 m, τους οποίους ακολουθούν τα στρώματα μετάβασης προς τον φλύσχη. Το πάχος αυτών κυμαίνεται από περιοχή σε περιοχή μεταξύ m. Συνίστανται από μαργαϊκούς ασβεστόλιθους χωρίς κερατόλιθους, χρώματος τεφρόφαιου ως τεφρού. Βρέθηκαν τα τρηματοφόρα Chapmanina sp., Discocyclina scalaris Schlumb., Halkyardia sp., τα οποία δίνουν μια ηλικία Ανωτέρου Ηωκαίνου. 13

19 Τυρβωδιτικές αποθέσεις (φλύσχης) Τα βιοστρωματογραφικά δεδομένα που είναι διαθέσιμα και βασίζονται στην ανάλυση ασβεστολιθικών ναννοαπολιθωμάτων καθορίζουν τις μέσες ηλικίες έναρξης της ιζηματογένεσης των τυρβωδιτικών αποθέσεων της Ιονίου ζώνης περίπου στα Ma όσον αφορά την Εξωτερική και Εσωτερική υποζώνη και περίπου στα 41 Ma όσον αφορά την Μεσαία υποζώνη. Το άνω μέρος των Ιόνιων τυρβωδιτικών αποθέσεων ηλικίας περίπου 25 Ma B.P. περιορίζει την τοποθέτηση του καλύμματος του Γαβρόβου, παρέχοντας ιζηματογένεση τυρβωδιτικών αποθέσεων μέσης διάρκειας τουλάχιστον Myrs. Στην Εξωτερική υποζώνη έχουν παρατηρηθεί φαινόμενα συνιζηματογενούς τεκτονισμού υποδεικνύοντας ότι ο προ-φλυσχικός εφελκυσμός που υπέστη η λεκάνη διήρκησε τουλάχιστον 4 Myrs. Η χρονική διαφορά των περίπου 6-7 Myrs στην έναρξης της φλυσχικής ιζηματογένεσης μεταξύ των υποζωνών Εξωτερικής Εσωτερικής Ιόνιας και της Μεσαίας υποζώνης, αποτελεί απόδειξη για την ύπαρξη αξονικής συμμετρίας στην λεκάνη πριν την υπώθηση του σχηματισμού της Μάνης κάτω από το κάλυμμα της Πίνδου. Σε αντίθεση με την Μεσαία και Εσωτερική υποζώνη, όπου μικρό μόνο τμήμα των τυρβωδιτικών αποθέσεων ανήκει στο Ολιγόκαινο, στην Εξωτερική υποζώνη το μισό περίπου του συνολικού πάχους τους τοποθετείται στρωματογραφικά στη σειρά αυτή (Μπορνόβας, 1964 βάσει παρατηρήσεων στη Λευκάδα). O Renz (1946) σε συνεργασία με τον Reichel αποδεικνύει την ύπαρξη του Μειοκαίνου στις τυρβωδιτικές αποθέσεις της Ιονίου στην Κέρκυρα και τους Οθωνούς. Την ασυμφωνία μεταξύ μειοκαινικών μαργών και των υποκείμενων σχηματισμών στη Λευκάδα ανακάλυψε πρώτος ο Ansted (1863) χωρίς όμως να προσδιορίσει την ηλικία της ασύμφωνου σειράς, την οποία θεώρησε γενικώς ως τριτογενή. Ο Partsch (1889) είναι ο πρώτος που περιέγραψε το Μειόκαινο στο νησί μελετώντας χαρακτηριστικά απολιθώματα, κυρίως ελασματοβράγχια. Κατόπιν, ο De Stefani (1896) δίνει λεπτομερέστερη περιγραφή Mειοκαινικών αποθέσεων και περιγράφει την ασυμφωνία επί των παλαιότερων σχηματισμών καθώς επίσης και την εξάπλωσή τους μέσω μελέτης γαστερόποδων, ελασματοβράγχιων κ.ά. Διακρίνει επιπλέον τον μολασσικό χαρακτήρα της επικλυσιγενούς σειράς. 14

20 Έχει διαπιστωθεί (Μπορνόβας, 1960) ότι το ανώτερο τμήμα της ψαμμιτικής φάσης των τυρβωδιτικών αποθέσεων εισέρχεται στο Μειόκαινο και ειδικότερα στο Ακουϊτάνιο. Αν και η φάση και η πανίδα των Μειοκαινικών τυρβωδιτικών αποθέσεων διαφέρει στο σύνολό της, έχει θεωρηθεί ότι σε γενικές γραμμές είναι περισσότερο πελαγικός. Το ορατό πάχος του Ακουϊτάνιου σχηματισμού ανέρχεται στα περίπου 200 m και όπως παρατηρείται η σειρά κλείνει με μάργες. 1.5 Τεκτονική γεωλογία Από γεωδυναμικής άποψης τα νησιά του Ιονίου, μεταξύ αυτών και το Μεγανήσι, κατέχουν μια σημαντική θέση στο βορειοδυτικό τμήμα του Ελληνικού Τόξου. Κατά μήκος του Ιόνιου Πελάγους μέχρι και βόρεια πάνω από τη Λευκάδα και την Κέρκυρα βρίσκεται η βόρεια επέκταση του Ελληνικού Τόξου όπου και λαμβάνει χώρα η σύγκρουση μεταξύ της Απούλιας Πλατφόρμας και των Ελληνίδων (Εικόνα 1). Στη ζώνη αυτή λαμβάνει μέρος η επώθηση της Ιόνιας Ζώνης επί της Προ-απούλιας Ζώνης (Ιόνια Επώθηση). Τα Ιόνια νησιά είναι πιθανό να δημιουργήθηκαν κατά το Τεταρτογενές ως αποτέλεσμα του έντονου συμπιεστικού τεκτονικού καθεστώτος και ανάδυσης που ξεκίνησε κατά το Κατώτερο Πλειόκαινο. Η συμπιεστική τεκτονική που σχετίζεται με ανάδυση είναι ακόμη ενεργή, όπως υποδεικνύεται από την έντονη σεισμικότητα, τους εστιακούς μηχανισμούς των σεισμών, τις γεωδαιτικές μετρήσεις και τις κινήσεις των ακτογραμμών καθώς έχουμε ισχυρούς σεισμούς (Mercier et al, 1972). Αξίζει να αναφερθεί ότι η περιοχή αυτή είναι πιο ενεργή σεισμικά στην Ελλάδα, όπου διαδραματίζονται ισχυροί σεισμοί και σε μικρό εστιακό βάθος. Δύο είναι οι κύριες δομές που επηρεάζουν καθοριστικά τον χώρο αυτό. Πιο συγκεκριμένα, νότια της Κεφαλονιάς υπάρχει η ενεργή ζώνη καταβύθισης της Αφρικανικής πλάκας κάτω από την Ευρασιατική. Το Ρήγμα Μετασχηματισμού της Κεφαλονιάς (Cephalonia Transform Fault) είναι δεξιόστροφο ρήγμα μετασχηματισμού και εντοπίζεται δυτικά της Λευκάδας και της Κεφαλονιάς (Εικόνα 7). 15

21 Εικόνα 7: Η κόκκινη τελεία δείχνει την περιοχή μελέτης. Ταυτόχρονα διακρίνονται οι κύριες τεκτονικές δομές του καθεστώτος που επικρατεί στο Ιόνιο Πέλαγος (Ζώνη καταβύθισης Αφρικανικής πλάκας κάτω από την Ευρασιατική, CTF, Ιόνια Επώθηση). Τροποποιημένο από Bathrellos et al. (2009). Πρέπει να σημειωθεί ότι το CTF είναι δεξιόστροφο (Louvari et al., 1999, Koukouvelas et al. 2010) και όχι αριστερόστροφο όπως φαίνεται στον χάρτη Η Ιόνια ζώνη κυριαρχείται από συμπιεστική τεκτονική και τα όρια της καθορίζονται από την Ιόνια επώθηση, η οποία γενικά θεωρείται ότι αναπαριστά την πιο εξωτερική τεκτονική δομή των Ελληνίδων. Κύριο τεκτονικό χαρακτηριστικό της ζώνης είναι τα μεγάλα ΒΔ διεύθυνσης αντίκλινα και επωθήσεις της περιοχής. Η πορεία των δομών αυτών διακόπτεται από μεγάλα εγκάρσια ρήγματα ΒΑ διεύθυνσης, τα οποία αναλαμβάνουν το ρόλο να διαχωρίσουν περιοχές με διαφορετικό ποσό συστολής. Επίσης, οι εβαπορίτες στη βάση της στρωματογραφικής στήλης λειτουργούν ως στρώμα αποκόλλησης, το οποίο απελευθερώνει το Μεσοζωικό επικάλυμμα και τον φλύσχη από ένα άγνωστο υπόβαθρο. Σύμφωνα με αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών (Karakitsios, 1990, 1992, 1995) οι μεγάλες επωθήσεις στην Ιόνια ζώνη συνδέονται με την αποκόλληση των εβαποριτών. 16

22 Είναι γενικά αποδεκτό ότι από το τέλος Περμίου με αρχές Τριαδικού έως και τις αρχές του Κρητιδικού, οι Εξωτερικές Ελληνίδες υφίσταντο εφελκυσμό εξαιτίας ταφρογένεσης. Κατά το τέλος του Μεσοζωικού όμως που άρχισε να κλείνει η λεκάνη, ξεκίνησε η μείωση σε μέγεθος ορισμένων ζωνών (συμπεριλαμβανομένου και της Ιόνιας ζώνης) και ως εκ τούτου ξεκίνησαν να δημιουργούνται επωθητικές δομές, οι οποίες μέσα στον Καινοζωικό μετανάστευσαν προς τα δυτικά και νότια, δηλαδή προς τα εξωτερικά μέρη των Εξωτερικών Ελληνίδων. Αναφερόμενοι κατά κύριο λόγο στην Εξωτερική υποζώνη της Ιόνιας ζώνης, οφείλουμε να υπογραμμίσουμε ότι επηρεάστηκε από δύο περιόδους τεκτονισμού (Μπορνόβας, 1964). Η πρώτη περίοδος έλαβε χώρα κατά το Ακουϊτάνιο και αποτελείται από τις εξής φάσεις: α) Φάση πτύχωσης και ανάδυσης, β) διάβρωσης, γ) διάρρηξης και κατάδυσης τμημάτων της αναδυθείσας ξηράς. Η αρχική πτύχωση υπήρξε αρκετά έντονη, έτσι ώστε να δημιουργηθούν κεκλιμένες πτυχές, πλάγια πτυχωσιγενή ρήγματα και εφιππεύσεις. Διαπιστώθηκε ωστόσο, ότι η διάβρωση που ακολούθησε την ανάδυση, ήταν ιδιαίτερα ισχυρή αν λάβει κανείς υπόψη πως χρειάστηκε μικρό χρονικό διάστημα για να αποκαλυφθούν οι βαθύτεροι ορίζοντες της κανονικής σειράς. Αυτό προφανώς αιτιολογείται από το υπερβολικά ανώμαλο ανάγλυφο των τότε νεαρών σχηματισμών. Τα ρήγματα αυτής της περιόδου δεν αναγνωρίζονται εύκολα, είτε επειδή επηρεάστηκαν από τη δεύτερη φάση πτύχωσης και παραμορφώθηκαν, είτε επειδή μπορεί να καλύφθηκαν από μολασσικoύ τύπου ιζήματα. Η διεύθυνση της αρχικής πτύχωσης, από διάφορες παρατηρήσεις ορίστηκε ως ΝΝΑ- ΒΒΔ. Συμπερασματικά, η τεκτονική της πρώτης περιόδου ήταν ημιπλαστική και η παραμόρφωση έδρασε μόνο στο Μεσοζωικό Τριτογενές κάλυμμα της Εξωτερικής Ιόνιας ζώνης, όπου ο ρόλος της Tριαδικής γύψου περιορίστηκε απλά στην άνοδό της μέσω των υπαρχόντων ρηγμάτων. Όσον αφορά τη δεύτερη και τελική φάση τεκτονισμού, θα μπορούσαμε να πούμε ότι συμπλήρωσε το έργο της προηγούμενης. Τα ήδη σχηματισμένα λέπια προχώρησαν προς τα δυτικά και συγχρόνως τα προϋπάρχοντα πολύ ανοικτά σύγκλινα και αντίκλινα δέχτηκαν περεταίρω πίεση και πήραν πιο κλειστές μορφές. Η διεύθυνση της πτύχωσης υπολογίζεται ΒΒΑ-ΝΝΔ, σχηματίζοντας γωνία 40 0 σε σύγκριση με την προηγούμενη πτύχωση. 17

23 2. Μέθοδοι συλλογής, έρευνας και ανάλυσης δεδομένων 2.1 Έρευνα πεδίου Το πρώτο στάδιο της έρευνας περιελάμβανε γεωλογική χαρτογράφηση, προσδιορισμό λιθολογίας, συλλογή δειγμάτων και καταγραφή μετρήσεων (διεύθυνση και κλίση), τεκτονικών ασυνεχειών και δομών με την γεωλογική πυξίδα. Η διαδικασία που ακολουθήθηκε ήταν να κάνουμε πολλές στάσεις και σε κάθε μια από αυτές να περιγράφουμε μακροσκοπικά το πέτρωμα που συναντούσαμε με όσο μεγαλύτερη λεπτομέρεια μπορούσαμε, φωτογραφίζοντας για την απεικόνισή του και συλλέγοντας το αντίστοιχο δείγμα. Η αποτύπωση των θέσεων δειγματοληψίας επιτεύχθηκε με τη χρήση ενός συστήματος G.P.S. (Global Positioning System) με τη χρήση ενός υπολογιστή χειρός MIO P350 με το λογισμικό ArcPad. Στη συσκευή αυτή αποτυπώνονταν τα στίγματα των θέσεων δειγματοληψίας, καθώς επίσης και οι επαφές μεταξύ διαφορετικών σχηματισμών και τα ρήγματα. Με τον τρόπο αυτό προέκυψε μία βάση δεδομένων πάνω στην οποία βασίστηκε η δημιουργία του γεωλογικού χάρτη, η οποία πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του προγράμματος ArcGIS. Στη συνέχεια, προχωρούσαμε στον εντοπισμό των στρωματογραφικών δομών του πετρώματος (στρώση, ελασμάτωση κλπ), τυχόν ρήγματα ή πτυχές (και άλλες τεκτονικές δομές) και τέλος στη συλλογή μετρήσεων για τις στρωματογραφικές και τεκτονικές δομές (διεύθυνση κλίσης και κλίση). Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι πραγματοποιήθηκε περίπλους του νησιού με σκάφος με σκοπό να αποτυπωθούν στο GPS οποιουδήποτε τύπου ασυνέχειες εντοπίζονταν στην ακτογραμμή (επαφές στρωμάτων ως στρωματογραφικές και ρήγματα ως τεκτονικές). Όπου συναντούσαμε συστήματα διακλάσεων αφιερώναμε χρόνο για την καταγραφή των διευθύνσεών τους με την γεωλογική πυξίδα, έτσι ώστε να αναλυθούν και αυτές αργότερα μέσω του λογισμικού Stereo32. Επιπρόσθετα, ένας από τους σκοπούς μας ήταν να συλλέξουμε και μακροσκοπικά δείγματα του πετρώματος, ιδιαίτερα όταν θεωρούσαμε ότι υπήρχαν αρκετές πιθανότητες να εμπεριέχουν μικροαπολιθώματα, ύστερα από επιτόπια εξέταση με λούπα. Εδώ, πρέπει να αναφερθεί ότι για τη συλλογή των μακροσκοπικών δειγμάτων χρησιμοποιήθηκε γεωλογικό σφυρί και τα δείγματα αποθηκεύονταν σε σακουλάκια δειγματοληψίας. Σε γενικές γραμμές, τα πετρώματα που συναντούσαμε ήταν ασβεστόλιθοι και λιγότερο κερατόλιθοι σε ποικίλες μορφές (κόνδυλοι, ενδιαστρώσεις, φακοί). Κατά τον περίπλου του νησιού που πραγματοποιήθηκε με σκάφος του Δήμου Μεγανησίου, εντοπίστηκε μια πολύ μικρή 18