9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι ΣΥΜΒΟΛΗ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΣΥΝΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΟΥΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΣΤΟ ΒΟΡΕΙΟ ΕΥΒΟΪΚΟ ΚΟΛΠΟ ΒΑΣΕΙ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΛΙΘΟΣΕΙΣΜΙΚΗΣ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ Αλεβίζος Ε. 1, Αναγνώστου Χ. 2, Χρόνης Γ. 2 1 Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας, Πανεπιστήμιο Αιγαίου 2 Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας, Ελληνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών Περίληψη Η ευρύτερη περιοχή του Βορείου Ευβοϊκού κόλπου αποτελεί μία ενεργά επεκτεινόμενη λεκάνη της κεντρικής Στερεάς Ελλάδος. Τα ιζήματα που αποτίθενται στη λεκάνη αυτή υπόκεινται στην τεκτονική δραστηριότητα της περιοχής και το πάχος τους ποικίλει τόσο χωρικά όσο και χρονικά. Η χρήση τομογράφου 3,5 khz επιτρέπει την ανάδειξη των πιο πρόσφατων ιζηματικών ενοτήτων, καθώς και των κύριων γεωτεκτονικών χαρακτηριστικών του κόλπου. Με την εφαρμογή ΓΣΠ συγκροτείται μια καθολική γεωλογική εικόνα του κόλπου και δίνεται η δυνατότητα αποκάλυψης της πιθανής συνάφειας των παραπάνω χαρακτηριστικών. Κατά συνέπεια, χαρτογραφούνται τρεις κύριες ιζηματικές ενότητες που αντιπροσωπεύουν αντίστοιχες διαδοχικές φάσεις ιζηματαπόθεσης, καθώς επίσης ρηξιγενείς ζώνες, αναθολώσεις και κατολισθήσεις. Κύριο χαρακτηριστικό του υποβάθρου του κόλπου φαίνεται να είναι οι συνολικά 8 τον αριθμό, μεγάλες τεκτονικές τάφροι αυτού, οι οποίες κατά τις παγετώδεις περιόδους του Τεταρτογενούς μάλλον αποτελούσαν λιμναία περιβάλλοντα. Επίσης διακρίνεται η πιθανή προέκταση ορισμένων ρηγμάτων της ξηράς προς το θαλάσσιο χώρο. Τα κυρίαρχα γεωτεκτονικά χαρακτηριστικά του Βόρειου Ευβοϊκού κόλπου τον κατατάσσουν στις συν-αποθετικές λεκάνες, δομής ηπειρωτικών τάφρων και ρηξιγενών ζωνών, υποδεικνύοντας ότι προέκυψε από το σύγχρονο εφελκυσμό του φλοιού της περιοχής. Λέξεις κλειδιά: παλαιογεωγραφία, Ευβοϊκός κόλπος, τεκτονικές λεκάνες. CONTRIBUTION TO THE STUDY OF SYN-SEDIMENTARY TECTONICS IN NORTH EVOIKOS GULF BASED ON LITHOSEISMIC DATA Alevizos E. 1, Anagnostou Ch. 2, Chronis G. 2 1 Marine Sciences Department, University of the Aegean, alevang@gmail.com 2 Institute of Oceanography, Hellenic Centre for Marine Research, chanag@ath.hcmr.gr Abstract The wider region of the north Evoikos gulf represents an active extending basin of Central Greece. The sediments that are being deposited into this basin are infuenced by the tectonic activity of the region and their thickness varies so temporally as spatially. The use of 3,5 khz profiler allowds the showing off, of the most recent sedimentary units and the gulf s main geotectonic features as well. By applying GIS, a general geological aspect of the gulf is being composed and the potential of a possible linkage of the previous features, is being given. As a consequence, three major sedimentary units that they represent respective repeated phases of deposition are being spotted. Fault-zones, uplifts and landslides are beibg spotted as well. Main feature of the gulf substratum seems to be the totally 8 in number large grabens which during the glacial periods of Quaternary they were probably lakes. The possible extension of some land faults towards the gulf is being noticed also. The major geotectonic features of north Evoikos gulf categorize it, in the syn-depositional basins of continental graben srtuctures and rift zones, indicating that it is been created by the recent thinning of the crust of the area. Keywords: paleogeography, Evoikos gulf, tectonic basins. 1. Εισαγωγή 1.1 Η ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ ΕΥΒΟΪΚΟΥ ΚΟΛΠΟΥ Ο βόρειος Ευβοϊκός κόλπος μαζί με τον Κορινθιακό, αποτελούν δύο εκτεταμένες τεκτονικές λεκάνες της ηπειρωτικής Ελλάδας οι οποίες τεκτονικά τοποθετούνται μεταξύ της ΝΔ κορυφής του Ρήγματος της Β. Ανατολίας (NAF) και της ΒΑ κορυφής του ρήγματος της Κεφαλληνίας (Sakellariou -9-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι et al., 2007). Επίσης ο Βόρειος Ευβοϊκός χαρακτηρίζεται από σημαντική λέπτυνση του φλοιού (19χλμ) κάτω από αυτόν (Παπανικολάου και συν. 1997). Η περιοχή της ανατολικής Στερεάς Ελλάδας περιλαμβάνει εκτεταμένες λιμναίες νεογενείς και τεταρτογενείς αποθέσεις, τεκτονικές λεκάνες, ρήγματα (Αταλάντης) και κατά το παρελθόν έχει παρουσιάσει έντονη σεισμική διέγερση. Η περιοχή της Β. Εύβοιας χαρακτηρίζεται από τις οφιολιθικές συρραφές της Υποπελαγονικής, το μεγάλο ρήγμα των δυτικών ακτών της (Εικ. 1), καθώς επίσης και από πλειοκαινική ηφαιστειότητα, θερμές πηγές και νεογενείς τεταρτογενείς λιμναίες αποθέσεις. Από την αλπική ορογένεση και μετά, στην ευρύτερη περιοχή του βόρειου Ευβοϊκού κόλπου επικρατούν εφελκυστικές τάσεις με εξαίρεση ένα επεισόδιο συμπίεσης που έλαβε χώρα στις αρχές του Τεταρτογενούς (Αναγνώστου και συν., 1988). Οι κύριες διευθύνσεις των ρηξιγενών ζωνών είναι ΒΔ-ΝΑ. Εικ. 1: Τεκτονικός χάρτης της ευρύτερης περιοχής του Β. Ευβοϊκού κόλπου (Palyvos et al., 2005). Κύριο τεκτονικό στοιχείο του κόλπου η ρηξιγενής ζώνη Κανδηλίου (KFZ) στις δυτικές ακτές τις Εύβοιας. Τα άστρα υποδεικνύουν πλειοκαινικά ηφαίστεια. 1.2 Ο ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΟΣ ΧΩΡΟΣ ΤΟΥ ΒΟΡΕΙΟΥ ΕΥΒΟΪΚΟΥ ΚΟΛΠΟΥ Ο βόρειος Ευβοϊκός κόλπος αποτελεί μια επιμήκη ασύμμετρη λεκάνη που εκτείνεται από τα ΒΔ προς τα ΝΑ. Κύριο χαρακτηριστικό του είναι βαθιά λεκάνη του, η οποία υπερβαίνει τα 400 μέτρα σε βάθος. Γύρω από αυτήν οι ισοβαθείς αναπτύσσονται σχεδόν ομόκεντρα με εντονότερες κλίσεις προς την πλευρά της Εύβοιας και ομαλότερες προς τη Στερεά Ελλάδα. Επίσης στις παρυφές της τάφρου εντοπίζονται τοπικά υποθαλάσσια φαράγγια. Το υπόβαθρο του κόλπου συνίσταται από πετρώματα της Υποπελαγονικής το οποίο καλύπτεται από ιζήματα πλειόκαινου- Τεταρτογενούς λιμναίας και υφάλμυρης φάσης. Οι ρηξιγενείς ζώνες είναι παράλληλες στον επιμήκη άξονα του κόλπου και πλαισιώνουν τη βαθιά λεκάνη. 2. Υλικά και Μέθοδοι Για τη συλλογή των πρωτογενών δεδομένων χρησιμοποιήθηκε τομογράφος υψηλής συχνότητας (3,5 khz) της O.R.E. με μεγάλη διακριτική ικανότητα αλλά σχετικά μικρή διεισδυτική ικανότητα, καθώς και ένα καταγραφικό της EPC. Τα δεδομένα περιλαμβάνουν 35 ακουστικές τομές αποτυπωμένες σε ρολό από θερμογραφικό χαρτί. Για την ανάλυση των ακουστικών δεδομένων μελετήθηκε η διαμόρφωση, η συνέχεια και το εύρος των ακουστικών ανακλάσεων. Επίσης, τόσο η γεωγραφική όσο και η γεωφυσική πληροφορία αναπαραστάθηκαν σε κοινό σύστημα αναφοράς με χρήση ΓΣΠ ενώ στα γεωφυσικά δεδομένα εφαρμόστηκαν κατάλληλοι αλγόριθμοι για τη μετατροπή της σημειακής πληροφορίας σε συνεχή και για την κατηγοριοποίηση των ποσοτικών μετρήσεων. -10-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι 3. Αποτελέσματα 3.1 ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ Από την ανάλυση των δεδομένων προέκυψε η αναγνώριση, τριών κύριων στρωματογραφικών ενοτήτων, καθώς επίσης και του ακουστικού υποβάθρου. Πιο συγκεκριμένα, διακρίνονται οι εξής ιζηματικές ενότητες (Εικ. 2): Ενότητα Α, πρόκειται για επιφανειακή ακουστικά διάφανη ενότητα που εκφράζει ημιπελαγικές αποθέσεις και τοπικά αποθέσεις ροών βαρύτητας (Sakellariou et al., 2007) Ενότητα Β, είναι μια ακουστικά ημιδιαφανής ενότητα, που γενικά υπόκειται της Α και αντιπροσωπεύει λιμναίες αποθέσεις (Sakellariou et al., 2007). Ενότητα Γ, πρόκειται για ημιδιαφανή ενότητα που υπόκειται των άλλων δυο και περιλαμβάνει λιμναίες /ημιπελαγικές αποθέσεις της προτελευταίας μέσο-παγετώδους περιόδου (Sakellariou et al., 2007). Τέλος, το ακουστικό υπόβαθρο, αποτελεί έναν πολύ έντονο ανακλαστήρα πέρα από τον οποίο συνήθως δεν υπάρχει επιστροφή ακουστικών κυμάτων. 3.2 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΙΘΟΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΩΝ Οι νότιες τομές υποδεικνύουν, γενικά ομαλές κλίσεις πυθμένα με απουσία τεκτονικών στοιχείων, μη απόθεση ιζημάτων και τοπικά την ύπαρξη γεωμορφών. Οι ενδιάμεσες τομές περιλαμβάνουν και τις τρεις ιζηματικές ενότητες, ρήγματα (ενεργά και θαμμένα), αναθολώσεις και τεκτονικές τάφρους. Τόσο τα ιζήματα, όσο και το υπόβαθρο εμφανίζουν έντονες παραμορφώσεις. Στις τομές της βαθιάς λεκάνης του Βόρειου Ευβοϊκού κυρίαρχο στοιχείο αποτελούν τα μεγάλου άλματος ρήγματα και οι υποθαλάσσιες κατολισθήσεις. Τέλος, στις βόρειες τομές εντοπίζονται ενεργά ρήγματα μικρού και μεσαίου άλματος, παραμορφώσεις του υποβάθρου και όσον αφορά την ιζηματολογία, αναγνωρίζονται οι στρωματογραφικές ενότητες Α και Β καθώς κι ένας σχηματισμός παλαιο-δέλτα. 3.3 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΙΖΗΜΑΤΩΝ Η ενότητα Α αποτελεί το ολοκαινικό κάλυμμα (Sakellariou et al., 2007) που εκτείνεται σε όλο τον κόλπο. Σημειώνει σημαντικό πάχος εντός της βαθιάς λεκάνης του κόλπου και κοντά στις ακτές (>10 m). Επίσης παρουσιάζει διαφοροποιήσεις σε έκταση και πάχος (Εικ. 5). Η ενότητα Β κατατάσσεται στις άνω-πλειστοκαινικές αποθέσεις της τελευταίας παγετώδους περιόδου (Sakellariou et al., 2007) κι εντοπίζεται μαζί με την ενότητα Α εντός τεκτονικών λεκανών κυρίως ΒΔ και ΝΑ του κόλπου, σημειώνοντας μέγιστο πάχος 15-20m. Τέλος, η ενότητα Γ ανήκει σε αποθέσεις της προτελευταίας μεσο-παγετώδους περιόδου (Sakellariou et al., 2007). Εμφανίζεται στο κεντρικό μέρος των ενδιάμεσων τομών και σημειώνει μικρότερο πάχος (μέγιστο 12 m) σε σχέση με τις υπόλοιπες. -11-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι Εικ. 2: Τομογραφία στην οποία καταγράφονται οι τρεις κύριες ιζηματικές ενότητες του Β. Ευβοϊκού. Η αναθόλωση στο μέσον αποσφηνώνει τις υπερκείμενες ενότητες. 3.4 ΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Κύρια τεκτονικά στοιχεία του βόρειου Ευβοϊκού κόλπου αποτελούν τα ρήγματα και οι αναθολώσεις. Τα ρήγματα έχουν κύριες διευθύνσεις Β-Α έως ΒΔ-ΝΑ, παρουσιάζουν αντίθετες κλίσεις κι έχουν μέσο άλμα περίπου 10 μέτρα. Το μήκος τους ποικίλει, αλλά εν γένει ξεπερνά τα 2 χλμ. Λόγω της περιορισμένης διεισδυτικότητας του οργάνου δεν είναι δυνατή η καταγραφή του πλήρους άλματός τους στα περισσότερα. Αρκετά από αυτά σχηματίζουν ρηξιγενείς ζώνες μερικών χιλιομέτρων με κυρίοτερη μετά τη ζώνη Τελέθριου-Κανδηλίου τη ρηξιγενή ζώνη Μελούνας (Palyvos et al., 2005). Η διακριτικότητα του οργάνου επέτρεψε τη χαρτογράφηση μικρού άλματος ρηγμάτων (Εικ. 3, Εικ. 5) ενώ η πυκνότητα των καταγραφών στο μέσο του κόλπου συνέβαλε σημαντικά στον εμπλουτισμό του νεο-τεκτονικού χάρτη της περιοχής. Συγκεκριμένα, εντοπίζονται ίχνη ρηγμάτων κοντά στη Λοκρική ακτή καθώς επίσης αντιθετικά ρήγματα μικρού άλματος ανοιχτά του Κανδηλίου (Εικ. 5). Αξίζει να σημειωθεί ότι τα ρήγματα κοντά στις ακτές της Στερεάς Ελλάδας πιθανότατα συνδέονται με το αντίστοιχο ηπειρωτικό σκέλος τους. Οι αναθολώσεις περιορίζονται κυρίως από ρήγματα που φτάνουν σε ύψος μέχρι τα 15 μέτρα και αποσφηνώνουν τις υπερκείμενες ενότητες (Εικ. 5). Εξαπλώνονται κυρίως στην ευρύτερη περιοχή των ενδιάμεσων τομών. 4. Συμπεράσματα - Συζήτηση 4.1 ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΟΛΠΟΥ Στις σεισμικές καταγραφές διακρίνεται ξεκάθαρα η ύπαρξη τεκτονικών λεκανών οι οποίες είναι πληρωμένες με ιζήματα. Επειδή η έκτασή τους ποικίλει και η πυκνότητα κάλυψης των ακουστικών δεδομένων δεν είναι υψηλή κρίθηκε αναγκαία η επεξεργασία των δεδομένων με εφαρμογή ΓΣΠ. Με την εφαρμογή κατάλληλης κατηγοριοποίησης στις τιμές των ακουστικών δεδομένων, αποκαλύπτεται η πιθανή ύπαρξη επτά ακόμη μικρότερων τεκτονικών τάφρων εντός του κόλπου οι οποίες δρουν σαν παγίδες ιζημάτων (Εικ. 3, Εικ. 4). Η κατηγοριοποίση έγινε βάσει της συχνότητας των καταγραφών. Στις καταγραφές που εμφάνιζαν μεγάλη συχνότητα ορίστηκε μικρό εύρος κατηγοριοποίησης, ενώ σε αυτές με μικρή συχνότητα εφαρμόστηκε μεγάλυτερο εύρος, ώστε να αναδειχθεί η πληροφορία για το παλαιοβάθος. Η δημιουργία αυτών των τεκτονικών λεκανών συνδέεται με το σύγχρονο εφελκυσμό της περιοχής και φαίνεται να αποτελούν προστάδιο της δημιουργίας του κόλπου. -12-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι Επίσης ένα άλλο αξιόλογο χαρακτηριστικό είναι οι κατολισθήσεις στα απότομα πρανή της τάφρου (Αρκίτσα, Λίμνη, Ροβιές) οι οποίες έχουν προκαλέσει κύμα τσουνάμι στο παρελθόν και αποτελούν πιθανό κίνδυνο για το μέλλον. Τέλος, ο βόρειος Ευβοϊκός κόλπος περιλαμβάνει τρεις κύριες ρηξιγενείς ζώνες (Μελούνας, Κανδηλίου και Τελεθρίου) οι οποίες είναι παράλληλες στον επιμήκη άξονα του κόλπου και των οποίων η δράση επηρεάζει την ιζηματογένεση. Εικ. 3: Σχηματισμός τεκτονικής λεκάνης ανοιχτά της Λοκρίδας. Η λεκάνη πιθανότατα αποτελούσε παλαιο-λίμνη κατά την τελευταία παγετώδη περίοδο. Αντιθετικά ρήγματα μικρού άλματος (1-2 μέτρα) πλαισιώνουν τη λεκάνη. Στα αριστερά διακρίνεται το παραμορφωμένο υπόβαθρο. Εικ. 4: Χάρτης στον οποίο διακρίνεται το παλαιο- βάθος του Β. Ευβοϊκού με βάση το ακουστικό υπόβαθρο. Σε πλαίσιο βρίσκονται οι περιοχές όπου η μέθοδος παρεμβολής δίνει μη πραγματικό αποτέλεσμα. Σε μαύρους κύκλους περικλείονται οι θέσεις των παλαιο-λεκανών (10msec ~ 7,5 m). Διαστάσεις πλέγματος 1X1km. 4.2 ΣΥΝΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Ο βόρειος Ευβοϊκός κόλπος μπορεί να ενταχθεί στην κατηγορία λεκανών που ο Einsele (1992) ονομάζει «δομών ηπειρωτικών τάφρων και ρηξιγενών ζωνών» (continental graben srtuctures and rift zones) μιας και υπακούει στα κριτήρια που απαιτούνται γι αυτή την κατηγορία. Πιο συγκεκριμένα, ο βόρειος Ευβοϊκός κόλπος χαρακτηρίζεται από στενό επίμηκες σχήμα, οριοθετείται από -13-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι ρήγματα, εμφανίζει αναθολώσεις, καθώς επίσης παρουσιάζεται λέπτυνση του φλοιού κάτω από αυτόν (Παπανικολάου και συν., 1997). Συν τοις άλλοις, ο βόρειος Ευβοϊκός κόλπος όσον αφορά τις συνθήκες απόθεσης σε σχέση με την τεκτονική μπορεί να υπαχθεί στις συναποθετικές λεκάνες (syn-depositional basins) μιας και οι ενδείξεις είναι εμφανείς. Για την ακρίβεια, εκτός της τάφρου παρατηρείται αργή ιζηματογένεση με αποτέλεσμα η μορφολογία των ιζημάτων να υπακούει τη μορφολογία της λεκάνης (Εικ. 5). Επίσης το πάχος και η έκταση των ιζημάτων μεταβάλλονται χωρικά και χρονικά και τέλος ο ρυθμός ολίσθησης των ρηξιτεμαχών (~ 0,1mm/yr) (Sakellariou et.al., 2007) συνάδει περίπου με το ρυθμό ιζηματογένεσης (0,3mm/yr), στο Ολόκαινο. Εικ. 5: Χάρτης τεκτονικής και ιζηματογένεσης του βορείου Ευβοϊκού κόλπου. Επίδραση στα Ολοκαινικά ιζήματα. 5. Ευχαριστίες Ευχαριστούμε τους Θ.Γ. Χασιώτη, Χ. Αναγνώστου, Π. Δρακοπούλου, Χ. Κυριακίδου και Δ. Σακελλαρίου. 6. Βιβλιογραφικές Αναφορές Αναγνώστου, Χ., Λέκκας, Σ., Μπουροδήμος, Γ. & Γάτος, Θ., 1988. Μικροφασική ανάλυση νεογενών αποθέσεων στον όρμο της Λάρυμνας (Φθιώτιδα), Δελτίο Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρείας, τόμος ΧΧ/2, σελ. 53-62, Αθήνα. Einsele, G., 1992. Sedimentary basins, evolution, facies and sediment budget, Springer-Verlag, Berlin. Palyvos, N., Bantekas, I. & Kranis, H., 2005. Transverse fault zones of subtle geomorphic signature in northern Evia island (central Greece extensional province): An introduction to the Quaternary Nileas graben, article in press, Elsevier, Geomorphology. Παπανικολάου, Δ., Μακρής, Ι., Σταυρακάκης, Γ., Παπούλια, Ι., Σακελλαρίου, Δ., Σαχπάζη, Μ. & Wodtke, D., 1997. Ανεύρεση λεπτού ηπειρωτικού φλοιού στο υποθαλάσσιο τμήμα της λεκάνης του Βορείου Ευβοϊκού, Κεντρική Ελλάδα, Πρακτικά 5 ου Πανελλήνιου Συμποσίου Ωκεανογραφίας και Αλιείας. Sakellariou, D., Roysakis, G., Kaberi, H., Kapsimalis, V., Georgiou, P., Kanellopoulos, Th. & Lykousis, V., 2007. Tectonosedimentary structure and Late Quaternary evolution of the North Evia Gulf basin, Central Greece: preliminary results, Bulletin of the Geological Society of Greece vol. XXXVII, Proceedings of the 11 th International Congress, Athens. -14-