ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΝΙΚΗΣ, ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩ ΥΝΑΜΙΚΗΣ Γεώργιος Π. Παντόπουλος Γεωλόγος ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΕΣΗΣ, ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΙΑΡΘΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΤΡΩΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΦΛΥΣΧΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΤΗΣ ΚΑΡΠΑΘΟΥ-ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΠΕ ΙΟΥ Υ ΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΩΝ ΣΤΟ ΝΑ ΑΙΓΑΙΟ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΠΑΤΡΑ 2009
Τα µέλη της Επταµελούς Εξεταστικής Επιτροπής 1. Καθηγητής Α. Ζεληλίδης (Επιβλέπων) - Πανεπιστήµιο Πατρών, Τµήµα Γεωλογίας 2. Καθηγητής Ν. Κοντόπουλος - Πανεπιστήµιο Πατρών, Τµήµα Γεωλογίας 3. Αναπληρωτής Καθηγητής Γ. Παπαθεοδώρου - Πανεπιστήµιο Πατρών, Τµήµα Γεωλογίας 4. Καθηγητής Α. Παυλόπουλος Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών, Γενικό Τµήµα 5. Αναπληρωτής Καθηγητής Ε. Μανούτσογλου Πολυτεχνείο Κρήτης, Τµήµα Μηχανικών Ορυκτών Πόρων 6. Καθηγητής Γ. Φερεντίνος - Πανεπιστήµιο Πατρών, Τµήµα Γεωλογίας 7. Επίκουρος Καθηγητής Β. Τσικούρας - Πανεπιστήµιο Πατρών, Τµήµα Γεωλογίας
Πρόλογος Η εκπόνηση της διδακτορικής διατριβής µε θέµα «Περιβάλλοντα ιζηµατογένεσης, στρωµατογραφική διάρθρωση και στατιστική ανάλυση στρωµάτων του φλύσχη στο νησί της Καρπάθου-Πιθανότητα ανάπτυξης πεδίου υδρογονανθράκων στο ΝΑ Αιγαίο» µου ανατέθηκε ύστερα από απόφαση της Γενικής Συνέλευσης µε Ειδική Σύνθεση (20-1-2005) του Τµήµατος Γεωλογίας του Πανεπιστηµίου Πατρών. Η διατριβή χρηµατοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταµείο) και το Υπουργείο Ανάπτυξης (Γενική Γραµµατεία Έρευνας και Τεχνολογίας), µέσω του προγράµµατος ΠΕΝΕ 2003 (Ε 497) στο οποίο διετέλεσα υπότροφος την περίοδο 2005-2008. Η τριµελής συµβουλευτική επιτροπή αποτελείται από τα µέλη ΕΠ του Τµήµατος Γεωλογίας, τους κ.κ. Α. Ζεληλίδη, Καθηγητή (Επιβλέπων), Ν. Κοντόπουλο, Καθηγητή και Γ. Παπαθεοδώρου, Αναπληρωτή Καθηγητή. Καθ όλη τη διάρκεια της διατριβής µου, ο Επιβλέπων Καθηγητής κ. Ζεληλίδης καθώς και τα υπόλοιπα µέλη της τριµελούς συµβουλευτικής επιτροπής, προσέφεραν την αµέριστη συµπαράσταση τους και πάνω από όλα τις καίριες συµβουλές και παρατηρήσεις τους, για τις οποίες τους ευχαριστώ θερµά. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω και τα υπόλοιπα µέλη της εξεταστικής επιτροπής, τους κ.κ. Καθηγητή Α. Παυλόπουλο, Αναπληρωτή Καθηγητή Ε. Μανούτσογλου, Καθηγητή Γ. Φερεντίνο και Επίκουρο Καθηγητή Β. Τσικούρα, για τις συµβουλές και παρατηρήσεις τους κατά την εξέταση της διατριβής. Η χρονολόγηση των ιζηµάτων πραγµατοποιήθηκε από την Καθηγήτρια κ. Κ. Stoykova (Bulgarian Academy of Sciences, Sofia) την οποία και ευχαριστώ θερµά. Σηµαντική βοήθεια σε διάφορα στάδια της διατριβής επίσης προσέφεραν οι κ.κ. Professor J. Le Roux (University of Santiago, Chile), Professor P. Macdonald (McMaster University, Canada), Dr. F. Felletti (University of Milano, Italy), Dr. J. Laherrere, Dr. B. Wells (Conwy Valley
Systems Ltd., UK) και Professor J. McKenzie (ETH Zurich, Switzerland) στους οποίους είµαι πραγµατικά υπόχρεος. Επίσης σηµαντική βοήθεια στις αναλύσεις πορώδους-διαπερατότητας και ηλεκτρονικού µικροσκοπίου, προσέφεραν οι κ.κ. ρ. Β. ρακόπουλος και ρ. Χ. Τσακίρογλου (ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ) τους οποίους και ευχαριστώ. Ακόµα θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Λέκτορα του Τµήµατος Γεωλογίας κ. Ι. Ηλιόπουλο για τη βοήθεια του στην ανάλυση καθοδοφωταύγειας. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τους συναδέλφους µου στο εργαστήριο ιζηµατολογίας, µε τους οποίους δούλεψα µαζί όλα αυτά τα χρόνια, Ι. Βακαλά, Γ. Ανανιάδη, Κ. Γκέτσο, Ν.Ν. Βουτσή, Π. Κωνσταντόπουλο, Α. Μαραβέλη, Μ. Παγώνα, καθώς και τους φίλους µου για τη συµπαράσταση και τη βοήθεια τους η οποία ήταν ανεκτίµητη.
Περιεχόµενα 1. Εισαγωγή... 1 1.1 Περιοχή µελέτης... 1 1.2 Σκοπός και στόχος... 1 1.3 Μέθοδοι έρευνας... 3 2. Γεωλογική Επισκόπηση... 5 2.1 Εισαγωγή... 5 2.2 Γεωτεκτονικές ζώνες στο ΝΑ Αιγαίο... 9 2.3 Γεωτεκτονικές ζώνες στη Κάρπαθο... 9 2.4 Ελληνίδες ή Ταυρίδες;... 13 2.5 Σύγκριση µε ζώνες των Ταυρίδων... 18 2.5.1 Γενικά... 18 2.5.2 Αλλόχθονες ενότητες... 19 2.5.3 Αυτόχθονη ενότητα... 21 3. Υποθαλάσσιες Ροές Βαρύτητας... 27 3.1 Εισαγωγή... 27 3.2 Αρχή της τουρβιδιτικής θεωρίας... 27 3.3 Σηµαντικές ανακαλύψεις... 28 3.4 Μοντέλα φάσεων σε υποθαλάσσια ριπίδια... 37 3.5 Νέες αντιλήψεις... 40 4. Ιζηµατολογία Φλυσχικών Αποθέσεων... 45 4.1 Εισαγωγή... 45 4.2 Παλαιότερες παρατηρήσεις στο φλύσχη της Καρπάθου... 45 4.3 Ιζηµατογενείς φάσεις... 47 4.3.1 Γενικά... 47 4.3.2 Βόρεια λεκάνη... 49 4.3.3 Νότια λεκάνη... 87 4.4 Στρωµατογραφική διάρθρωση-χωρική κατανοµή ιζηµάτων... 113 4.4.1 Γενικά... 113 4.4.2 Λιθοστρωµατογραφία-Συσχέτιση... 113 4.4.3 Χωρική κατανοµή ιζηµάτων... 114 4.5 Παλαιορευµατικά δεδοµένα... 120 4.5.1 Γενικά... 120 4.5.2 Παλαιορευµατική ανάλυση-συµπεράσµατα... 121 4.6 Συµπεράσµατα ιζηµατολογικής ανάλυσης... 124 5. Χρονολόγηση των Ιζηµάτων... 127 5.1 Εισαγωγή... 127 5.2 Τρόπος έρευνας... 127 5.3 Αποτελέσµατα χρονολογήσεων... 129 5.4 Συµπεράσµατα χρονολογήσεων... 136 6. Κοκκοµετρική Ανάλυση... 139 6.1 Εισαγωγή... 139 6.2 Μέθοδοι έρευνας... 139 6.3 Αποτελέσµατα κοκκοµετρικών αναλύσεων... 145
6.4 Παρατηρήσεις-Συµπεράσµατα... 155 7. Στατιστική ανάλυση παχών στρωµάτων... 159 7.1 Εισαγωγή... 159 7.2 Μεθοδολογία... 161 7.3 Περιγραφική στατιστική-αναλογίες στρωµάτων... 165 7.4 Στατιστικός έλεγχος ασύµµετρων κύκλων πάχους... 166 7.4.1 Εισαγωγή... 166 7.4.2 Στατιστικός έλεγχος Waldron... 166 7.4.3 Τροποποιηµένος στατιστικός έλεγχος Waldron κατά Mukhopadhyay et al. (2004)... 170 7.5 Καθορισµός της στατιστικής Hurst... 172 7.5.1 Εισαγωγή... 172 7.5.2 Μεθοδολογία... 174 7.5.3 Εφαρµογή στατιστικής ανάλυσης Hurst Αποτελέσµατα... 175 7.6 Καθορισµός στατιστικής κατανοµής των παχών στρωµάτων... 182 7.6.1 Εισαγωγή... 182 7.6.2 Μεθοδολογία... 184 7.6.3 Ιστογράµµατα λογαριθµικών τιµών... 185 7.6.4 Αθροιστικά διαγράµµατα συχνότητας... 191 7.6.5 ιαγράµµατα Q-Q (quantile-quantile plots).... 195 7.6.6 Στατιστικοί έλεγχοι X² και Shapiro-Wilk... 213 7.6.7 Έλεγχος προσαρµογής στη «power law» κατανοµή µε τη µέθοδο της µέγιστης πιθανοφάνειας και τον έλεγχο Kolmogorov-Smirnov... 217 7.6.8 Έλεγχος ύπαρξης και προσαρµογής λογαριθµοκανονικών µίξεων στη σχέση πάχους, κοκκοµετρικού µεγέθους και ακολουθίας Bouma.... 220 7.6.9 Έλεγχος προσαρµογής της «απλωµένης» εκθετικής κατανοµής... 228 7.7 Συµπεράσµατα... 232 8. Προέλευση και Γεωτεκτονικό Περιβάλλον των Ιζηµάτων... 235 8.1 Εισαγωγή... 235 8.2 Πετρογραφία... 235 8.2.1 Μέθοδοι έρευνας... 235 8.2.2 Πετρογραφικά δεδοµένα... 238 8.2.3 Ανάλυση καθοδοφωταύγειας... 253 8.2.4 Συµπεράσµατα πετρογραφικής έρευνας... 261 8.3 Γεωχηµεία... 262 8.3.1 Μέθοδοι έρευνας... 262 8.3.2 Ανάλυση κύριων στοιχείων... 266 8.3.3 Ανάλυση ιχνοστοιχείων... 277 8.3.4 Ανάλυση σπάνιων γαιών... 294 8.3.5 Συµπεράσµατα γεωχηµικής έρευνας... 299 8.4 Συµπεράσµατα προέλευσης-γεωτεκτονικού περιβάλλοντος των ιζηµάτων... 300 9. Πετρελαϊκή Έρευνα... 303 9.1 Εισαγωγή... 303 9.2 Έρευνα πορώδους-διαπερατότητας... 303 9.2.1 Μέθοδοι έρευνας... 303 9.2.2 Ποροσιµετρία υδραργύρου... 304
9.2.3 Μελέτη µε ηλεκτρονικό µικροσκόπιο σάρωσης (SEM)... 317 9.3 Έρευνα οργανικού υλικού... 328 9.3.1 Εισαγωγή... 328 9.3.2 Μέθοδοι έρευνας... 328 9.3.3 Αποτελέσµατα... 333 9.4 Έρευνα σταθερών ισοτόπων... 336 9.4.1 Εισαγωγή... 336 9.4.2 Μέθοδος έρευνας... 336 9.4.3 Αποτελέσµατα... 337 9.5 Συµπεράσµατα πετρελαϊκής έρευνας... 338 10. Παλαιογεωγραφική Τοποθέτηση... 339 10.1 Εισαγωγή... 339 10.2 Γεωτεκτονικό πλαίσιο... 339 10.3 Παλαιογεωγραφική τοποθέτηση και εξέλιξη της λεκάνης φλύσχη της Καρπάθου... 341 10.3.1 Τοποθέτηση και γεωµετρία της λεκάνης... 341 10.3.2 Μοντέλα ιζηµατογένεσης... 343 11. Συµπεράσµατα... 355 12. Synopsis... 361 13. Βιβλιογραφία... 365
Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή 1 1. Εισαγωγή 1.1 Περιοχή µελέτης Η περιοχή µελέτης βρίσκεται στο νησί της Καρπάθου. Η Κάρπαθος είναι το δεύτερο σε µέγεθος νησί του νοµού ωδεκανήσων και βρίσκεται στο Νοτιοανατολικό άκρο της Ελληνικής Επικράτειας, στη µέση του Καρπάθιου πελάγους, ανάµεσα στα νησιά της Κρήτης και της Ρόδου. Το νησί της Καρπάθου έχει έκταση περίπου 300 Km², µήκος ακτών περίπου 160 Km και εκτείνεται µε βάση τις γεωγραφικές συντεταγµένες από 35 23 έως 35 54 βόρεια και από 27 03 έως 27 18 ανατολικά. Το υψηλότερο γεωγραφικό σηµείο της Καρπάθου είναι το όρος «Καλή Λίµνη» (µε υψόµετρο 1215 m) στο κεντρικό τµήµα του νησιού. Η περιοχή µελέτης περιλαµβάνει τους τοπογραφικούς χάρτες της Γ.Υ.Σ. (κλίµακας 1:50.000) Κάρπαθος και Όλυµπος (Γ.Υ.Σ., 1972) και τους γεωλογικούς χάρτες του Ι.Γ.Ε.Υ. (σηµερινό Ι.Γ.Μ.Ε.) (κλίµακας 1:50.000) Βόρεια Κάρπαθος και Νότια Κάρπαθος, η γεωλογική χαρτογράφηση των οποίων πραγµατοποιήθηκε από τον ρ Γ. Χριστοδούλου (Χριστοδούλου, 1963α,β). Από γεωλογική άποψη η υπό µελέτη περιοχή περιλαµβάνει πετρώµατα που θεωρείται ότι ανήκουν στις γεωτεκτονικές ζώνες των Εξωτερικών Ελληνίδων (Εικ. 1.1). 1.2 Σκοπός και στόχος Στο νησί της Καρπάθου παρατηρούνται εκτεταµένες εµφανίσεις κλαστικών αποθέσεων υποθαλάσσιων ροών βαρύτητας («φλύσχης»), οι οποίες αποτελούν και το αντικείµενο µελέτης της παρούσας διατριβής. Αν και στο παρελθόν διάφοροι ερευνητές ασχολήθηκαν µε τις γεωλογικές ενότητες του νησιού, οι φλυσχικές αποθέσεις δεν έχουν µελετηθεί µε λεπτοµέρεια µέχρι σήµερα. Η παρούσα διατριβή έχει σκοπό να συµβάλλει στη κατανόηση του µηχανισµού γένεσης και απόθεσης του φλύσχη και της στρωµατογραφίας του. Επίσης στόχο έχει τη περιγραφή των ιζηµάτων του φλύσχη, τη χρονολόγηση και την κατάταξή τους µε βάση τις διάφορες φάσεις των τουρβιδιτικών αποθέσεων και την γεωλογική
2 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή χαρτογράφηση των διαφόρων φάσεων. Επίσης επιχειρείται στατιστική ανάλυση των παχών στρωµάτων του φλύσχη ώστε να διερευνηθεί η πιθανότητα διάκρισης των διαφόρων περιβαλλόντων ιζηµατογένεσης του φλύσχη µε βάση µαθηµατικές µεθόδους, ενώ ακόµα επιχειρείται έρευνα ύπαρξης πιθανού πεδίου υδρογονανθράκων στις φλυσχικές αποθέσεις. Η παραπάνω έρευνα µπορεί να αποκαλύψει πολύτιµα στοιχεία για: α) το παλαιογεωγραφικό καθεστώς και την εξέλιξη της περιοχής του ΝΑ Αιγαίου, β) την προοπτική στατιστικής ανάλυσης των φλυσχικών αποθέσεων που είναι ιδιαιτέρα χρήσιµη στην πετρελαϊκή έρευνα, γ) την πιθανή ύπαρξη πεδίου υδρογονανθράκων στη περιοχή. Εικόνα 1.1: Γεωτεκτονικός χάρτης της Ελλάδας µε σηµειωµένη τη περιοχή µελέτης (Κάρπαθος) (από Jacobshagen et al., 1978 και Κοκκάλα, 2000), όπου φαίνεται ότι οι γεωλογικές ενότητες του νησιού θεωρείται ότι ανήκουν στις γεωτεκτονικές ζώνες των Εξωτερικών Ελληνίδων.
Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή 3 1.3 Μέθοδοι έρευνας Αρχικά επιχειρείται η γεωλογική επισκόπηση της περιοχής µελέτης και παρουσιάζονται τα κυριότερα στοιχεία της ιζηµατολογίας των φλυσχικών αποθέσεων όπως αυτή έχει αναπτυχθεί µέχρι σήµερα. Στη συνέχεια πραγµατοποιείται λεπτοµερής ιζηµατολογική ανάλυση των αποθέσεων του φλύσχη, κατάταξη τους σε ιζηµατογενείς φάσεις και δηµιουργία τόσο ειδικών όσο και γενικών λιθοστρωµατογραφικών στηλών. Επίσης παρατίθεται γεωλογικός χάρτης των αποθέσεων που δηµιουργήθηκε από τη γεωλογική χαρτογράφηση υπαίθρου, καθώς και η κατανοµή των διαφόρων ιζηµατογενών φάσεων στο χώρο µε τη δηµιουργία διαγραµµάτων τύπου «φράκτη» (fence diagram). Ακόµα παρουσιάζονται αποτελέσµατα παλαιορευµατικών µετρήσεων από ιζηµατογενείς δοµές των αποθέσεων. Στα επόµενα στάδια έρευνας πραγµατοποιείται χρονολόγηση των αποθέσεων µε βάση ασβεστιτικά νανοαπολιθώµατα και κοκκοµετρικές αναλύσεις σε ψαµµίτες των αποθέσεων µε σηµειακές µετρήσεις µεγέθους κόκκων από λεπτές τοµές ψαµµιτών στο πετρογραφικό µικροσκόπιο. Επίσης πραγµατοποιείται λεπτοµερής στατιστική ανάλυση των παχών στρωµάτων του φλύσχη σε επιλεγµένες θέσεις, ώστε να διερευνηθεί ο πιθανός διαχωρισµός των περιβαλλόντων ιζηµατογένεσης των αποθέσεων µε βάση µαθηµατικές µεθόδους. είγµατα των αποθέσεων µελετούνται πετρογραφικά (µε την µελέτη λεπτών τοµών στο πετρογραφικό µικροσκόπιο και τη χρήση καθοδοφωταύγειας) και γεωχηµικά (µε τον καθορισµό της σύστασης τους σε κύρια στοιχεία, ιχνοστοιχεία και σπάνιες γαίες), ώστε να εξαχθούν συµπεράσµατα για την προέλευση των ιζηµάτων και το γεωτεκτονικό περιβάλλον της λεκάνης ιζηµατογένεσης κατά την απόθεση του φλύσχη. Η έρευνα ύπαρξης πεδίου υδρογονανθράκων πραγµατοποιήθηκε σε τρεις κύριους άξονες: α) έρευνα ύπαρξης πιθανών ταµιευτήρων µε αναλύσεις του πορώδους και της διαπερατότητας των ψαµµιτών του φλύσχη µε τη χρήση της ποροσιµετρίας υδραργύρου και του ηλεκτρονικού µικροσκοπίου σάρωσης, β) έρευνα ύπαρξης πιθανών µητρικών πετρωµάτων µε αναλύσεις ολικού οργανικού άνθρακα και κηρογόνου των δειγµάτων του φλύσχη µε τη µέθοδο της πυρόλυσης Rock Eval, γ) έρευνα ύπαρξης πιθανών
4 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή διαφυγών υδρογονανθράκων µε αναλύσεις σταθερών ισοτόπων άνθρακα και οξυγόνου, από δείγµατα ανθρακικής σύστασης του φλύσχη. Τα αποτελέσµατα των παραπάνω µεθόδων συνδυάζονται στη τελική φάση της έρευνας για να εξαχθούν συµπεράσµατα σχετικά µε την παλαιογεωγραφική τοποθέτηση και εξέλιξη της λεκάνης ιζηµατογένεσης του φλύσχη της Καρπάθου.
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 5 2. Γεωλογική Επισκόπηση 2.1 Εισαγωγή Το νησί της Καρπάθου (Εικ.2.1) παρουσιάζει µεγάλο επιστηµονικό ενδιαφέρον λόγω της θέσης του ανάµεσα σε Ελλάδα και Τουρκία στο νοτιοανατολικό Αιγαίο και ειδικότερα ανάµεσα στις γεωτεκτονικές ζώνες των Ελληνίδων και των Ταυρίδων. Από το δέκατο ένατο αιώνα µέχρι σήµερα, διάφοροι ερευνητές ασχολήθηκαν µε τις γεωλογικές ενότητες του νησιού. Παρακάτω επιχειρείται µια γενική αναφορά στη γεωλογική βιβλιογραφία που αφορά αποκλειστικά το νησί της Καρπάθου. Οι πρώτοι ερευνητές που επισκέπτονται το νησί είναι κυρίως Άγγλοι και Γάλλοι γεωλόγοι στα τέλη του δέκατου ένατου και στις αρχές του εικοστού αιώνα. Αρχικά οι Forsyth-Major και Barbey το έτος 1886 ερεύνησαν Κρητιδικούς και Ηωκαινικούς ασβεστόλιθους σε διάφορες περιοχές του νησιού. Η εργασία De Stephani et al. (1895), που αποτελεί τη πρώτη δηµοσίευση για τη γεωλογία της Καρπάθου, επεξεργάζεται τα αποτελέσµατα των δύο προηγούµενων ερευνητών. Το συµπέρασµα στο οποίο καταλήγει είναι η παρουσία Κρητιδικών ασβεστόλιθων µε ραδιολαρίτες ανάλογων των ασβεστόλιθων Ωλονού Πίνδου, ασβεστόλιθων Τουρωνίου µε Hippurites και Ηωκαίνου µε Nummulites. Ο Vinassa De Regny (1901) κάνει παλαιοντολογική µελέτη των ακτινόζωων από ιάσπιδες που συνέλλεξαν οι προηγούµενοι ερευνητές. Με το πέρασµα του νησιού στην Ιταλική κυριαρχία, Ιταλοί γεωλόγοι προχωρούν σε πιο λεπτοµερείς έρευνες. Ο Martelli (1916) δηµοσιεύει τον πρώτο γεωλογικό χάρτη της Καρπάθου σε κλίµακα 1:200.000, µε µια πρώτη λιθοστρωµατογραφική υποδιαίρεση. Αργότερα ο Desio (1931) πραγµατοποιεί τις πρώτες τεκτονικές και γεωµορφολογικές µελέτες στο νησί.
6 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση Εικόνα 2.1 : Γεωλογικός χάρτης της Καρπάθου, τροποποιηµένος από Χριστοδούλου (1963α,β). Μεταπολεµικά, η Κάρπαθος γίνεται µέρος της Ελληνικής Επικράτειας το 1947. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα η πρώτη εµπεριστατωµένη γεωλογική µελέτη της Καρπάθου να πραγµατοποιηθεί από τον ρ Γ. Χριστοδούλου, ο
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 7 οποίος εργαζόµενος στο νησί κυρίως τη δεκαετία του 1950, παρουσιάζει τις πρώτες λεπτοµερείς γεωλογικές έρευνες για τη περιοχή και δηµοσιεύει το 1963 το γεωλογικό χάρτη της Καρπάθου σε κλίµακα 1:50.000 που χρησιµοποιείται µέχρι σήµερα (Χριστοδούλου, 1963α,β). Η δηµοσίευση Christodoulou (1960) αποτελεί λεπτοµερή παλαιοντολογική και στρωµατογραφική έρευνα που χαρακτηρίζει τις διάφορες στρωµατογραφικές ενότητες συσχετίζοντας τις µε τις τότε γνωστές γεωτεκτονικές ζώνες (Τριπόλεως, Πίνδου, Αδριατικοϊονίου) χωρίς όµως να πετύχει ένα σωστό διαχωρισµό λόγω του πλήθους των άγνωστων τότε γεωλογικών στοιχείων για την ευρύτερη περιοχή. Ο Χριστοδούλου θα δηµοσιεύσει επίσης και µια παλαιοντολογική έρευνα των τρηµατοφόρων του φλύσχη (Χριστοδούλου, 1967). Είναι η πρώτη δηµοσίευση που αφορά αποκλειστικά τις αποθέσεις του φλύσχη στο νησί. Τα επόµενα χρόνια Έλληνες και ξένοι γεωλόγοι θα ασχοληθούν ειδικότερα µε τη γεωλογία του νησιού. Ο Αnapliotis (1961) στην εργασία του µελετά τις Πλειοκαινικές αποθέσεις της Καρπάθου, µε ιδιαίτερη έµφαση στα απολιθώµατα που αυτές περιέχουν. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, οµάδα Γάλλων γεωλόγων από το Πανεπιστήµιο του Παρισιού υπό τον Aubouin, αρχίζει να ασχολείται µε τη γεωλογία του νοτιοανατολικού Αιγαίου και της Καρπάθου ειδικότερα, δηµοσιεύοντας σειρά διατριβών και εργασιών. Οι Aubouin & Dercourt (1970) διακρίνουν στη Κάρπαθο µια αυτόχθονη σειρά, µια επωθηµένη αλλόχθονη σειρά και µια αλλόχθονη υπερκείµενη ενότητα οφιολίθων. Ο Angelier (1973) πραγµατοποιεί τη πρώτη νεοτεκτονική µελέτη του νησιού. Ο Davidson-Monett (1974) πραγµατοποιεί µια διδακτορική διατριβή για τη στρωµατογραφία και τη τεκτονική δοµή της Καρπάθου δίνοντας για πρώτη φορά µια καλή συσχέτιση των γεωλογικών ενοτήτων του νησιού µε τις ενότητες των Εξωτερικών Ελληνίδων. Οι Aubouin et al. (1976a,b) συνοψίζουν τα αποτελέσµατα της διατριβής αυτής. Οι Angelier (1979), Barrier (1979) και Barrier & Angelier (1981) ασχολούνται µε τη νεοτεκτονική του νησιού της Καρπάθου. Τη δεκαετία του 1980, έρχεται η σειρά οµάδας Άγγλων γεωλόγων από το Πανεπιστήµιο του Λονδίνου υπό τον Hall, η
8 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση οποία εργάζεται πάνω στη γεωλογία Κρήτης και ωδεκανήσων, παρουσιάζοντας νέα και διαφορετικά αποτελέσµατα από αυτά των Γάλλων ερευνητών µια δεκαετία νωρίτερα. Μέρος της εργασίας της Αγγλικής ερευνητικής οµάδας µε σηµαντική συµβολή στη γεωλογία του νησιού, αποτελεί η διατριβή του Harbury (1986) η οποία ασχολείται µε τη γεωδυναµική εξέλιξη του νοτιοανατολικού Αιγαίου. Η Γερµανική σχολή ασχολήθηκε και αυτή µε τη γεωλογία του νησιού αλλά κάτω από ένα πιο ειδικό πρίσµα: Οι Baumann et al. (1977) αναγνωρίζουν στο νησί καλύµµατα αλλόχθονων ενοτήτων πάνω σε µια αυτόχθονη ενότητα και επιχειρούν µια σύνδεση των ενοτήτων αυτών µε τις αντίστοιχες της νότιας Πελοποννήσου, Κρήτης, Ρόδου και νοτιοδυτικής Τουρκίας. Οι Hatzipanagiotou (1983) και Koepke (1986) µελετούν στις διατριβές τους το οφιολιθικό κάλυµµα της Καρπάθου. Ειδικότερα, οι Koepke et al. (1985) για πρώτη φορά παρουσιάζουν στοιχεία που συνδέουν τις οφιολιθικές εµφανίσεις της Καρπάθου µε τις αντίστοιχες των Ταυρίδων και όχι των Ελληνίδων. Επίσης η ίδια υπόθεση υποστηρίζεται από τους ίδιους ερευνητές και αργότερα, στηριγµένη σε νέα δεδοµένα (Koepke et al., 2002). Οι Wurth & Richter (1998) στην εργασία τους µελετούν Τεταρτογενείς δελταϊκές αποθέσεις στη δυτική Κάρπαθο. Από ελληνικής πλευράς, η Αντωνίου (1987) µελετά τη σύσταση των εµφανίσεων εβαποριτών (γύψων) στη Κάρπαθο. Ο Φυτρολάκης (1989) συνοψίζει τα συµπεράσµατα σχεδόν όλων των προηγούµενων από αυτόν ερευνητών και κάνοντας νέες παρατηρήσεις καταλήγει στο συµπέρασµα της σχεδόν πλήρους γεωλογικής ταύτισης Καρπάθου και Κρήτης. Αργότερα, ο Αθανασιάδης (2000) πραγµατοποιεί µια εκτενή σεισµοτεκτονική-νεοτεκτονική έρευνα, ενώ ο Κοκκάλας (2000) ασχολείται σε µέρος της διατριβής του µε τη γεωδυναµική εξέλιξη της Καρπάθου και συµπεραίνει ότι όλα τα τεκτονικά καλύµµατα που παρατηρούνται στο νησί έχουν κινηθεί σε µια νότιανοτιοανατολική διεύθυνση. Τέλος ο Garfunkel (2004), συνοψίζοντας τη γεωλογική ιστορία της ανατολικής Μεσογείου, υποστηρίζει και αυτός τη σύνδεση της Καρπάθου µε τις γεωλογικές ενότητες των Ταυρίδων στη νοτιοδυτική Τουρκία.
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 9 2.2 Γεωτεκτονικές ζώνες στο ΝΑ Αιγαίο Τα κύρια στρωµατογραφικά και τεκτονικά αποτελέσµατα της οµάδας των Γάλλων ερευνητών συνοψίζονται από τους Aubouin et al. (1976 a,b) και αργότερα από τον Bonneau (1984). Οι ερευνητές αυτοί, όπως και οι Orombelli & Pozzi (1967), θεωρούν ότι οι γεωλογικές ενότητες του νότιου Αιγαίου είναι αντίστοιχες µε αυτές της ηπειρωτικής Ελλάδας και της Πελοποννήσου. Οι «ισοπικές» ζώνες (Renz, 1940; Aubouin, 1965) αυτές, µπορούν να παρατηρηθούν στις Ελληνίδες οροσειρές και σύµφωνα µε τους παραπάνω ερευνητές ακολουθούν το καµπύλο σχήµα του Ελληνικού Τόξου, εµφανιζόµενες επίσης σε Κρήτη και ωδεκάνησα. Με την οπτική αυτή, διαφοροποιηµένη σε κάποια σηµεία, συµφωνούν επίσης και οι Baumann et al. (1977), Φυτρολάκης (1989), Κοκκάλας (2000) και Kokkalas & Doutsos (2004). Από την άλλη πλευρά, η Αγγλική ερευνητική οµάδα παρατηρεί ότι υπάρχουν σοβαρά προβλήµατα στην αντιστοιχία των ενοτήτων της ηπειρωτικής Ελλάδας και Πελοποννήσου µε αυτές της Κρήτης (Hall & Audley-Charles, 1983; Hall et al., 1984), αλλά και των ωδεκανήσων (Harbury, 1986; Harbury & Hall, 1988). Σε αυτό συµφωνεί και ο Αθανασιάδης (2000), ο οποίος δέχεται τις απόψεις του Harbury (1986), ελαφρά τροποποιηµένες. Η αντιστοιχία των γεωλογικών ενοτήτων των ωδεκανήσων µε αυτές των Ταυρίδων προτείνεται από τους Bernoulli et al. (1974) και Garfunkel (2004), η άποψη των οποίων ενισχύεται από γεωχηµικά και χρονολογικά δεδοµένα των οφιολιθικών εµφανίσεων στα ωδεκάννησα (Koepke et al., 1985; Hatzipanagiotou, 1988; Koepke et al., 2002). Μια ενδιάµεση θέση η οποία υποστηρίζει τη γεωλογική συνέχεια των ενοτήτων των Εξωτερικών Ελληνίδων (ειδικότερα της Ιονίου Ζώνης) µε κάποιες από τις στρωµατογραφικά κατώτερες ενότητες των Ταυρίδων, υποστηρίζεται από τον Poisson (1984). 2.3 Γεωτεκτονικές ζώνες στη Κάρπαθο
10 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση Ο Χριστοδούλου (1963α,β) (Εικ.2.1) γενικά διακρίνει στο νησί της Καρπάθου µια αυτόχθονη ανθρακική ενότητα µε υπερκείµενο φλύσχη και ανθρακικές ενότητες µε οφιολιθικές εµφανίσεις επωθηµένες πάνω στο φλύσχη. Κατατάσσει την αυτόχθονη ενότητα ως Σειρά Τρίπολης µε Κρητιδικούς µαύρους δολοµίτεςασβεστόλιθους, Ανωηωκαινικούς ασβεστόλιθους και τον υπερκείµενο φλύσχη. Οι επωθηµένες ανθρακικές ενότητες κατατάσσονται ως: α) Σειρά Αδριατικής- Ιονίου µε Ανωιουρασικούς ασβεστόλιθους (Thaumatoporella, Tintinnopsella), Ανωκρητιδικούς δολοµίτες-ασβεστόλιθους και Ηωκαινικούς ασβεστόλιθους µε κερατολιθικές ενστρώσεις, β) Σειρά Ωλονού-Πίνδου µε Ανωκρητιδικούς δολοµίτες-ασβεστόλιθους, γ) Σειρά Παρνασσού-Γκιώνας µε Ανωιουρασικούς ασβεστόλιθους (Thaumatoporella). Οι Aubouin & Dercourt (1970) διακρίνουν στη Κάρπαθο µια αυτόχθονη σειρά αντίστοιχη της Ζώνης Γαβρόβου Τρίπολης, µια αλλόχθονη σειρά αντίστοιχη της Ζώνης Ωλονού Πίνδου και µια αλλόχθονη υπερκείµενη ενότητα οφιολίθων αντίστοιχων της Υποπελαγονικής ζώνης. Αργότερα οι Davidson-Monett (1974) και Aubouin et al. (1976a,b) ονοµάζουν την αυτόχθονη ενότητα «Σειρά Άδρας-Αγκινάρας-Αγίου Νικολάου» (Εικ.2.2) και την αντιστοιχούν µε τη «Σειρά Μαγκασά» της ανατολικής Κρήτης (παρόµοια µε τη Ζώνη Παρνασσού-Γκιώνας στην ηπειρωτική Ελλάδα). Επίσης οι ίδιοι ερευνητές αναγνωρίζουν δύο αλλόχθονες ενότητες, τη «Σειρά Καλή Λίµνη- Ασώµατα-Μενεττές» (κατώτερη) και τη «Σειρά Ξινδόθειο» (ανώτερη) µαζί µε οφιολιθικό κάλυµµα, τις οποίες αντιστοιχούν στον ευρύτερο χώρο του εσωτερικού υβώµατος της Ζώνης Γαβρόβου-Τρίπολης και της Ζώνης Ωλονού- Πίνδου. Γενικά οι Γάλλοι ερευνητές αυτοί δεν δέχονται την ύπαρξη της Ιονίου Ζώνης στο νησί και ακόµα εκφράζουν την άποψη ότι η αυτόχθονη ανθρακική ενότητα της Καρπάθου είναι επωθηµένη πάνω στους πλακώδεις ασβεστόλιθους που εµφανίζονται στο γειτονικό νησί της Κάσου και πιθανά ανήκουν στην Ιόνιο Ζώνη. Ο Bonneau (1984), προσπαθώντας να αναθεωρήσει τα αποτελέσµατα της γαλλικής ερευνητικής οµάδας στη περιοχή και να δώσει µια καλή συσχέτιση
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 11 των γεωλογικών ενοτήτων µε αυτές των Εξωτερικών Ελληνίδων στηριζόµενος στα ως τότε νέα δεδοµένα, αντιστοιχεί την αυτόχθονη ανθρακική ενότητα («Άδρα») και τον υπερκείµενο φλύσχη µε την Ζώνη της Ιονίου. Για τις αλλόχθονες ενότητες ο ερευνητής αυτός προτείνει για την κατώτερη («Καλή Λίµνη») αντιστοιχία µε τη Ζώνη Γαβρόβου-Τρίπολης και για την υπερκείµενη («Ξινδόθειο») αντιστοιχία µε τη Ζώνη Ωλονού Πίνδου. Εικόνα 2.2: Στρωµατογραφικές ενότητες της Καρπάθου (χωρίς κλίµακα). Σχήµα τροποποιηµένο από Harbury (1986).
12 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση Από την πλευρά της αγγλικής ερευνητικής οµάδας, ο Harbury (1986) δέχεται την ύπαρξη της αυτόχθονης ανθρακικής ενότητας «Άδρα» (που κατατάσσει σαν ανθρακική κατωφέρεια) µε τον υπερκείµενο φλύσχη και των αλλόχθονων ενοτήτων «Καλή Λίµνη» (πλατφόρµα) και «Ξινδόθειο» (λεκάνη), όµως τονίζει τη διαφορετική παλαιογεωγραφική διάρθρωση των γεωλογικών εµφανίσεων της περιοχής και τη µη δυνατότητα σύνδεσης τους µε τις ισοπικές ζώνες των Ελληνίδων. Ο Φυτρολάκης (1989), προσπαθώντας να αντιστοιχίσει τις ενότητες Κρήτης και Καρπάθου, κατατάσσει και αυτός την αυτόχθονη ενότητα «Άδρα» στην Ιόνιο ζώνη, στην οποία σύµφωνα µε τις νεότερες απόψεις πιθανά ανήκουν και οι κατώτερες ενότητες της Κρήτης (πλακώδεις ασβεστόλιθοι, ενότητα «Ταλαία Όρη» κτλ). Παρατηρώντας εµφανίσεις δολοµιτών, ραουβακών και εβαποριτών επωθηµένους πάνω στην ενότητα «Άδρα» σε διάφορες θέσεις, τις αντιστοιχεί µε την ενότητα δολοµιτών «Τρυπαλίου» και τους υπερκείµενους ραουβάκες και γύψους που εµφανίζονται στη Κρήτη. Προχωρώντας αναλογικά σε ανώτερες στρωµατογραφικές θέσεις, ο φλύσχης της Καρπάθου αντιστοιχείται µε την ενότητα φυλλιτών-χαλαζιτών, η ενότητα «Καλή Λίµνη» µε τη ζώνη Γαβρόβου-Τρίπολης, η ενότητα «Ξινδόθειο» µε τη ζώνη Ωλονού Πίνδου και οι οφιόλιθοι µε το κάλυµµα «οφιολίθων και κρυσταλλοσχιστωδών» της Κρήτης. Συµπερασµατικά ο παραπάνω ερευνητής προτείνει ότι υπάρχει πλήρης τεκτονική αναλογία µεταξύ των γεωλογικών ενοτήτων Καρπάθου και Κρήτης. Οι Κοκκάλας (2000) και Kokkalas & Doutsos (2004), γενικά συµφωνούν µε τις απόψεις του Bonneau (1984) και εν µέρει του Φυτρολάκη (1989), κατατάσσοντας τους υποκείµενους του φλύσχη ασβεστόλιθους (ενότητα «Άδρα») στη ζώνη της Ιονίου, χαρακτηρίζοντας τους αυτόχθονους. Αυτονόητα και ο υπερκείµενος φλύσχης ανήκει στην Ιόνιο ζώνη και µπορεί να χαρακτηριστεί ως µέρος της προχώρας της Πίνδου (όπως στη δυτική Ελλάδα). Ακόµα ξεχωρίζουν τρία αλλόχθονα καλύµµατα (ενότητες «Καλή Λίµνη», «Ξινδόθειο», οφιόλιθοι) από κάτω προς τα πάνω στρωµατογραφικά, που ανήκουν στις ζώνες Γαβρόβου- Τρίπολης, Ωλονού-Πίνδου και σε οφιολιθικό κάλυµµα αντίστοιχα. Μετά από
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 13 γεωδυναµική ανάλυση, συµπεραίνουν ότι τα καλύµµατα αυτά προήλθαν από τα βόρεια και κινήθηκαν προς µια ΝΝΑ διεύθυνση. 2.4 Ελληνίδες ή Ταυρίδες; Όπως αναφέρθηκε και προηγουµένως, υπάρχει έντονος προβληµατισµός µεταξύ των ερευνητών που έχουν ασχοληθεί µε τις γεωλογικές ενότητες της Καρπάθου, για το αν αυτές σχετίζονται µε τις αντίστοιχες ενότητες των Εξωτερικών Ελληνίδων και αν ναι, µε ποιες ακριβώς. Φυσικά υπάρχει και η άποψη ότι οι ενότητες του νησιού σχετίζονται µε τις αντίστοιχες των Ταυρίδων στη γειτονική Ν Τουρκία. Για να µπορέσουµε να δώσουµε µια απάντηση στο παραπάνω ζήτηµα πρέπει να ανατρέξουµε στην παλαιογεωγραφική διάρθρωση της περιοχής και πιο συγκεκριµένα στις θέσεις των λιθοσφαιρικών µικροπλακών και ωκεάνιων λεκανών της Νεοτηθύος κυρίως κατά το Μεσοζωικό. Αρκετά µοντέλα σχετικά µε την εξέλιξη της Νεοτηθύος (Robertson & Dixon, 1984; Dercourt et al., 1986; Stampfli et al., 1991, 2001) υποθέτουν ότι η Απούλια µικροπλάκα ήταν ενωµένη µε τη µικροπλάκα των Ταυρίδων (Ανατολία) σχηµατίζοντας µια ενιαία µικροήπειρο και ότι αυτές οι δύο ενότητες κινήθηκαν µαζί. Αυτά τα µοντέλα βασίζονται στην υπόθεση ότι οι γεωτεκτονικές ζώνες παρόµοιων φάσεων (ισοπικές ζώνες στην παλαιότερη βιβλιογραφία) των Εξωτερικών Ελληνίδων εκτείνονται έως το νότιο Αιγαίο (Aubouin et al., 1976b; Bonneau, 1984). Από την άλλη πλευρά, οι Bernoulli et al. (1974) αµφισβήτησαν την ορθότητα της παραπάνω υπόθεσης και οι Hall et al. (1984) πρότειναν ότι οι ζώνες παρόµοιων φάσεων των Ελληνίδων δεν εκτείνονται ανατολικά της Κρήτης. Επίσης ο Garfunkel (2004), υπολογίζοντας τη πιθανή θέση της µικροπλάκας των Ταυρίδων στο Μέσο Κρητιδικό, συµπεραίνει ότι Απούλια και Ταυρίδες δεν ήταν ενωµένες. Για να εξετάσουµε ειδικότερα την υπόθεση αυτή πρέπει να ερευνηθεί το καθεστώς της δυτικής και ανατολικής πλευράς της περιοχής του νοτίου Αιγαίου στα όρια Μεσοζωικου-Τριτογενούς. Στην εικόνα 2.3 φαίνεται η πιθανή διάρθρωση των
14 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση γεωλογικών ενοτήτων στη περιοχή στα τέλη του Τριτογενούς, µε τις τεκτονικές στροφές που έχουν συµβεί από τότε να έχουν διορθωθεί (Le Pichon & Angelier, 1979; Kissel & Laj, 1988; Kissel et al., 1993). Εικόνα 2.3: Κύρια γεωλογικά στοιχεία στις δύο πλευρές του νοτίου Αιγαίου. Η νεότερη διαστολή του Αιγαίου πελάγους και οι στροφές των τεµαχών έχουν διορθωθεί, ώστε να απεικονίζεται η δοµή της περιοχής στις αρχές του Νεογενούς. Συντοµογραφίες: ANT, Καλύµµατα Αττάλειας; BD, Bey Daglari; B.F.Z., Bornova Flysch Zone. Με βάση το σχήµα αυτό, στο Μέσο Κρητιδικό ο φλοιός από τον οποίο τώρα αποτελούνται οι ζώνες Πελαγονική και Πίνδος, είχε χωριστεί από τα τεµάχη φλοιού που τώρα αποτελούν τη Ν Τουρκία, αλλά οι δύο περιοχές ήρθαν η µια δίπλα στην άλλη από κινήσεις στα όρια Κρητιδικού Τριτογενούς. Από Garfunkel (2004). Στα δυτικά, τα καλύµµατα των Ελληνίδων εκτείνονται από τη Πελοπόννησο ως τη Κρήτη (Seidel et al., 1981; Bonneau, 1984; Jacobshagen, 1986; Papanikolaou, 1988). Αυτά αποτελούνται από τις εξωτερικές ενότητες που προέρχονται από την Απούλια, το κάλυµµα της Πίνδου που προέρχεται από µια ωκεάνια λεκάνη στα ανατολικά της Απούλιας (ωκεανός της Πίνδου) (Εικ.2.4) και αλλόχθονα οφιολιθικά σώµατα του Ανωτέρου Ιουρασικού (Ηωελληνικά στη βιβλιογραφία), τα οποία αρχικά είχαν τοποθετηθεί στην ανατολική πλευρά της Πινδικής λεκάνης (Smith, 1993; Jones & Robertson, 1994). Όπως και στις βορειότερες περιοχές των Ελληνίδων, έτσι και στα νότια η ιζηµατογένεση του φλύσχη στη λεκάνη της Πίνδου ξεκινά στα τέλη του Κρητιδικού και συνεχίζεται έως το Ανώτερο Ηώκαινο, όταν και η λεκάνη κλείνει και το περιεχόµενο της επωθείται προς τα νοτιοδυτικά για να
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 15 σχηµατίσει το κάλυµµα της Πίνδου. Ακολούθως η φλυσχική ιζηµατογένεση µεταφέρεται στα περιθώρια της Απούλιας και συνεχίζεται έως το Κατώτερο Μειόκαινο όταν και το περιθώριο τεµαχίζεται σε άρκετα κοµµάτια τα οποία επωθούνται προς τα δυτικά για να σχηµατίσουν τα καλύµµατα των Εξωτερικών Ελληνίδων (καλύµµατα Τρίπολης και Ιονίου) (Jacobshagen, 1986). Οι γεωλογικές ενότητες των νησιών ανατολικά της Κρήτης µαρτυρούν µια διαφορετική τεκτονική εξέλιξη. Οι ανώτερες ενότητες της Καρπάθου (κάλυµµα Ξινδόθειου) και της Ρόδου (κάλυµµα Προφήτη Ηλία) περιλαµβάνουν πελαγικά ιζήµατα του Μεσοζωικού παρόµοια µε αυτά του καλύµµατος της Πίνδου. Παρόλα αυτά, τα ιζήµατα αυτά σχετίζονται µε οφιολιθική mélange και τεµάχια υπερβασικών πετρωµάτων ηλικίας Ανώτερου Κρητιδικού αντί για Ανώτερου Ιουρασικού (Aubouin et al., 1976a; Koepke et al., 1985; Hatzipanagiotou, 1988; Koepke et al., 2002) και Ηωελληνικοί οφιόλιθοι δεν παρατηρούνται. Η παρουσία οφιολίθων του Ανώτερου Κρητιδικού, που δεν υπάρχουν στις Ελληνίδες συνδέει αυτά τα νησιά µε τη περιοχή της Ανατολίας και ειδικότερα µε τα καλύµµατα της Λυκίας (Lycian Nappes). Επίσης στη Κάρπαθο, κλαστικά θαλάσσια ιζήµατα µικρού βάθους του Μέσου Ηωκαίνου (µολάσσα Λάστου), υπέρκεινται τόσο του ανώτερου (Ξινδόθειο) όσο και του κατώτερου καλύµµατος (Καλή Λίµνη), φανερώνοντας ότι τα καλύµµατα αυτά είχαν ήδη επωθηθεί το ένα πάνω στο άλλο όταν η φλυσχική ιζηµατογένεση ακόµα συνεχιζόταν δυτικότερα στη λεκάνη της Πίνδου. Ωστόσο επωθητικές κινήσεις του Μέσου Ηωκαίνου έχουν καταγραφεί στα καλύµµατα της Λυκίας όπου κλαστικά ιζήµατα παρόµοιας ηλικίας υπέρκεινται των τεκτονικών καλυµµάτων (Collins & Robertson, 1998).
16 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση Εικόνα 2.4: Σκαρίφηµα που αναπαριστά τις θέσεις των παλαιών πλακών στην Ανατολική Μεσόγειο περίπου πριν από 90 εκ. χρόνια, πριν κλείσουν οι µικροί ωκεανοί της Νεοτηθύος στη περιοχή των Ταυρίδων. Φαίνεται η συνέχεια των ενοτήτων των Ταυρίδων προς τα δυτικά έως τη Mάζα του Menderes (Μ)/Bey Daglari (BD) (και τις κοντινές περιοχές που τώρα αποτελούν τα νησιά του ΝΑ Αιγαίου) και η ασυνέχεια που υπάρχει πριν τα παραπάνω τεµάχη φτάσουν την Πελαγονική (ΠΕΛ). Τα καλύµµατα της Λυκίας πιθανά προήλθαν από τη δυτική συνέχεια του ωκεανού των Εσωτερικών Ταυρίδων ανάµεσα σε Mάζα του Menderes και Bey Daglari ή από τον ωκεανό της Άγκυρας βορειότερα (Collins & Robertson, 1998; Robertson, 2000). Σχήµα τροποποιηµένο από Garfunkel (2004). (Κ: Kirsehir, AL: Alanya). Τα ανώτερα καλύµµατα των ωδεκανήσων (που µοιάζουν µε αυτά της Πίνδου) υπέρκεινται δύο ανθρακικών ενοτήτων, της κατώτερης «Άδρα» και ανώτερης «Καλή Λίµνη» στη Κάρπαθο, και της κατώτερης «Αττάβυρος» και ανώτερης «Αρχάγγελος» στη Ρόδο (Mutti et al., 1970; Aubouin et al., 1976a). Όπως και στις Εξωτερικές Ελληνίδες (καλύµµατα Τρίπολης και Ιονίου) αυτές οι ενότητες αποτελούνται από ανθρακικές ακολουθίες που συνεχίζονται στο Ηώκαινο και µεταβαίνουν σε φλύσχη Μέσου και Ανωτέρου Ηωκαίνου- Ολιγοκαίνου. Παρόλα αυτά οι Aubouin et al. (1976a,b) σηµειώνουν ότι οι
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 17 ανθρακικές αυτές ακολουθίες διαφέρουν σε φάσεις από αυτές των Εξωτερικών Ελληνίδων. Επίσης το «στοίβαγµα» των καλυµµάτων στη Κάρπαθο είχε ολοκληρωθεί πριν την απόθεση της µολάσσας του Μέσου Ηωκαίνου, ενώ στις Εξωτερικές Ελληνίδες ξεκίνησε στα τέλη του Ηωκαίνου (Jacobshagen, 1986), γεγονός που θέτει σε αµφιβολία τη συσχέτιση των ενοτήτων αυτών µε τις αντίστοιχες των Εξωτερικών Ελληνίδων στα δυτικά. Περισσότερο πιθανή είναι η συσχέτιση τους µε τις κατώτερες ενότητες των καλυµµάτων της Λυκίας στα ανατολικά στις οποίες επίσης παρατηρείται ανθρακική ιζηµατογένεση που συνεχίζεται στο Ηώκαινο (Gutnic et al., 1979; Collins & Robertson, 1998). Πράγµατι, οι Bernoulli et al. (1974) αναγνώρισαν τυπικές σειρές των καλυµµάτων της Λυκίας σε µικρά νησιά των ωδεκανήσων δυτικά της Ρόδου, ένδειξη που υποστηρίζει περαιτέρω την υπόθεση ότι οι γεωλογικές ενότητες της περιοχής είναι µέρος των ενοτήτων των Ταυρίδων. Για να ερµηνευθούν οι παραπάνω διαφορές, µπορεί να υποτεθεί ότι οι ζώνες των Εξωτερικών Ελληνίδων εκτείνονταν χωρίς σοβαρές µεταβολές προς τα ανατολικά και ο χαρακτήρας τους άλλαζε σε µικρό ή µεγάλο βαθµό ανατολικά της Κρήτης (Aubouin et al., 1976a,b; Φυτρολάκης, 1989). Η άλλη υπόθεση που υποστηρίζεται από αυτή τη διατριβή, είναι η παρουσία δύο διαφορετικών γεωτεκτονικών καθεστώτων ανατολικά και δυτικά του νοτίου Αιγαίου. Στα ανατολικά, οι οφιόλιθοι έχουν ηλικία Ανώτερου Κρητιδικού και σύγκλιση λαµβάνει χώρα στο Ανώτερο Κρητιδικό-Τριτογενές. Αντίθετα στα δυτικά οι οφιόλιθοι έχουν ηλικία Ανώτερου Ιουρασικού και ο τεκτονισµός του Ανώτερου Κρητιδικού απουσιάζει. Οι πιθανές κινήσεις των παλαιοηπείρων που έχουν εκτιµηθεί (Εικ. 2.4) επίσης δεν υποστηρίζουν την υπόθεση ότι στο Μέσο Κρητιδικό το δυτικό τµήµα της µικροπλάκας των Ταυρίδων ήταν ευθυγραµµισµένο µε το ΝΑ τµήµα της Απούλιας. Τα παραπάνω πιθανά σηµαίνουν ότι η Απούλια µικροπλάκα µαζί µε τον ωκεανό της Πίνδου στα ανατολικά της ήταν κινηµατικά χωρισµένη από τις πιο ανατολικές περιοχές κατά µήκος µιας γραµµής ασυνέχειας ή ζώνης που περνούσε ανατολικά της Κρήτης (Garfunkel, 2004). Αυτή η ασυνέχεια θα µπορούσε να είναι ένα ρήγµα
18 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση οριζόντιας µετατόπισης, αλλά η παρουσία στο κεντρικό Αιγαίο υψηλής θερµοκρασίας µεταµορφωµένων πετρωµάτων του Ανώτατου Κρητιδικού (Seidel et al., 1981; Reinecke et al., 1982; Altherr et al., 1994) καθώς και της ενότητας των κυανοσχιστόλιθων στις Κυκλάδες, υποδηλώνουν ότι έλαβε χώρα και καταβύθιση κατά µήκος της ζώνης αυτής. Οι Ring et al. (1999) επίσης πρότειναν την πιθανή ύπαρξη ασυνέχειας στο κεντρικό Αιγαίο βασιζόµενοι στη διαφορά ηλικίας ανάµεσα στο Βαρίσκειο υπόβαθρο των Κυκλάδων και το Παναφρικανικό υπόβαθρο της µάζας του Menderes (Menderes Massif). Οι Franz et al. (2005), αν και δεν διαπίστωσαν διαφορές στο προ-αλπικό υπόβαθρο µεταξύ ανατολικής Κρήτης και ωδεκανήσων, προτείνουν και αυτοί ότι το υπόβαθρο των δύο περιοχών διαχωρίστηκε κατά την Αλπική φάση στο Μεσοζωικό, µέσω µιας ασυνέχειας ανάµεσα στις πλάκες της Απούλιας και της Ανατολίας και αναγνωρίζουν την επίδραση των καλυµµάτων της Λυκίας στις Αλπικές φάσεις των ωδεκανήσων. 2.5 Σύγκριση µε ζώνες των Ταυρίδων 2.5.1 Γενικά Η παραπάνω επισκόπηση τόσο της γεωλογίας της Καρπάθου, όσο και της παλαιογεωγραφίας της περιοχής του νοτίου Αιγαίου δείχνει ότι οι γεωλογικές ενότητες του νησιού πιθανότατα σχετίζονται µε τις αντίστοιχες των Ταυρίδων οροσειρών στη νοτιοδυτική Τουρκία. Παρακάτω θα επιχειρηθεί µια σύγκριση των ενοτήτων που παρατηρούνται στη Κάρπαθο, µε συγκεκριµένες ενότητες που έχουν παρατηρηθεί στις Ταυρίδες σύµφωνα µε τη βιβλιογραφία, κυρίως σε θέσεις κοντά στη Μεσογειακή ακτή (Bernoulli et al., 1974; Robertson & Woodcock, 1981; Okay, 1989; Ozkaya, 1990; Collins & Robertson, 1999; Gundogan et al., 2008). Η σύγκριση αυτή, θα βασιστεί σε ιζηµατογενείς φάσεις και απολιθώµατα που παρατηρήθηκαν κυρίως στα ανθρακικά ιζήµατα του νησιού (Χριστοδούλου, 1963α,β; Davidson-Monett, 1974; Harbury, 1986).
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 19 Όπως αναφέρθηκε, στη Κάρπαθο γενικά παρατηρείται µια σχετικά αυτόχθονη ανθρακική σειρά («Άδρα») µε υπερκείµενο φλύσχη και δύο τεκτονικά υπερκείµενες (επωθηµένες) ανθρακικές σειρές («Καλή Λίµνη»- «Ξινδόθειο») µε οφιολιθικό κάλυµµα στην κορυφή της ακολουθίας. Η αντίστοιχη γενική διευθέτηση των Ταυρίδων στη Ν Τουρκία αποτελείται από αλλόχθονες ανθρακικές σειρές µε οφιολιθικά καλύµµατα (καλύµµατα Λυκίας- Αττάλειας), οι οποίες υπέρκεινται τεκτονικά της µεταµορφωµένης Μάζας του Menderes στα βορειοδυτικά και µιας αυτόχθονης ανθρακικής πλατφόρµας (Bey Daglari) στα νοτιοανατολικά. 2.5.2 Αλλόχθονες ενότητες Εστιάζοντας αρχικά στη σύγκριση των αλλόχθονων ανθρακικών σειρών, θα εξετάσουµε ειδικότερα τις αλλόχθονες σειρές της Καρπάθου (κατώτερη «Καλή Λίµνη» και ανώτερη «Ξινδόθειο») και τη πιθανή σχέση τους µε τις αντίστοιχες αλλόχθονες σειρές των Ταυρίδων. Ο Davidson-Monett (1974), καθορίζει τη σειρά «Καλή Λίµνη» σαν µια ακολουθία από κυρίως παχυστρωµατώδεις νηρητικούς ασβεστόλιθους και δολοµίτες µε ηλικία Κατώτερο Ιουρασικό-Μέσο Ηώκαινο. Ο ίδιος ερευνητής καθώς και ο Harbury (1986), αναγνωρίζουν στους ασβεστόλιθους του Ηωκαίνου βενθονικά τρηµατοφόρα Nummulites και Alveolina, καθώς και Orbitolites. Στο γεωλογικό χάρτη του νησιού, ο Χριστοδούλου (1963α,β) αναγνωρίζει στη σειρά αυτή λεπτοστρωµατώδεις εναλλαγές ασβεστόλιθων και δολοµιτών του Ανωτέρου Ιουρασικού (Κιµµερίδιο) µε τα χαρακτηριστικά φύκη Thaumatoporella και Tintinnopsella, Ανωκρητιδικούς παχυστρωµατώδεις δολοµίτες και ασβεστόλιθους µε τρηµατοφόρα (Globotruncana) και ακτινόζωα καθώς και λεπτοπλακώδεις ασβεστόλιθους µε πυριτικούς βολβούς του Ηωκαίνου µε διάφορα τρηµατοφόρα (Nummulites, Alveolina, Discocyclina, Globigerina, Globorotalia, Operculina, Assilina, Asterigerina, Heterostegina). Παρόµοιες σειρές έχουν βρεθεί στη Μεσογειακή ακτή της Ν Τουρκίας (χερσόνησος Bozburun) από τους Collins & Robertson (1999) όπου Ιουρασικοί ασβεστόλιθοι µε Thaumatoporella
20 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση υπόκεινται Ανωκρητιδικών ασβεστόλιθων µε Globotruncana. Οι ερευνητές αυτοί κατατάσσουν τις εµφανίσεις αυτές στα καλύµµατα της Λυκίας και συγκεκριµένα στο κάλυµµα Koycegiz (Collins & Robertson, 1999). Οι Bernoulli et al. (1974) αναγνώρισαν σε µικρές νησίδες των ωδεκαννήσων Ιουρασικούς ασβεστόλιθους και δολοµίτες µε φύκη Thaumatoporella και Tintinnopsella (ασβεστόλιθοι Gereme ) στους οποίους υπέρκεινται λεπτοπλακώδεις ασβεστόλιθοι µε πυριτικούς φακούς (ασβεστόλιθοι Cal Dag ). Κατέταξαν τις εµφανίσεις αυτές στη σειρά Koycegiz των καλυµµάτων της Λυκίας και επίσης παρατήρησαν και το τρηµατοφόρο Calpionella alpina το οποίο παρατηρείται επίσης από τους Collins & Robertson (1999) σε ακολουθία του καλύµµατος Koycegiz. Από τα παραπάνω συµπεραίνεται η πιθανή συσχέτιση του καλύµµατος «Καλή Λίµνη» µε τα καλύµµατα της Λυκίας και πιθανότατα µε το κάλυµµα Koycegiz (Bernoulli et al., 1974; Okay, 1989; Ozkaya, 1990; Collins & Robertson, 1999). Στην ανώτερη αλλόχθονη σειρά («Ξινδόθειο»), οι Davidson-Monett (1974) και Harbury (1986) αναγνωρίζουν µια ακολουθία κυρίως ανθρακικών, αλλά και πυριτικών, κλαστικών και υπερβασικών πετρωµάτων ηλικίας Ανώτερου Τριαδικού-Ανώτερου Κρητιδικού. Στη βάση της ακολουθίας παρατηρούν πηλούς και µάργες του Τριαδικού µε Ammonites και ασβεστόλιθους µε Halobia ακολουθούµενους από κλαστικές αποθέσεις ψαµµιτών και κροκαλοπαγών µε θραύσµατα Aulacoceras. Το Ιουρασικό παρουσιάζεται µε εναλλαγές ασβεστόλιθων και κερατόλιθων µε τοπικές εµφανίσεις σερπεντινιτών και γάββρων οι οποίοι είναι τεκτονικά τοποθετηµένοι. Η ακολουθία συνεχίζεται µε κυρίως ανθρακικές και κερατολιθικές εµφανίσεις του Κρητιδικού. Η (λιθολογική κυρίως) οµοιότητα της ενότητας αυτής µε τα καλύµµατα της Πίνδου στη δυτική Ελλάδα οδήγησε πολλούς ερευνητές (Bonneau, 1984; Φυτρολάκης, 1989; Κοκκάλας, 2000) στο συµπέρασµα ότι πιθανά ανήκει στη Ζώνη Ωλονού-Πίνδου. Παρατηρώντας όµως τόσο τη λιθολογία και τη παλαιοντολογία, όσο και το πάχος του σχηµατισµού, παρουσιάζονται ακόµα µεγαλύτερες οµοιότητες της ενότητας «Ξινδόθειο» µε τις
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 21 αλλόχθονες ενότητες των Ταυρίδων και συγκεκριµένα µε τα καλύµµατα της Αττάλειας (ενότητα Bilelyeri ) (Robertson & Woodcock, 1981), όπου επίσης παρατηρείται µια ίδιου πάχους ακολουθία ηλικίας Αν. Τριαδικού-Κρητιδικού, µε Ammonites, Halobia και Aulacoceras στη βάση της. Την οµοιότητα που παρουσιάζει η σειρά «Ξινδόθειο» µε τα καλύµµατα της Αττάλειας παραδέχεται και ο Bonneau (1984). Από τα παραπάνω συµπεραίνεται η µεγάλη οµοιότητα σε λιθολογία, παλαιοντολογία και πάχος, των αλλόχθονων ενοτήτων της Καρπάθου («Καλή Λίµνη» και «Ξινδόθειο») µε τις αλλόχθονες ενότητες των Ταυρίδων και συγκεκριµένα µε τα καλύµµατα της Λυκίας (ενότητα Koycegiz ) και τα καλύµµατα της Αττάλειας (ενότητα Bilelyeri ). Για το λόγο αυτό στη διατριβή αυτή οι συγκεκριµένες ενότητες αναγνωρίζονται σαν αλλόχθονες ενότητες των Ταυρίδων (Εικ. 2.5). 2.5.3 Αυτόχθονη ενότητα Στην αυτόχθονη ενότητα της Καρπάθου («Άδρα») που εµφανίζεται κυρίως στο βόρειο τµήµα του νησιού, ο Χριστοδούλου (1963α,β) αναγνωρίζει Κρητιδικούς δολοµίτες και ασβεστόλιθους στους οποίους υπέρκεινται ασβεστόλιθοι του Μέσου και Ανώτερου Ηωκαίνου. Στους Κρητιδικούς ασβεστόλιθους αναγνωρίζει διάφορα απολιθώµατα όπως Τrocholina, Toucasia, Nerinea, Orbitolina, Hippurites και Globotruncana. Στους Ηωκαινικούς ασβεστόλιθους αναγνωρίζει µεταφερµένους Rudists και τα τρηµατοφόρα Nummulites, Discocyclina, Gypsina, Asterigerina, Heterostegina. Οι Davidson-Monett (1974) και Harbury (1986) περιγράφουν την ενότητα σαν µια ανθρακική σειρά που πιθανά αντιπροσωπεύει µια ανθρακική κατωφέρεια (Harbury, 1986) µε ηλικία Κατώτερο Κρητιδικό-Παλαιόκαινο. Οι παραπάνω ερευνητές παρατήρησαν τα είδη απολιθωµάτων Globotruncana, Siderolites, Pseudotextularia, Orbitolina και πιο συγκεκριµένα τα τρηµατοφόρα Morozovella angulata και Morozovella aequa (Davidson-Monett, 1974). Όπως αναφέρθηκε, η ενότητα αυτή πιθανά κατατάσσεται στην Ιόνιο Ζώνη (Bonneau,
22 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 1984; Φυτρολάκης, 1989; Κοκκάλας, 2000; Kokkalas & Doutsos, 2004), λόγω των οµοιοτήτων που παρουσιάζει σαν ανθρακική κατωφέρεια µε τις ενότητες της Ιόνιας αύλακας στις Εξωτερικές Ελληνίδες. Το γεγονός όµως της συσχέτισης της γεωλογίας του νησιού µε αυτήν των Ταυρίδων, µας οδηγεί στην προσπάθεια αναζήτησης παρόµοιων εµφανίσεων στις κατώτερες σχετικά αυτόχθονες ενότητες της Ν Τουρκίας. Η ανθρακική πλατφόρµα Bey Daglari στα νοτιοανατολικά των Ταυρίδων δεν φαίνεται να συσχετίζεται άµεσα µε την αυτόχθονη ανθρακική ενότητα της Καρπάθου µε βάση λιθολογικά και παλαιοντολογικά δεδοµένα, κυρίως λόγω του ότι η ανθρακική ιζηµατογένεση συνεχίζεται στην ενότητα αυτή έως και το Μειόκαινο (Bernoulli et al., 1974; Ozkaya, 1990; Collins & Robertson, 1999). Παρόλα αυτά, οι Bernoulli et al. (1974) αναγνώρισαν σε ένα τεκτονικό παράθυρο των καλυµµάτων της Λυκίας στη περιοχή Gocek, παρόµοιες µε την ενότητα «Άδρα» εµφανίσεις ασβεστόλιθων του Κρητιδικού-Ηωκαίνου, τις οποίες κατέταξαν σαν «αυτόχθονη σειρά Gocek» των Ταυρίδων. Επίσης στα βορειοδυτικά των Ταυρίδων οι µεταµορφωµένες ενότητες της Μάζας του Menderes δεν µπορούν επίσης να συσχετισθούν µε την ενότητα «Άδρα». Ο Poisson (1977) αναγνώρισε στη περιοχή Kizilca της Ν Τουρκίας µια ανθρακική ακολουθία αύλακας παρόµοια µε αυτή της Ιονίου ζώνης µέσα σε ένα τεκτονικό παράθυρο των καλυµµάτων της Λυκίας. Μια παρόµοια ακολουθία αναγνωρίστηκε και από τον Okay (1989) στη περιοχή Honaz Dagi, επίσης στη Ν Τουρκία, όπου Κρητιδικοί ασβεστόλιθοι κατωφέρειας µεταβαίνουν σε ασβεστόλιθους του Κατώτερου Τριτογενούς πλούσιους σε πλαγκτονικά τρηµατοφόρα από τα οποία εντοπίστηκαν τα είδη Morozovella angulata και Morozovella aequa (Collins & Robertson, 1999). Οι Poisson & Sarp (1985) πρότειναν ότι αυτή η ακολουθία αντιπροσωπεύει αποθέσεις µιας υποθαλάσσιας αύλακας που υπήρχε στο Κρητιδικό ανάµεσα στη Μάζα του Menderes και την ανθρακική πλατφόρµα Bey Daglari την οποία ονόµασαν «Αύλακα Kizilca-Corakgol» (ή ενδιάµεση αύλακα των Ταυρίδων) (Poisson, 1984). Αυτή η ενότητα αναγνωρίζεται επίσης από τους Collins & Robertson (1999) σαν µια παρα-αυτόχθονη ενότητα των Ταυρίδων την οποία
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 23 ονόµασαν «Ενότητα Tavas/Boz Dagi». Ο Poisson (1984) συσχετίζει την ενότητα αυτή µε την Ιόνιο ζώνη και αναφέρει ότι είναι ουσιαστικά η οµόλογη Ζώνη της Ιονίου στις Ταυρίδες. Επίσης αναγνωρίζει µια σύνδεση ανάµεσα στην αύλακα αυτή και την αύλακα της Αττάλειας στα ανατολικά. Οι παραπάνω παρατηρήσεις οδηγούν στο συµπέρασµα ότι η κατώτερη ανθρακική ενότητα «Άδρα» της Καρπάθου πιθανά σχετίζεται µε την οµόλογη της Ιονίου Ζώνης ενδιάµεση αύλακα των Ταυρίδων (Poisson, 1984) ή αλλιώς ενότητα Tavas/Boz Dagi (Collins & Robertson, 1999) ή πιθανότατα µε την «αυτόχθονη σειρά Gocek» (Bernoulli et al., 1974), συµπέρασµα που υποστηρίζεται από αυτή τη διατριβή (Εικ. 2.5). Πρέπει να σηµειωθεί η παρουσία εµφανίσεων εβαποριτών (γύψου) µέσα στις αποθέσεις φλύσχη της Καρπάθου και κοντά στις εµφανίσεις των αλλόχθονων ενοτήτων. Η παρουσία αυτή έχει επισηµανθεί από πολλούς ερευνητές. Οι Martelli (1916) και Desio (1931) τους τοποθετούν στο Ανώτερο Μειόκαινο (Μεσσήνιο), ενώ ο Χριστοδούλου (1963α,β) απλά αναφέρει την ύπαρξη τους µέσα στο «φλύσχη Τριπόλεως» όπως έχει χαρακτηρίσει τις αποθέσεις. Οι Davidson-Monett (1974) και Aubouin et al. (1976a) κατατάσσουν τους γύψους στρωµατογραφικά στη βάση της σειράς «Άδρα» και υποθέτουν ότι ανήλθαν στην επιφάνεια σαν διαπυρικές µάζες. Ο Barrier (1979) περιγράφει στο γειτονικό νησί της Κάσου εµφανίσεις γύψου συνδεδεµένες µε τεκτονικές επαφές και το «φλύσχη Τριπόλεως» όπως αναφέρει. Η Αντωνίου (1987) διαπιστώνει γεωχηµικές οµοιότητες των γύψων της Καρπάθου µε τους Περµοτριαδικούς γύψους της ανατολικής Κρήτης. Ο Φυτρολάκης (1989) πιστεύει ότι οι γύψοι της Καρπάθου είναι ανάλογοι µε αυτούς της Κρήτης και συνοδεύουν δολοµίτες και ραουβάκες των τεκτονικών καλυµµάτων. Από τον ίδιο ερευνητή βρέθηκε εντός των γύψων ένα δείγµα κωνόδοντου, που αποκλείει ηλικία νεώτερη του Τριαδικού, άρα πιθανότατα οι εβαπορίτες έχουν ανέλθει στην επιφάνεια µέσω διαπυρισµού ή ρηγµάτων. Η παρούσα διατριβή συµφωνεί εν µέρει µε τις απόψεις του Φυτρολάκη (1989) ότι οι γύψοι είναι Τριαδικής ηλικίας και συνοδεύουν τα τεκτονικά καλύµµατα, όµως δεν τους
24 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση θεωρεί παρόµοιους µε αυτούς της Κρήτης για λόγους που ήδη έχουν αναφερθεί, αλλά παρόµοιους µε τους Τριαδικούς γύψους και δολοµίτες που συνοδεύουν τα καλύµµατα της Λυκίας στη Ν Τουρκία (Gundogan et al., 2008). Η παραπάνω παρατήρηση ενισχύει την υπόθεση ότι οι ανθρακικές εµφανίσεις του υψώµατος «Αγκινάρα» (µε γύψους στη βάση τους) κατατάσσονται στις αλλόχθονες ενότητες των καλυµµάτων της Καρπάθου (Εικ. 2.5). Επίσης και ο Χριστοδούλου (1963α,β) παρατηρεί ότι οι εµφανίσεις αυτές πιθανά είναι επωθηµένες πάνω στο φλύσχη. Με βάση τα παραπάνω συµπεραίνεται ότι: α) οι αλλόχθονες ανθρακικές ενότητες της Καρπάθου, οι υπερκείµενοι οφιόλιθοι και οι γύψοι που παρατηρούνται, πιθανά σχετίζονται µε τις αλλόχθονες ενότητες των Ταυρίδων (καλύµµατα Λυκίας-Αττάλειας), β) η αυτόχθονη ανθρακική ενότητα πιθανά σχετίζεται µε την οµόλογη της Ιονίου ζώνης ενδιάµεση αύλακα των Ταυρίδων ή πιθανότατα µε την «αυτόχθονη σειρά Gocek», γ) ο φλύσχης πιθανά έχει σχέση µε τις παραπάνω ενότητες και τις τεκτονικές κινήσεις που τις επηρέασαν στις αρχές του Τριτογενούς.
Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση 25 Εικόνα 2.5: Γεωλογικός χάρτης της Καρπάθου µε τις διάφορες ενότητες καταταγµένες σύµφωνα µε την παρούσα διατριβή.
26 Κεφάλαιο 2: Γεωλογική Επισκόπηση
Κεφάλαιο 3: Υποθαλάσσιες Ροές Βαρύτητας 27 3. Υποθαλάσσιες Ροές Βαρύτητας 3.1 Εισαγωγή Ο όρος «φλύσχης» εισάχθηκε στη γεωλογική ονοµατολογία για πρώτη φορά από τον Ελβετό γεωλόγο Studer (Studer, 1827) για να περιγράψει εµφανίσεις σκούρων πηλιτών εναλλασσόµενων µε ψαµµίτες, λατυποπαγή, κροκαλοπαγή και ασβεστόλιθους στις Άλπεις. Στη νεότερη βιβλιογραφία ο όρος παρέµεινε και χρησιµοποιείται για να περιγράψει αποθέσεις υποθαλάσσιων ροών βαρύτητας ή αποθέσεις τουρβιδιτικών ρευµάτων (turbidity currents) ευρύτερα γνωστών ως τουρβιδίτες (turbidites), που έχουν αποτεθεί κυρίως σε περιβάλλοντα βαθιάς θάλασσας. Παρακάτω γίνεται µια σύντοµη ανασκόπηση σηµαντικών στοιχείων της ιζηµατολογίας των υποθαλάσσιων ροών βαρύτητας και τουρβιδιτών µέχρι σήµερα. 3.2 Αρχή της τουρβιδιτικής θεωρίας Οι αποθέσεις των τουρβιδιτικών ρευµάτων (τουρβιδίτες) χαρακτηρίζουν αποθέσεις βαθιάς θάλασσας. Η απαρχή της θεωρίας των τουρβιδιτών τοποθετείται στο έτος 1948. Στο 18 ο ιεθνές Συνέδριο γεωλογίας στο Λονδίνο, ο Ιταλός ιζηµατολόγος Carlo Migliorini απέδωσε την προέλευση της διαβαθµισµένης στρώσης, σε ρεύµατα πυκνότητας (density currents) και ο Ολλανδός συνάδελφος του Philip Kuenen υπέθεσε ότι η διαβρωτική ικανότητα των ρευµάτων υψηλής πυκνότητας δηµιουργεί υποθαλάσσιες χαραδρώσεις. Πριν το 1948, η γεωλογική κοινότητα δεν είχε δώσει µεγάλη σηµασία στα ρεύµατα πυκνότητας και την ικανότητα τους να διαβρώνουν, να µεταφέρουν και να αποθέτουν ίζηµα σε βαθιά νερά. Μέχρι το 1950 όταν οι Kuenen και Migliorini δηµοσίευσαν τις απόψεις τους σε µια κλασική εργασία (Kuenen & Migliorini, 1950), η γεωλογική κοινότητα πίστευε ότι σε βαθιά θαλάσσια περιβάλλοντα είχαµε ήρεµη ιζηµατογένεση λεπτόκοκκου ιζήµατος. Όµως συστηµατικές έρευνες (γεωτρήσεις, δειγµατοληψίες) σε ιζήµατα ηπειρωτικών περιθωρίων και αβυσσικών πεδίων έδειξαν την ύπαρξη αδρόκοκκων, βαρυτικής απόθεσης
28 Κεφάλαιο 3: Υποθαλάσσιες Ροές Βαρύτητας ιζηµάτων σε βαθιά νερά. Έτσι έγινε τελικά αποδεκτή η ύπαρξη χονδρόκοκκου κλαστικού ιζήµατος σε µεγάλα βάθη. Οι Kuenen & Migliorini (1950) για πρώτη φορά εισήγαγαν τον όρο «τουρβιδιτικό ρεύµα» και πρότειναν ότι οι κλασικές αποθέσεις του «φλύσχη» αποτελούνται από εναλλασσόµενα στρώµατα διαβαθµισµένων αποθέσεων τουρβιδιτικών ρευµάτων. Ο όρος «τουρβιδίτης» εισάχθηκε για πρώτη φορά από τον Kuenen (1957) (από µια πρόταση ενός φοιτητή του). 3.3 Σηµαντικές ανακαλύψεις Στα µέσα της δεκαετίας του 1950 έγιναν οι πρώτες παρατηρήσεις µοντέρνων τουρβιδιτικών ρευµάτων. Λίγο αργότερα άρχισαν οι πρώτες παλαιορευµατικές αναλύσεις σε τουρβιδίτες. Στις αρχές της δεκαετίας του 1960 οι τουρβιδίτες αναγνωρίστηκαν πλέον ως µητρικά και αποταµιευτήρια πετρώµατα υδρογονανθράκων. Το 1962 ο Ολλανδός ιζηµατολόγος Arnold Bouma µελετώντας ψαµµίτες βαθιάς θάλασσας στη ΝΑ Γαλλία, πρότεινε µια ακολουθία ιζηµατογενών δοµών, που έγινε γνωστή σαν ακολουθία του Bouma (Bouma, 1962) (Εικ.3.1), για την αναγνώριση τουρβιδιτικών αποθέσεων. Εικόνα 3.1: Η ακολουθία του Bouma.