Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/14950
Title: Μικροτεκτονική ανάλυση σε μια λιθολογικά ετερογενή μυλωνιτική ζώνη του καλύμματος Στύρας (Ενότητα Κυανοσχιστολίθων, Νότια Εύβοια)
Other Titles: Microstructural analysis in a lithologically heterogenous mylonitic zone of the Styra nappe (Blueschist Unit, South Evia)
Authors: Τσούρτης, Κωνσταντίνος - Απόστολος
Keywords: Ελληνίδες οροσειρές
Αττικοκυκλαδική μάζα
Ζώνη διάτμησης
Πλαστική παραμόρφωση
Χαλαζίας
Ασβεστίτης
Δυναμική ανακρυστάλλωση
Ανάλυση c-αξόνων
Ανάλυση κοκκομετρικού μεγέθους
Keywords (translated): Hellenides
Attico-cycladic massif
Shear zone
Ductile deformation
Quartz
Calcite
Dynamic recrystallization
c-axis analysis
Grain size analysis
Abstract: Στη νότια Εύβοια εκτίθεται μία από τις μεγαλύτερες εμφανίσεις πετρωμάτων της Αττικο-κυκλαδικής Μάζας (ΑΚΜ), η οποία αντιπροσωπεύει έναν σύνθετο κάλυμμα από μεταμορφωμένες λιθολογίες. Η ΑΚΜ κατέχει κεντρική θέση στις Εσωτερικές Ελληνίδες καθιστώντας τη μελέτη της εξέλιξής της πολύ σημαντική. Ένα βασικό χαρακτηριστικό της ΑΚΜ είναι η ανάπτυξη πλαστικών διατμητικών ζωνών. Η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται σε μια λιθολογικά ετερογενή διατμητική ζώνη πάχους περίπου 180 m, η οποία βρίσκεται στα κατώτερα δομικά επίπεδα του καλύμματος Στύρας της ΑΚΜ στη νότια Εύβοια. Η διατμητική ζώνη πιθανότατα σχηματίστηκε από τη μετατόπιση ενός αντικλινοειδούς μεγάλης κλίμακας. Στον πυρήνα της ζώνης αποκαλύπτονται χαλαζιακοί σχιστόλιθοι και τοπικά χαλαζίτες, οι οποίοι οροθετούνται τόσο στην οροφή όσο και στη βάση από επιδοτο-αμφιβολιτικούς σχιστόλιθους και ασβεστιτικά μάρμαρα. Εντός της ζώνης, η παραμόρφωση αυξάνεται σημαντικά σε σύγκριση με τη γύρω περιοχή, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη ενός μυλωνιτικού ορίζοντα. Η μυλωνιτική φολίωση στη ζώνη διάτμησης κλίνει προς τα ΝΝΔ. Τα επίπεδα φολίωσης φέρουν μια καλά ανεπτυγμένη ΒΑ/κης διεύθυνσης γράμμωση έκτασης. Μεταξύ των επιπέδων της μυλωνιτικής φολίωσης παρατηρούνται ισοκλινείς πτυχές κυλινδρικής γεωμετρίας. Η μικροτεκτονική ανάλυση των μυλωνιτικών δειγμάτων αποκάλυψε ότι τόσο ο χαλαζίας όσο και ο ασβεστίτης έχουν επηρεαστεί από δυναμική ανακρυστάλλωση. Κατά τη διάρκεια της δυναμικής ανακρυστάλλωσης, νέοι, ανακρυσταλλωμένοι κόκκοι χαλαζία και ασβεστίτη σχηματίστηκαν από προϋπάρχοντες υπολειμματικούς κόκκους. Οι υπολειμματικοί κρύσταλλοι χαλαζία είναι επιμήκεις και σπάνια σφαιρικοί ή ακανόνιστου σχήματος με γενικά ευθύγραμμα όρια, τα οποία σπάνια μπορεί να περιλαμβάνουν λοβούς. Οι περισσότεροι υπολειμματικοί κόκκοι περιλαμβάνουν αρκετούς υπο-κρυστάλλους εντός του κρυσταλλικού τους πλέγματος, ενώ αρκετοί κόκκοι χαρακτηρίζονται από κυματοειδή κατάσβεση. Οι ανακρυσταλλωμένοι χαλαζίες αναπτύσσονται ως μεμονωμένοι κόκκοι ή ως συσσωματώματα γύρω από τους υπολειμματικούς. Το σχήμα τους είναι γενικά σφαιρικό και τα περιθώριά τους είναι ευθύγραμμα. Ο κύριος μηχανισμός της δυναμικής ανακρυστάλλωσης του χαλαζία είναι με η περιστροφή των ορίων των κόκκων (SGR), αν και οι μικροδομές τοποθετούν την έναρξη της δυναμικής ανακρυστάλλωσης στο μεταβατικό στάδιο μεταξύ των μηχανισμών μετανάστευσης των ορίων των κόκκων και της περιστροφής των ορίων των κόκκων (GBM-SGR). Η δυναμική ανακρυστάλλωση του ασβεστίτη παρήγαγε δύο ομάδες κόκκων, τους υπολειμματικούς και τους ανακρυσταλλωμένους. Οι υπολειμματικοί κόκκοι ασβεστίτη είναι επιμήκεις έως ελαφρώς σφαιρικοί σε σχήμα. Τα περιθώριά τους είναι ευθύγραμμα, αλλά καθώς αυξάνονται σε μέγεθος, αποκτούν περισσότερες εσοχές. Επίσης, οι υπολειμματικοί κόκκοι έχουν κυματοειδή κατάσβεση και υπο-κρυστάλλους. Οι ανακρυσταλλωμένοι κόκκοι είναι μικρότεροι σε μέγεθος και σφαιρικοί σε σχήμα με ευθύγραμμα περιθώρια και αναπτύσσονται κατά μήκος των υπολειμματικών κόκκων σε συσσωματώματα. Ο κύριος μηχανισμός της δυναμικής ανακρυστάλλωσης του ασβεστίτη είναι η περιστροφή των ορίων των κόκκων. Επιπλέον, οι περισσότεροι κόκκοι ασβεστίτη χαρακτηρίζονται από την παρουσία διδυμιών. Ο τύπος Ι είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος διδυμιών των υπολειμματικών και ανακρυσταλλωμένων κόκκων και λιγότερο συνηθισμένοι είναι οι διδυμίες τύπου ΙΙ και ΙΙΙ. Πραγματοποιήθηκε επίσης στατιστική ανάλυση για να προσδιοριστεί το μέγεθος των ανακρυσταλλωμένων κόκκων του χαλαζία. Το μέσο μέγεθος των ανακρυσταλλωμένων κόκκων χαλαζία είναι 82,2 μm, γεγονός που δείχνει την επικράτηση του μηχανισμού ανακρυστάλλωσης με περιστροφή των περιθωρίων των κόκκων. Τα ιστογράμματα που δείχνουν την κατανομή του μεγέθους του χαλαζία χαρακτηρίζονται από θετική ασυμμετρία που υποδηλώνει την επικράτηση των μικρότερων μεγεθών κόκκων. Τα ιστογράμματα για το μέγεθος των κόκκων ασβεστίτη δείχνουν δραστική μείωση του μεγέθους των κόκκων λόγω της δυναμικής ανακρυστάλλωσης. Η παρατηρούμενη θετική ασυμμετρία των ιστογραμμάτων δείχνει την επικράτηση μικρότερων μεγεθών κόκκων. Τα διαγράμματα c-αξόνων του χαλαζία και του ασβεστίτη υποδεικνύουν μια γενική ασυμμετρία προς τα ΑΝΑ που καθορίζεται είτε από την κατανομή των μεγίστων είτε από τον σκελετό των διαγραμμάτων. Για τον χαλαζία οι κατανομές των c-αξόνων διαχωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες: τις διασταυρούμενες ζώνες τύπου Ι και ΙΙ, τις διασχισθείσες ζώνες και μια καλά ανεπτυγμένη ζώνη. Η γωνία μεταξύ των σκελών των διαγραμμάτων c-αξόνων χρησιμοποιήθηκε επίσης για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας παραμόρφωσης. Η μέση θερμοκρασία παραμόρφωσης 425ο ± 50 οC είναι συμβατή με το εύρος θερμοκρασιών της ανακρυστάλλωσης με περιστροφή των ορίων των κόκκων. Για τον ασβεστίτη, τα διαγράμματα του c-άξονα διαφέρουν σημαντικά σε σχέση με το δομικό βάθος των δειγμάτων. Τα διαγράμματα στα χαμηλότερα δομικά βάθη παρουσιάζουν μια αντιθετική ασυμμετρία, με βάση την κατανομή των μεγίστων τους, προς τα ΑΝΑ. Αυτό οφείλεται στη μεγάλη συμμετοχή κόκκων με διδυμίες. Τα διαγράμματα ασβεστίτη στα ανώτερα δομικά επίπεδα έχουν συμμετρικές κατανομές με τα κύρια μέγιστα και τα υπομέγιστα να συγκεντρώνονται εκατέρωθεν του άξονα Ζ. Τέλος, προσδιορίστηκαν κινηματικοί δείκτες, οι οποίοι ταξινομούνται σε δύο ομάδες: C- και C΄- τύπου διατμητικές ζώνες και πλάγιες φολιώσεις χαλαζία και ασβεστίτη. Οι διατμητικές ζώνες παρατηρούνται κυρίως σε περιοχές πλούσιες σε φυλλοπυριτικό υλικό των χαλαζιακών σχιστόλιθων. Οι περισσότερες διατμητικές ζώνες υποδηλώνουν διάτμηση με διεύθυνση ΔΝΔ. Αντίθετα, οι πλάγιες φολιώσεις χαλαζία και ασβεστίτη εμφανίζουν σταθερή διάτμηση με κατεύθυνση προς τα ΑΝΑ. Συνδυάζοντας τις μικροδομές χαλαζία και ασβεστίτη συμπεραίνεται ότι ο σχηματισμός και η ανάπτυξη της ζώνης διάτμησης ελέγχθηκε από σκλήρυνση λόγω παραμόρφωσης, όπου η παραμόρφωση στο κεντρικό τμήμα που κυριαρχείται από χαλαζία μειώθηκε προοδευτικά και μετανάστευσε στα περιθωριακά τμήματα που κυριαρχούνται από ασβεστίτη.
Abstract (translated): In the south Evia is exposed one of the largest rock outcrops of the Attico-Cycladic Massif (ACM), which represents a complex nappe pile of metamorphic lithologies. The ACM occupies a central location in the Internal Hellenides making the study of its evolution very important. A key feature of the ACM is the development of ductile shear zones. This thesis focuses on a lithologically heterogeneous ca. 180 m thick shear zone, located in the lower structural levels of the Styra nappe of the ACM in south Evia. The shear zone likely formed from the transposition of a large scale antiform. In the core of the zone are exposed quartz schists and locally quartzites, which are bordered both on top and bottom by epidote-amphibolite schists and calcite marbles. Within the zone, strain increases significantly compared to the surrounding area, resulting in the development of a mylonitic horizon. Mylonitic foliation in the shear zone typically dips towards the SSW. The foliation planes bear a well-developed NE-trending stretching lineation. Intrafolial isoclinic folds of cylindrical geometry are observed between the planes of the mylonitic foliation. Microtectonic analysis of mylonitic samples revealed that both quartz and calcite have been affected by dynamic recrystallization. During dynamic recrystallization, new, recrystallized quartz and calcite grains were formed from pre-existing relict grains. Relict quartz crystals are elongated and rarely spherical or irregular in shape with generally straight boundaries, which may rarely include lobes. Most relict grains include several subgrains within their crystalline lattice, whereas several grains are characterized by undulose extinction. Recrystallized quartz grows as single grains or as aggregates around the relict ones. Their shape is generally spherical, and their margins are straight. The main mechanism of dynamic recrystallization of quartz is grain boundary rotation (SGR), although microstructures put the onset of dynamic recrystallization in the transition stage between grain boundary migration and grain boundary rotation (GBM-SGR). Dynamic recrystallization of calcite produced two groups of grains, relict and recrystallized. Relict calcite grians are elongated to slightly equal in shape. Their margins are straight, but as they increase in size, they acquire more indentations. Also, relict grains have undulose extinction and subgrains. Recrystallized grains are smaller in size and spherical in shape with straight boundaries and they grow along the relict grains in clusters. The main mechanism of dynamic recrystallization of calcite is grain boundary rotation. Moreover, most calcite grains are characterized by the presence of twinned lamellae. Type I is the most common type of twinning of relict and recrystallized grains and less common are type II and III twinning. Statistical analysis was performed to obtain the recrystallized grain size of quartz. The average size of the recrystallized quartz grains is 82.2 μm showing the predominance of the recrystallization mechanism with rotation of the grain margins. Histograms that show the distribution of quartz size are characterized by positive asymmetry indicating the predominance of smaller grain sizes. The histograms for calcite grain size show a drastic reduction in grain size due to dynamic recrystallization. The observed positive asymmetry of histograms shows the predominance of smaller grain sizes. The c-axis fabric diagrams of quartz and calcite indicates a general asymmetry towards the ENE defined either by the distribution of maxima or the skeleton of the diagrams. For quartz the c-axis fabrics were separated into four groups: the type I and II crossed girdles pattern, the cleft girdles pattern and a well-developed single girdle pattern. The opening angle of the c-axis fabrics were also used to calculate the deformation temperature. The obtained average deformation temperature of 425o ± 50 oC is compatible with the temperature range of recrystallization with rotation of grain boundaries. For calcite, the c-axis fabrics vary significantly with respect to the structural depth of the samples. The fabrics at the lower structural depths have an antithetic asymmetry, based on the distribution of their maxima, towards the ENE. This is due to the large participation of grains with twinned lamellae. The calcite fabric at the upper structural levels have symmetric distributions with their main maxima and sub-maxima concentrated on either side of the Z-axis. Finally, kinematic indicators were identified, which are classified into two groups: C- and C΄- type shear bands and oblique foliations of quartz and calcite. The shear bands are mainly observed phyllosilicate-rich domains of quartz schists. Most shear bands indicate WSW-directed shearing. In contrast, oblique quartz and calcite foliations display consistent top-to-the ENE sense of shear. Combining quartz and calcite microstructures it is concluded that the formation and growth of the shear zone was controlled by strain hardening where the deformation in the quartz-dominated central part progressively reduced and migrated to the marginal calcite-dominated parts.
Appears in Collections:Τμήμα Γεωλογίας (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Tsourtis(geo).pdf6.46 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.