Μελέτη της διασποράς των βαρέων ορυκτών σε ιζηματογενείς σχηματισμούς της μεσοελληνικής αύλακος

Abstract

Mesohellenic basin (MHB) is spreading over areas of north-western Greece and located between Pindos mountain chain from the west, to Pelagonia microcontinent eastward. This intramontane basin, which was constructed in the midst of Alpine Orogeny, contains five molassic Formations, from bottom to top: Kranea (Upper Eocene), Eptahorion (Upper Oligocene), Pentalofos (Aquitanian), Tsotylion (Aquitanian - Burdigalian) and Odria (Burdigalian - Langhian). The aim of this effort was the discovery of the provenance of these molassic units along with the temporal and spatial development of MHB. During the field work, many sand and conglomerate samples were collected from all over the investigated area. The directions of paleocurrents were measured, as well. The next step was the processing of the samples collection. Using the technique of sieving, the samples were separated into four fractions: 4,0mm-1,0mm, 1,0mm-0,250mm, 0,250mm-0,063mm and <0,063mm. The heavy mineral grains were isolated from the fraction of 0,250mm-0,063mm by applying the technique of gravity separation, sinking the grains into heavy liquid tetrabromoethane (d=2,96). A polarized microscope has been used thereafter for identification of heavy mineral grains after registration of their optical properties, and a scanning electron microscope (SEM) for microprobe analyses of garnet grains. Various geostatistical techniques were applied on the data have been taken during the field and laboratory work (e.g. method of moments, cluster analysis, principal component analysis, etc.). The aforementioned molassic Formations and the modern sand covers of MHB were studied with the help of three analyses: sieving analysis, analysis of paleocurrents and analysis of heavy minerals. Among the conclusions were the following: 1. There are indications for the existence of a mechanism that caused vertical motion of the fragments that surrounded the MHB. This motion reminds the passage of a wave from east to west. 2. The pioneer sediments from Pelagonia (from east to basinward) built the Kranea Formation. 3. The sources of clastic material turned round from east (Pelagonia) to west (Pindos), during Upper Aquitanian times, because of the emerging mountain chain. 4. The clastic material of Kranea, Eptahorion and Pentalofos derived from Pelagonia (first cycle of sedimentation), while of Tsotyli and Odria from Pindos (second cycle). 5. The emersion of MHB took place step by step, with a direction from south-east to north-west. 6. There is strong evidence that ΜΗΒ behaved evolutionary like a submarine basin, having the background of a remnant ocean basin system.

Η Μεσοελληνική Αύλακα (ΜΕΑ) απλώνεται σε περιοχές της βορειοδυτικής Ελλάδος ανάμεσα από την οροσειρά της Πίνδου στα δυτικά και την Πελαγονική μικροήπειρο στα ανατολικά. Συγκροτήθηκε κατά τη διάρκεια της Αλπικής ορογένεσης και απαρτίζεται από πέντε μολασσικές ενότητες από κάτω προς τα επάνω τις εξής: Κρανιάς (Ανώτερο Ηώκαινο), Επταχωρίου (Ανώτερο Ολιγόκαινο), Πενταλόφου (Ακουιτάνιο), Τσοτυλίου (Ακουιτάνιο ως Βουρδιγάλιο) και Όντριας (Βουρδιγάλιο ως Λάνγκιο). Σκοπός της διατριβής ήταν η εύρεση των πετρωμάτων-πηγών των μολασσικών ενοτήτων, καθώς και η εξέλιξη της ΜΕΑ χρονικά και χωρικά. Κατά τη διάρκεια των εργασιών υπαίθρου έγινε περισυλλογή αρκετών δειγμάτων άμμων και κροκαλοπαγών από όλη την περιοχή που ερευνήθηκε. Μετρήθηκαν επίσης και οι κατευθύνσεις των παλαιών ρεμάτων. Ακολούθησε η εργαστηριακή επεξεργασία του συγκεντρωθέντος υλικού. Με την τεχνική του κοσκινίσματος κάθε δείγμα διαχωρίστηκε σε τέσσερα κοκκομετρικά κλάσματα: 4,0mm-1,0mm, 1,0mm-0,250mm, 0,250mm-0,063mm και <0,063mm. Τα βαρέα ορυκτά απομονώθηκαν από το κλάσμα 0,250mm-0,063mm με την τεχνική του διαχωρισμού με τη βαρύτητα, κατά την οποία οι βαρείς κόκκοι καθιζάνουν εντός βαρέως υγρού (π.χ. τετραβρωμοαιθάνιο, πυκνότητας 2,96). Πολωτικό μικροσκόπιο χρησιμοποιήθηκε για την αναγνώριση των βαρέων ορυκτών από την καταγραφή των οπτικών τους ιδιοτήτων και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) για μικροαναλύσεις κόκκων γρανατών. Ποικιλία γεωστατιστικών μεθόδων εφαρμόστηκε στα δεδομένα που προέκυψαν από τις εργασίες στην ύπαιθρο και το εργαστήριο, (π.χ. η μέθοδος των ροπών, η τεχνική της ομαδοποίησης, η ανάλυση των κύριων συνιστωσών, κ.λπ.). Οι προαναφερθέντες μολασσικοί σχηματισμοί και τα σύγχρονα αμμώδη καλύμματα της ΜΕΑ μελετήθηκαν με τη βοήθεια τριών αναλύσεων: της κοκκομετρικής ανάλυσης, της ανάλυσης των κατευθύνσεων των παλαιών ροών και της ανάλυσης των βαρέων ορυκτών. Μεταξύ των συμπερασμάτων ήταν και τα ακόλουθα: 1. Υπάρχουν ενδείξεις για την ύπαρξη κάποιου μηχανισμού που προκάλεσε κάθετες κινήσεις των τεμαχών που περιβάλλουν την ΜΕΑ. Οι κινήσεις αυτές θυμίζουν την διέλευση ενός κύματος από την ανατολή προς τη δύση. 2. Τα πρώτα ιζήματα από την Πελαγονική (με κατεύθυνση από τα ανατολικά προς την ΜΕΑ) έχουν δομήσει την ενότητα της Κρανιάς. 3. Υπήρξε μία μεταστροφή των πηγών τροφοδοσίας κλαστικού υλικού από τα ανατολικά (Πελαγονική) στα δυτικά (Πίνδος) κατά το Ανώτερο Ακουιτάνιο, λόγω της ανάδυσης της νέας οροσειράς. 4. Τα κλαστικά υλικά, που συγκροτούν τις ενότητες Κρανιάς, Επταχωρίου και Πενταλόφου, είναι πελαγονικής προέλευσης (πρώτος κύκλος ιζηματογένεσης), ενώ τις Τσοτυλίου και Όντριας πινδικής (δεύτερος κύκλος). 5. Η χερσοποίηση της ΜΕΑ έγινε τμηματικά με κατεύθυνση από τα νοτιοανατολικά προς τα βορειοδυτικά. 6. Υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι η ΜΕΑ εξελίχθηκε σαν μία υποθαλάσσια λεκάνη, πάνω στο υπόβαθρο μιας υπολειμματικής ωκεάνιας λεκάνης.