Στρωματογραφική, παλαιοντολογική και παλαιοοικολογική μελέτη τεταρτογενών σχηματισμών της λεκάνης Ρίου - Αντιρρίου

Abstract

Rio Graben is a region of significant stratigraphic and palaeontological interest where several environmental changes have been recorded during the Quaternary. These changes are a result of active tectonism, related to the well-known rifting process that has been occurring in the geotectonic region of the Corinth-Patras Rift, as well as of the influence of continuous eustatic and climatic changes. Fossil assemblages from Middle to Upper Pleistocene transitional to marine and terrestrial sedimentary sequences located at Rio basin, Greece, are analyzed herein in order to distinguish tectonic and eustatic controls. The aim of this work is to constrain in sufficient resolution temporal variations in the palaeoenvironment of this part of the graben and clarify the role of climate, sea level and tectonics. Moreover, it provides the opportunity to date the tectonism of Rio Graben and compare it to the tectonics of the neighboring grabens. The palaeoenvironmental evolution of the Rio Graben is of great importance because it will help addressing the question of the role of the Rion sill in the connection of the rift with the open sea. The verification of the causes of this evolution will allow the understanding of the east to west evolution of the Corinth- Patras rift. It is the first time that such a dense and systematic sampling is conducted in continental sequences and in the Rio area in general. However, similar studies are necessary for the accurate reconstruction of the area especially since the palaeoenvironmental changes in transitional environments are delicate. The results of the palaeoenvironmental analyses are bounded by new OSL dating which provides a confident chronostratigraphic frame. OSL dating has been proved irreplaceable since characteristic strata or index fossils are rarely found in the area.Thus, in this theses the syn-rift palaeoenvironmental evolution of the Corinth-Patras Rift system and especially the Rio graben is revisited, providing new palaeontological and chronological data.

Η παρούσα διατριβή έχει ως αντικείμενο την παλαιοπεριβαλλοντική εξέλιξη της λεκάνης του Ρίου κατά το Τεταρτογενές και πιο συγκεκριμένα κατά το ύστερο Μέσο Πλειστόκαινο, η οποία διαφοροποιείται από τις έντονες τεκτονικές κινήσεις και τις ευστατικές αλλαγές. Κύριος σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η ανακατασκευή του παλαιοπεριβάλλοντος στην περιοχή μελέτης, η χρονική και χωρική τεκτονοστρωματογραφική μελέτη και ο συσχετισμός του με ανάλογα περιβάλλοντα στις λεκάνες της Κορίνθου και της Πάτρας, που αποκαλύπτει ότι πιθανώς, οι τρεις λεκάνες είναι μέρος ενός ενιαίου Rift, που διέπετε από ομοιόμορφες εξελικτικές διαδικασίες με διαφορετικούς ρυθμούς σε κάθε λεκάνη Η λεκάνη του Ρίου, μελετήθηκε μέσω λεπτομερούς στρωματογραφικής ανάλυσης σε 23 φυσικές τομές γύρω από την κοίτη του Χάραδρου ποταμού. Η έντονη αλληλεπίδραση μεταξύ των τεκτονικών διαδικασιών και των συνεχόμενων ευστατικών αλλαγών, οδήγησε σε ένα πολύπλοκο παλαιοπεριβαλλοντικό μοντέλο. Για την καλύτερη και λεπτομερέστερη απεικόνιση των αλλαγών που έγιναν κατά το παρελθόν, έγινε πολυδιάστατη ανάλυση δεδομένων μέσω διαφορετικών μεθόδων.Μελετήθηκαν 979 δείγματα και αναγνωρίσθηκαν 52 είδη τρηματοφόρων, 43 είδη οστρακωδών, 4 είδη κοκκολιθοφόρων, 47 είδη μαλακίων και 5 φυτικά είδη. Έγινε Rarefaction ανάλυση ώστε να προσδιορισθούν τα δείγματα με στατιστικά σωστό αριθμό ατόμων. Στη συνέχεια, έγιναν διαγράμματα σχετικής συχνότητας και στατιστική ανάλυση σε κάθε ακολουθία, ώστε να προσδιοριστούν τα περιβάλλοντα που αντικατοπτρίζει η κάθε συνάθροιση απολιθωμάτων. Υπολογίστηκαν 4 δείκτες ποικιλότητας (Taxa_S, Shannon_H, Simpson_1-D, Evenness) και ένας ταφονομικός δείκτης (δείκτης Ενήλικων/ Νεαρών ατόμων- A/J index). Επιπλέον έγιναν γεωχημικές αναλύσεις και ανάλυση οργανογενών ιζημάτων όπου ήταν δυνατόν. Για τον προσδιορισμό της ηλικίας των ιζημάτων, χρησιμοποιήθηκαν τρεις ανεξάρτητες μεταξύ τους μέθοδοι. Αρχικά έγινε προσπάθεια εκτίμησης της ηλικίας των ιζημάτων, λαμβάνοντας υπόψη τις στρωματογραφικές εξαπλώσεις και στρωματογραφικές εμφανίσεις των ειδών έως σήμερα. Αυτή η μέθοδος δεν ήταν πολύ αποτελεσματική στις περισσότερες ακολουθίες, γιατί οι στρωματογραφικές εξαπλώσεις των ειδών ήταν ευρείες, με εξαίρεση μια ακολουθία στην οποία η παρουσία ενός καθοδηγητικού είδους οδήγησε στη σχετική χρονολόγηση των ιζημάτων. Στη συνέχεια έγινε ανάλυση ασβεστολιθικού ναννοπλανγκτόν σε λίγα δείγματα, τα οποία έδωσαν επίσης μια σχετική χρονολόγηση. Τέλος έγινε απόλυτη χρονολόγηση με Οπτικά διεγειρόμενη φωταύγεια (OSL).Συνδυάζοντας τα δεδομένα που προέκυψαν από τις αναλύσεις των δειγμάτων και τις μεθόδους χρονολόγησης, έγινε χωρική και χρονική αναπαράσταση του παλαιοπεριβάλλοντος κατά το μέσο Πλειστόκαινο (MIS 7e- 6a) στη λεκάνη του Ρίου. Με βάση τα παλαιοντολογικά και τεκτονικά δεδομένα, υπολογίσθηκαν οι ρυθμοί ολίσθησης των ρηγμάτων. Επιπλέον, υπολογίστηκε ο ρυθμός ανύψωσης όπου ήταν δυνατόν, σύμφωνα με το σχετικό υψόμετρο και την ηλικία της κάθε ακολουθίας.Αυτή η μελέτη προσδιορίζει την παλαιοπεριβαλλοντική εξέλιξη στη λεκάνη του Ρίου κατά το ύστερο Μέσο Πλειστόκαινο, η οποία ελέγχεται κυρίως από τις κλιματικές και τις ευστατικές αλλαγές, ενώ οι τεκτονικές κινήσεις των ρηγμάτων δεύτερης τάξης την επηρεάζουν σημαντικά. Οι λεπτομερείς στρωματογραφικές αναλύσεις, με βασικό εργαλείο τη μικροπαλαιοντολογία, αποκάλυψαν εναλλαγές λιμναίων, λιμνοθαλάσσιων και ρηχών θαλάσσιων αποθέσεων. Οι παλαιοπεριβαλλοντικές αυτές αλλαγές, που χαρακτηρίζουν την περιοχή μελέτης, οφείλονται στις διακυμάνσεις της στάθμης της θάλασσας λόγω του sill (ύβωμα) στο Ρίο, το οποίο ελέγχει τη σύνδεση μεταξύ μιας απομονωμένης λεκάνης (λεκάνη Κορίνθου) με την λεκάνη της Πάτρας και την ανοιχτή θάλασσα. Τέλος η σύγκριση με άλλες μελέτες που έχουν γίνει στο ανατολικό και κεντρικό τμήμα της λεκάνης της Κορίνθου έδειξε ότι υπάρχει συνοχή μεταξύ της λεκάνης του Ρίου και της λεκάνης της Κορίνθου. Αυτή η συνοχή, αποκαλύπτει ότι κατά το Μέσο Πλειστόκαινο η παλαιοπεριβαλλοντική εξέλιξη των δύο λεκανών, ελεγχόταν από τους ίδιους παράγοντες και τα παλαιοπεριβάλλοντα τροποποιούνταν αναλογικά.