Τμήμα Γεωλογίας

ΠΕΝΕΔ 2003 | Εργαστήριο Ιζηματολογίας

ΠΕΝΕΔ 2003

ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΩΝ ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΝΕΣΗΣ

ΠΕΔΙΑ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΩΝ

ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΕΣ ΔΙΑΤΡΙΒΕΣ ΠΟΥ ΕΚΠΟΝΗΘΗΚΑΝ

Κωνσταντόπουλος | Περιβάλλοντα Ιζηματογέννεσης και Στρωματογραφική Διάρθρωση του Φλύσχη της Πελοποννήσου - Πιθανή Γέννεση Υδρογονανθράκων

Κωνσταντόπουλος | Περιβάλλοντα Ιζηματογέννεσης και Στρωματογραφική Διάρθρωση του Φλύσχη της Πελοποννήσου - Πιθανή Γέννεση Υδρογονανθράκων

Εισαγωγή | Σκοπός | Συμπεράσματα | Δημοσιεύσεις

ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ

Η περιοχή μελέτης καλύπτει ένα μεγάλο μέρος των υποθαλασσίων ριπιδίων της λεκάνης προχώρας στη Πίνδο που αναπτύχθηκαν πάνω στην προυπάρχουσες ζώνες Γαβρόβου-Τριπόλεως και Ιονίου στην Πελοπόννησο, εκτεινόμενη από την περιοχή της Τριταίας (Αχαΐας) στα βόρεια και νοτίως μέχρι τον κόλπο της Φοινικούντας (Μεσσηνία). Ανατολικά η περιοχή μελέτης οριοθετείται από την επώθηση της Πίνδου, ενώ δυτικά από τον Πατραϊκό κόλπο, τον άξονα Τρίπολης –Μεγαλόπολης και τον κόλπο της Μεθώνης. Η περιοχή καλύπτεται από τους γεωλογικούς χάρτες του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών (Ι.Γ.Μ.Ε) σε κλίμακα 1:50.000 φύλλα: Χαλανδρίτσα, Κέρτεζι, Πάτρα, Γούμερον, Τρίπολη, Δημητσάνα, Μεγαλόπολη, Πύλος –Σχίζα.

ΣΚΟΠΟΣ

Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι καταρχήν, η αναγνώριση και η ερμηνεία των ιζημάτων και των περιβαλλόντων και υποπεριβαλλόντων ιζηματογένεσης που αναπτύσσονται στο τμήμα της λεκάνης προχώρας της Πίνδου το οποίο μελετάται. Στη συνέχεια, η αναγνώριση αυτών των περιβαλλόντων και υποπεριβαλλόντων ιζηματογένεσης, σε συνδυασμό με την μελέτη των παλαιορευματικών διευθύνσεων, μας οδήγησε στην αναπαράσταση του τρόπου με τον οποίο τα προσδιορισθέντα περιβάλλοντα αναπτύχθηκαν τόσο στο χώρο όσο και στο χρόνο.

Η παρούσα διατριβή βασίστηκε στην σύνθεση δεδομένων υπαίθρου αλλά και μέσα από μια σειρά εργαστηριακών αναλύσεων και περιλάμβανε: λεπτομερή ιζηματολογική και τεκτονική ανάλυση, οργανική και ανόργανη γεωχημεία, ακριβή προσδιορισμό της ηλικίας των υπό μελέτη ιζημάτων, προσδιορισμό πορώδους και διαπερατότητας, πετρογραφική και κοκκομετρική ανάλυση λεπτών τομών. Επιπλέον, επιχειρείται επαλήθευση των δεδομένων υπαίθρου σχετικά με τον τρόπο μεταφοράς των ιζημάτων (τουρβιδιτικά ρεύματα) με την βοήθεια εργαστηριακών αναλύσεων, αλλά γίνεται και προσπάθεια προσδιορισμού της πηγής τροφοδοσίας των ιζημάτων με την χρήση πετρογραφικού μικροσκοπίου σε επιλεγμένες λεπτές και στιλπνές τομές.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

  • Η χαρτογράφηση των περιβαλλόντων ιζηματογένεσης της λεκάνης προχώρας της Πίνδου στην Δυτική Πελοπόννησο στις περιοχές της Τριταίας στα βόρεια, του Χρυσοβιτσίου στα κεντρικά και της Φοινικούντας στα νότια, η οποία βασίστηκε στα υποπεριβάλλοντα των τουρβιδιτικών αποθέσεων έδειξε την ύπαρξη των αποθέσεων εσωτερικού, εξωτερικού ριπιδίου, και αποθέσεις πεδίου λεκάνης.
  • Η ανάπτυξη των τουρβιδιτικών αυτών υποπεριβαλλόντων έλαβε χώρα από το Ανώτερο Ηώκαινο έως το Κατώτερο Ολιγόκαινο (NP18-NP21), ηλικίες οι οποίες προσδιορίστηκαν από ασβεστιτικά ναννοαπολιθώματα. Το συνολικό στρωματογραφικό πάχος των υπό μελέτη τουρβιδιτών της λεκάνης προχώρας στην Δυτική Πελοπόννησο είναι 418m στην περιοχή της Φοινικούντας, 1096m στην περιοχή της Τριταίας και 327m στην περιοχή του Χρυσοβιτσίου, και φαίνεται να αποτέθηκαν κατά την διάρκεια ενός κύριου τεκτονικού γεγονότος όπου η Γάβροβος και η Ιόνιος ζώνη συμπεριφέρθηκαν ως μια ενιαία λεκάνη προχώρας.
  • Κατά την διάρκεια του Ανώτερου Ηώκαινου η προχώρα στην Δυτική Πελοπόννησο αποκτά μεγάλο πλάτος με αποθέσεις εσωτερικού και εξωτερικού ριπιδίου. Οι αποθέσεις λοβών εξωτερικού ριπιδίου αναπτύσσονται στο ανατολικό τμήμα της (περιοχή Τριταίας, περιοχή Φοινικούντας) ενώ οι αποθέσεις πεδίου λεκάνης το διάστημα αυτό εντοπίζονται μόνο στην περιοχή της Φοινικούντας στο δυτικό τμήμα της λεκάνης. Η παρουσία των αποθέσεων του πεδίου λεκάνης αυτής της ηλικίας των ιζημάτων στο δυτικό τμήμα της περιοχής της Φοινικούντας, δείχνει μια πιθανή βύθιση, η οποία σχηματίστηκε εξαιτίας πιθανά της δράσης της εσωτερικής επώθησης που βρέθηκε κατά την διάρκεια της διατριβής στην λεκάνη της Φοινικούντας. Το γεγονός ότι η ροή των ιζημάτων, όπως προέκυψε από τα παλαιορευματικά δεδομένα, έχει στις τρεις υπό μελέτη περιοχές φορά προς τα δυτικά, υποδεικνύει ότι ακόμα δεν έχει ενεργοποιηθεί η επώθηση της εσωτερικής Ιονίου, οπότε τα ιζήματα προελαύνουν προς τα δυτικότερα τμήματα της λεκάνης. Στην περιοχή του Χρυσοβιτσίου στο διάστημα αυτό η ιζηματογένεση χαρακτηρίζεται από την απόθεση καναλιών μεσαίου ριπιδίου, γεγονός που υποδεικνύει ένα καθεστώς μεγαλύτερης ευστάθειας του δυτικού περιθωρίου της λεκάνης σε αυτό το τμήμα της. Πρέπει να σημειωθεί ότι στο στάδιο αυτό οι αποθέσεις λοβών στην περιοχή της Φοινικούντας και τμήμα των αποθέσεων του εσωτερικού ριπιδίου στην περιοχή της Τριταίας παρουσιάζουν τεκτονική παραμόρφωση που εκφράζεται με πτύχωση, γεγονός που σημαίνει ότι οι αποθέσεις αυτές αφού αποτέθηκαν και διαγενέθηκαν, υπέστησαν παραμόρφωση πιθανά από την δράση της επώθησης της εσωτερικής Ιονίου. Θα πρέπει ωστόσο να ειπωθεί ότι η παραμόρφωση των αποθέσεων αυτών πιθανά να οφείλεται εν μέρει και σε ολισθήσεις (slump).
  • Στο Κατώτερο Ολιγόκαινο όπου φαίνεται να είναι το δεύτερο κύριο στάδιο εξέλιξης της προχώρας στις υπό μελέτη περιοχές, η λεκάνη αρχίζει να περιορίζεται και να αποκτά καλά εκφρασμένο χαρακτήρα αύλακος. Ο περιορισμός αυτός πιστοποιείται από την στροφή των παλαιορευματικών διευθύνσεων στην περιοχή της Τριταίας και της Φοινικούντας, ενώ στην περιοχή του Χρυσοβιτσίου εντοπίστηκαν πτυχωμένοι ορίζοντες αποθέσεων μεσαίου ριπιδίου. Κατά την διάρκεια του σταδίου αυτού η προέλαση των περιβαλλόντων συνεχίζεται με αποθέσεις λοβών εξωτερικού ριπιδίου και αποθέσεων κατωφέρειας στην περιοχή της Τριταίας, στην περιοχή του Χρυσοβιτσίου παρατηρούνται αποθέσεις καναλιών, ενώ προς τα νοτιότερα στην περιοχή της Φοινικούντας την περίοδο αυτή διακρίθηκαν αποθέσεις κατωφέρειας, συνδυασμένες με τουρβιδιτικά ρεύματα (αποθέσεις εσωτερικού ριπιδίου) που αποθέτουν το φορτίο τους στην κατωφέρεια. Το γεγονός αυτό μας φανερώνει την προέλαση του μετώπου της Πίνδου η οποία φαίνεται να είναι ενεργή και τις μικρές σχετικά κλίσεις της κατωφέρειας, οι οποίες οφείλονται στον επηρεασμό του ανάγλυφου του πυθμένα πιθανά από εσωτερικά υβώματα.
  • Η κατακόρυφη εξέλιξη των τουρβιδιτών χαρακτηρίζεται από την απόθεση καναλιών εσωτερικού ριπιδίου πάνω από αντίστοιχες αποθέσεις εξωτερικού ριπιδίου. Η μετάβαση αυτή πραγματοποιείται χωρίς την παρεμβολή στρώματος αργίλου και είναι χαρακτηριστική συστημάτων με κανάλια προσκολλημένα στους λοβούς, περιοχή Φοινικούντας. Στην περιοχή της Τριταίας φαίνεται να παρεμβάλετε στρώμα αργίλου από την μετάβαση στις περιοχές εσωτερικού σε εξωτερικού ριπιδίου. Η μετάβαση αυτή στην περιοχή του Χρυσοβιτσίου δεν μπορεί να χαρτογραφηθεί στην ύπαιθρο, πιθανά λόγω τεκτονικής παρεμβολής και διάβρωσης των ιζημάτων αυτών.
  • Οι περιοχές μελέτης χαρακτηρίζονται από αποθέσεις με σαφή κατακόρυφη τάση του πάχους και του κοκκομετρικού μεγέθους προς τα πάνω (κανάλια, λοβοί) αλλά και από αποθέσεις χωρίς την αντίστοιχη τάση (αποθέσεις αναχωμάτων, μεταξύ των καναλιών και μεταξύ των λοβών). Η συνύπαρξη αυτή σε συνδυασμό με το γεγονός ότι ιζήματα εσωτερικού ριπιδίου υπέρκεινται των αντίστοιχων του εξωτερικού πιστοποιεί την ταυτόχρονη αλληλεπίδραση της τόσο προς τα πάνω και της όσο και προς τα εμπρός εξέλιξης κατά την διάρκεια της ιζηματογένεσης.
  • Η γενική προς τα εμπρός μετάβαση από αποθέσεις εξωτερικού σε αποθέσεις εσωτερικού ριπιδίου με κατάληξη την επιφανειακή εμφάνιση κροκαλοπαγών (περιοχές Τριταίας και Φοινικούντας) δομημένων από τεμάχη ψαμμιτικών, κερατολιθικών, ασβεστολιθικών κ.α. πετρωμάτων πιστοποιούν την προοδευτική μείωση της απόστασης της περιοχής με την πηγή τροφοδοσίας. Τα μεγέθη των τεμαχών αυτών οδηγούν στο συμπέρασμά ότι η είσοδος των ιζημάτων πραγματοποιείται διαμέσου ενός κύριου τροφοδοτικού καναλιού, κάθετα στο μέτωπο της επώθησης της Πίνδου. Η κύρια τροφοδοσία με ίζημα των τριών περιοχών γίνεται από το μέτωπο της επώθησης της Πίνδου, με επικρατούσα διεύθυνση την κάθετη στο μέτωπο στο κάθε σημείο εισόδου του ιζήματος στην λεκάνη. Πάνω από τις αποθέσεις εσωτερικού ριπιδίου, χαρτογραφήθηκαν αποθέσεις κατωφέρειας στις περιοχές της Τριταίας και της Φοινικούντας. Στην Φοινικούντα υπερκείμενα των αποθέσεων κατωφέρειας (ανώτερης και κατώτερης), εντοπίστηκαν αποθέσεις δελταικών ριπιδίων σημαντικού πάχους, με την παρουσία κροκαλοπαγών, υλικό των οποίων βρέθηκε και στα κανάλια του εσωτερικού ριπιδίου. Στην περίπτωση της λεκάνης της Φοινικούντας κάτω από τις αποθέσεις εξωτερικού ριπιδίου βρέθηκαν αποθέσεις πεδίου λεκάνης, σημαντικού εύρους. Στην περιοχή της Τριταίας οι αποθέσεις αυτές φαίνεται να καλύπτονται από επωθημένους ασβεστολιθικούς όγκους.
  • Η εξέλιξη του συστήματος αποτελεί κλασικό παράδειγμα ενεργής τροφοδοσίας των περιβαλλόντων βαθιών θαλασσών με αδρόκοκκο, πυριτιούχο υλικό και μπορεί να συσχετιστεί με ένα προελαύνων δέλτα στην τουρβιδιτική κατωφέρεια σε μία προ δελταική περιοχή. Η παλαιορευματική ανάλυση έδειξε για την περιοχή της Φοινικούντας ότι στην τομή της Φοινικούντας επικρατεί κυρίως ΝΝΑ/κή διεύθυνση. Διαπιστώνεται μια σχετική διευθέτηση των παλαιορευματικών διευθύνσεων παράλληλα προς τον άξονα της λεκάνης. Αυτό σε συνδυασμό με το ότι στις θέσεις αυτές επικρατούν αποθέσεις εσωτερικού κυρίως ριπιδίου, φανερώνει πιθανά την διαμόρφωση πιο ξεκάθαρης μορφολογίας αύλακος στην λεκάνη, παράλληλα προς το μέτωπο της επώθησης της Πίνδου. Το συμπέρασμα αυτό μας υποδεικνύει τόσο ότι η μεταφορά των ιζημάτων έγινε κατά μήκος μιας λεκάνης , η οποία πιθανά είχε την γεωμετρία μιας αύλακας ή τάφρου που περιόριζε έτσι την πλευρική διασπορά των ιζημάτων και τον σχηματισμό ακτινωτών ριπιδίων αλλά και ότι δεν αποκλείεται το γεγονός η τροφοδοσία με ίζημα της λεκάνης μελέτης να έγινε από βορειότερα τμήματα της επώθησης της Πίνδου. Η ΔΝΔ/κή διεύθυνση ροής η οποία εντοπίστηκε σε πολλές θέσεις ερμηνεύει την απευθείας τροφοδοσία της λεκάνης με ίζημα από πηγές από το μέτωπο της επώθησης της Πίνδου, κάθετα στον άξονα της λεκάνης. Το τουρβιδιτικό σύστημα της Φοινικούντας φαίνεται να τροφοδοτείται τόσο από βορειότερα τμήματα της επώθησης της Πίνδου, όσο και απευθείας από το μέτωπο της επώθησης όπισθεν της λεκάνης της Φοινικούντας.
  • Στην τομή της Τριταίας η παιορευματική ανάλυση έδειξε κύρια διεύθυνση ροής ΔΒΔ/κή και μια δευτερεύουσα ΔΝΔ/κή παλαιορευματική διεύθυνση. Στην περιοχή αυτή επικρατούν αποθέσεις κατωφέρειας, εσωτερικού και μεσαίου ριπιδίου. Οι διευθύνσεις αυτές αντικατοπτρίζουν απευθείας τροφοδοσίες από την επώθηση της Πίνδου. Ωστόσο το παλαιορευματικό καθεστώς στην περιοχή της Τριταίας εμφάνισε παλαιορευματική διεύθυνση ροής ΒΒΑ/κή- ΝΝΔ/κή. Το γεγονός της διευθέτησης των παλαιορευμάτων αξονικά στην λεκάνη, σε συνδυασμό με το ότι στα επίπεδα αυτά επικρατούν αποθέσεις ριπιδίων κοντά στην πηγή τροφοδοσίας, πιθανά φανερώνει ότι η λεκάνη έχει δεχτεί ήδη την δράση της εσωτερικής επώθησης της Ιονίου που θα είχε σαν αποτέλεσμα τον περιορισμό της λεκάνης πλευρικά , οπότε τα ρεύματα μπορούν να κινηθούν μόνο αξονικά. Φαίνεται πως η δράση της εσωτερικής Ιονίου προκαλεί ανύψωση των περιθωρίων της λεκάνης, είτε με την μορφή υβωμάτων (περιοχή Λάδωνα) είτε με την μορφή τεκτονικής κατάπτωσης των περιθωρίων και διακοπής της ιζηματογένεσης. ‘Έτσι εξηγείται η παρουσία παλαιορευμάτων με φορά αντίθετη προς την κύρια παλαιορευματική διεύθυνση. Τα παλαιορεύματα ουσιαστικά βρίσκοντας κάποιο εμπόδιο κατά την διεύθυνση της κίνησης τους άλλαζαν την πορεία τους (Πρόδρομος, Σιμόπουλο).
  • Στην τομή του Χρυσοβιτσίου επικρατεί μια ΒΔ/κή και μια ΝΝΔ/κή παλαιορευματική διεύθυνση. Στην περιοχή αυτή επικρατούν αποθέσεις εσωτερικού ριπιδίου. Οι διευθύνσεις αυτές αντικατοπτρίζουν απευθείας τροφοδοσίες από την επώθηση της Πίνδου. Εμφανίζεται και μια ΒΑ/κή διεύθυνση η οποία ερμηνεύεται από την πιθανή τροφοδοσία της λεκάνης του Χρυσοβιτσίου από πιο απομακρυσμένα τμήματα της επώθησης της Πίνδου (όρος Μαίναλον) από την περιοχή μελέτης.
  • Ο προσδιορισμός του πορώδους και της διαπερατότητας στην περιοχή της δυτικής Πελοποννήσου περιελάβανε την συλλογή, προετοιμασία και μελέτη 34 ψαμμιτικών δειγμάτων. Η επιλογή τους πραγματοποιήθηκε με σκοπό την κάλυψη της στρωματογραφικής στήλης κάθε μιας από τις τρεις περιοχές μελέτης κατά την διάρκεια του ανώτερου Ηωκαίνου-κατώτερου Ολιγοκαίνου αλλά και την πλευρική εξέλιξη των διαφόρων τουρβιδιτικών φάσεων. Οι τιμές πορώδους των επιλεγμένων δειγμάτων έδειξαν ότι ο μεγαλύτερος αριθμός από αυτά έχει πρωτογενές πορώδες ασήμαντο και φτωχό. Μόλις δύο από τα δείγματα παρουσιάζονται με μέτριο πορώδες και αλλά δύο επίσης, με καλό πορώδες. Οι τιμές της διαπερατότητας είναι μικρές και στην πλειοψηφία τους τα δείγματα χαρακτηρίζονται από ασήμαντη έως φτωχή διαπερατότητα. Ένας μικρός αριθμός δειγμάτων χαρακτηρίζεται από μέτρια διαπερατότητα (Φ3, Φ4, Φ9, Τ2, Τ4, Χ6, Χ10), ενώ από καλή διαπερατότητα εμφανίζεται μόνο το δείγμα 6 από την περιοχή της Τριταίας. Το χαμηλό πορώδες και οι κακές διαπερατότητες οφείλονται στην ύπαρξη μεγάλων ποσοστών ασβεστιτικού και αργιλικού υλικού ανάμεσα στους κόκκους των ψαμμιτών, χαρακτηριστικό ψαμμιτών ενεργών περιθωρίων.
  • Για τον προσδιορισμό του κοκκομετρικού μεγέθους, της μέσης ταχύτητας ροής και της ταξιθέτησης των ψαμμιτών της περιοχής μελέτης, λεπτές τομές κατασκευάστηκαν κάθετα προς στην στρώση και ουσιαστικά τυχαία ως προς την κατεύθυνση ροής. Συνολικά 45 λεπτές τομές μετρήθηκαν για το μέγεθος κόκκων χρησιμοποιώντας μία τυποποιημένη τεχνική πλέγματος με ένα οπτικό μικροσκόπιο και ένα ψηφιακό σύστημα μέτρησης κόκκου που καταγράφει αυτόματα τα μήκη των κόκκων σε έναν υπολογιστή. Οι ψαμμίτες χαρακτηρίζονται από φτωχή έως πολύ καλή ταξιθέτηση, με το μεγαλύτερο ποσοστό τους να παρουσιάζεται με καλή έως πολύ καλή ταξιθέτηση. Όπως προέκυψε από τις ταχύτητες ροής προέρχονται τόσο από υψηλής όσο και από χαμηλής πυκνότητας τουρβιδιτικά ρεύματα. Τα πιο παχιά στρώματα τόσο από τα εσωτερικά όσο και από τα εξωτερικά τμήματα του τουρβιδιτικού συστήματος τα οποία αποτελούνται από τις βασικές υποδιαιρέσεις Τa και Tb της ακολουθίας Bouma χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερες μέσες ταχύτητες ροής. Τα περισσότερα από τα δείγματα έδειξαν ότι πρόκειται για μεσόκοκκους έως πολύ λεπτόκοκκους ψαμμίτες Όπως αναµενόταν παρατηρήθηκε εξάρτηση της µέσης ταχύτητας ροής µε το κοκκοµετρικό µέγεθος. Οι μικρότερες ταχύτητες ροής παρουσιάστηκαν στα δείγµατα τα οποία έχουν σύσταση αµµώδους πηλού και προέρχονται από τις αποθέσεις μεσαίου ριπιδίου. Στις περιοχές στις οποίες τα δείγµατα είναι τα ανδροµερέστερα, αποθέσεις καναλιών εσωτερικού ριπιδίου, καταγράφηκαν οι μεγαλύτερες ταχύτητες ροής. Η παρουσία της μέτριας ταξιθέτησης σε συγκεκριμένα ψαμμιτικά δείγματα επιβεβαιώνει την παρουσία της υποδιαίρεσης Tb της ακολουθίας Bouma και δηλώνει το χαμηλό ενεργειακό επίπεδο του τουρβιδιτικού ρεύματος.
  • Από την γεωχημική ανάλυση η οποία πραγματοποιήθηκε σε επιλεγμένα δείγματα από τις περιοχές μελέτης έδειξε ότι η απόθεση των μελετηθέντων ιζημάτων στην δυτική Πελοπόννησο έγινε σε ένα καθεστώς ενεργού ηπειρωτικού περιθωρίου και ηπειρωτικού νησιωτικού τόξου. Από την ανάλυση των κύριων στοιχείων προέκυψε ότι οι ψαμμίτες και οι άργιλοι της περιοχής θα μπορούσαν να αποτελούν τα προϊόντα διάβρωσης μιας σειράς μαγματικών πετρωμάτων βασικής κυρίως προέλευσης. Η ανάλυση των κύριων στοιχείων δείχνει την συγκέντρωση τους στο πεδίο διαχωρισμού του ανώτερου ηπειρωτικού φλοιού από αυτό του μανδύα, με την πλειονότητα των δειγμάτων να βρίσκονται στο πεδίο του μανδύα, και συγκεκριμένα στο πεδίο ανακυκλωμένου ιζήματος. Ωστόσο η ανάλυση των ιχνοστοιχείων έδειξε για την περιοχή μελέτης και την ύπαρξη μιας όξινης έως μικτής (όξινης και βασικής σύστασης) σύστασης πηγής τροφοδοσίας των μελετηθέντων ιζημάτων. Από την ανάλυση των σπάνιων γαιών προέκυψε πώς όλα τα δείγματα είναι εμπλουτισμένα σε ελαφριές σπάνιες γαίες σε σχέση με τις βαριές οι οποίες παρουσιάζονται με επίπεδους τύπους. Τόσο τα ψαμμιτικά όσο και τα αργιλικά δείγματα παρουσιάζουν θετική ανωμαλία στο Ευρώπιο. Τα αποτελέσματα από την ανάλυση των σπάνιων γαιών έρχονται να ενισχύσουν την τοποθέτηση της περιοχής τόσο σε ένα γεωτεκτονικό περιβάλλον ενεργού ηπειρωτικού περιθωρίου όσο και σε ένα περιβάλλον ηπειρωτικού νησιωτικού τόξου, σε συμφωνία με την ανάλυση των κύριων στοιχείων και των ιχνοστοιχείων. Άξιο λόγου και πιθανά να χρήζει περαιτέρω διερεύνησης το γεγονός ότι για δύο δείγματα στην περιοχή του Χρυσοβιτσίου τα γεωχημικά αποτελέσματα έδειξαν σαν πηγή τροφοδοσίας των συγκεκριμένων ιζημάτων μια περιοχή τεκτονικού καθεστώτος αντίστοιχης με το πεδίο στο οποίο ανήκει το ωκεάνιο νησιωτικό τόξο. Δεδομένης της γνωστής γεωτεκτονικής γεωλογικής ιστορίας για τον Ελλαδικό χώρο, η παρουσία των συγκεκριμένων δύο αποτελεσμάτων γεννά ερωτήματα. Τα ψαμμιτικά δείγματα που αναλύθηκαν έδειξαν μεγάλη διαφοροποίηση στα αποτελέσματα των ιχνοστοιχείων, κάτι το οποίο φαίνεται να ρυθμίζεται καθοριστικά από την φύση των μητρικών πετρωμάτων και την τεκτονική κατάσταση της λεκάνης.
  • Τριάντα-πέντε δείγματα μαύρης αργίλου από τις τρεις περιοχές μελέτης επιλέχθηκαν για την ανάλυση οργανικής γεωχημείας. Τα δείγματα αναλύθηκαν για τον ακριβή προσδιορισμό της % περιεκτικότητάς τους σε συνολικό οργανικό υλικό με την χρήση του αναλυτή οργανικού υλικού LECO C-230 ενώ η πυρόλυση Rock-Eval πραγματοποιήθηκε με την χρήση της συσκευής ROCK-EVAL 6. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης έδειξαν πως η τροφοδοσία της λεκάνης με οργανικό υλικό έγινε από διαφορετικές πηγές, οι οποίες ως προς την πηγή της τροφοδοσίας ήταν θαλάσσιας και χερσαίας προέλευσης. Ο τύπος του οργανικού υλικού όπως προσδιορίστηκε από την πυρόλυση Rock-eval δείχνει ότι οι σχηματισμοί των περιοχών μελέτης στην Δυτική Πελοπόννησο έχουν την δυνατότητα κύρια παραγωγής αερίου και πετρελαίου, εφόσον βρεθούν σε βαθύτερα τμήματα της λεκάνης. Εντοπίστηκαν ορίζοντες ενδεχόμενων μητρικών πετρωμάτων, οι οποίοι μπορούν να παράγουν υγρούς και αέριους υδρογονάνθρακες. Σε σχέση με τους δείκτες PI και Tmax η πλειοψηφία των δειγμάτων βρίσκεται σε ώριμο στάδιο θερμικής ωριμότητας. Οι αποθέσεις των εξωτερικών τμημάτων του συστήματος των υποθαλασσίων ριπιδίων αποτελούν τα πλέον ελπιδοφόρα ιζήματα για την παραγωγή αερίων και υγρών υδρογονανθράκων στην περιοχή μελέτης. Οι αποθέσεις της υφαλοκρηπίδας και οι αποθέσεις εσωτερικού ριπιδίου, που βρίσκονται σε ανώριμο στάδιο θερμικής ωριμότητας, μπορεί να αποτελέσουν μητρικά πετρώματα στο μέλλον.
  • Η λεπτομερής πετρογραφική έρευνα που πραγματοποιήθηκε σε 43 επιλεγμένα ψαμμιτικά δείγματα απέδειξε ότι για την περιοχή της Φοινικούντας: πρόκειται για Λιθικές Αρκόζες, Λιθαρενίτες, Αστριούχους Λιθαρενίτες ενώ κάποια δείγματα χαρακτηρίζονται ως Υπό-Λιθαρενίτες, για την περιοχή της Τριταίας: Λιθικές Αρκόζες, Λιθαρενίτες, και Αστριούχους Λιθαρενίτες ενώ για την περιοχή του Χρυσοβιτσίου απέδειξε ότι πρόκειται για Λιθικές Αρκόζες και Λιθαρενίτες. Τα ψαμμιτικά δείγματα της Φοινικούντας και του Χρυσοβιτσίου συγκεντρώνονται αποκλειστικά στο πεδίο του ανακυκλωμένου ορογενούς. Τα δείγματα της Τριταίας διαχωρίζονται στο πεδίο του ανακυκλωμένου ορογενούς και στο πεδίο του μαγματικού τόξου. Τα αργιλικά και κερατολιθικά θραύσματα τα οποία βρέθηκαν στα ψαμμιτικά δείγματα πιστοποιούν τροφοδοσία από την Πίνδο. Οι βασάλτες οι οποίοι εντοπίστηκαν είναι αμυγδαλοειδείς με υποφειτικό, ενδοκοκκώδη η υποτραχητικό ιστό και μοιάζουν με αυτούς που βρέθηκαν σε δείγματα της ζώνης Πίνδου στην ανατολική Πελοπόννησο από την Pe-Piper (1991).
  • Η παρουσία των γρανιτικών θραυσμάτων σε δείγματα και από τις τρεις υπό μελέτη περιοχές γεννά ερωτηματικά για την πηγή τροφοδοσίας αυτών. Ωστόσο πλαγιογρανίτες (Coleman & Peterman, 1975) πορφυριτικούς με φαινοκρυστάλους από χαλαζία και πλαγιόκλαστο, με την κύρια μάζα τους να αποτελείται από χαλαζία, άστριους, χλωρίτη, σμαικτίτη και αδιαφανή ορυκτά έχουν βρεθεί από την Pe-Piper (1991) σε δείγματα ψαμμιτών της Πίνδου στην Βορειοανατολική Πελοπόννησο. Επίσης από τους Pe-Piper & Koukouvelas (1990) έχουν βρεθεί γρανιτικά θραύσματα ηλικίας Κατ. Ιουρασικό, μέσα σε κροκαλοπαγή του Πλειόκαινου κοντά στην Πάτρα τα οποία σύμφωνα με αυτούς προέρχονται από την Πίνδο. Οι μαρμαρυγιακοί (μοσχοβιτικοί), χλωριτικοί σχιστόλιθοι, οι γνεύσιοι καθώς και οι χαλαζίτες αποτελούν τα κυριότερα θραύσματα από μεταμορφωμένα πετρώματα τα οποία βρέθηκαν στις λεπτές τομές που μελετήθηκαν. Οι μοσχοβιτικοί σχιστόλιθοι και οι χαλαζίτες θα μπορούσαν να προέρχονται από την φυλλιτική-χαλαζιτική σειρά, από το Κατώτερο Κάλυμμα αυτής που αποτελείται από μοσχοβιτικούς σχιστόλιθους, χαλαζίτες, μετακροκαλοπαγή και μεταβασάλτες. Επίσης βρέθηκε χαλαζίας με εγκλείσματα ρουτυλίου, αλλά και πουμπελλυίτης σε συσσωμάτωμα με αλβίτη περιπτώσεις που δείχνουν τροφοδοσία από την φυλλιτική-χαλαζιτική σειρά.
  • Οι σερπεντινίτες, πυροξενίτες, διαβάσης, και βασάλτες που βρέθηκαν σε πολλά δείγματα προέρχονται από οφιόλιθους. Σαν πηγή τροφοδοσίας αυτών θα μπορούσε να εκτιμηθεί πως είναι οι οφιόλιθοι των Μολάων και του Άργους ηλικίας Αν. Ιουρασικό. Οι σερπεντινίτες προήλθαν από την εξαλλοίωση κάποιου υπερβασικού πετρώματος και παρουσιάζονται με κλεψυδροειδή ιστό. Κλαστικοί κόκκοι ζιρκονίου οι οποίοι βρέθηκαν μας δίνουν πληροφορίες για την ύπαρξη μιας πηγής τροφοδοσίας μεταξύ γρανίτη και γάββρου. Η παρουσία πολλών κομματιών από αργιλικά πετρώματα στις υπό μελέτη τομές γεννά ερωτηματικά για την παρουσία πιθανά ενός παλιότερου φλύσχη. Χαρακτηριστική επίσης είναι η παρουσία δύο τύπων κερατόλιθων. Κερατόλιθος με χαλκηδόνιο και κερατόλιθος με δολομίτη σε πολλά από τα δείγματα. Η παρουσία του γλαυκονίτη και του βερμικουλίτη δείχνει αναγωγικές συνθήκες ρηχής θάλασσας. Η παρουσία μεταλλικών ορυκτών τα οποία έχουν οξειδωθεί σε οξείδια και υδροξείδια του Fe (γκαιτίτης), καθώς και ο διαφορετικός βαθμός οξείδωσης των από δείγμα σε δείγμα δίνουν σημαντικές πληροφορίες για τις συνθήκες κάτω από τις οποίες έγινε η απόθεση. Η παρουσία κλαστικών κόκκων ζιρκονίου και ρουτυλίου, οφιολιθικών τεμάχων, σε πολλά από τα δείγματα ενισχύει το γεγονός της απευθείας τροφοδοσίας από την Πίνδο με την επανεπεξεργασία (reworking) η τον ‘κανιβαλισμό’ (cannibalism) αποθέσεων του φλύσχη της ζώνης Πίνδου κατά την διάρκεια της ιζηματογένεσης του φλύσχη της ζώνης Γαβρόβου.
  • Η στατιστική ανάλυση η οποία πραγματοποιήθηκε στην τομή της Μαύρης Μύτης (περιοχή Αράξου) με την μέτρηση 514 ψαμμιτικών στρωμάτων έδειξε ότι η αθροιστική λογαριθμική κατανομή των παχών των στρωμάτων για αυτή την στρωματογραφική ακολουθία (514 μετρούμενα ψαμμιτικά στρώματα) παρουσιάζει ελαφρά καμπύλη γραμμή με τον R2<0.9 (0.8919) δείχνοντας έτσι κακή συσχέτιση με την power-law κατανομή υποδηλώνοντας ότι διεργασίες όπως η διάβρωση και η συγχώνευση στρωμάτων (bed amalgamation) ήταν σπουδαίας σημασίας κατά την διάρκεια της απόθεσης. Το σχήμα αυτό της κατανομής ταιριάζει πιο πολύ με την ερμηνεία των αποθέσεων αυτών να ανήκουν σε ένα περιβάλλον πιο κοντά στην πηγή τροφοδοσίας (περιβάλλον εσωτερικού ριπιδίου). Ο διαχωρισμός της υπό μελέτη τομής και η εφαρμογή της στατιστικής ανάλυσης μόνο στο ανώτερο τμήμα της ακολουθίας αυτής με πάχος 55μ όπου και μετρήθηκαν 132 ψαμμιτικά στρώματα πάχους από 1 έως και 140cm, έδειξε ότι η αθροιστική λογαριθμική κατανομή των παχών των στρωμάτων αυτών έχει σχήμα που μοιάζει να απομακρύνεται από την προηγούμενη πιο καμπύλη του μορφή, ταιριάζοντας έτσι καλύτερα σε μια power-law κατανομή, ενώ φαίνεται να είναι διαγνωστικό για τουρβιδίτες που αποτέθηκαν σε ένα πιο απομακρυσμένο περιβάλλον από την πηγή τροφοδοσίας, δηλαδή σε ένα περιβάλλον μεσαίου ριπιδίου. Επιπλέον αποκαλύφθηκε ότι για την πρώτη περίπτωση όπου λαμβάνονται υπόψη όλα τα στρώματα της τομής, χαρακτηρίζονται από πολύ μικρότερη τιμή του εκθέτη power-law (1.0004) σε σχέση με τα αντίστοιχα της περίπτωσης όπου λαμβάνονται υπόψη τα 140 στρώματα του ανώτερου τμήματος τής ακολουθίας (1.0154). Αυτή η απότομη μείωση του εκθέτη μπορεί να δώσει σημαντικές πληροφορίες για τις μεταβολές της απόθεσης των τουρβιδιτών από περιοχή σε περιοχή μιας και θεωρείται ανάλογος του διαθέσιμου για απόθεση χώρου και επιπλέον, οι αλλαγές αυτές στην τιμή του εκθέτη σχετίζονται τόσο με μεταβολές της γεωμετρίας της λεκάνης όσο και με μεταβολές του τύπου ροών.

ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

1. KONSTANTOPOULOS P., MARAVELIS A., PANTOPOULOSG., ZELILIDIS A., (2007): Submarine fans palaeocurrent analysis inPeloponnesus area of Pindos foreland basin. Mineral Wealth, 143, 49-55.

2. KONSTANTOPOULOS P., MARAVELIS A., NIKOLAIDOU D., PANTOPOULOS G., ZELILIDIS A., (2007): Application of bed thickness distributions in turbidite deposits of Mavri Miti area,SW Greece, Bulletin of the Geological Society of Greece vol. XXXX, 113-120.

3. KONSTANTOPOULOS P., TSIKOURAS B., ZELILIDIS A., (2007): Provenance of Pindos foreland submarine fan deposits inPeloponnesus (Tritea and Finikounda areas), using scanning electron microscopy and microanalysis. 25th IAS Meeting of Sedimentology,Patras,Greece, 4-7 September 2007, Book of Abstracts, 104.

Μαραβέλης | Η Λεπτομερής Ιζηματολογική - Πετρογραφική μελέτη των αποθέσεων του Φλύσχη στη Λήμνο σε Σχέση με την Παλαιογεωγραφική Εξέλιξη του Βορείου Αιγαίου στην Κατεύθυνση της Πιθανής Ύπαρξης Πεδίων Υδρογονανθράκων

Μαραβέλης | Η Λεπτομερής Ιζηματολογική - Πετρογραφική μελέτη των αποθέσεων του Φλύσχη στη Λήμνο σε Σχέση με την Παλαιογεωγραφική Εξέλιξη του Βορείου Αιγαίου στην Κατεύθυνση της Πιθανής Ύπαρξης Πεδίων Υδρογονανθράκων

Εισαγωγή | Σκοπός | Συμπεράσματα | Δημοσιεύσεις

ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ

Η περιοχή μελέτης βρίσκεται στο ΒΑ Αιγαίο. Εκτείνεται µε βάση τις γεωγραφικές της συντεταγμένες από 40۫ 02’24” βόρεια έως 39۫ 47’ νότια και από 25۫ 00’ δυτικά έως 25۫ 30’ ανατολικά και περιλαμβάνεται στον γεωλογικό χάρτη του Ι.Γ.Μ.Ε. κλίμακας 1:50000 (φύλλο: Λήμνος).

ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΣ

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η λεπτομερής μελέτη των ιζημάτων που αποτεθήκαν στην Λήμνο κατά την διάρκεια του ανώτερου Ηωκαίνου-κατώτερου Ολιγοκαίνου. Τα ιζήματα αποτελούνται από αποθέσεις υποθαλάσσιων ριπιδίων και αντίστοιχες υφαλοκρηπίδας. Η παρούσα διατριβή βασίστηκε τόσο στην σύνθεση δεδομένων υπαίθρου όσο και σε μια σειρά εργαστηριακών αναλύσεων η οποία περιλάμβανε: λεπτομερή ιζηματολογική και τεκτονική ανάλυση, οργανική και ανόργανη γεωχημείας, ακριβή προσδιορισμό της ηλικίας των υπό μελέτη ιζημάτων, προσδιορισμό πορώδους και διαπερατότητας, πετρογραφική και κοκκομετρική ανάλυση λεπτών τομών.

Στόχος της διατριβής είναι η ασφαλής ταξινόμηση κατά Mattern, 2005, του υπό μελέτη τουρβιδιτικού συστήματος, η παλαιογεωγραφική αναπαράσταση της περιοχής μελέτης αλλά και της ευρύτερης περιοχής του ΒΑ Αιγαίου και η διερεύνηση της πιθανότητας γένεσης, αποθήκευσης και παγίδευσης αερίων ή/και υγρών υδρογονανθράκων στην ευρύτερη περιοχή του νησιού της Λήμνο.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

  • Η λεπτομερής μελέτη των αποθέσεων του ανώτερου Ηώκαινου-κατώτερου Ολιγόκαινου στην Λήμνο παρείχε τις απαραίτητες πληροφορίες που οδήγησαν στον διαχωρισμό των περιβαλλόντων αλλά και υποπεριβαλλόντων απόθεσης. Ο καθορισμός της ηλικίας των ιζημάτων πραγματοποιήθηκε μέσα από την μελέτη ασβεστιτικών νανοαπολιθωμάτων και έδειξε ότι η ιζηματογένεση τους ξεκίνησε στο ανώτερο Ηώκαινο και ολοκληρώθηκε στο κατώτερο Ολιγόκαινο (NP18-NP21b). Επιπλέον, η απόθεση των υποθαλάσσιων ριπιδίων πραγματοποιήθηκε κατά την διάρκεια των βιοζωνών (NP18-NP21b κατά Μartini, 1971) και προηγήθηκε αυτής της απόθεσης της υφαλοκρηπίδας (ΝΡ21b) δείχνοντας μία προοδευτική σχετική πτώση της στάθμης της θάλασσας. Η επανατοποθέτηση (reworking) έχει παίξει σημαντικό ρόλο κατά την διάρκεια της απόθεσης μια και έχουν παρατηρηθεί είδη νανοαπολιθωμάτων του ανώτερου Κρητιδικού (π.χ. Reinhardites Levis, P. cretacea, Micula concave, Watznaueria barnesae), του Παλαιοκαίνου (π.χ. Cruciplacolithus tenuis, Heliolithus kleinpelli, H. cantabriae, Prinsius dimorphosus) αλλά και του κατώτερου και μέσου Ηωκαίνου (π.χ. Coccolithus staurion, Tribrachiatus orthostylus).
  • Η μελέτη έδειξε ότι αρχικά η Λήμνος ήταν το σημείο απόθεσης ενός πλούσιου σε άμμο συστήματος υποθαλάσσιου ριπιδίου από την βάση της κατωφέρειας ως το πεδίο λεκάνης, και στην συνέχεια, καλύφθηκε από αποθέσεις υφαλοκρηπίδας. Η Λήμνος χαρακτηρίζεται από μια γενική πτώση της στάθμης της θάλασσας η οποία οφείλεται στην επίδραση της τεκτονικής (Maravelis et. al., 2007). Τα ιζήματα βαθιάς θάλασσας συνίστανται από κροκαλοπαγή, πολύ-λεπτοστρωματώδεις έως πολύ-παχυστρωματώδεις ψαμμίτες και αργίλους και αποδίδουν την γένεσή τους σε μηχανισμούς όπως: ροές κόκκων, δεβριτικές ροές, αλλά και χαμηλής, μέσης και υψηλής πυκνότητας τουρβιδιτικά ρεύματα ενώ η υφαλοκρηπίδα αποδίδεται σε ρεύματα καταιγίδας.
  • Ο σχηματισμός του τουρβιδιτικού συστήματος οφείλεται στην ταυτόχρονη δράση της τόσο προς τα πάνω(aggradation) όσο και της προς τα έξω εξέλιξης (progradation) κατά την διάρκεια απόθεσης (Maravelis et. al., 2007). Το συνολικό του πάχος που δεν ξεπερνά τα 300-350 μέτρα και σε συνδυασμό με τα 4,5 εκατομμύρια χρόνια διάρκειας ιζηματογένεσης, δείχνει ένα πολύ χαμηλό μέσο ρυθμό απόθεσης (0,06 χιλ./χρ.). Εμφανίζεται σαν ένα πλευρικά απομονωμένο σώμα, χωρίς καμία ένδειξη για φυσική επαφή με κάποιο άλλο σύστημα υποθαλάσσιου ριπιδίου. Παρουσιάζεται με ένα γενικά δικτυωτό χαρακτήρα στην επιφάνεια του, με τον σχηματισμό τόσο μορφής καλυμμάτων (sheet-like), όσο και λοβοειδών (lobate) σωμάτων άμμου και αποτελεί παράδειγμα ενεργής τροφοδοσίας των περιβαλλόντων βαθιών θαλασσών με κλαστικό υλικό (Maravelis et. al., 2007).
  • Το σύστημα εμφανίζει μία ΒΑ κύρια παλαιορευματική κατεύθυνση και μπορεί να συσχετιστεί με ένα προελαύνων δέλτα στην τουρβιδιτική κατωφέρεια σε μία προδελταική περιοχή. Δομείται από αποθέσεις καναλιών και αναχωμάτων εσωτερικού ριπιδίου αλλά και αντίστοιχες λοβών, μεταξύ των λοβών και μεταξύ των ριπιδίων, χαρακτηριστικές των εξωτερικών τμημάτων ενός τουρβιδιτικού συστήματος που παρουσιάζονται στρωματογραφικά πάνω από τις αντίστοιχες του εξωτερικού. Οι στρωματογραφικές ενότητες είναι χαρακτηριστικές εκείνων που αποτίθενται κατά την διάρκεια μίας γενικής πτώσης της θάλασσας και της επακόλουθης επικράτησης χαμηλών ευστατικών συνθηκών και αναπαριστάνουν το λεγόμενο «σύστημα χαμηλών ευστατικών συνθηκών».
  • Η ιχνολογική έρευνα έδειξε ότι τα υπό μελέτη πετρώματα χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη ποικίλων ειδών ιχνοαπολιθωμάτων, χαρακτηριστικά των ομάδων Scolithos, Crusiana, Zoophycos και Nereites με αυτά της ομάδας Nereites να επικρατούν. Η επικράτηση της ομάδας Nereites επιβεβαιώνει τον χαρακτηρισμό των υπό μελέτη ιζημάτων ως αποθέσεις υποθαλασσίων ριπιδίων. Η ύπαρξη τους, η οποία περιορίζεται μόνο στα απομακρυσμένα τμήματα του τουρβιδιτικού συστήματος, υποδηλώνει ότι τα συγκεκριμένα τμήματα αποτέθηκαν κάτω από πιο πλούσιες σε οξυγόνο συνθήκες, σαφώς πλουσιότερες, σε σχέση με τα τμήματα του εσωτερικού ριπιδίου στα οποία δεν έχουν παρατηρηθεί.
  • Το γεγονός ότι τα συστήματα υποθαλάσσιων ριπιδίων αλλά και οι αποθέσεις υφαλοκρηπίδας μπορεί να αποτελούν αξιόλογα ρεζερβουάρ τόσο αερίων όσο και υγρών υδρογονανθράκων οδήγησε στην διερεύνηση της δυνατότητας γένεσης και ύπαρξης υδρογονανθράκων στα υπό μελέτη ιζήματα αλλά και στον προσδιορισμό του πορώδους και της διαπερατότητας τους. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι οι αποθέσεις των εξωτερικών τμημάτων του ριπιδίου αποτελούν τα πιο ελπιδοφόρα τμήματα του τουρβιδιτικού συστήματος μιας και εμφανίζονται με τις υψηλότερες τιμές ποιοτικών δεικτών όπως : S1, S2 και HI. Οι αποθέσεις υφαλοκρηπίδας αποτελούν τον σχηματισμό ο οποίος είναι πιθανόν να παρουσιάσει πετρελαϊκό ενδιαφέρον στο μέλλον μιας και βρίσκεται σε ανώριμο στάδιο θερμικής ωριμότητας. Όλα τα περιβάλλοντα και υποπεριβάλλοντα δομούνται από πετρώματα με μικρή/περιορισμένη δυνατότητα να αποτελούν ανώριμα μητρικά, αφού αν περιέχουν το ελάχιστο ποσοστό σε συνολικό οργανικό άνθρακα που απαιτείται, εμφανίζονται με μικρές τιμές παραγόντων όπως : η ποσότητα των παρόντων ελεύθερων υδρογονανθράκων που βρίσκονται μέσα στο δείγμα (αιχμή S1) και εκείνων που μπορούν να απελευθερωθούν ενδεχομένως μετά από την ωρίμανση (S2 αιχμή).
  • Μπορούν να λειτουργήσουν ως δεύτερη πηγή, με φτωχή έως μέτρια δυνατότητα παραγωγής αερίων υδρογονανθράκων, μιας και το οργανικό τους υλικό αποτελείται από τύπο κηρογόνου ΙΙΙ και ΙV. Αν και οι δείκτες PI και Tmax, στους οποίους στηρίχτηκε η έρευνα για τον προσδιορισμό της θερμικής τους ωριμότητας, είναι πρωτογενείς μετρήσεις και μερικώς εξαρτώνται από παράγοντες όπως το είδος του οργανικού υλικού, η τιμές τους δηλώνουν ότι η πλειοψηφία τους βρίσκεται σε ώριμο στάδιο θερμικής ωριμότητας. Τα δείγματα τα οποία αντιπροσωπεύουν καμένα πετρώματα, συνοδεύονται και από πολύ χαμηλές τιμές S2, γεγονός που καθιστά τα αποτελέσματα του προσδιορισμού της θερμικής ωριμότητας τους αναξιόπιστα.
  • Οι τουρβιδίτες δεν αποτελούν γενικώς αξιόλογους ταμιευτήρες καθώς μια σειρά από διαδικασίες όπως: η διαγένεση και η αντικατάσταση μειώνουν το πρωτογενές τους πορώδες. Η έρευνα της πιθανής ύπαρξης αποθέσεων που μπορούν να αποτελέσουν ρεζερβουάρ αερίων υδρογονανθράκων στη περιοχή μελέτης αλλά και ο προσδιορισμός της ποιότητας τους αποκαλύπτει έναν μεγάλο αριθμό δειγμάτων (8), με αξιόλογες τιμές πορώδους και διαπερατότητας. Τα δείγματα αυτά προέρχονται τόσο από τα εσωτερικά όσο και από τα εξωτερικά τμήματα του τουρβιδιτικού συστήματος ενώ η υφαλοκρηπίδα δεν δείχνει να είναι ικανή να αποτελέσει ρεζερβουάρ αερίων υδρογονανθράκων.
  • Οι αποθέσεις καναλιών και λοβών δείχνουν να είναι οι πιο ελπιδοφόρες σε σχέση με τα υπόλοιπα υποπεριβάλλοντα. Το γεγονός ότι τόσο τα κανάλια όσο και οι λοβοί χαρακτηρίζονται από απόθεση παχυστρωματωδών ψαμμιτών, σε συνδυασμό με τις μεγάλες τους τιμές πορώδους και διαπερατότητας, δηλώνει ότι οι αποθέσεις αυτές μπορούν να αποτελέσουν αξιόλογους ταμιευτήρες αερίων υδρογονανθράκων Επιπλέον, η επικράτηση της άμμου έναντι του πηλού σε αναλογία που φτάνει το 9/1, τα σημαντικά τους πάχη (ξεπερνούν τα 100μ), αλλά και η πολύ καλή πλευρική ανάπτυξη των λοβών, είναι στοιχεία που καθιστούν τις αποθέσεις αυτές πιθανούς ερευνητικούς στόχους.
  • Ο προσδιορισμός των ιστολογικών παραμέτρων των πετρωμάτων που είναι δυνατόν να αποτελέσουν ρεζερβουάρ αερίων και υγρών υδρογονανθράκων είναι πολύ σημαντικός στον σχεδιασμό εργασιών όπως η κατασκευή γεωτρήσεων, η παραγωγή των ρεζερβουάρ και ο έλεγχος των υδροδυναμικών συνθηκών (Bjorlykke and Hoeg, 1997). Ο προσδιορισμός των ιστολογικών παραμέτρων στα υπό μελέτη ιζήματα αποκάλυψε ότι πρόκειται για μεσόκοκκους έως πολύ λεπτόκοκκους ψαμμίτες οι οποίοι προέρχονται τόσο από χαμηλής όσο και από υψηλής πυκνότητας τουρβιδιτικά ρεύματα.
  • Το κοκκομετρικό τους μέγεθος δεν παρουσιάζει σημαντική διαφοροποίηση σε σχέση με τα διάφορα περιβάλλοντα και υποπεριβάλλοντα ιζηματογένεσης. Έτσι, πολύ λεπτόκοκκοι αλλά και μεσόκοκκοι ψαμμίτες παρατηρούνται τόσο στα εξωτερικά και εσωτερικά τμήματα του τουρβιδιτικού συστήματος αλλά και στην υφαλοκρηπίδα. Το είδος του τουρβιδιτικού ρεύματος από το οποίο προέρχονται δεν παρουσιάζει καμία διαφοροποίηση σε σχέση με την θέση του στο σύστημα. Παχυστρωματώδεις ψαμμίτες τόσο από τα εξωτερικά όσο και από τα εσωτερικά τμήματα του ριπιδίου δείχνουν να έχουν αποτεθεί από υψηλής πυκνότητας τουρβιδιτικά ρεύματα ενώ αντίθετα, χαμηλής πυκνότητας τουρβιδιτικά ρεύματα, είναι υπεύθυνα για την απόθεση μικρότερου πάχους ψαμμιτών. Τα πιο παχιά στρώματα τόσο από τα εσωτερικά όσο και από τα εξωτερικά τμήματα του συστήματος τα οποία αποτελούνται από τις βασικές υποδιαιρέσεις Τa και Tb της ακολουθίας Bouma χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερες μέσες ταχύτητες ροής.
  • Χαρακτηρίζονται από φτωχή έως πολύ καλή ταξιθέτηση με την πλειοψηφία τους να αποτελείται από μετρίως και καλά ταξιθετημένους ψαμμίτες. Αν και οι τουρβιδίτες χαρακτηρίζονται από γενικώς φτωχή ταξιθέτηση, στην περιοχή μελέτης παρουσιάζονται με γενικώς καλή ταξιθέτηση η οποία εμφανίζεται σε όλο το σύστημα. Δεν παρατηρείται διακύμανσή της από τα εσωτερικά προς τα εξωτερικά τμήματα του συστήματος ενώ και η υφαλοκρηπίδα επιδεικνύει καλό βαθμό ταξιθέτησης.
  • Η γεωχημική ανάλυση των ιζηματογενών πετρωμάτων είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για τις μελέτες προέλευσης των πλούσιων σε συνδετικό υλικό ψαμμιτών. Η ανάλυση αυτή στην Λήμνο δηλώνει ένα περιβάλλον ενεργού ηπειρωτικού περιθωρίου ή ενός ηπειρωτικού νησιωτικού τόξου και ένα μικρό βαθμό ανακύκλωσης (recycling) των υπό μελέτη δειγμάτων. Επιπλέον, αποκαλύπτεται η επίδραση μιας μικτής, όξινης και βασικής/υπερβασικής σύστασης, πηγή τροφοδοσίας. Η ασθενή θετική ανωμαλία στο Eu που παρουσιάζουν, εξηγείται μέσα από ιζηματογενείς διεργασίες όπου τα πλαγιόκλαστα είναι συγκεντρωμένα στις άμμους εξαιτίας της ταξιθέτησης. Η καλή ταξιθέτηση των ψαμμιτών, η οποία αποκαλύπτεται και μέσα από την κοκκομετρική ανάλυση, σχετίζεται: με το υψηλό ποσοστό πλαγιόκλαστου, εξαιτίας της τοπικής συγκέντρωσης αστριών κατά την διάρκεια της ιζηματογένεσης, στο περιορισμένο εύρος του κοκκομετρικού μεγέθους του υλικού που είναι διαθέσιμο από την πηγή τροφοδοσίας και στην αυξημένη απόσταση της από την περιοχή μελέτης.
  • H επίδραση μιας μικτής, όξινης και βασικής/υπερβασικής σύστασης, πηγή τροφοδοσίας αποκαλύπτεται και από την πετρογραφική έρευνα όπου έχουν αναγνωριστεί θραύσματα τόσο γρανιτών όσο και βασαλτών. Επιπλέον, η πετρογραφία αποκαλύπτει και την συνεισφορά μιας μεταμορφωμένης, ιζηματογενούς αλλά και μαγματικής πηγής τροφοδοσίας η οποία πιστοποιείται τόσο από την συνύπαρξη θραυσμάτων πετρώματος αντίστοιχης προέλευσης (σχιστόλιθοι, ψαμμίτες, βασάλτες και γρανίτες), όσο και από την αναγνώριση πολυκρυσταλλικού χαλαζία ο οποίος αποτελείται τόσο από πέντε ή περισσότερους κρυστάλλους με ευθεία ή ελαφρώς καμπυλωμένα ενδοκρυσταλλικά όρια (προέλευση από πλουτώνια μαγματικά πετρώματα) όσο και από περισσότερους από πέντε επιμήκης κρυστάλλους με ακανόνιστα ή οδοντωτά ενδοκρυσταλλικά όρια (προέλευση από μεταμορφωμένα πετρώματα). Οι ψαμμίτες οι οποίοι κατατάσσονται σύμφωνα με το σχήμα του McBride (1963) ως Αστριούχοι Λιθαρενίτες και ως Λιθικές Αρκόζες και Λιθικές Υπο-Αρκόζες, συγκεντρώνονται στο πεδίο του ανακυκλωμένου ορογενούς. Η προβολή τους στο συγκεκριμένο πεδίο υποδηλώνει μία ζώνη καταβύθισης ως πιθανό γεωτεκτονικό περιβάλλον της περιοχή μελέτης και είναι σε συμφωνία με την γεωχημική έρευνα και την αποκάλυψη ενός γεωτεκτονικού περιβάλλοντος ενεργού ηπειρωτικού περιθωρίου ή ενός ηπειρωτικού νησιωτικού τόξου για την περιοχή μελέτης.
  • Η ανάλυση και η σύνθεση ιζηματολογικών, παλαιορευματικών, γεωχημικών και πετρογραφικών δεδομένων που πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή μελέτης υποδηλώνουν ότι κατά την διάρκεια του ανώτερου Ηωκαίνου-κατώτερου Ολιγοκαίνου (NP18-NP21b) η Λήμνος λειτούργησε ως μία λεκάνη ιζηματογένεσης συστολής μπροστά από το μαγματικό τόξο (contracted forearc basin). Έτσι, η περιοχή μελέτης τοποθετείται ανάμεσα στο ενεργό μαγματικό τόξο της ζώνης της Ροδόπης και στο πρίσμα προσαύξησης το οποίο πιθανόν να βρίσκεται στο βόρειο τμήμα του κεντριού Αιγαίου. Η στρωματογραφική διάρθρωση των ακολουθιών ιζηματογένεσης στην περιοχή μελέτης επιδεικνύει προοδευτική προς την χέρσο μετανάστευση του επικέντρου ιζηματογένεσης γεγονός που οφείλεται στο γεγονός ότι το πρίσμα προσαύξησης αναγκάζεται να κινηθεί προς τα πάνω και προς την χέρσο εξαιτίας της συνεχιζόμενης προσαύξησης στην άκρη του περιθωρίου.
  • Η μελέτη που πραγματοποιήθηκε στις αποθέσεις του ανώτερου Ηωκαίνου-κατώτερου Ολιγοκαίνου στην Λήμνο, στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής, δίνει έμφαση στον ρόλο του πρίσματος προσαύξησης (συχνά λειτουργεί ως εμπόδιο στην συσσώρευση ιζημάτων στην περιοχή μπροστά από το τόξο) ως ο σπουδαιότερος τροφοδότης υλικού για απόθεση μέσα στην λεκάνη. Το πρίσμα προσαύξησης τροφοδοτεί με όξινης αλλά και βασικής/υπερβασικής σύστασης πετρώματα την περιοχή μελέτης. Τα πετρώματα αυτά είναι μεταμορφωμένα, μαγματικά αλλά και πετρώματα από το ιζηματογενές κάλυμμα. Η πηγή αυτή μεταφέρει βασικά πετρώματα όπως βασάλτη και γάββρο, κερατόλιθο αλλά και πιθανόν ηφαιστειακό υλικό στην λεκάνη μπροστά από το τόξο (νησί της Λήμνου) και πρέπει να αναζητηθεί στα νότιο/νοτιοανατολικά (περιοχή κεντρικού Αιγαίου?).
  • Η στενή κατανομή των αποθέσεων κροκαλοπαγών στην περιοχή υποδηλώνει την σημειακή είσοδο υλικού στην λεκάνη. Θεωρώντας ότι τα υπό μελέτη ιζήματα έχουν προέλευση από το πρίσμα προσαύξησης, ένα εναλλακτικό μοντέλο πολλαπλών εισόδων υλικού στην λεκάνη, θα μπορούσε να εξεταστεί. Το εναλλακτικό αυτό μοντέλο δεν αντιστοιχεί στην περιοχή μελέτης και χρήζει περεταίρω έρευνας συμπεριλαμβανομένης της πλευρικής συσχέτισης των ιζημάτων αυτών με ίδιας ηλικίας αποθέσεις υποθαλασσίων ριπιδίων γειτονικών περιοχών (π.χ. νοτιοδυτική Τουρκία).

ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

1. MARAVELIS A., KONSTANTOPOULOS P., PANTOPOULOSG., ZELILIDIS A., (2007): North Aegean, sedimentary basin evolution during late Eocene to early Oligocene time: Based on the sedimentological studies at the Lemnos island,NE Greece. Geologica Carpathica, 58, 5, 455-464.

2. MARAVELIS A., KONSTANTOPOULOS P., PANTOPOULOS G., ZELILIDIS A., (2007): Application of bed thickness distribution in turbidite deposits of Lemnos island,NE Greece. Bulletin of the Geological Society ofGreece vol. XXXX, 154-160.

3. MARAVELIS A., KONSTANTOPOULOS P., PANTOPOULOS G., ZELILIDIS A., (2007): North Aegean, sedimentary basin evolution during late Eocene to early Oligocene time: Based on the sedimentological studies at the Lemnos island,NE Greece. 25th IAS Meeting of Sedimentology,Patras,Greece, 4-7 September 2007, Book of Abstracts, 119.

4. MARAVELIS A., ZELILIDIS A.. (2008) Organic geochemical characteristics of the late Eocene-early Oligocene submarine fans and shelf deposits onLemnos Island, NE Greece. 26th IAS Meeting of Sedimentology,, Bochum, Germany, 1-3 September 2008, Abstracts Volume, 181.

5. MARAVELIS A., ZELILIDIS A.. (2009) Geometry and sequence stratigraphy of basin floor to slope turbidite systems,Lemnos Island,NE Greece 27th IAS Meeting of Sedimentology,Alghero, Italy, 20-23 September 2009.

Παντόπουλος | Περιβάλλοντα Ιζηματογέννεσης , Στρωματογραφική Διάρθρωση και Στατιστική Ανάλυση Στρωμάτων του Φλύσχη στο Νησί της Καρπάθου - Πιθανότητα Ανάπτυξης Πεδίου Υδρογανανθράκων στο ΝΑ Αιγαίο

Παντόπουλος | Περιβάλλοντα Ιζηματογέννεσης , Στρωματογραφική Διάρθρωση και Στατιστική Ανάλυση Στρωμάτων του Φλύσχη στο Νησί της Καρπάθου - Πιθανότητα Ανάπτυξης Πεδίου Υδρογανανθράκων στο ΝΑ Αιγαίο

Εισαγωγή | Σκοπός | Συμπεράσματα | Δημοσιεύσεις

ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ

Η περιοχή μελέτης βρίσκεται στο νησί της Καρπάθου. Η Κάρπαθος είναι το δεύτερο σε μέγεθος νησί του νομού Δωδεκανήσων και βρίσκεται στο ΝΑ 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 Δρ Γ. Χριστοδούλου (Χριστοδούλου, 1963α,β). Από γεωλογική άποψη η υπό μελέτη περιοχή περιλαμβάνει πετρώματα που θεωρείται ότι ανήκουν στις γεωτεκτονικές ζώνες των Εξωτερικών Ελληνίδων.

ΣΚΟΠΟΣ 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 κατάταξή τους με βάση τις διάφορες φάσεις των τουρβιδιτικών αποθέσεων και την γεωλογική 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 εξέλιξη της περιοχής του ΝΑ Αιγαίου, β) τη προοπτική στατιστικής ανάλυσης των φλυσχικών αποθέσεων που είναι ιδιαιτέρα χρήσιμη στην πετρελαϊκή έρευνα, γ) την πιθανή ύπαρξη πεδίου υδρογονανθράκων στη περιοχή.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Οι αποθέσεις φλύσχη που εμφανίζονται στο νησί της Καρπάθου μελετήθηκαν στα προηγούμενα κεφάλαια της παρούσας διατριβής από διάφορα σημεία προσέγγισης με σκοπό να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με χαρακτηριστικά των συγκεκριμένων ιζημάτων τα οποία δεν ήταν γνωστά με λεπτομέρεια μέχρι σήμερα.

  • Γενικά οι αποθέσεις του φλύσχη εμφανίζονται σε 2 περιοχές του νησιού, μια στο βορρά (περιοχές Σπόας-Ολύμπου-Διαφανίου) και μια στο νότο (περιοχές Πηγαδιών και Απερίου). Το συνολικό πάχος των αποθέσεων δεν ξεπερνά τα 1000 μέτρα και κυμαίνεται σε περίπου 900 για τη βόρεια και περίπου 800 για τη νότια περιοχή εμφάνισης. Όσον αφορά την ιζηματολογία, στρωματογραφία και τα περιβάλλοντα των αποθέσεων του φλύσχη μπορούν να ειπωθούν τα εξής: Τα ιζήματα της βόρειας περιοχής χωρίζονται σε 5 ενότητες οι οποίες αποτελούνται από τη βάση προς την οροφή της ακολουθίας: α) από στρώματα ανθρακικών λατυποπαγών και μαργών σε ένα περιβάλλον υφαλοκρηπίδας-κατωφέρειας, β) από λεπτόκοκκες αποθέσεις πηλιτών και λεπτών στρωμάτων ψαμμιτών που αντιπροσωπεύουν αποθέσεις τουρβιδιτικών ροών σε ένα απομακρυσμένο από τη πηγή τροφοδοσίας περιβάλλον εξωτερικού υποθαλάσσιου ριπιδίου-πεδίου λεκάνης, γ) από αδρόκοκκες αποθέσεις κροκαλοπαγών και ψαμμιτών μεγάλου πάχους που πιθανά έχουν προέλθει από υποθαλάσσιες ροές υψηλής πυκνότητας σε ένα κοντινό στη πηγή τροφοδοσίας περιβάλλον καναλιών εσωτερικού υποθαλάσσιου ριπιδίου, δ) από χαώδεις αποθέσεις ανθρακικών ολισθόλιθων μεγάλου μεγέθους μέσα σε λεπτόκοκκο υλικό, εναλλασσόμενες με λεπτοστρωματώδεις ψαμμίτες-πηλίτες, που πιθανά αντιπροσωπεύουν τουρβιδιτικές ροές και δεβριτικές ροές ολισθόλιθων σε ένα απομακρυσμένο τμήμα υποθαλάσσιου ριπιδίου, ε) από αποθέσεις λεπτοστρωματωδών λεπτόκοκκων ψαμμιτών και κροκαλοπαγούς που πιθανά έχουν αποτεθεί από τουρβιδιτικές ροές σε ένα μεταβατικό τμήμα ανάμεσα στο εσωτερικό και το εξωτερικό μέρος ενός υποθαλάσσιου ριπιδίου. Τα ιζήματα της νότιας περιοχής χωρίζονται σε 4 ενότητες οι οποίες αποτελούνται από τη βάση προς την οροφή της ακολουθίας: α) από κροκαλοπαγή και ψαμμίτες που έχουν αποτεθεί από δεβριτικές και τουρβιδιτικές ροές σε ένα κοντινό στη πηγή τροφοδοσίας περιβάλλον καναλιών εσωτερικού υποθαλάσσιου ριπιδίου, β) από λεπτόκοκκες αποθέσεις πηλιτών και λεπτών στρωμάτων ψαμμιτών που αντιπροσωπεύουν αποθέσεις τουρβιδιτικών ροών σε ένα απομακρυσμένο από τη πηγή τροφοδοσίας περιβάλλον εξωτερικού υποθαλάσσιου ριπιδίου-πεδίου λεκάνης, γ) από αδρόκοκκες αποθέσεις κροκαλοπαγών και ψαμμιτών μεγάλου πάχους που πιθανά έχουν προέλθει από υποθαλάσσιες ροές υψηλής πυκνότητας σε ένα κοντινό στη πηγή τροφοδοσίας περιβάλλον καναλιών εσωτερικού υποθαλάσσιου ριπιδίου, δ) από χαώδεις αποθέσεις ανθρακικών ολισθόλιθων μεγάλου μεγέθους μέσα σε λεπτόκοκκο υλικό, εναλλασσόμενες με λεπτοστρωματώδεις ψαμμίτες-πηλίτες, που πιθανά αντιπροσωπεύουν τουρβιδιτικές ροές και δεβριτικές ροές ολισθόλιθων σε ένα απομακρυσμένο τμήμα υποθαλάσσιου ριπιδίου.

  • Η κύρια παλαιορευματική διεύθυνση όλων των ενοτήτων του φλύσχη και στις 2 λεκάνες είναι προς Β-Ν και ΒΑ-ΝΔ, διεύθυνση που πιθανά εκφράζει και τον αντίστοιχο άξονα της λεκάνης ιζηματογένεσης, χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι τεκτονικές στροφές που έχει υποστεί η ευρύτερη περιοχή.

  • Κοκκομετρική ανάλυση των ψαμμιτών των φλυσχικών αποθέσεων, έδειξε ότι αυτοί αποτελούνται από πολύ λεπτόκοκκους έως χονδρόκοκκους ψαμμίτες με μέτρια και κακή ταξιθέτηση. Μελέτη των πιθανών μέσων ταχυτήτων ροής κατά την απόθεση με βάση τις κοκκομετρικές αναλύσεις έδειξε απόθεση των ψαμμιτών από υποθαλάσσια ρεύματα βαρύτητας τόσο χαμηλής, όσο και υψηλής πυκνότητας.

  • Η χρονολόγηση των αποθέσεων του φλύσχη με βάση ασβεστιτικά νανοαπολιθώματα υπέδειξε ότι η ιζηματογένεση του φλύσχη στη περιοχή της Καρπάθου φαίνεται να ξεκινάει στο Κατώτερο Ηώκαινο και να εξελίσσεται έως τα όρια Ηωκαίνου-Ολιγοκαίνου. Για πρώτη φορά καταγράφηκε ηλικία Κατωτέρου Ηωκαίνου (Υπρέσιου) για τη βάση των αποθέσεων του φλύσχη στη νότια Κάρπαθο. Μέχρι τώρα η παλαιότερη ηλικία που είχε προταθεί για τις αποθέσεις φλύσχη στη Κάρπαθο είναι το Μέσο Ηώκαινο (Davidson-Monett, 1974; Harbury, 1986). Αυτό σημαίνει ότι η ιζηματογένεση του φλύσχη στη Κάρπαθο πιθανότατα ξεκίνησε νωρίτερα από ότι πιστευόταν μέχρι τώρα. Όσον αφορά τις νεότερες αποθέσεις, δεν καταγράφηκε ηλικία νεότερη του Κατωτέρου Ολιγοκαίνου.

  • Η στατιστική ανάλυση των παχών στρωμάτων που εφαρμόστηκε σε 4 φυσικές τομές από διαφορετικά περιβάλλοντα ιζηματογένεσης έδειξε ότι η αναλογία άμμου/πηλού παραμένει ένα αξιόπιστο κριτήριο για τον διαχωρισμό περιβαλλόντων ιζηματογένεσης σε υποθαλάσσια ριπίδια. Αντίθετα, η παρουσία ασύμμετρων κύκλων μείωσης ή αύξησης του πάχους των ψαμμιτών προς τα πάνω πιθανότατα δεν αποτελεί αξιόπιστο κριτήριο διαχωρισμού περιβαλλόντων ιζηματογένεσης. Η ύπαρξη κύκλων μείωσης του πάχους των ψαμμιτών προς τα πάνω φαίνεται να επιβεβαιώνεται στατιστικά μόνο σε αποθέσεις καναλιών κοντά στην πηγή τροφοδοσίας του υποθαλάσσιου ριπιδίου, στις οποίες επίσης παρατηρείται έντονη τάση ομαδοποίησης των στρωμάτων σε ομάδες μικρού και μεγάλου πάχους (φαινόμενο Hurst). Όσον αφορά το τύπο της στατιστικής κατανομής των στρωμάτων, παρατηρήθηκε έντονη απόκλιση του πάχους των ψαμμιτών από την εκθετική και την «power law» στατιστική κατανομή. Τα δεδομένα πάχους των τουρβιδιτικών γεγονότων και κυρίως των ψαμμιτών συνήθως ακολουθούν την λογαριθμοκανονική κατανομή με καλή προσαρμογή ή έως ένα βαθμό (κυρίως για α λεπτότερα στρώματα). Παρόλα αυτά σε αρκετές περιπτώσεις η λογαριθμοκανονική κατανομή δεν εκφράζει σε καλό βαθμό τα ψαμμιτικά στρώματα. Η παρατήρηση της καλής προσαρμογής των παχών των ψαμμιτών στην «απλωμένη» εκθετική κατανομή με μικρούς εκθέτες c, πιθανά υποδηλώνει ότι το πάχος των ψαμμιτών εκφράζεται από κατανομές με «βαριά ουρά» (heavy tailed distributions) οι οποίες κινούνται ανάμεσα στην εκθετική, την λογαριθμοκανονική και την «power law» κατανομή. Σε ορισμένες περιπτώσεις κάποια από τις προηγούμενες κατανομές κυριαρχεί (κυρίως η λογαριθμοκανονική) αλλά γενικά η «απλωμένη» εκθετική κατανομή παρουσιάζεται σαν μια καλή εναλλακτική λύση. Τα δεδομένα πάχους των πηλιτών φαίνεται να ακολουθούν ως ένα βαθμό τη λογαριθμοκανονική κατανομή στις πιο απομακρυσμένες αποθέσεις ενώ στις αποθέσεις καναλιών βρίσκονται πιο κοντά σε μια κατανομή Weibull. Επίσης παρατηρήθηκε η πιθανή παρουσία σε μια τουρβιδιτική ακολουθία 2 πληθυσμών παχών ψαμμιτικών στρωμάτων με διαφορετικό τμήμα της ακολουθίας Bouma στη βάση τους, που ο καθένας έχει μια λογαριθμοκανονική κατανομή. Οι πληθυσμοί αυτοί πιθανά αντιπροσωπεύουν αποθέσεις ροών χαμηλής και υψηλής πυκνότητας. Οι χαρακτηριστικοί παράμετροι των 2 πληθυσμών είναι πιθανό ότι μπορούν να εξαχθούν με αρκετή ακρίβεια μέσω της χρήσης μεθόδων μέγιστης πιθανοφάνειας με τη χρήση του αλγόριθμου ΕΜ. Ο συνδυασμός των παχών των δύο αυτών πληθυσμών πιθανά προκαλεί την παρατήρηση των μίξεων λογαριθμοκανονικών κατανομών στα πάχη των τουρβιδιτικών στρωμάτων (Talling, 2001).

  • Γεωχημική ανάλυση των φλυσχικών αποθέσεων για την περιεκτικότητα τους σε κύρια στοιχεία, ιχνοστοιχεία και σπάνιες γαίες σε συνδυασμό με πετρογραφική έρευνα έδωσε πολύτιμα στοιχεία για την προέλευση και το γεωτεκτονικό περιβάλλον της λεκάνης ιζηματογένεσης των φλυσχικών ιζημάτων. Τα ιζήματα του φλύσχη φαίνεται να έχουν προέλευση από πηγές μεταμορφωμένων, μαγματικών και ιζηματογενών πετρωμάτων. Ειδικότερα φαίνεται να υπερισχύει η μεταμορφωμένη πηγή (με πετρώματα χαμηλού βαθμού μεταμόρφωσης) και η ιζηματογενής πηγή. Τα είδη των θραυσμάτων μεταμορφωμένων πετρωμάτων που βρέθηκαν στους ψαμμίτες (οφθαλμογνεύσιοι, γραφιτικοί σχιστόλιθοι, μάρμαρα) είναι παρόμοια με αυτά που έχουν παρατηρηθεί στις ακολουθίες μεταμορφωμένων πετρωμάτων της Μάζας τουMenderes στη ΝΔ Τουρκία. Σημαντικό ρόλο έχει παίξει επίσης και πηγή ιζήματος υπερβασικής σύστασης. Η πηγή ιζήματος υπερβασικής σύστασης φαίνεται να προέρχεται κυρίως από πετρώματα εκχυμωτή μανδύα πολύ πλούσια σε χρώμιο και νικέλιο. Παρόμοιας σύστασης υπερβασικές εμφανίσεις παρουσιάζονται στους οφιόλιθους των Ταυρίδων οροσειρών της ΝΔ Τουρκίας. Τόσο η πετρογραφική όσο και η γεωχημική ανάλυση, συντείνουν σε ένα γεωτεκτονικό περιβάλλον ενεργού ηπειρωτικού περιθωρίου, πιθανότατα πολύ κοντά σε ένα ηπειρωτικό νησιωτικό τόξο. Γενικά τα ιζήματα φαίνεται να έχουν αποτεθεί σε μια ιζηματογενή λεκάνη κοντά σε μια ζώνη καταβύθισης, από ίζημα που διαβρώθηκε από κάποιο ώριμο μαγματικό τόξο, με συμμετοχή ιζημάτων από ένα διαβρωμένο ορογενές. Η παρατήρηση μεγάλου ποσοστού συνδετικού υλικού στους ψαμμίτες, πιθανά είναι χαρακτηριστικό για ψαμμίτες ενεργών περιθωρίων και δεν είναι ευνοϊκό για το πορώδες τους.

  • Η έρευνα για την πιθανή ύπαρξη πεδίου υδρογονανθράκων στις φλυσχικές αποθέσεις της Καρπάθου με βάση αναλύσεις πορώδους και διαπερατότητας των ψαμμιτών, περιεκτικότητας και τύπου του οργανικού υλικού στις λεπτόκοκκες φάσεις των αποθέσεων και αναλύσεις σταθερών ισοτόπων άνθρακα και οξυγόνου, δεν έδωσε ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Ως προς την πιθανότητα ύπαρξης ταμιευτήρων, οι αναλύσεις πορώδους-διαπερατότητας έδειξαν ότι η πλειονότητα των ψαμμιτικών δειγμάτων των αποθέσεων παρουσιάζει χαμηλό πορώδες και ασήμαντες διαπερατότητες με εξαίρεση κάποιους ορίζοντες των αδρόκοκκων ενοτήτων του φλύσχη. Το χαμηλό πορώδες και οι κακές διαπερατότητες οφείλονται στην ύπαρξη μεγάλων ποσοστών ασβεστιτικού και αργιλικού υλικού ανάμεσα στους κόκκους των ψαμμιτών, χαρακτηριστικό διαγενετικής καταστροφής του πορώδους σε ψαμμίτες ενεργών περιθωρίων. Ως προς την πιθανότητα ύπαρξης μητρικών πετρωμάτων, οι αναλύσεις οργανικού υλικού έδειξαν ότι η πλειονότητα των δειγμάτων είναι φτωχά μητρικά πετρώματα, με κάποια από αυτά να έχουν ένα δυναμικό γένεσης αέριων υδρογονανθράκων φτωχής ποιότητας (ξηρού αερίου). Οι αναλύσεις σταθερών ισοτόπων δεν δείχνουν ότι υπήρξε στο παρελθόν κάποια διαφυγή αέριων υδρογονανθράκων μέσα από τις αποθέσεις του φλύσχη.

  • Με βάση τις παραπάνω παρατηρήσεις και τη γεωλογία της ευρύτερης περιοχής του ΝΑ Αιγαίου και των Δωδεκανήσων, η απόθεση των ιζημάτων του φλύσχη στη Κάρπαθο φαίνεται να έχει άμεση σχέση με τις ορογενετικές κινήσεις των Ταυρίδων οροσειρών κατά το Ηώκαινο-Κατώτερο Ολιγόκαινο σε μια ιζηματογενή λεκάνη προχώρας που πιθανά δημιουργήθηκε πάνω στις ανθρακικές αποθέσεις κατωφέρειας της (ομόλογης με την Ιόνιο Ζώνη) ενδιάμεσης αύλακας των Ταυρίδων. Η λεκάνη αυτή δημιουργήθηκε, δέχτηκε ίζημα και επηρεάστηκε από τις ορογενετικές κινήσεις των καλυμμάτων που δημιουργήθηκαν από το κλείσιμο του ωκεανού της Βόρειας Νεοτηθύος και του σχετιζόμενου με αυτόν ανθρακικού ηπειρωτικού περιθωρίου (καλύμματα Λυκίας) στα βόρεια. Πιθανότατα η λεκάνη ίσως να έχει επηρεαστεί και από το κλείσιμό του ωκεανού της Αττάλειας και του σχετιζόμενου με αυτόν ανθρακικού ηπειρωτικού περιθωρίου (καλύμματα Αττάλειας) στα ανατολικά.

ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ

1. PANTOPOULOS G., KONSTANTOPOULOS P., MARAVELIS A., ZELILIDIS A., (2006): Application of bed thickness distributions in turbidite deposits ofGreece: Some preliminary results. Proc. of the 17th International Sedimentological Congress, Fukuoka, Japan, 27 August-1 September, Abstracts Volume B, 119.

2. PANTOPOULOS G., KONSTANTOPOULOS P., MARAVELIS A., ZELILIDIS A., (2007): Application of bed thickness distributions in Late Eocene – Oligocene turbidite deposits ofGreece: Some preliminary results. Bulletin of the Geological Society ofGreece vol. XXXX, 173-181.

3. PANTOPOULOS G., KONSTANTOPOULOS P., MARAVELIS A., ZELILIDIS A., (2007): The use of statistical analysis in the lithostratigraphy of submarine fan deposits. An example from SE Greece (Karpathos Island). Bulletin of the Geological Society ofGreece, Special Publications.

4. PANTOPOULOS G., ZELILIDIS A., (2007): Bed thickness statistics of turbidite deposits. Possible implications on submarine fan environments and geometry. An example fromGreece. 25th IAS Meeting of Sedimentology,Patras,Greece, 4-7 September 2007, Book of Abstracts, 135.

5. PANTOPOULOS G., ZELILIDIS A., (2008): Provenance of Karpathos Island turbidites (SE Greece) based on geochemical data. 26th IAS Meeting of Sedimentology,, Bochum, Germany, 1-3 September 2008, Abstracts Volume, 203.