Ursprung und Entwicklung des Altkristallins Ostkretas, Griechenland: Geochronologische und strukturelle Untersuchungen

  • In Ostkreta tritt innerhalb der Phyllit-Quarzit-Serie ein in vier Einheiten untergliederbares präalpidisches Altkristallin auf. Das basale Kalavros-Kristallin (KCC) wurde während der permischen (Monazitalter) Barrow-Metamorphose (Staurolith-Zone) überprägt. Unter amphibolitfaziellen Metamorphosebedingungen bildeten sich liegende Isoklinalfalten sowie eine mylonitische Foliation. Die Verteilung der -c-Achsen von Quarzen belegt non-koaxiale Deformation durch Rhomben<a>- und Prismen<a>Gleitung, die sich in einer hochtemperierten Grenzflächenwanderung (GBM) äußerte. Zudem wuchsen vierphasige Granate, in denen die äußerste Zone auf einen nochmaligen Druckanstieg hindeutet. Die Granate wurden wiederum von Muskoviten, die aus einer Deformation mit Top-E- bis Top-NE-Scherung resultierten, überwachsen. Das überlagernde Myrsini-Kristallin (MCC) besteht aus Glimmerschiefern, Gneisen, Quarziten und Marmoren. Die Liefergebiete der Paragesteine (Zirkonaltersspektrum eines Paragneises) weisen Einflüsse der amazonischen- (2,8 Ga), eburnischen- (1,9 Ga), kibaran/sunsasischen- (0,9 - 1,1 Ga) und panafrikanischen- (0,9 - 0,5 Ga) Orogenese auf. Im Mittelkambrium intrudierten Granite in die sedimentären/kristallinen Gesteine (514 ±14 Ma zrn & 507 ±189 Ma mnz). Während des Unterkarbons (Monazitalter) fand eine Barrow-Metamorphose (Staurolith-Zone) mit non-koaxialer Top-N-Scherung statt. Hierbei bildeten sich geschlossene, liegende Falten sowie eine mylonitische Foliation. Die Quarz-c-Achsen belegen non-koaxiale Rhomben<a>- bis Prismen<a>Gleitung, die sich in Subkornrotations-Rekristallisation (SGR) und hochtemperierter Korngrenzwanderungs-Rekristallisation (GBM) äußerte. Im Gegensatz zu den Granaten des KCC bildeten sich nur dreiphasige Granate. Während des retrograden variszischen Deformationspfades entstanden Top-NE-Scherzonen. Der bis in die Unterkreide anhaltende Aufstieg der Gesteine wird von Zirkon-Spaltspurenaltern (150 ±14 Ma) dokumentiert. Das hangende Chamezí-Kristallin (CCC) besteht aus Gneisen und Glimmerschiefern. Auch hier intrudierten im Mittelkambrium (S-Typ-)Granite (511 ±16 Ma zrn & 521 ±28 Ma mnz). Relikte einer prävariszischen Orogenese stellen die Granatkerne und Margarite in den Glimmerschiefern dar. Das Alter der Barrow-Metamorphose (Granat-Zone) mit Top-N-Scherung konnte mangels geeigneter Minerale nicht bestimmt werden. Die Verteilung der Quarz-c-Achsen resultiert aus einer non-koaxialen Deformation bei der überwiegend Basis<a>- und Rhomben<a>Gleitung mit Subkornrotations-Rekristallisation (SGR) auftrat. Es bildete sich eine protomylonitische Foliation sowie liegende offene N-S Falten, die anschließend mehrphasig überprägt wurden. Für einen langsamen Aufstieg der Gesteine sprechen die semiduktilen Top-NE-Scherzonen und jurassischen Zirkon-Spaltspurenalter (158 ±16 Ma). Eine unbekannte Position innerhalb des Altkristallins nimmt das Vaí-Kristallin (VCC) ein. Während der Trias intrudierten hier granitoide Gesteine (223 ±11Ma zrn). Eine spätere amphibolitfazielle Überprägung zeigt Top-NW-Scherung. Der schnelle Aufstieg der Gesteine wird durch jurassische Zirkon-Spaltspurenalter dokumentiert (184 ±11 Ma). Die Kristallingerölle der hangenden skythischen Metakalkkonglomerate können auf Grund der permischen bis triassischen Metamorphose der kretischen Altkristalline, der triassischen Intrusion der Granite des Vaí-Kristallins sowie den jurassischen Zirkon-Spaltspurenaltern nicht aus der unterlagernden Altkristallin-Einheit stammen. Der Kontakt zwischen dem Altkristallin und dem Metakalkkonglomerat ist somit das Ergebnis der alpidischen Orogenese. Auch die Zirkone, Monazite und Rutile wurden von der Niedertemperatur/Hochdruck-Metamorphose der alpidischen Orogenese beeinflusst. Vor allem die Zirkone des Chamezí-Orthogneises zeigen einen Pb- und vermutlich auch einen U-Verlust sowie einen Austausch von radiogenem Pb durch rezentes Pb. Dieser niedergradige Fluidtransport äußerte sich zudem in einem Lösen der Zirkone sowie einer zerstörten Zirkonstruktur. Gleichzeitig fand ein Einbau von Ca2+, Mn2+ und Mg2+ statt, der von den Ca-reichen Fluiden, die auf Grund der Karbonat-reichen Deckenstapel auftraten, forciert wurde. Keinen Einfluss auf den Blei-Verlust der Zirkone zeigt dagegen die amphibolit- bis grünschieferfazielle präalpidische Überprägung. Auf Grund der Altersspektren der Zirkone sowie der tektonischen Transportrichtungen werden die Kristallinkomplexe als Fragmente von Gondwana interpretiert. Im Rahmen der spät-panafrikanischen Metamorphose und Deformation erfolgte der Aufstieg der Plutonite, an die sich eine Riftingphase anschließt, während der sich die Fragmente abspalteten. Im Karbon bis Perm kollidierten unter Top-N-Kinematik das MCC, CCC und KCC mit Gondwana. In der Trias erfolgte letztlich der Aufstieg der Plutonite des VCC und dessen anschließende Überprägung. Die Heraushebung der Gesteine erfolgte im Jura.
  • In eastern Crete the Phyllite-Quarzite unit contains a pre-Alpine basement that can be divided into four complexes. The lowermost complex, the Kalavros crystalline complex (KCC) underwent Permian (monazite ages) Barrovian-type metamorphism (staurolithe zone), associated with recumbent folding and mylonitic shearing. Investigations of quartz-c-axis indicate non-coaxial deformation under amphibolite facies conditions. Principally, rhomb<a>- to prism<a>gliding were associated with high grade grain boundary migration recrystallisation (GBM). The four-stage garnet-zonation is a characteristic feature in the KCC, indicating a further pressure increase at the marginal zone. The garnets were overgrown and replaced by white micas under top-to-the-E to top-to-the-NE kinematic. The KCC is overlain by the Myrsini crystalline complex (MCC) that consists of gneisses, quartzites, micaschists and marbles. The age pattern of zircons (paragneiss) points to source regions of the sedimentary rocks, that were influenced by Amazonian (2.8 Ga), Eburnian (1.9 Ga), Kibarian/Sunsasian (0.9 – 1.1 Ga) and pan-African (0.9 – 0.5 Ga) orogeny. U-Pb dating of zircon and monazite revealed Middle Cambrian (514 ±14 Ma zrn & 507 ±189 Ma mnz) intrusion of granitoids into a basement. In Mississippian times (monazite ages) top-to-the-N shearing was active under Barrovian-type metamorphism (staurolithe zone). Closed recumbent folds as well as a mylonitic foliation developed in gneisses. The distribution of quartz-c-axis results from non-coaxial deformation with rhomb<a>- to prism<a> gliding, together with subgrain rotation recrystallisation (SRG) to grain boundary migration recrystallization (GBM). Garnets of the MCC show a three-phase growth. During retrograde 'Variscan' metamorphism top-to-the-NE shear zones developed. Slow uplift of the MCC is indicated by Jurassic fission track ages of zircon (150 ±14 Ma). The Chamezí crystalline complex (CCC) consists of gneisses and micaschists. U-(Th)-Pb dating of zircon and monazite suggests Middle Cambrian (511 ±16 Ma zrn & 521 ±28 Ma mnz) intrusion of S-type granites into host rocks. Garnet cores and margarite (micaschists) are relicts of a pre-variscan orogeny. Because suitable minerals are lacking the age of Barrovian-type metamorphism is still unknown. The distribution of quartz-c-axis results from non-coaxial deformation based on basal<a>- and rhomb<a>-gliding with subgrain rotation recrystallisation (SGR). A protomylonitic foliation and open recumbent folds developed. The latter were overprinted by several further deformations. The slow uplift is documented by semibrittle shear zones and Jurassic fission track ages of zircons (158 ±16 Ma). An unknown position within the basement takes the Vaí crystalline complex (VCC). In Triassic times granites intruded into a cover sequence (223 ±11 Ma zrn). Top-to-the-NW shearing took place under conditions within the amphibolite facies. Jurassic fission track ages of the zircons (184 ±11 Ma) are indicating a fast uplift. The recent basement cannot be regarded as source of the crystalline pebbles of the hanging Scythian metalimestone conglomerates. This statement is based on (1) the Permian to Triassic metamorphism of the basement itself, (2) the Triassic intrusion of granites in the Vaí crystalline complex, and (3) the Jurassic to Cretaceous cooling as is indicated by the fission track ages of zircon. Therefore the contact between the basement and the metalimestone conglomerate results from Alpine shearing. Zircon, monazite and rutile show significant influence of the Alpine low temperature/ high pressure metamorphism and related fluid flow. Especially the zircons of the Chamezí orthogneiss show lead and probably uranium loss as well as an exchange of radiogenic Pb2+ by commonPb2+. This low grade fluid flow results in leaching of zircon and a destroyed zircon structure. Furthermore Ca2+, Mn2+ and Mg2+ were build-in the zircon structure. This build-in was driven by Ca-rich fluids, which occur because of the carbonate dominated nappe pile. On the other hand, the pre-Alpine overprint under amphibolite to greenschist facies conditions did not support lead loss in zircons. Based on the age spectra of zircon and the direction of tectonic transport, the crystalline complexes are interpreted to be fragments of Gondwana. In late Pan-African times plutons intruded, followed by rifting and separation of several fragments. In Carboniferous to Permian times the collision and accretion of the MCC, CCC and KCC was caused by top-to-the-N shearing. The magmatic intrusion of plutonites into the host rocks of the VCC took place in Triassic times, therefore the pre-Alpine metamorphic overprint is younger. The uplift of the basement occurred in Jurassic times.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Sandra Romano
URN:urn:nbn:de:hebis:30-25554
Referee:Gernold ZulaufORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2006/04/06
Year of first Publication:2005
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2005/12/19
Release Date:2006/04/06
Tag:Altkristallin; Fluide
GND Keyword:Isotopendatierung; TIMS; Tektonik; Deformation <Geologie>; Zirkon
HeBIS-PPN:17697444X
Institutes:Geowissenschaften / Geographie / Geowissenschaften
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht