Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-4000
Authors: Meinhold, Guido
Title: Sedimentary rocks of the Internal Hellenides, Greece: age, source, and depositional setting
Online publication date: 14-Jan-2008
Year of first publication: 2008
Language: english
Abstract: Ziel der vorliegenden Dissertation war die Untersuchung der Liefergebiete und Ablagerungsräume sedimentärer Gesteine aus ausgewählten Gebieten der inneren Helleniden Griechenlands. Die untersuchten Sedimente Nordgriechenlands gehören zu den Pirgadikia und Vertiskos Einheiten des Serbo-Makedonische Massifs, zu den Examili, Melissochori und Prinochori Formationen der östlichen Vardar Zone und zur Makri Einheit und Melia Formation des östlichen Zirkum-Rhodope-Gürtels in Thrakien. In der östlichen Ägäis lag der Schwerpunkt bei den Sedimenten der Insel Chios. Der Metamorphosegrad der untersuchten Gesteine variiert von der untersten Grünschieferfazies bis hin zur Amphibolitfazies. Das stratigraphische Alter reicht vom Ordovizium bis zur Kreide. Zur Charakterisierung der Gesteine und ihrer Liefgebiete wurden Haupt- und Spurenelementgehalte der Gesamtgesteine bestimmt, mineralchemische Analysen durchgeführt und detritische Zirkone mit U–Pb datiert. An ausgewählten Proben wurden außerdem biostratigraphische Untersuchungen zur Bestimmung des Sedimentationsalters durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse dieser Arbeit sind von großer Bedeutung für paläogeographische Rekonstruktionen der Tethys. Die wichtigsten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die ältesten Sedimente Nordgriechenlands gehören zur Pirgadikia Einheit des Serbo-Makedonischen Massifs. Es sind sehr reife, quarzreiche, siliziklastische Metasedimente, die auf Grund ihrer Maturität und ihrer detritischen Zirkone mit ordovizischen overlap-Sequenzen vom Nordrand Gondwanas korreliert werden können. Die Metasedimente der Vertiskos Einheit besitzen ein ähnliches stratigraphisches Alter, haben aber einen anderen Ablagerungsraum. Das Altersspektrum detritischer Zirkone lässt auf ein Liefergebiet im Raum NW Afrikas (Hun Superterrane) schließen. Die Gesteinsassoziation der Vertiskos Einheit wird als Teil einer aktiven Kontinentalrandabfolge gesehen. Die ältesten biostratigraphisch datierten Sedimente Griechenlands sind silurische bis karbonische Olistolithe aus einer spätpaläozoischen Turbidit-Olistostrom Einheit auf der Insel Chios. Die Alter detritischer Zirkone und die Liefergebietsanalyse der fossilführenden Olistolithe lassen den Schluss zu, dass die klastischen Sedimente von Chios Material vom Sakarya Mikrokontinent in der West-Türkei und faziellen Äquivalenten zu paläozoischen Gesteinen der Istanbul Zone in der Nord-Türkei und der Balkan Region erhalten haben. Während der Permotrias wurde die Examili Formation der östlichen Vardar Zone in einem intrakontinentalen, sedimentären Becken, nahe der Vertiskos Einheit abgelagert. Untergeordnet wurde auch karbonisches Grundgebirgsmaterial eingetragen. Im frühen bis mittleren Jura wurde die Melissochori Formation der östlichen Vardar Zone am Abhang eines karbonatführenden Kontinentalrandes abgelagert. Der Großteil des detritischen Materials kam von permokarbonischem Grundgebirge vulkanischen Ursprungs, vermutlich von der Pelagonischen Zone und/oder der unteren tektonischen Einheit des Rhodope Massifs. Die Makri Einheit in Thrakien besitzt vermutlich ein ähnliches Alter wie die Melissochori Formation. Beide sedimentären Abfolgen ähneln sich sehr. Der Großteil des detritischen Materials für die Makri Einheit kam vom Grundgebirge der Pelagonischen Zone oder äquivalenten Gesteinen. Während der frühen Kreide wurde die Prinochori Formation der östlichen Vardar Zone im Vorfeld eines heterogenen Deckenstapels abgelagert, der ophiolitisches Material sowie Grundgebirge ähnlich zu dem der Vertiskos Einheit enthielt. Ebenfalls während der Kreidezeit wurde in Thrakien, vermutlich im Vorfeld eines metamorphen Deckenstapels mit Affinitäten zum Grundgebirge der Rhodopen die Melia Formation abgelagert. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Subduktion eines Teiles der Paläotethys und die anschließende Akkretion vom Nordrand Gondwanas stammender Mikrokontinente (Terranes) nahe dem südlichen aktiven Kontinentalrand Eurasiens den geodynamischen Rahmen für die Schüttung des detritischen Materials der Sedimente der inneren Helleniden im späten Paläozoikum bildeten. Die darauf folgenden frühmesozoischen Riftprozesse leiteten die Bildung von Ozeanbecken der Neotethys ein. Intraozeanische Subduktion und die Obduzierung von Ophioliten prägten die Zeit des Jura. Die spätjurassische und frühkretazische tektonische Phase wurde durch die Ablagerung von mittelkretazischen Kalksteinen besiegelt. Die endgültige Schließung von Ozeanbecken der Neotethys im Bereich der inneren Helleniden erfolgte schließlich in der späten Kreide und im Tertiär.
In this PhD thesis the provenance and depositional setting of sedimentary rocks from selected areas of the Internal Hellenides, Greece, are examined in detail. The main sedimentary successions studied on the mainland Greece belong to the Pirgadikia and Vertiskos Units of the Serbo-Macedonian Massif, to the Examili, Melissochori and Prinochori Formations of the eastern Vardar Zone and to the Makri Unit and the Melia Formation of the Thrace area. In the eastern Aegean Sea special emphasis was placed on sedimentary successions cropping out on Chios Island. The rocks investigated range from virtually non- metamorphosed to amphibolite facies; their ages span from Ordovician to Cretaceous. Provenance characterisation was achieved using whole-rock major- and trace-element geochemistry, mineral chemistry and U–Pb zircon geochronology. Depositional ages of selected samples were additionally constrained using biostratigraphic analysis. Identifying ancient source areas and depositional settings is of fundamental importance for palaeogeographic reconstructions in the Tethyan realm. The most significant results obtained are outlined below: The oldest sedimentary rocks in the Internal Hellenides belong to the Pirgadikia Unit of the Serbo-Macedonian Massif. They are very mature quartz-rich siliciclastic sediments, which are correlated with Ordovician overlap sequences deposited at the northern margin of Gondwana on the basis of maturity and zircon age spectra. Metasedimentary rocks from the Vertiskos Unit are nearly coeval but of different depositional facies. Detrital zircon ages suggest a NW African source (Hun superterrane). The rocks are interpreted to have been deposited at an ancient active-margin setting. The oldest biostratigraphically dated sedimentary rocks of Greece are Silurian to Carboniferous olistoliths from a Late Palaeozoic turbidite-olistostrome succession on Chios Island. The analysis of fossiliferous olistoliths, in conjunction with detrital zircon ages suggest that the Late Palaeozoic siliciclastic succession of Chios received its detritus from basement rocks of the Sakarya Zone in western Turkey and time and facies equivalents of Palaeozoic units from the Istanbul Zone in northern Turkey and the Balkan region. During the Permo-Triassic the Examili Formation of the eastern Vardar Zone was deposited in an intracontinental basin in proximity to the Vertiskos Unit. Minor input came from Carboniferous basement rocks. The Early–Middle Jurassic Melissochori Formation (formerly Svoula flysch) of the eastern Vardar Zone was deposited at the slope of a carbonate platform and received large amounts of detritus from a Permo-Carboniferous basement unit, probably the Pelagonian Zone and/or the Lower Tectonic Unit of the Rhodope Massif. The Makri Unit of the Thrace area is probably of the same age. Its sedimentary succession resembles that of the Melissochori Formation, and it received large amounts of detritus from Permo-Carboniferous basement rocks of the Pelagonian Zone or equivalent rocks. During the Early Cretaceous the Prinochori Formation of the eastern Vardar Zone was deposited in front of a nappe pile comprising ophiolitic rocks of the Vardar Ocean and basement rocks of the Vertiskos Unit. The Melia Formation of the Thrace area was deposited in front of a metamorphic nappe pile with Rhodope affinities in Cretaceous times. The data of this study clearly show that subduction of a branch of the Palaeotethys Ocean in the Late Palaeozoic and the subsequent accretion of North Gondwana-derived terranes close to the southern active margin of Eurasia supplied detritus to sedimentary successions of the Internal Hellenides. Early Mesozoic rifting marks the birth of Neotethyan oceans in Greece. Intraoceanic subduction and ophiolite obduction characterise the Jurassic. The Late Jurassic and Early Cretaceous phase of nappe tectonics was sealed by Mid-Cretaceous carbonate deposition. In the Internal Hellenides the final closure of Neotethyan oceanic basins occurred during the Late Cretaceous and Tertiary.
DDC: 550 Geowissenschaften
550 Earth sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-4000
URN: urn:nbn:de:hebis:77-15264
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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