Original paper

Tectonic structure and fabric development of the Plattenkalk unit around the Samaria gorge, Western Crete, Greece

[Tektonische Struktur und Gefüge-Entwicklung der Plattenkalk-Einheit im Bereich der Samaria-Schlucht, West-Kreta, Griechenland]

Manutsoglu, Emmanuil; Soujon, André; Jacobshagen, Volker

Abstract

The Plattenkalk area around the Samaria gorge,western Crete, has been investigated by structural analysis and studies of microfabrics. The study area is dominated by a large-scale anticline striking to the NNE. All fracture systems observed correspond to that structure.In the northwestern limb of the anticline tectonic structures at mesoand micro-scales testify to movements top-to-theESE, while in the southeastern limb an opposite shear sense is documented. The morphologies and geometries of these structures clearly indicate flexural-slip folding. Within the Plattenkalk sequence bedding-parallel low-strain domains with no, or only weak, indications of shortening alternate with high-strain domains showing intense compressional deformation. Ductile deformation is restricted to discrete shear zones in the northwestern limb only, but from N to S meso- and micro-scale structures exhibit a conspicuous transition from ductile to brittle deformation. With respect to the calcite twin types observed, furthermore to the presence of cataclastic quartz fabrics and the absence of matrix coarsening in the majority of meta-cherts,metamorphism temperatures did nowhere exceed 300 °C and have even decreased from N to S.All features of tectonic deformation and metamorphism have developed within the same tectonic phase,i.e.during the late Early Miocene.The tectonic structures and fabrics probably originated autochthonously, within the foreland of an orogenic belt. Our observations fit in well with illite crystallinity measurements in all Plattenkalk areas of Crete (SOUJON & JACOBSHAGEN 2001) showing that on the whole island the temperatures of metamorphism have decreased from N to S. For the Plattenkalk of the southern Peloponnesus, an analogous trend had already been found by MANUTSOGLU (1990). All these features seem to reflect the mid-Tertiary subduction of the Plattenkalk platform beneath the Hellenic Arc.

Kurzfassung

Im Plattenkalk-Gebiet um die Samaria-Schlucht (West-Kreta) wurden die tektonischen Strukturen und Mikrogefüge im Detail untersucht.Das Arbeitsgebiet wird von einer großen,NNEstreichenden Antiklinale beherrscht,auf die alle beobachteten Bruch-Systeme bezogen sind. Im nordwestlichen Schenkel dieser Antiklinale weisen die mesoskopischen und mikroskopischen Strukturen durchweg auf Bewegungen,Hangendes gegen ESE"hin, während im südöstlichen Schenkel ein entgegengesetzter Schersinn dokumentiert ist.Gestalt und Geometrie dieser Strukturen gehen eindeutig auf Biegegleitfaltung zurück.In den Plattenkalk-Abfolgen alternieren schichtparallel Deformationsbereiche, die nicht oder nur geringfügig verkürzt wurden (low-strain domains), mit Bereichen starker kompressiver Deformation (high-strain domains). Duktile Deformation ist auf diskrete Scherzonen im NW-Schenkel beschränkt, während die mesoskopischen und mikroskopischen Strukturen generell von N nach S deutlich Übergänge von duktiler zu spröder Verformung aufweisen. In den Mikrogefügen belegen die Typen der Calcit-Zwillinge sowie das Vorkommen kataklastischer QuarzGefüge und das Fehlen von Matrix-Vergröberung in der Mehrzahl der Meta-Cherts,daß die Temperaturen der Metamorphose nirgends etwa 300 °C überschritten haben und sogar von N nach S abgesunken sind. Demnach nahm die Versenkungstiefe im Untersuchungsgebiet während der Orogenese von N nach S ab.Alle tektonischen und metamorphen Gefüge wurden in derselben tektonischen Phase, vermutlich im unteren Miozän,geprägt. Sie sind wahrscheinlich autochthon, im Vorland eines Orogens, gebildet worden. Unsere Ergebnisse passen gut zu den Resultaten umfangreicher Messungen der Illit-Kristallinitäten in allen Plattenkalk-Gebieten Kretas (SOUJON & JACOBSHAGEN 2001), die gezeigt haben, dass die ICWerte auf Kreta generell von N nach S absinken, die Metamorphose-Temperaturen somit in dieser Richtung abgenommen haben. Einen analogen Trend ­ Abnahme der Versenkungstiefe von E nach W ­ hat bereits MANUTSOGLU (1990) auf dem südlichen Peloponnes nachgewiesen. Alle diese Befunde spiegeln offenbar die Subduktion der Plattenkalk-Plattform unter den Hellenischen Bogen wider.

Keywords

Plattenkalkmetamorphismstructural analysismicrofabrics GreeceCrete