Original paper

Structural evolution,kinematics and strain of the Phyllite Quartzite Unit on top of the pre-Alpine basement of eastern Crete (Greece)

[Strukturelle Entwicklung,Kinematik und Strain der Phyllit-Quarzit-Serie im Hangenden des ostkretischen Altkristallins (Griechenland)]

Barthelmes, Sven;BorsáNyi, BaláZs;Kowalczyk, Gotthard;Zulauf, Gernold

Abstract

The Lower Triassic Chamezi and Tripokefala beds are resting on top of a pre-Alpine basement of eastern Crete. Both are part of the Phyllite Quartzite unit which underwent high pressure/low temperature metamorphism during Cenozoic northward subduction and collision.Structural and kinematic studies of the Chamezi and Tripokefala beds revealed a polyphase deformation sequence starting with D 1, the records of which are only poorly preserved. Pervasive D 2 fabrics and parallelism of D 2 stretching lineation and fold axes are attributed to subduction. Evidence for subduction-related high pressure/low temperature metamorphism during D 2 is given by D 2 tension gashes which are filled with carpholite. There is a significant partitioning of the D 2 deformation into coaxial and noncoaxial domains, the latter showing top-to-the-SSE sense of shear. D 3 extensional movements led to reactivation of the S 2 planes with opposite,top-to-the-N,sense of shear. Revived N­S compression resulted in E­W trending map-scale folds (D 4 ) at higher structural levels, followed by N­S extension and related E­W trending high-angle brittle normal faults. Analyses of finite strain have shown that (1) the maximum values for the ellipticity of the finite strain ellipse in XZ sections are much higher in the Chamezi beds (RXZ(max) = 7.5 ) than in the Tripokefala beds (RXZ(max) = 4.0 ), and (2) prolate fabrics are largely restricted to the Chamezi beds. These differences in strain magnitude and geometry might result from the difference in burial depth that is indicated by the difference in metamorphic grade of both subunits.

Kurzfassung

Die untertriassischen Chamezi- und Tripokefala-Schichten lagern in Ostkreta auf einem präalpidischen Grundgebirge. Als Teil der PhyllitQuarzit-Serie wurden beide im Rahmen von känozoischer N-gerichteter Subduktion und Kollision durch eine Hochdruck-/Niedrigtemperatur-Metamorphose überprägt. Strukturelle und kinematische Untersuchungen der Chamezi- und TripokefalaSchichten ergaben eine polyphase Deformationsentwicklung, wobei die erste Deformationsphase (D 1) nur in Form von Relikten dokumentiert ist. Penetrative D 2 -Gefüge und die Parallelität von D 2 -Streckungslinear und -Faltenachsen werden als Folgen der Subduktion gedeutet. Hinweise auf subduktionsbezogene Hochdruck-/NiedrigtemperaturMetamorphose während D 2 geben D 2 -Extensionsrisse,die mit Karpholith mineralisiert sind. Auffällig ist eine Partitionierung der D 2 -Deformation in koaxiale und nonkoaxiale Domänen.Letztere zeigen einen Top-nach-SSE-Schersinn an. Während der dritten Deformationsphase (D 3) herrschte Krustendehnung vor. Es kam zur abschiebenden Reaktivierung der S 2 -Flächen und damit verbundenen Topnach-N-Bewegungen.Während anschließender N­S-Konvergenz (D 4) entstanden E­W-verlaufende kartenbildprägende D 4 -Falten,die sich nach weiter fortgeschrittener Exhumierung bereits im seichten,spröden Krustenstockwerk bildeten.Danach entstanden spröde,meist E­W-streichende steile Abschiebungen,die auf N­S-Dehnung hinweisen.Strainanalysen zeigen,dass (1) die Maximalwerte für die Elliptizität der finiten Strainellipse in XZSchnitten im Falle der Chamezi-Schichten mit (RXZ(max) = 7.5) deutlich höher sind als im Falle der Tripokefala-Schichten (RXZ(max) = 4.0),(2) prolate Gefüge weitgehend auf die Chamezi-Schichten beschränkt sind. Diese Unterschiede in der Magnitude und Geometrie des finiten Strains werden auf die unterschiedliche Versenkungstiefe und Metamorphose beider Einheiten zurückgeführt.

Keywords

subduction strain;external Hellenides;Phyllite Quartzite unit;strain analysis;Tripokefala beds Crete;Greece