Original paper
The geology and geodynamic significance of the Island of Limnos, North Aegean Sea, Greece
Innocenti, F.; Manetti, P.; Mazzuoli, R.; Pertusati, P.; Fytikas, M.; Kolios, N.
Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Monatshefte Jg. 1994 Heft 11 (1994), p. 661 - 691
34 references
published: Nov 1, 1994
DOI: 10.1127/njgpm/1994/1994/661
ArtNo. ESP157199411001, Price: 19.00 €
Abstract
Recent geologic mapping of Limnos, located in the northern Aegean Sea near the prolongation of the North Anatolian fault, has allowed a precise interpretation of its stratigraphic and tectonic evolution. The oldest part of the island consists of molassic flysch deposits with ages ranging from Middle Eocene (Lutetian) to Early Miocene (?). Sandstone petrography indicates that the clastic material came from a recycled collisional orogen, probably represented by the Serbo-Macedonian and Rhodope massifs. During the Late Oligocene and Early Miocene, the sedimentary sequence was gently folded, eroded, and then covered by mainly continental sediments. Relatively intense magmatism subsequently produced sills, lava domes, flows and pyroclastic sequences; three volcanic units, as well as a quartz-monzonite of limited extent (Fakos intrusion), cover much of the southwestern part of the island. K-Ar radiometric ages indicate that these rocks formed between 21 and 18 Ma. They have an orogenic affinity and relatively evolved compositions, with high-K dacites dominating high-K andesites, latites and trachytes; no systematic time-space variation is seen for K2O or incompatible trace elements. Major and trace element distributions suggest that K2O and LILE variations are due to polybaric fractionation processes first at the mantle-crust boundary. The inferred composition of the parent magma is K-rich alkali basalt, similar to some lavas found nearby in Thrace. On the whole, the data suggest that the Limnos volcanics belong to the Tertiary North Aegean Volcanic Arc. The formation of Tertiary flysch basins and the shifting in time of the magmatic focus from north (Rhodope massif) to south, are interpreted as due to a roll-back of the subduction hinge zone toward the inner Hellenides, following consumption of the Vardar Ocean and accretion of the Pelagonian massif to the Serbo-Macedonian border.
Kurzfassung
Neuere geologische Kartierungsarbeiten auf Limnos (nördliche Ägäis, nahe der Verlängerung der Nordanatolischen Störung) erlauben eine genaue Interpretation der stratigraphischen und tektonischen Entwicklung der Insel. Die ältesten Teile der Insel bestehen aus molasseartigen Flyschablagerungen mit Altern von Mitteleozän (Lutet) bis Jungmiozän. Die Sandstein-Petrographie zeigt, daß das klastische Material von einem aufgearbeiteten Kollisions-Orogen abzuleiten ist, wahrscheinlich vom Serbo-Mazedonischen und vom Rhodopen-Massiv. Während des jüngeren Oligozäns und älteren Miozäns wurde die Schichtfolge leicht gefaltet, erodiert und von überwiegend kontinentalen Sedimenten überdeckt. Ein verhältnismäßig intensiver Magmatismus war die Ursache für die nachfolgende Bildung von Gängen, Lavakuppen, -strömen und pyroklastischen Sequenzen; 3 vulkanitische Einheiten sowie ein Quarz-Monzonit von begrenzter Ausdehnung (Fakos-Intrusion) nehmen einen großen Teil der südwestlichen Insel ein; K-Ar-Datierungen ergeben ein Alter von 21 und 18 Ma. Der Magmatismus hat eine orogene Affinität und eine relativ hochentwickelte Zusammensetzung mit K-reichen Daziten und Andesiten, Latiten und Trachyten. Für den K2O-Gehalt ist keine systematische Zeit/Raum-Variation zu erkennen. Hauptelemente und Spurenelemente zeigen, daß die K2O- und LILE-Variationen von Fraktionierungsprozessen abhängen, die zuerst an der Mantel/Kruste-Grenze geschahen. Die dazugehörende Zusammensetzung des Stammagmas entspricht einen K-reichen Alkali-Basalt ähnlich wie einige Laven, die in Thrazien gefunden wurden. Insgesamt belegen die Daten, daß die Limnos-Vulkanite zum tertiären nordägäischen Vulkanit-Bogen gehören. Die Bildung tertiärer Flyschbecken und die Bewegung des magmatischen Zentrums von Norden (Rhodopen-Massiv) nach Süden im Laufe der Zeit werden als ein Zurückbewegen des Subduktionsscharniers in Richtung auf die Inneren Helleniden gedeutet, gefolgt vom Verschlucken des Vardar-Ozeans und der Akkretion des Pelagonischen Massivs an das Serbo-Mazedonische.
Keywords
geologic mapping • sandstone • magmatism • northern Aegean Sea • North Aegean Volcanic Arc • Greece • geologische Kartierung • Sandstein • Magmatismus • nördliche Ägäis • nordägäischer Vulkanit-Bogen • Griechenland