Kartierbericht der Gesteinsschichten der Insel Kreta. Geologie, Tektonik, Gefügedaten und repräsentative Aufschlüsse

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Geographischer Überblick des Kartiergebietes
1.2 Geologischer Überblick des Kartiergebietes
1.3 Beschreibung des Arbeitsgebietes, Kartiergebiet

2. Beschreibung der kartierten Gesteinseinheiten

3. Geländekarten und Profilschnitte
3.1 Geländekarte Geologie
3.2 Geländekarte Tektonik
3.3 Geländekarte mit Aufschlüssen
3.4 Geologischer Profilschnitt der Strecke AB
3.5 Geologischer Profilschnitt der Strecke CD

4. Tektonik und Lagerungsverhältnisse

5. Tektonische Messwerte

6. Darstellung von Gefügedaten (Schmidt‘sche Netze)

7. Beschreibung repräsentativer Aufschlüsse

8. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

1.1 Geographischer Überblick des Kartiergebietes

Die Insel Kreta befindet sich in der Ägäis im östlichen Mittelmeer, ungefähr 160 km süd- südöstlich des griechischen Festlandes bei 37° nördlicher Breite und zwischen 23,5° und 26,4° östlicher Länge. Die längliche Insel erstreckt sich über etwa 260 km in ost-westlicher Richtung, von der Nord- zur Südküste sind es nur etwa 60 km, an der schmalsten Stelle bei Iapetra sogar nur 12km. Sie befindet sich an einem aktiven Plattenrand, an dem der afrikanische Kontinent mit der eurasischen Platte kollidiert, mit einer nach Norden gerichteten Subduktion.

Das in diesem Bericht beschriebene Kartiergebiet befindet sich südöstlich des Dorfes Mochlos. Vor der kleinen Gemeinde liegt eine gleichnamige Insel im Mittelmeer.

1.2 Geologischer Überblick des Kartiergebietes

Kreta stellt den südlichsten aufgeschlossenen Teil des hellinidischen orogenen Bogens dar, der durch die Konvergenz der beiden Kontinentalplatten ab dem unteren Eozän vor circa 50 MA entstanden ist. Die Konvergenz hat eine nordost-südwestliche Richtung und weist auch heute noch Bewegungsraten von etwa 3 bis 4 cm pro Jahr auf. Im fore-arc Bereich der Subduktion, zu dem auch Kreta gehört, herrschen kompressive Bedingungen, die auch für die Deckentektonik des heutigen Kreta verantwortlich sind. Der back-arc Bereich hingegen ist durch die stetige Verlagerung der Subduktion (man spricht auch von "subduction rollback") in südöstlicher Richtung von einer Dehnung der Kruste geprägt, was zur Bildung eines back-arc- basins - des heutigen ägäischen Meeres - und zur Krümmung der gesamten Orogenfront führte. Die Vulkaninsel Santorino in der Ägäis ist ein Beispiel für den für back-arc Bereiche typischen Vulkanismus.

Das heutige Kreta ist von einer deckentektonischen Abfolge aus mehreren kristallinen Komplexen, sowie metamorph überprägten Sedimenten und Vulkaniten geprägt. Die kristallinen Komplexe von Mirsini (MCC), Chamezi (CCC), Kalavros (KCC) und Vai (VCC) lösten sich als Mikroterrane während des frühen Paläozoikum vor etwa 500 MA vom Südkontinent Gondwana. Diese auch als minoitische Terrane bezeichneten Komplexe wanderten zunächst nach Norden. Durch einen Wechsel des tektonischen Regimes während des Karbon und die damit verbundene Subduktion des dazwischen liegenden Ozeanbodens wurden Mirsini-(MCC) und Chamezi-Komplex (CCC) und später auch der Kalavros- Komplex (KCC) wieder an Gondwana akkretioniert und dabei gestapelt. Durch die Subduktion kam es ab dem mittleren Perm (~260 MA) zu andesitischer vulkanischer Aktivität

im back-arc Bereich, die zur Ablagerung der Vulkanite der Tyros Einheit (Ty) im fore-arc Bereich auf dem kurz zuvor akkretionierten Kalavros Komplex (KCC) führte.

MCC, CCC, KCC und Tyros Einheit (Ty) werden auch zusammenfassend als Cimmeria (Ci) bezeichnet. In den im back-arc Bereich durch subduction rollback entstandenen Becken begann zu dieser Zeit die Sedimentation des Plattenkalk (PK) und des Phyllit-Quarzits (PQ). Während der beginnenden Subduktion des Vai Komplexes (VCC) in der Oberen Trias (~200 MA) führte ein erneuter Wechsel des tektonischen Regimes zur Öffnung des Pindos Ozeans, der den Vai Komplex teilte, und weiterer flacher Becken auf einem Teil des Vai Komplexes selbst, wo sich über die nächsten 150 MA Sedimente ablagern konnten: die Tripolitza Einheit

(Tr) in den flachen Becken des Vai Komplexes sowie die Pindos Einheit (Pi) im Pindos Ozeanbecken. Zeitgleich begann im back-arc Bereich der vorangegangen Subduktion die Ablagerung der Trypali Einheit (Try) Während des Kanäozoikums (~30 MA) führten konvergente Bewegungen zur nördlich gerichteten Unterschiebung des Gondwana Basements mit den darauf abgelagerten Sedimenten der Plattenkalk-(PK), Phyllit-Quarzit-(PQ) und Trypali- Einheiten (Try) unter den Cimmeria Verbundkomplex. Zeitgleich bildete sich durch die Schließung des Pindos Ozeans weiter nördlich ein Deckenstapel bestehend aus den sedimentären Pindos-(Pi) und Tripolitza-Einheiten (Tr), sowie dem kristallinen Vai Komplex (VCC). Durch weitere Einengung kam es vor etwa 13 MA zur Kollision dieser beiden Gebiete, bei dieser Kollsion schob sich der südliche Komplex aus Cimmeria und dem Gondwana Basement unter den Deckenstapel der

Abbildung 1: Evolution der kretaischen Decken. Pindos und Tripolitza Einheiten. Durch die andauernde Kompression durch die nordwärts gerichtete Bewegung Afrikas wurden diese sedimentären Einheiten weiter auf den südlich gelegenen Komplex aufgeschoben.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1.3 Beschreibung des Arbeitsgebietes, Kartiergebiet 3

Das Kartiergebiet befindet sich an der nördlichen Küste im Osten Kretas, etwa 1,5 km südöstlich des Ortes Mochlos zwischen Agios Nikolaos und Sitia. Die gesamte Region um Mochlos ist von einer Ost-West streichenden Muldenstruktur, der sogenannten Mulde von Mirsini geprägt, das südlich davon gelegene Oros-Gebirge aus Plattenkalk bildet eine dazu passenden Sattelstruktur.

Das Arbeitsgebiet, welches sich etwa 1000m in ost-westlicher Richtung sowie zwischen 700m und 1100m in nord-südlicher Richtung erstreckt, grenzt im Norden an bebautes Gebiet bzw. an eine Steilküste zum Mittelmeer. Ein charakteristischer Punkt des Gebietes ist eine Kapelle auf dem mit etwa 100m zweit höchstgelegenen Berg. Eine Erhebung im Süden bildet mit etwa 125m den höchsten Punkt. Eine Küstenstraße sowie diverse kleine Wanderpfade durchziehen das Bereich. Vereinzelt trifft man auf Gemüsebeete, klar dominierend ist jedoch eine Flora aus Olivenbäumen sowie Hartlaubgewächsen und diversen Trockenpflanzen. Außer dem Mittelmeer im Norden sind keine weiteren Gewässer vorhanden; das südlich gelegene Ende der Karte fügt sich unmittelbar an das 6. Kartiergebiet an.

Abbildung 2: Blick auf den nördlichen Teil des Kartiergebietes und die Kapelle (links = westen).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2. Beschreibung der kartierten Gesteinseinheiten

Im Folgenden werden die kartierten, lithologischen Einheiten näher erläutert. Beginnend mit der ältesten Einheit, dem Phyllit der Phyllit-Quarzit-Einheit, sind über das untertriassische Skythium bis in die quartären Strandbereiche des Kartiergebiets diverse Gesteine aufgeschlossen bzw. als Lesesteine gefunden worden. Zudem werden die auf der geologischen Karte verwendeten Farben wiedergegeben.

Phyllit-Quarzit-Einheit

Phyllit

Die Phyllit-Quarzit-Einheit ist in zwei Untereinheiten geteilt: Violettschieferlagen mit Meta- Siltsteinen sowie die Kalkphyllit-Marmor-Wechselfolge. Beide Untereinheiten enthalten Quarzitlagen, daher werden sie unter dem Begriff Phyllit-Quarzit-Einheit zusammengefasst. In unserem Kartiergebiet wurden jedoch nur die Kalkphyllit-Marmor-Wechselfolgen kartiert. Durch sein Schimmern, den typischen seidigen Glanz der Phyllosilikate und seine feine Foliation lässt sich der Phyllit leicht im Gelände ausmachen. Die Farbe reicht von einem Graubraun bis in gelblich-orangene Töne; die Oberfläche glänzt silbern. Das Gestein ist sehr fragil und brüchig und lässt sich ohne Anstrengung leicht mit der Hand zerkleinern. Häufig ist der Phyllit von dunkelgrauen bis schwach schwarzen, homogenen Marmorschichten durchzogen. Deren Mächtigkeit reicht von unter 1cm bis hin zu 2,5m, im Durchschnitt sind die Bänke eher fein und erreichen eine Mächtigkeit von 1cm bis 10cm. Der Marmor ist im Gegensatz zum Phyllit nur mit dem Hammer zerkleinerbar. Der Phyllit reagiert auf Grund des Kalkgehaltes eindeutig auf Salzsäure; die Marmorlagen im Phyllit zeugen von einer Conodonten-reichen Fauna des frühen Olenekian. Die Foliation des Phyllits weist einen Nord- Süd prolaten Strain auf, vereinzelt treten innerhalb der dunklen Marmore Boudinage auf. Boudins findet man vermehrt im westlichen Teil des Kartiergebietes, in einem Tal mit einigen Ferienwohnungen. Sie spiegeln eine Nord-Süd ausgerichtete Extension wieder. Die wechselgelagerten Schichten des Marmors und des Phyllits streichen gemeinsam in Nord- Südlicher Richtung. Generell sind die kompetenten Schichten in der Umgebung von Basisüberschiebung und Störungszonen intensiv boudiniert und zerschert, sodass das Gestein in manchen Aufschlüssen (z.B. N° 2) den Anschein eines deformierten Kalkkonglomerates erweckt.

Die tektonostratigraphische Abfolge im Arbeitsgebiet beginnt in dieser Einheit, deren Basisüberschiebung nicht aufgeschlossen ist und die sich intern auch nicht weiter gliedern lässt. Als Protolithalter wird ein Zeitraum von Perm bis Ober Skyth (Trias) angenommen.

Präalpine Basement Einheit

Amphibolit

Häufig wird die Phyllit-Quarzit-Einheit von Amphiboliten überlagert. Diese unterlagen im Karbon (ca. 330MA) bei etwa 600°C und 4 kbar einer Metamorphose, anschließend traten sie im Laufe der Trias wieder an die Oberfläche. Während der Alpidischen Orogenese unterlagen sie einer erneuten, nun retrograden Metamorphose (300°C bei 8kbar) durch welche der Amphibolit seinen typisch grünlichen Farbton erhielt - charakteristisch für eine retrograde Chloritisierung. Verwittert weisen sie eine rostbraune Färbung auf, teilweise sind sie spröde, blockartig geschiefert und die Klüfte brüchig. Vereinzelte weiße Bänderungen im Amphibolit sind Indizien für eine Differenzierung (Segregation) von Plagioklas während der karbonischen Metamorphose. Im Kartiergebiet treten die Amphibolite in Höhen von minimal 60m bis in die höchstgelegenen Gebiete von 125m auf, vorwiegend im Süden und Südwesten.

Glimmerschiefer

Die Phyllite der Phyllit-Quarzit-Einheit sowie die Amphibolite des Präalpinen Basement werden im Kartiergebiet von den Glimmerschiefern und Marmoren derselben Einheit überlagert. Die Glimmerschiefer kommen (mit den Marmoren) in diesen Kartiergebiet auf den am höchsten gelegenen Bergspitzen vor: Im Altkristallin. Generell werden sie von einem dunkelgrauen bis leicht braunen Farbton geprägt, die glimmerreiche Oberfläche erscheint glänzend silbern bis metallisch. Selten ist das Gestein gut aufgeschlossen, häufig ist dessen Präsenz nur anhand von glitzernden Fragmenten und kleinen, stark verwitterten Handstücken auf den Terrassen abzuleiten. Der Glimmerschiefer ist von Quarzadern durchzogen, somit werden interne Faltungen gut sichtbar. Er besteht zum großen Teil aus Biotit, kann aber auch retrograd überprägte Granate führen. Teilweise ist die Farbe auf Grund von Chloritisierung stumpf grünlich. Grund dafür ist die Umwandlung von Mineralen wie Granat und/oder Biotit in Chlorit. Wie der Amphibolit wurden die Glimmerschiefer während der Alpidischen Orogenese retrograd überprägt. Teilwiese sind die Glimmer nicht mehr mit bloßem Auge auszumachen und nur noch mit einer Lupe erkennbar. Vor allem in verwittertem Zustand ist dies der Fall. Teilweise sind in den Störungszonen, hier zwischen Altkristallin und den Chamezi-Schichten, Umwandlungen des Glimmerschiefers in feinkörnigen, dunklen Phyllonit zu erkennen. In dem hier beschrieben Kartiergebiet 3 ist dies aber nicht der Fall. Der Glimmerschiefer liegt nie direkt an einer Störung.

Marmor

Ein weiteres Gestein der Einheit des Präalpinen Basements ist der wegen seiner Härte meist auf den Bergrücken vorkommende grobkristalline und scharfkantige Marmor. So auch im 3. Kartiergebiet. Die Farbe ist hell- bis dunkelgrau; charakteristisch ist der oft vorhandene schwefelige Geruch nach dem Anschlagen mit dem Hammer, der von einer teilweisen Dolomitisierung herrührt. Oftmals ist nicht zu unterscheiden ob das Gestein ansteht, oder ob es sich nur um große Felsblöcke handelt.

Der hellgraue Marmor überlagert den Glimmerschiefer im Kartiergebiet. Aufgrund seines hellen Farbtons und der starken Reaktion mit Salzsäure ist anzunehmen, dass der Protolith dieses Marmors ein Karbonat mit hohem Reinheitsgrad gewesen sein muss. Der äußerste, südöstliche Teil des Berges an dem der Marmor kartiert wurde, zeichnet sich durch einen geringeren Karbonatanteil aus - die HCL Reaktion fällt deutlich schwächer aus. Weder Schieferung noch Faltung sind in dem massiven, kristallinen Marmor zu finden.

Das Altkristallin scheint eine starke interne Deformation erfahren zu haben, vor allem die Grenzen zwischen Glimmerschiefer und Amphibolit lassen sich an der südlich gelegenen Bergkuppe selten über längere Strecken verfolgen.

Tyros-Einheit

Metaandesit (Metavulkanit)

Das Altkristallin wird diskordant von einer vulkanosedimentären Abfolge, den Chamezi- Schichten der Tyros-Einheit, überlagert. In diesem Kartiergebiet wurde aus dieser Einheit lediglich die basalen Chamezi Beds in Form von Metaandesit und Kalksteinkonglomerat angetroffen.

Der Metaandesit wird durch eine bogenförmig verlaufende Störung vom Amphibolit bzw. vom Altkristallin im Kartiergebiet getrennt. Er ist zum Teil nur schwer vom Amphibolit zu unterscheiden, beide haben eine ähnliche grüne Farbe, bei sehr starker Verwitterung gibt es kaum Unterscheidungsmerkmale. Der Amphibolit und der Metaandesit sehen sich täuschend ähnlich!

Es gibt jedoch einige Anhaltspunkte, anhand derer man sich im Gelände orientieren kann. Zum Einen die Farbe: Metaandesit erscheint leicht milchig grün, wohingegen der Amphibolit eher in einem dunklen, tiefgrünen Ton vorkommt. Zum Anderen besitzt der Metaandesit helle, aber auch dunkle Feldspat-Einsprenglinge und ist zum Teil foliiert, was bei Amphibolit nicht vorkommt. Er wurde bei 350°C bei 8-9 kbar metamorph überprägt, was zu einer leichten Grünfärbung durch Epidot und Chlorit und der Bildung des Hochdruckminerals Glaukophan führte. In verwittertem Zustand liegt der Metaandesit oft plattig vor. Der Amphibolit hingegen blockig und weiterhin massiv.

Metakalkstein-Konglomerat, Chamezi-Marmor

Die Matrix des Konglomerats welches auf den Metaandesiten aufliegt, ist dunkel, verwittert rötlich und braust bei Kontakt mit Salzsäure. Die Komponenten sind gut gerundet und bestehen aus allen möglichen, zum großen Teil kalkigen Komponenten aus den heute tektonostratigraphisch niedrigeren, aber ehemals hangendenden, älteren Schichten. Auffällig ist oft die weiße Bänderung des Marmors, dessen Komponenten sich in zwei Typen untergliedern: Entweder bestehen sie aus leicht grauem Marmor, Metavulkaniten oder dem kristallinen Basement (Gangquarz oder Orthogneiss), oder aber aus Metaandesit und/oder pyroklastischem Material. Ein prolater Strain ist in allen Konglomeraten der Chamezi Beds zu beobachten.

Abbildung 3: Chamezi Marmor der Tyros-Einheit.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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