Υπολείμματα Ανώτερου Μανδύα Και Ωκεάνιου Φλοιού Από Περιοχές Της Κεντρικής Μακεδονίας

Abstract

Το οφιολιθικό σύμπλεγμα Βέροιας-Νάουσας αποτελεί ένα διαμελισμένο σύμπλεγμα, το οποίο έχει επωθηθεί πάνω σε σχηματισμούς της Πελαγονικής ζώνης και κυρίως σε Κρητιδικούς ασβεστόλιθους πλατφόρφας, Τριαδικό-Ιουρασικά μάρμαρα, γνεύσιους και σχιστόλιθους. Οι κύριοι μανδυακοί λιθότυποι που συνθέτουν το οφιολιθικό σύμπλεγμα είναι από κάτω προς τα πάνω σερπεντινιωμένοι περιδοτίτες (λερζόλιθοι και χαρτσβουργίτες) και κλινοπυροξενομιγείς χαρτσβουργίτες. Οι σερπεντινιωμένοι χαρτσβουργίτες καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος των μανδυακών σχηματισμών, ενώ τοπικά εμφανίζουν μεταλλοφορίες χρωμίτη (συμπαγούς και διάσπαρτου τύπου). Οι σερεπεντινιωμένοι λερζόλιθοι διακόπτονται από ένα αραιό δίκτυο βεβστεριτικών φλεβών, ενώ στους σερπεντινιωμένους χαρτσβουργίτες εμφανίζονται ολιβινικοί ορθοπυροξενίτες με μορφή φλεβών και λεπτών στρωμάτων μήκους 1 έως μερικών μέτρων. Εκτός από τις παραπάνω ενότητες, υπάρχουν και ευρείες ζώνες διάτμησης, οι οποίες χαρακτηρίζονται από την παρουσία σερπεντινιτών με τη μορφή λεπίων. Σε μικρότερο βαθμό εμφανίζονται μαγματικά πετρώματα, τα οποία από κάτω προς τα πάνω είναι διορίτες, γάββροι (ροδιγκιτιωμένοι και μη), διαβάσες και βασάλτες με μαξιλαροειδείς μορφές. Αποτελούν έντονα εξαλλοιωμένα πετρώματα που έχουν επηρεαστεί από την ωκεάνια μεταμόρφωση. Οι διαβάσες είναι κυρίως με τη μορφή φλεβών, ενώ τοπικά παρατηρούνται μικρές ζώνες εκτεταμένου διαβασικού υλικού με πτυχώσεις. Στο ανατολικό τμήμα του οφιολιθικού συμπλέγματος παρατηρείται μία κατακλαστική ζώνη που αποτελείται από γωνιώδη τεμάχη διαβασικού υλικού με αλβιτιτικές φλέβες.Ιζηματογενείς σχηματισμοί Κρητιδικής κυρίως ηλικίας είναι τοποθετημένοι επικλυσιγενώς πάνω στα οφιολιθικά πετρώματα του συμπλέγματος Βέροιας-Νάουσας. Ο κατώτερος ορίζοντας των σχηματισμών αυτών αποτελείται από φλυσχοειδείς αποθέσεις (ψαμμίτες, άργιλοι, αργιλικοί σχίστες), ενώ στον ανώτερο ορίζοντα παρατηρούνται λατυποπαγοειδείς ασβεστόλιθοι και τεφροί έως ροδόχρωμοι ενστρωμένοι ασβεστόλιθοι, στους οποίους παρεμβάλλονται σχιστώδεις και κροκαλοπαγείς ενστρώσεις. Χαλαροί ιζηματογενείς σχηματισμοί Νεογενούς και Τεταρτογενούς ηλικίας (ασβεστολιθικά κροκαλοπαγή και λατυποπαγή) καλύπτουν τα οφιολιθικά πετρώματα.Στο βορειοανατολικό τμήμα του οφιολιθικού συμπλέγματος εμφανίζονται Πλειοκαινικά ηφαιστειακά πετρώματα, αναδεσιτικής κυρίως σύστασης, τα οποία αποτελούν μετέπειτα μαγματικές διεργασίας και σχετίζονται με το μαγματισμό της Αλμωπίας.Τα οφιολιθικά πετρώματα της Έδεσσας αντιπροσωπεύουν υπολείμματα ωκεάνιας λιθόσφαιρας, που επωθήθηκε πάνω σε μία ωκεάνια λεκάνη κατά το Ανώτερο Ιουρασικό έως το κατώτερο Κρητιδικό. Αποτελούν ένα διαμελισμένο οφιολιθικό σύμπλεγμα, εξαιτίας της έντονης τεκτονικής που έχουν υποστεί. Η βάση στην οποία έχει επωθηθεί το οφιολιθικό σύμπλεγμα της Έδεσσας είναι ένας ετερογενής χαοτικός σχηματισμός (mélange) μικρής κλίμακας που εκτείνεται κυρίως στο κεντρικό τμήμα του συμπλέγματος. Πάνω από την οφιολιθική mélange παρατηρήθηκαν εμφανίσεις μεταμορφωμένων πετρωμάτων, τα οποία αποτελούν το μεταμορφικό πέλμα. Τα πετρώματα αυτά είναι κυρίως αμφιβολίτες και σε μικρότερο βαθμό γρανατούχοι αμφιβολίτες και σχιστόλιθοι. Η οφιολιθική σειρά περιλαμβάνει από τα κατώτερα προς τα ανώτερα μέλη τους εξής μανδυακούς σχηματισμούς: λερζόλιθους και σερπεντινιωμένους χαρτσβουργίτες με σχετικά υψηλό βαθμό σερπεντινίωσης. Οι λερζόλιθοι είναι πιο σπάνιοι, παρουσιάζουν ένα σκούρο πράσινο έως μαύρο χρώμα, μέτριο μέγεθος κόκκων με κογχώδη θραυσμό και μέτριο βαθμό σερπεντινίωσης, καθώς επίσης και ίχνη μανδυακής φολίωσης. Επιπλέον, οι λερζόλιθοι διαπερνώνται από φλέβες ροδινγκιτών μικρού μήκους (<5 cm). Οι σερπεντινιωμένοι χαρτσβουργίτες αποτελούν την πλειονότητα των μανδυακών σχηματισμών και παρουσιάζουν τον πιο υψηλό βαθμό σερπεντινίωσης, ενώ τοπικά εμφανίζουν μεταλλοφορίες χρωμίτη (συμπαγούς και διάσπαρτου τύπου). Οι χαρτσβουργίτες αναπτύσσουν μικρής κλίμακας διακλάσεις με παρουσία επιφανειών ολίσθησης και γραμμώσεων.Όσον αφορά τη βασική ακολουθία περιλαμβάνει διορίτες, γάββρους, διαβάσες και βασάλτες. Οι διορίτες και οι γάββροι αποτελούν πιο σπάνιους σχηματισμούς και σχηματίζουν ένα αραιό δίκτυο φλεβών, που διαπερνά τους σερπεντινιωμένους χαρτσβουργίτες. Οι γάββροι εμφανίζουν υψηλό βαθμό εξαλλοίωσης. Συμπαγείς διαβάσες και βασάλτες είναι επωθημένοι πάνω στους χαρτσβουργίτες και καταλήγουν προς τα ανώτερα μέλη σε βασαλτικής σύστασης μαξιλαροειδείς ροές. Τα οφιολιθικά πετρώματα επικαλύπτονται από Μέσο-Άνω Κρητιδικά έως Παλαιοκαινικά ιζηματογενή πετρώματα (ασβεστολιθικά κροκαλοπαγή, φλύσχη), αλλά και από νεότερες αποθέσεις, όπως τραβερτίνης, σύγχρονες αλλουβιακές αποθέσεις και κώνους κορρημάτων.Στα ανατολικά των οφιολίθων παρατηρούνται ηφαιστειακά πετρώματα όξινης έως βασικής σύστασης, τα οποία ανήκουν στην υποζώνη της Αλμωπίας. Τα ηφαιστειακά πετρώματα περιλαμβάνουν ανδεσίτες και ρυόλιθους, που σχηματίστηκαν κατά το Πλειόκαινο. Η πετρογενετική εξέλιξη των οφιολιθικών πετρωμάτων των συμπλεγμάτων Βέροιας-Νάουσας και Έδεσσας πραγματοποιήθηκε μέσω διεργασιών κλασματικής κρυστάλλωσης κατά την άνοδο του μάγματος σε ανοιχτό σύστημα. Οι διεργασίες κλασματικής κρυστάλλωσης υποδεικνύονται από πετρογραφικές ενδείξεις (π.χ. λαμέλλες απόμειξης κλινοπυρόξενου σε κρυστάλλους ορθοπυρόξενων), από την ευρεία διακύμανση της χημικής σύστασης, τους καλούς συσχετισμούς των χημικών στοιχείων, τις θετικές γραμμικές τάσεις σε ασύμβατα στοιχεία (π.χ. Ti, Y) και γενικά από τις συνεχείς πορείες των διαγραμμάτων διαφοροποίησης, καθώς και από τις παραλληλίες των γραφημάτων στα πολυστοιχειακά διαγράμματα των σπάνιων γαιών.Τα μαγματικά πετρώματα των συμπλεγμάτων Βέροιας-Νάουσας και Έδεσσας έχουν κοινό μητρικό μάγμα, το οποίο έχει προκύψει από τη μείξη δύο μαγμάτων, ενός με χαρακτηριστικά N-MORB (N-MORB βασάλτες και διαβάσες Έδεσσας) και ενός με χαρακτηριστικά IAT (βασάλτες και διαβάσες Βέροιας-Νάουσας). Από τη μείξη των δύο αυτών μαγμάτων κρυσταλλώθηκαν στη συνέχεια τα πετρώματα της Έδεσσας με χαρακτήρες N-MORB και E-MORB (γάββροι Έδεσσας).Με βάση τα γεωχημικά δεδομένα, μελετήθηκαν μπονινιτικά πετρώματα στο συμπλέγμα Βέροιας-Νάουσας, τα οποία αντιπροσωπεύουν ένα σχεδόν αδιαφοροποίητο μάγμα χαμηλού Ti. Το γεγονός αυτό αποτελεί ένδειξη για την ύπαρξη ενδοωκεάνιας υποβυθιζόμενης πλάκας, η οποία επηρέασε την πετρογενετική εξέλιξη των οφιολιθικών πετρωμάτων της συγκεκριμένης περιοχής. Τα μπονινιτικά πετρώματα πιθανά έχουν προέλθει από μερική τήξη, περίπου 40%, του ανώτερου μανδύα κατά τη διάρκεια της υποβύθισης της ωκεάνιας πλάκας ή πιθανά αντιπροσωπεύουν ένα δεύτερο επεισόδιο μερικής τήξης.Οι σερπεντινιωμένοι και κλινοπυροξενομιγείς χαρτσβουργίτες απτελούν τα πιο έντονα αποπλυμένα μανδυακά πετρώματα και στα δύο συμπλέγματα. Οι λερζόλιθοι της Έδεσσας και εν μέρει οι σερπεντινιωμένοι λερζόλιθοι του συμπλέγματος Βέροιας-Νάουσας, αν και αντιπροσωπεύουν πιο γόνιμους μανδυακούς σχηατισμούς, έχουν επηρεαστεί από διεργασίες μερικής τήξης. Ο ποικίλος βαθμός μερικής τήξης των περιδοτιτών των υπό μελέτη συμπλεγμάτων όπως προκύπτει από τις ορυκτολογικές και γεωχημικές τους συστάσεις υποδεικνύει ότι αποτελούν υπολείμματα του μανδύα και έχουν επηρεαστεί από διαφορετικά επεισόδια μερικής τήξης. Τα σχετικά χαμηλά έως μέτρια ποσοστά Al2O3 τόσο των ορθοπυρόξενων (1,38-5,07 wt.%) όσο και των κλινοπυρόξενων (1,21-8,19 wt.%), το ποσοστό φορστερίτη των κρυστάλλων ολιβίνη από 88,9-90,4 (τιμές παρόμοιες με ολιβίνες που προέρχονται από περιδοτίτες ζωνών υποβύθισης Pirard et al. 2013), καθώς επίσης και τα αυξημένα ποσοστά του NiO (0,29-0,85 wt.%), το ευρύ φάσμα των τιμών Cr# των ορυκτών της ομάδας του σπινέλιου και η προοδευτική απόπλυση των υπό μελέτη περιδοτιτών, κυρίως των χαρτσβουργιτικών, στα μαγματόφιλα κύρια στοιχεία (όπως Al2O3, CaO, MnO), στα ασύμβατα ιχνοστοιχεία (όπως V, Sc, Zn, Y) και στις HREE, αποτελούν τις κυριότερες ορυκτολογικές και πετρολογικές ενδείξεις ότι έχουν υποστεί διαφορετικά επεισόδια μερικής τήξης.Η παρουσία διάσπαρτων αλλοτριόμορφων κόκκων θειούχων ορυκτών είτε με τη μορφή εγκλεισμάτων μέσα σε πυριτικά ορυκτά είτε ως ενδιάμεσοι κόκκοι, στα υπερβασικά και βασικά πετρώματα των συμπλεγμάτων Βέροιας-Νάουσας και Έδεσσας αποτελούν ενδείξεις της μαγματικής προέλευσής τους και του σχηματισμού τους με την κρυστάλλωση ενός πυριτικού μάγματος. Ωστόσο, η ύπαρξη διακρυσταλλικών θειούχων ανάμεσα στα πυριτικά ορυκτά, καθώς επίσης και το ακανόνιστο σχήμα τους (ιδιαίτερα στους λιθότυπους που εμφανίζουν υψηλό βαθμό σερπεντινίωσης), υποδεικνύουν μεταγενέστερες διεργασίες (όπως η σερπεντινίωση), οι οποίες είχαν σαν αποτέλεσμα τη μεταβολή της ορυκτολογικής τους σύστασης.Στα ηφαιστειακά πετρώματα πετρώματα του συμπλέγματος Βέροιας-Νάουσας και Έδεσσας διακρίθηκαν τέσσερεις γεωχημικοί τύποι, IAT βασάλτες και διαβάσες, N-MORB βασάλτες και διαβάσες, E-MORB διαβάσες και μπονινιτικοί διαβάσες και βασάλτες. Η παρουσία ηφαιστειακών πετρωμάτων με IAT, E-MORB και μπονινιτικούς χαρακτήρες προϋποθέτουν την ύπαρξη ένυδρων συνθηκών, οι οποίες σχετίζονται με την τήξη υποβυθιζόμενης λιθόσφαιρας. Σε βάρος των βασικής σύστασης πετρωμάτων και συγκεκριμένων υπερβασικών πετρωμάτων έλαβαν χώρα μετασωματικές διεργασίες που σαν αποτέλεσμα είχαν το σχηματισμό ροδινγκιτιωμένων πετρωμάτων. Με βάση πετρογραφικά, ορυκτοχημικά και γεωχημικά χαρακτηριστικά οι ροδινγκίτες διαχωρίστηκαν σε τρεις κύριους τύπους για κάθε περιοχή. Οι ροδινγκίτες τύπου Ι έχουν ως πρωτόλιθο υπερβασικής σύστασης πέτρωμα, λερζόλιθο για την Έδεσσα και ολιβινικό ορθοπυροξενίτη για το σύμπλεγμα Βέροιας-Νάουσας. Οι ροδινγκίτες τύπου ΙΙ έχουν ως πρωτόλιθο γαββρικής σύστασης πέτρωμα (γάββρο και σωρειτικό γάββρο) και στα δύο συμπλέγματα, ενώ οι ροδινγκίτες τύπου ΙΙΙ διαβασικής σύστασης πρωτόλιθο.Από τη συγκριτική μελέτη των οφιολιθικών συμπλεγμάτων Βέροιας-Νάουσας και Έδεσσας με τις γειτονικές οφιολιθκές εμφανίσεις που προέρχονται από τον ωκεανό του Αξιού προέκυψαν μεταξύ τους πολλές ομοιότητες. Από τη συγκριτική γεωχημική μελέτη μεταξύ των οφιόλιθων της Γευγελής, της Θεσσαλονίκης, της Βέροιας-Νάουσας και της Έδεσσας προκύπτει η μετάβαση από ένα καθαρά γεωτεκτονικό περιβάλλον νησιωτικού τόξου-περιθωριακής λεκάνης σε ένα περιβάλλον διάνοιξης. Άλλωστε το γεωτεκτονικό μοντέλο που προτείνεται για τα οφιολιθικά συμπλέγματα Βέροιας-Νάουσας και Έδεσσας στηρίζεται σε ένα γεωτεκτονικό περιβάλλον διάνοιξης πάνω σε υποβυθιζόμενη λιφοσφαιρική πλάκα, με τους οφιόλιθους του συμπλέγματος Βέροιας-Νάουσας και Έδεσσας να αντιπροσωπεύουν διαφορετικά στάδια εξέλιξης του ωκεάνιου φλοιού μέσα στον ωκεανό του Αξιού.