Η γεωλογική δομή, η κινηματική της παραμόρφωσης και η γεωτεκτονική εξέλιξη των ορεινών όγκων Πάικου και Τζένας (Κεντρική Μακεδονία)

Τα τεκτονοστρωματογραφικά πεδία (terranes) του Πάικου και της Τζένας τοποθετούνται γεωτεκτονικά στο κεντρικό τμήμα της ζώνης Αξιού, μεταξύ των Πελαγονικών τεκτονικών καλυμμάτων που βρίσκονται δυτικά και της μεταμορφικής περιοχής της Σερβομακεδονικής και Ροδοπικής μάζας στα ανατολικά. Η ζώνη Αξιού περιλαμβάνει την υποζώνη Αλμωπίας στα δυτικά, που χαρακτηρίζεται από την παρουσία οφιολιθικών πετρωμάτων, τα πεδία Πάικου και Τζένας ενδιάμεσα και την επίσης οφιολιθική υποζώνη Παιονίας προς τα ανατολικά. Κατόπιν της γεωλογικής εργασίας υπαίθρου και της μελέτης των τεκτονοστρωματογραφικών στοιχείων στην παρούσα διατριβή, διαπιστώσαμε ότι τα πεδία του Πάικου και της Τζένας ταυτίζονται τεκτονοστρωματογραφικά και το καθένα απ’ αυτά αποτελείται από μία πολύπλοκη στήλη τεκτονικών καλυμμάτων με ποικίλες τεκτονοστρωματογραφικές ενότητες. Παλαιοζωικοί γνεύσιοι και Τριαδικά μάρμαρα σε εναλλαγές με σχιστόλιθους τοποθετούνται τεκτονικά κάτω από ηφαιστειοκλαστικά και ανθρακικά πετρώματα Ιουρασικής και Κάτω Κρητιδικής ηλικίας, καθώς επίσης και κάτω από τους επωθημένους οφιόλιθους, οι οποίοι έχουν μεταφερθεί προς τα δυτικά μακριά από την αρχική τους θέση. Επικλυσιγενή ιζήματα Άνω Ιουρασικής έως Κάτω Κρητιδικής ηλικίας, καθώς επίσης και Άνω Κρητιδικής ηλικίας ασβεστόλιθοι και φλύσχης τοποθετούνται με ασυμφωνία πάνω σε όλες τις προαναφερόμενες ενότητες. Τα πετρώματα του υποβάθρου Παλαιοζωικής ηλικίας δεν εμφανίζονται στο πεδίο του Πάικου. Και τα δύο τεκτονοστρωματογραφικά πεδία έχουν υποστεί την ίδια πολυφασική παραμόρφωση και μεταμόρφωση (D1 - D6), από το Μέσο Ιουρασικό έως σήμερα. Η σμίκρυνση εναλλάσσεται με την έκταση, ενώ οι συνθήκες της παραμόρφωσης εξελίσσονται από πλαστικές σε θραυσιγενείς. Τα συμπιεστικά επεισόδια της παραμόρφωσης συνδέονται με τη συσσώρευση των τεκτονικών καλυμμάτων, την επαύξηση των πεδίων και την πάχυνση του φλοιού, ενώ τα εφελκυστικά με την κατάρρευση του ορογενούς, τη διασπορά των πεδίων, την ισοστατική επαναφορά, την εκταφή και την λέπτυνση του φλοιού. Η επώθηση των οφιολίθων και η συσσώρευση των τεκτονικών καλυμμάτων ξεκίνησε κατά το Μέσο έως Άνω Ιουρασικό (D1), με πιθανή φορά προς τα δυτικά. Οι δομές του D1 γεγονότος είναι διαμπερείς (συμμεταμορφική σχιστότητα, S1 και ορυκτολογική γράμμωση έκτασης, L1) και επηρεάζουν τις κατώτερες ενότητες Τριαδικής ηλικίας, καθώς επίσης τις ηφαιστειοιζηματογενείς σειρές ηλικίας Μέσου έως Άνω Ιουρασικού. Θεωρούμε ότι το D1 γεγονός είναι υπεύθυνο για την ισχυρή συμμεταμορφική παραμόρφωση και την εσωτερική λεπίωση των Τριαδικών ενοτήτων του υποβάθρου και της Μέσο έως Άνω Ιουρασικής ηφαιστειοιζηματογενούς σειράς. Οι συνθήκες μεταμόρφωσης δεν ξεπερνούν την πρασινοσχιστολιθική φάση (Μ1). Τόσο στο πεδίο του Πάικου όσο και στη Τζένα, υπάρχει μια φάση μεταμόρφωσης υψηλής πίεσης – χαμηλής θερμοκρασίας (HP-LT) του Μέσου Ιουρασικού, που προηγείται του Μ1/D1 γεγονότος και συνδέεται πιθανότατα με μία ζώνη υποβύθισης που συνέβη στον ωκεανό του Αξιού, λόγω της σύγκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών κατά το Μέσο Ιουρασικό. Στο Κάτω Κρητιδικό, κατά τη διάρκεια του γεγονότος D2, έλαβε χώρα μια φάση πτύχωσης και λεπίωσης με φορά προς τα δυτικά έως νοτιοδυτικά (W- to SW), η οποία επηρέασε τις ιζηματογενείς ενότητες ηλικίας Άνω Ιουρασικού έως Κάτω Κρητιδικού, την Ιουρασική ηφαιστειοιζηματογενή σειρά, τις Τριαδικές ενότητες, καθώς επίσης και τα οφιολιθικά σώματα. Οι οφιόλιθοι συνέχισαν να μεταφέρονται προς τα δυτικά κατά τη διάρκεια του γεγονότος αυτού, επωθούμενοι πάνω στα ιζήματα του Άνω Ιουρασικού – Κάτω Κρητιδικού. Η φάση αυτή συνδέεται με μία ανάδρομη μεταμόρφωση (Μ2). Μεταξύ αυτών των δύο κύριων συμπιεστικών φάσεων (D1- D2), παρεμβάλλεται ένα πιθανό εφελκυστικό γεγονός, που σχετίζεται με την απόθεση των κλαστικών και ανθρακικών ιζημάτων Άνω Ιουρασικού - Κάτω Κρητιδικού, κυρίως πάνω στα επωθημένα οφιολιθικά σώματα. Η εφελκυστική φάση που λαμβάνει χώρα στο Άνω Κρητιδικό (D3) έχει ως αποτέλεσμα την αποκάλυψη των βαθύτερων πετρωμάτων του φλοιού. Συνδέεται επίσης με το σχηματισμό λεκανών και την ιζηματογένεση τόσο των Άνω Κρητιδικών νηριτικών ασβεστολίθων, όσο και άλλων κλαστικών υλικών και φλύσχη (από το Κενομάνιο έως το Μαιστρίχτιο), ιζηματογενών πετρωμάτων που εμφανίζονται στη δυτική πτέρυγα του ορεινού όγκου του Πάικου, καθώς και στο όρος του Πινόβου. Οι δομές της επόμενης συμπιεστικής φάσης (D4) σχηματίζουν μια καλά αναπτυγμένη ζώνη πτυχώσεων – εφιππεύσεων (fold and thrust belt) με αξονική διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ, η οποία λειτούργησε κατά το Παλαιόκαινο έως το Ηώκαινο, με αποτέλεσμα την έντονη λεπίωση όλων των ενοτήτων με φορά κυρίως προς τα ΝΔ. Στο δυτικό Πάικο, οι οφιόλιθοι της Αλμωπίας τοποθετούνται τεκτονικά πάνω στα Άνω Κρητιδικά ανθρακικά ιζήματα και στο Μαιστρίχτιο φλύσχη, κατά μήκος εφιππευτικών ρηγμάτων με αντιθετική κίνηση προς τα ΒΑ (D4 back-thrust). Η τελική κατάρρευση του ορογενούς, η εκταφή και αποκάλυψη των τεκτονοστρωματογραφικών ενοτήτων των πεδίων του Πάικου και της Τζένας, καθώς και η λέπτυνση του φλοιού, συνέβησαν κατά το εφελκυστικό γεγονός του Ολιγοκαίνου – Μειοκαίνου (D5), σε θραυσιγενείς συνθήκες παραμόρφωσης (brittle), με κανονικά ρήγματα μικρής γωνίας κλίσης και κύρια κινηματική προς τα ΝΔ. Ταυτόχρονα, σε βαθύτερους τεκτονικούς ορίζοντες του Ελληνικού ορογενούς και σε πλαστικές συνθήκες παραμόρφωσης (ductile) συνέβαινε η εκταφή και αποκάλυψη των ενοτήτων των Εξωτερικών Ελληνίδων σε άλλες περιοχές του Ελληνικού Ορογενούς. Οι ρηξιγενείς δομές της φάσης D6 λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια του Μειοκαίνου – Πλειοκαίνου μετά από όλες τις προηγούμενες τεκτονικές δομές και περιλαμβάνουν κανονικά έως πλαγιοκανονικά ρήγματα μεγάλης γωνίας κλίσης, καθώς και ρήγματα οριζόντιας μετατόπισης. Η ρηξιγενής ζώνη της Αριδαίας με γενική διεύθυνση ΑΝΑ-ΔΒΔ και βύθιση προς τα ΝΝΑ αποτελεί σημαντική τεκτονική δομή αυτής της φάσης και θεωρείται ότι αρχικά λειτούργησε ως ένα δεξιόστροφο ρήγμα οριζόντιας μετατόπισης, το οποίο επαναδραστηριοποιήθηκε μετά το Πλειόκαινο ως κανονικό ρήγμα. Στην περιοχή μελέτης, το ρήγμα αυτό διαχωρίζει τα πεδία του Πάικου και της Τζένας, σχηματίζοντας το τεκτονικό βύθισμα της Νότιας – Περίκλειας, ηλικίας Νεογενούς έως Τεταρτογενούς. Έτσι, τα πεδία του Πάικου και της Τζένας που έχουν προηγουμένως διαμορφωθεί από κοινού μέσα από τη διαδικασία της επαύξησης (terrane accretion), τώρα θα διαχωριστούν (post- accretional terrane dispersion). Σχετικά με την πρωτογενή τεκτονική τοποθέτηση των οφιολίθων θεωρούμε ότι πιθανότατα σχετίζεται με την επώθηση της ηφαιστειοκλαστικής σειράς και ότι έλαβε χώρα προς τα δυτικά πάνω στις ηπειρωτικές ενότητες των πεδίων του Πάικου και της Τζένας, δηλαδή πάνω στα Τριαδικά μάρμαρα του ανατολικού Πελαγονικού περιθωρίου. Η στήλη των τεκτονικών καλυμμάτων εξελίχτηκε τελικά σε ένα πολλαπλό τεκτονικό παράθυρο όπου οι κατώτερες ενότητες, πιθανότατα Πελαγονικής προέλευσης (Ενότητα Γκάντατς και Μάρμαρα Τζένας) αναδύθηκαν κάτω από την Ιουρασική ηφαιστειοιζηματογενή σειρά και την Άνω Ιουρασική – Κάτω Κρητιδική ανθρακική ενότητα και αυτές με τη σειρά τους κάτω από το διπλό οφιολιθικό τεκτονικό κάλυμμα (οφιόλιθοι Αλμωπίας/Γαρέφη στα δυτικά και οφιόλιθοι Γευγελής/Παιονίας στα ανατολικά). Το τεκτονικό παράθυρο σχηματίστηκε λόγω των διαδοχικών επεισοδίων παραμόρφωσης, τόσο συμπιεστικών όσο και εφελκυστικών, από το Ιουρασικό μέχρι το Τριτογενές. Η τελική διευθέτηση και μορφή του τεκτονικού παραθύρου ήταν το αποτέλεσμα του εφελκυστικού επεισοδίου του Ολιγοκαίνου – Μειοκαίνου (D5). Συμπερασματικά, προτείνουμε ότι τα τεκτονοστρωματογραφικά πεδία του Πάικου και της Τζένας ταυτίζονται και το καθένα απ’ αυτά αποτελεί ένα σύνθετο πεδίο το οποίο σχηματίστηκε με τη διαδικασία της επαύξησης, δηλ. μια πολύπλοκη στήλη τεκτονικών καλυμμάτων, συμπεριλαμβανομένων των επωθημένων οφιολίθων που με προέλευση τη ζώνη Αξιού, μεταφέρθηκαν προς τα δυτικά μακριά από την αρχική τους θέση. Ο πυρήνας και των δύο πεδίων, που είναι πιθανότατα Πελαγονικής προέλευσης, αποκαλύπτεται ως ένα πολλαπλό τεκτονικό παράθυρο κάτω από την επωθημένη στήλη των τεκτονικών καλυμμάτων.