Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Διατριβή αναλύονται τα παραμορφωτικά και συστασιακά (πετρογραφικά - ορυκτοχημικά) χαρακτηριστικά μυλωνιτιωμένων λιθολογιών από την πλαστική ζώνη διάτμησης του Φελλού (Βορειοδυτική Άνδρος). Η ζώνη διάτμησης του Φελλού είναι μια μεσοσκοπικής κλίμακας δομή, ΒΒΑ διεύθυνσης, με δομικό πάχος της τάξεως των 200 μέτρων. Το κεντρικό τμήμα της ζώνης διάτμησης φιλοξενείται σε μετα-πηλιτικές λιθολογίες και οριοθετείται από έντονα παραμορφωμένα μετα-υπερβασικά και μετα-βασικά λιθολογικά σώματα. Οι μυλωνιτιωμένες λιθολογίες της ζώνης διάτμησης χαρακτηρίζονται σαν S έως S – L τεκτονίτες. Η τεκτονική χαρτογράφηση στην περιοχή μελέτης αποκάλυψε ότι η μυλωνιτική ζώνη αναπτύχθηκε υπο-παράλληλα με το αξονικό επίπεδο ενός ήπια κεκλιμένου συγκλινοειδούς το οποίο έχει υποστεί καθολικό μετασχηματισμό. Οι ρεολογικές αντιθέσεις μεταξύ του πυρήνα της ζώνης διάτμησης και των περιθωρίων της σε συνδυασμό το τεκτονικό περιβάλλον ενός μετασχηματισμένου συγκλινοειδούς έχουν συμβάλλει στον εντοπισμό της παραμόρφωσης στην θέση ανάπτυξης της ζώνης διάτμησης. Σε χαρτογραφική κλίμακα ο προσανατολισμός των γραμμώσεων έκτασης μεταβάλλεται από ΝΝΔ , παράλληλα στη διεύθυνση της ζώνης διάτμησης, σε ΔΒΔ διεύθυνση βύθισης. Η μεταβολή στον προσανατολισμό των γραμμώσεων έκτασης δείχνει ότι η διεύθυνση κίνησης εντός της ζώνης διάτμησης διαμερίζεται χωρικά σε συνιστώσες κίνησης παράλληλα και κάθετα στην παράταξη της μυλωνιτικής φολίωσης. Ο κινηματικός διαμερισμός στην πλαστική ζώνη διάτμησης του Φελλού είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα ζωνών διάτμησης πλάγιας συστολής. Ο κινηματικός διαμερισμός που αναγνωρίστηκε, ερευνήθηκε περαιτέρω με την εξέταση της χωρικής κατανομής των κρυσταλλογραφικών αξόνων [c] του χαλαζία, από δείγματα χαλαζιακών φλεβών και χαλαζιακών μυλωνιτών, προσανατολισμένα παράλληλα στη μυλωνιτική φολίωση και κάθετα στη γράμμωση έκτασης (ΧΖ επίπεδο ελλειψοειδούς παραμόρφωσης). Τα ιστολογικά διαγράμματα [c] αξόνων χαλαζία παρουσιάζουν μεταβολές στην τοπολογία τους σε διαφορετικά δομικά επίπεδα της ζώνης διάτμησης και διακριτές διαφορές με τα πρότυπα κρυσταλλογραφικά διαγράμματα [c] αξόνων μονοκλινικής συμμετρίας. Διακριτό χαρακτηριστικό , ειδικά για τα ανώτερα δομικά επίπεδα της ζώνης διάτμησης, είναι η εστίαση των [c] αξόνων σε σημειακά μέγιστα που προβάλλονται σε περιφερειακές θέσεις των κρυσταλλογραφικών διαγραμμάτων. Η βάση , δομικά, της ζώνης διάτμησης βρίσκεται στην ρεολογική διεπιφάνεια μετα-πηλιτών – μετα-βασιτών. Στην επαφή αυτή, ιστολογικά διαγράμματα από γειτονικά δείγματα χαλαζιακών φλεβών παρουσιάζουν συστηματικά διαγράμματα τύπου μικρών κύκλων. Η συστηματικότητα αυτή υποδηλώνει εντοπισμό της γεωμετρίας της παραμόρφωσης στην λιθολογική επαφή των μετα-πηλιτών - μετα-βασίτων. Η ποσοτική ανάλυση της παραμόρφωσης έδειξε ότι η παράμετρος Rxz μεταβάλλεται από 2.1 έως 6.45 ενώ η παράμετρος Flinn κυμαίνεται από 0.01 έως 0.93, υποστηρίζοντας και ποσοτικά ότι η γεωμετρία της παραμόρφωσης ανήκει στο πεδίο της πλάτυνσης. Η γεωμετρία της παραμόρφωσης στο πεδίο της πλάτυνσης είναι ένα επιπλέον διαγνωστικό χαρακτηριστικό των ζωνών διάτμησης πλάγιας συστολής. Η πετρογραφικη εξέταση μυλωνιτιωμένων λιθολογιών εστίασε στην αναγνώριση ζωνωμένων ορυκτών φάσεων με σκοπό την στοιχειοθέτηση των ορυκτοχημικών χαρακτηριστικών τους. Η πετρογραφική εξέταση δειγμάτων από μια επιφανειακή εμφάνιση μεταβασιτών από την βάση της μυλωνιτικής ζώνης συνέβαλλε στην αναγνώριση, σε κλίμακα λεπτής τομής, δύο λιθολογικών τύπων οι οποίοι είναι (α) Γρανατούχος – γλαυκοφανιτικός σχιστόλιθος και (β) Επιδοτιτικός - γλαυκοφανιτικός σχιστόλιθος. Η ορυκτοχημεία ζωνωμένων γρανατών και αμφιβόλων από τους δύο λιθολογικούς τύπους εξετάστηκε μέσω SEM/EDS.Η ορυκτοχημική ανάλυση οδήγησε στην αναγνώριση τριών τύπων ζώνωσης στις αμφιβόλους με τα εξής χαρακτηριστικά (α) Σκούροι πράσινοι πυρήνες σιδηρο-Κεροστίλβης με κροσσιτικά περιθώρια (β) Παλίνδρομη ζώνωση μεταξύ μπλε (σιδηρο-Γλαυκοφανής) και πράσινων αμφιβόλων (σιδηρο-Βαρροϊσίτης) και (γ) Απομονωμένοι κρύσταλλοι με κροσσιτικούς πυρήνες και ριβεκιτικά περιθώρια. Τα περιθώρια των ζωνωμένων γρανατών που εξετάστηκαν βρίσκονται σε ιστολογική ισορροπία με μπλέ αμφιβόλους, το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με τα ορυκτοχημικά πειστήρια της κλασμάτωσης του μαγγανιου στους πυρήνες αποδεικνύει ότι η βλάστηση των γρανατών συνέβη σε αυξανόμενες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας κατά την διάρκεια του υψηλής πίεσης μεταμορφικού γεγονότος. / The subject of the present contribution is the analysis of deformation in the Fellos ductile shear zone, which crops out in the island of Andros. Fellos shear zone (FSZ) is an outcrop scale NNE –striking structure with a total structural thickness of, approximately, 200 m. The central main domain of the shear zone is defined by mylonitized metapelitic rocks, bounded by strongly deformed meta-basic and meta–ultrabasic rocks both on top and bottom. Mylonitic rocks in the shear zone can be classified as S to S – L tectonites. Structural mapping revealed that the Fellos shear zone resulted from the complete transposition of a gently inclined synform the axial plane of which is orientated sub – parallel to the mylonitic foliation. The rheological contrasts between the core of the shear zone and its margins in conjunction with the structural framework of a transposed synform are first order influences to the localization of deformation. The map scale pattern of the stretching lineations in the shear zone shows that the lineation swings from a NNE orientation, trending parallel to the strike of the shear zone, to an ESE orientation. This variation shows that transport orientation in the shear zone is spatially partitioned into strike parallel and strike normal movements. This kinematic partitioning in the Fellos shear zone is a characteristic feature of transpressional high strain shear zones. The recognized partitioning was further investigated by examining the pattern of quartz [c]-axes fabrics in quartz veins oriented parallel to the mylonitic foliation as well as in quartz –rich mylonites. Quartz [c] axes fabric diagrams shows variations in their topology at different structural levels of the shear zone and distinct differences with the [c] axes patterns of monoclinic strain symmetry. Distinct feature, especially at the uppermost structural levels of the shear zone, is the point maxima clustering of the [c] axes in peripheral position of the crystallographic diagrams. At the base of the shear zone, in the rheological interface of metapelites with metabasites, the fabric diagrams from neighboring quartz vein specimens shows consistently small circle girdle pattern. This observation denotes localization in the geometry of deformation (flattening) at this lithological contact. Finite strain analysis shows that Rxz varies from 2.1 to 6.45, while the Flinn parameter range between 0.01 and 0.93, supporting quantitatively the flattening geometry of strain. Flattening strain is another diagnostic criterion of transpressional shear zones. The means to constrain the compositional features of the mylonitic rocks was mineral chemistry and petrologic analysis. Petrographic examination, specifically, of a metabasite outcrop from the base of the shear zone revealed, in thin section scale, two lithologic types : (a) Garnet blueschist and (b) Epidote blueschist. The mineral chemistry of zoned garnets and amphiboles from these petrographic types has been examined using SEM/EDS. The microchemical analysis revealed three different zoning patterns in the amphiboles which are characterized by (a) dark green Ferro – hornblende cores with crossite rims (b) Amphiboles with compositional zoning and alternations of blue (Ferro – glaucophane) and green amphiboles (Ferro – barroisite) and (c) Isolated grains with crossite cores and riebeckite rims. Compositional mapping of zoned garnets witnessed fractionation of manganese to the cores, which is the Prima facie evidence of growth zoning. In addition, the almandine rims of the zoned garnets are in textural equilibrium with blue amphiboles, observation which implies that these garnets nucleated during the HP event.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάζεται στην γεωδυναμική εξέλιξη της Αττικής. Η Αττική συνίσταται από τους μεταμορφωμένους σχηματισμούς της Αττικοκυκλαδικής Μάζας στους οποίους επωθούνται οι αμεταμόρφωτοι έως χαμηλά μεταμορφωμένοι σχηματισμοί της Υποπελαγονικής Ζώνης. Στην Αττική η Αττικοκυκλαδική Μάζα διαχωρίζεται σε Ενότητα Κυανοσχιστολίθων και Ενότητα Βάσης. Η μεγασκοπική, μεσοσκοπική και μικροτεκτονική ανάλυση που εφαρμόστηκε κυρίως στα μεταμορφωμένα πετρώματα, οδήγησε στην αναγνώριση τεσσάρων κύριων παραμορφωτικών φάσεων. Η πρώτη παραμορφωτική φάση D1 έλαβε χώρα σε πλαστικές συνθήκες και είναι σύγχρονη με την Ηωκαινική Μ1 μεταμόρφωση υψηλών πιέσεων - χαμηλών θερμοκρασιών που προέκυψε από την καταβύθιση του πρωτόλιθου της Ενότητας Κυανοσχιστόλιθων κάτω από την Υποπελαγονική Ζώνη σε βάθη περίπου 40χλμ. σε ένα καθεστώς ηπειρωτικής σύγκρουσης. Στη ζώνη καταβύθισης εισήλθε προοδευτικά κατά το Ολιγόκαινο ο πρωτόλιθος της Ενότητας Βάσης ο οποίος βρισκόταν παλαιογεωγραφικά ανατολικότερα από την Ενότητα Κυανοσχιστολίθων. Κατά τη διάρκεια της καταβύθισης ένα μικρό τμήμα της επωθημένης Υποπελαγονικής Ζώνης, γνωστή ως Ενότητα Τουρκοβουνίων, αποσπάστηκε, ενταφιάστηκε σε βάθος περίπου 10 Χλμ. και παραμορφώθηκε σε εύθραυστες συνθήκες. Η παραμόρφωση των πετρωμάτων της Ενότητας Τουρκοβουνίων χαρακτηρίζεται από εύθραυστες πτυχές και C-S δομές με ροπή προς ΝΑ. Στο όριο Ολιγόκαινου – Μειόκαινου και σε συνθήκες ανάδρομης πρασινοσχιστολιθικής φάσης μεταμόρφωσης Μ2, έλαβε χώρα μία δεύτερη πλαστική παραμορφωτική φάση D2 που σηματοδοτεί την έναρξη του εκταφιασμού της Ενότητας Κυανοσχιστόλιθων και την τοποθέτηση τους επί της Ενότητας Βάσης μέσω μιας φλοιικής κλίμακας πλαστικής επώθησης, της «Επώθησης Βάσης». Στην Επώθηση Βάσης πραγματοποιήθηκε λεπτομερής κινηματική ανάλυση σε περίπου 1200 θέσεις σε όλη την έκταση της Αττικής χρησιμοποιώντας πληθώρα μεσοσκοπικών και μικροσκοπικών κινηματικών δεικτών. Οι μεσοσκοπικοί κινηματικοί δείκτες προέκυψαν από την ανάλυση 554 F2 πτυχών πλαστικού τύπου, 20 boudinages και 25 πορφυροκλαστών. Οι μικροσκοπικοί κινηματικοί δείκτες προέρχονται από την ανάλυση 187 λεπτών τομών και αριθμούν στη κινηματική εκτίμηση πλάγιων φολιώσεων σε 65 λεπτές τομές, C’ ταινιώσεων διάτμησης σε 43 λεπτές τομές, πορφυροκλαστών σε 23 λεπτές τομές, ιχθυόσχημων μαρμαρυγιών σε 12 λεπτές τομές, C-S ταινιωτών δομών σε 11 λεπτές τομές και την μέτρηση 14096 [c]-αξόνων χαλαζία, 4809 [c]-αξόνων ασβεστίτη και 3289 διδυμιών ασβεστίτη. Ο συνδυασμός των παραπάνω και η κατασκευή χαρτών των πορειών των κρυσταλλικών γραμμώσεων έκτασης που προκύπτουν από την μέτρηση 2720 κρυσταλλικών γραμμώσεων έκτασης, έδειξαν κίνηση των μεταμορφωμένων καλυμμάτων με ροπή προς ΑΒΑ κατά την D2 φάση. Από συνολικά 59 δείγματα υπολογίστηκε το ποσό της παραμόρφωσης στο επίπεδο που είναι παράλληλο στη διεύθυνση κίνησης, ενώ σε 19 από αυτά προσδιορίστηκε το ελλειψοειδές της παραμόρφωσης. Η ποσοτική τεκτονική ανάλυση για τον προσδιορισμό του ποσού της παραμόρφωσης και του κινηματικού αριθμού στροβίλισης (Wm) έδειξε ότι η τεκτονική τοποθέτηση της ενότητας Κυανοσχιστόλιθων επί της Ενότητας Βάσης έλαβε χώρα σε συνθήκες επίπεδης παραμόρφωσης (k≈1,02) και γενικής διάτμησης εκφραζόμενης από τιμές Wm μεταξύ 0,22 και 0,97. Με βάση τα στοιχεία αυτά υπολογίζεται ότι η πλαστική λέπτυνση και η αντίστοιχη πλαστική επιμήκυνση παράλληλα στην διεύθυνση κίνησης του καλύμματος των Κυανοσχιστολίθων είναι 20-50% και 30-90%, αντίστοιχα. Οι τιμές αυτές οι οποίες είναι συγκρίσιμες με αυτές που έχουν υπολογιστεί σε άλλες ορογενετικές ζώνες (π.χ. Εξωτερικές Ελληνίδες, Ιμαλάια) φανερώνουν ότι ο εκταφιασμός της Ενότητας Κυανοσχιστόλιθων πιθανότατα πραγματοποιήθηκε με ένα μηχανισμό πλαστικής διαφυγής. Με τη συνεχή άνοδο σε ανώτερους δομικούς ορόφους (~10Χλμ.), τα μεταμορφωμένα καλύμματα της Αττικής υπεισήλθαν κατά τη διάρκεια του Κ. έως Α. Μειόκαινου, σε μία τρίτη παραμορφωτική φάση D3 και υπέστησαν παραμόρφωση σε καθεστώς συμπίεσης κάτω από εύθραυστες συνθήκες. Η ποιοτική και κινηματική ανάλυση από 531 F3-πτυχές και 30 C-S δομές δείχνει κίνηση με ροπή προς τα Α-ΑΒΑ. Η κατασκευή χαρτών πορειών φολιώσεων από την μέτρηση 3500 φολιώσεων που φανερώνουν τους άξονες της D3 μεγαπτύχωσης, σε συνδυασμό με τους χάρτες πορειών κρυσταλλικών γραμμώσεων έκτασης δηλώνουν ότι η Επώθηση Βάσης κατά την D3 φάση, απόκτησε μία δεξιόστροφη συνιστώσα και πλαγιοανάστροφο χαρακτήρα κίνησης. Τα αλλεπάλληλα συμπιεστικά γεγονότα στα μεταμορφωμένα πετρώματα της Αττικοκυκλαδικής Μάζας, διαδέχτηκε ένα καθεστώς διαστολής D4 που αντιπροσωπεύεται από κανονικά ρήγματα και το σχηματισμό ρηξισχισμού που λειτούργησαν κατά το Α. Μειόκαινο και δείχνουν στο τελικό τους στάδιο Β-Ν διεύθυνση εφελκυσμού. Η D4 φάση παραμόρφωσης παρατηρείται σε όλα τα πετρώματα της Αττικής και υπερτίθεται όλων των προγενέστερων παραμορφωτικών φάσεων. / The present PhD thesis focuses on the geodynamic evolution of Attica. Attica consists of the metamorphic rocks of the Attico-Cycladic Massif and the low- or non-metamorphosed formations of Subpelagonian Zone. In Attica the Attico-cycladic Massif is represented by the "Blueschist Unit" and the "Basal Unit". Mesoscopic structural data coupled with microtectonic analyses, applied mainly on the metamorphic rocks, enabled the distinction of four deformation phases which took place from Eocene to middle Miocene. The ductile D1 phase was synchronous to Eocene blueschist facies metamorphism and is associated with the continent–continent collision and subduction of the protolith of the Blueschist Unit beneath the Subpelagonian Zone to a depth of c. 40 km. The protolith of the Basal Unit, which was paleogeographically located eastwards of the Blueschist Unit, entered in the subduction channel via progressive underthrusting at Oligocene. During the subduction, a small part of the overthrust Subpelagonian Zone, also known as Tourkovounia Unit buried in a depth of c. 10 km and affected by penetrative brittle deformation expressed by brittle folds and C-S structures indicating a consistent top-to-the-SE sense of shear. At the Oligocene – Miocene boundary a ductile deformation phase (D2) took place coeval with the greenschist facies retrogression and the exhumation of the Blueschist Unit. This was commenced with the emplacement of the Blueschist Unit over the Basal Unit via a crustal scale ductile thrust, named hereinafter the “Basal Thrust”. Detailed kinematic analysis has been performed in c. 1200 locations using a plethora of mesoscopic and microscopic kinematic indicators. The mesoscopic indicators are represented by the analysis of c. 600 F2 folds, asymmetric boudinages and porphyroclasts. Microstructural analysis on 187 thin sections resulted to the designation of oblique foliation, shear bands, C-S structures, porphyroclasts, mica-fish and the measurement of 3289 e-lamellae and c. 19000 c-axes of quartz and calcite. The combination of the aforementioned data and the projection of the stretching lineation trajectories on geological maps indicate dominant top-to-the-ENE sense of shearing during D1 phase. Strain analysis was performed on 59 samples where Rxz values were obtained, while Ryz values were calculated in 19 representative samples. The observed variation in strain geometry indicates that the emplacement of the Blueschist Unit took place under approximately plane strain conditions (k≈1,02) that experienced a general shear deformation history with kinematic vorticity number, Wm, between 0,22 and 0,97. Integration of the vorticity and strain data indicates ductile thinning and transport-parallel elongation by 20–50% and 30–90%, respectively, during exhumation. These values are comparable with ductile thinning in other metamorphic sequences in orogenic belts (e.g. Himalaya and the External Hellenides) and reveal that formation and stacking of the studied units probably occurred under a mechanism of solid-state ductile extrusion. The continuous exhumation of metamorphic rocks at relatively shallow crustal levels (≈10 km) is associated with the third deformation D3 phase, which corresponds to a compression regime occurring under brittle conditions (L. to U. Miocene). Kinematic analysis of 531 F3-folds and 30 C-S structures manifests a top-to-the-A-ABA sense of shear. The projection of the foliation trajectories, that reveal the curved hinge lines of the anticlines/sinclines of the area, in combination with the stretching lineation trajectories, possibly documents a dextral transpressional shearing of the Basal Thrust. The last observed D4 phase occurred during the upper Miocene and is characterized by the formation of normal faults and joints resulted by an N-S extensional regime.