Authors:	Anders, Birte
Title:	The pre-alpine evolution of the basement of the Pelagonian Zone and the Vardar Zone, Greece
Online publication date:	22-Aug-2005
Year of first publication:	2005
Language:	english
Abstract:	The Pelagonian Zone and the Vardar Zone in Greece represent the western part of the Hellenide hinterland (Internal Hellenides). While the Pelagonian Zone comprises predominantly crystalline basement and sedimentary cover rocks, the Vardar Zone has long been regarded as an ophiolite-decorated suture zone separating the Pelagonian Zone from the Serbo-Macedonian Massif to the east. Felsic basement rocks from both areas, with the main focus put on the Pelagonian Zone, were dated in order to identify the major crust-forming episodes and to improve the understanding of the evolutionary history of the region. The interpretation of the single-zircon geochronology results was aided by geochemical investigations. The majority of the basement rocks from the Pelagonian Zone yielded Permo-Carboniferous intrusion ages around 300 Ma, underlining the importance of this crust-forming event for the Internal Hellenides of Greece. Geochemically these basement rocks are classified as subduction-related granitoids, which formed in an active continental margin setting. An important result was the identification of a Precambrian crustal unit within the crystalline basement of the Pelagonian Zone. Orthogneisses from the NW Pelagonian Zone yielded Neoproterozoic ages of c. 700 Ma and are so far the oldest known rocks in Greece. These basement rocks, which are also similar to active margin granitoids, were interpreted as remnants of a terrane, the Florina Terrane, which can be correlated to a Pan-African or Cadomian arc. Since the gneisses contain inherited zircons of Middle to Late Proterozoic ages, the original location of the Florina Terrane was probably at the northwestern margin of Gondwana. In the Vardar Zone an important phase of Upper Jurassic felsic magmatism is documented by igneous formation ages ranging from 155 to 164 Ma. The chemical and isotopic composition of these rocks is also in accord with their formation in a volcanic-arc setting at an active continental margin. Older continental material incorporated in the Vardar Zone is documented by 319-Ma-old gneisses and by inherited zircons of mainly Middle Palaeozoic ages. The prevalence of subduction-related igneous rocks indicates that arc formation and accretion orogeny were the most important processes during the evolution of this part of the Internal Hellenides. The geochronological results demonstrate that most of the Pelagonian Zone and the Vardar Zone crystalline basement formed during distinct pre-Alpine episodes at c. 700, 300 and 160 Ma with a predominance of the Permo-Carboniferous magmatic phase. Die Helleniden Griechenlands sind Teil des Gebirgsgürtels, der von den Alpen bis in den Himalaya reicht. Sie werden unterteilt in die Externen Helleniden im Westen und die Internen Helleniden im Osten, wobei jede dieser Einheiten aus mehreren subparallelen tektono-stratigraphischen Zonen besteht. Die Externen Helleniden sind überwiegend aus mesozoischem und tertiärem Deckgebirge aufgebaut. Die Zonen der Internen Helleniden sind durch verbreitetes Auftreten von kristallinem Grundgebirge charakterisiert. Die Pelagonische Zone und die sie nach Osten begrenzende Vardar Zone bilden den westlichen Teil der Internen Helleniden. Während die Pelagonische Zone zum großen Teil aus kristallinem Grundgebirge und sedimentärem Deckgebirge besteht, ist die Vardar Zone durch Ophiolit-Vorkommen geprägt. Sie wurde schon früh als Suturzone angesehen, die die Pelagonische Zone im Westen vom Serbo-Macedonischen Massif im Osten trennt. Ziel der Arbeit war es, die Hauptphasen der Krustenbildung in diesen Regionen zu identifizieren und zu einem verbesserten Verständnis der regionalgeologischen Entwicklung beizutragen. Dazu wurden felsische Grundgebirgsgesteine sowohl aus der Pelagonischen als auch aus der Vardar Zone datiert. Für die geochronologischen Untersuchungen wurden verschiedene Methoden der Einzelzirkondatierung angewandt. Geochemische Gesteinsanalysen ergänzten die Datierungen. Für die meisten Grundgebirgsgesteine aus der Pelagonischen Zone wurden permo-karbonische Intrusionsalter bestimmt. Andere Altersgruppen treten nur untergeordnet auf. So zeigen nur wenige Gesteine triassische Zirkonalter, und bei je einer einzigen Probe wurde ein spät-präkambrisches, ein jurassisches und ein tertiäres Alter bestimmt. Eine etwas größere Altersgruppe bilden Gneise mit neoproterozoischen Intrusionsaltern. Die geochronologischen Untersuchungen zeigen sehr deutlich, dass der weitaus größte Teil des Pelagonischen Grundgebirges während prä-alpiner magmatischer Phasen entstand. Geochemische und isotopengeochemische Untersuchungen am Gesamtgestein zeigen einen variablen, aber in der Regel sehr deutlichen Einfluss einer älteren Krustenkomponente bei der Magmengenese. Die meisten Gesteine lassen sich als vulkanischer Bogen- oder aktiver Kontinentalrand-Granitoide klassifizieren. Das wichtigste Ergebnis ist der Nachweis präkambrischen Grundgebirges in der NW Pelagonischen Zone. Hier wurden für einige Gneise Intrusionsalter zwischen 713 und 699 Ma bestimmt. Diese Gesteine zeigen damit die ältesten bislang bekannten Intrusionsalter in Griechenland. Aufgrund ihres einheitlichen Alters und dessen deutlicher Abweichung von Intrusionsaltern aus benachbarten Gebieten der Helleniden wurden diese Gneise als Reste eines Terranes (Florina Terran) interpretiert. Die Orthogneise des Florina Terrans haben die geochemische Charakteristik von Granitoiden, die in einem subduktions-bezogenen Umfeld, so z.B. dem magmatischen Bogen eines aktiven Kontinentalrands, entstanden sind. Durch das spät-proterozoische Alter wird eine Beziehung dieses Bogens zu dem panafrikanischen Bogen vom Nordrand Gondwanas nahegelegt. Da die Orthogneise des Florina Terrans ererbte Zirkonkomponenten mit mittel- bis spät-proterozoischen 207Pb/206Pb-Altern enthalten, stammt das Florina Terran wahrscheinlich vom NW Kontinentalrand Gondwanas oder aus dessen unmittelbarer Nähe. Ähnlich wie andere Terrane, die vom Nordrand Gondwanas stammen, wie z.B. Ost-Avalonia, könnte das Florina Terran den Südrand Eurasiens während des Paläozoikums erreicht haben und dort Teil des aktiven Kontinentalrands oberhalb der subduzierenden Paläotethys geworden sein. Im Permo-Karbon war das Florina Terran dann Teil des Grundgebirges, auf dem sich der pelagonische magmatische Bogen bildete. In der Vardar Zone treten neben den ophiolitischen Gesteinen auch einige felsische Gesteine auf. Für (meta-) vulkanische Gesteine sowie den Fanos Granit wurden Intrusionsalter zwischen 164 und 155 Ma bestimmt, die belegen, dass in dieser Region eine wichtige magmatische Phase im Oberen Jura war. Die geochemische Zusammensetzung dieser Gesteine weist auf ihre Entstehung entlang eines vulkanischen Bogens oder aktiven Kontinentalrands hin. In der Vardar Zone sind auch vereinzelt Reste älteren Grundgebirges aufgeschlossen. Für einen Orthogneis in der östlichen Vardar Zone wurde ein karbonisches Intrusionsalter von ca. 319 Ma bestimmt. Dieses Alter legt eine Affinität des hier aufgeschlossenen Grundgebirges zu dem der Pelagonischen Zone nahe. Datierte Monazite des Pigi-Orthogneises ergaben ein Alter von ca. 158 Ma und zeigen damit, dass er im Oberen Jura metamorph überprägt wurden. Die geochronologische und geochemische Untersuchung des Grundgebirges der westlichen Internen Helleniden machte deutlich, dass Subduktions- und Akkretionsprozesse die prä-alpine Entwicklung dieser Region entscheidend geprägt haben. Krustenbildung fand ganz überwiegend vor der alpinen Orogenese statt.
DDC:	550 Geowissenschaften 550 Earth sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1900
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-8267
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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