Στρωματογραφική παλαιοντολογική και παλαιογεωγραφική μελέτη των νεογενών-τεταρτογενών αποθέσεων της λεκάνης Κατερίνης

Abstract

In the present thesis the lithostratigraphy, the biostratigraphy and the palaogeography of the Neogene and Quaternary deposits of Katerini basin, Northern Greece, are studied. The investigated area consists of the western part of the tectonic depression of Vardar- Axios-Thermaikos basin. For that reason it was compared with the peninsula of Chalkidiki (the eastern part of the same depression) and with other basins in the area of Northern Aegean which took place in the same period and were filled up with Neogene sediments. The basement of Katerini basin consists mostly of rocks of the Vardar and the Pelagonic zone and clastic sediments up to 1000-1500m gradually fill it up. These sediments were mapped in a 1:50.000 scale. Numerous outcrops are discovered in the area and lithostratigraphic columns are constructed and presented in this thesis. Based mostly on lithological characters and also on palaiontological evidence, sediments were separated in the following formations: Elatoxoriou Fm:Allouvial sediments consisting of conglomerates. In the upper part of the formation finer sediments are presented. It might be deposited during the Lower Miocene. Mosxopotamou Fm: Lake sediments consisting of lignite layers with green–gray fossiliferous clay and intercalations of sand and marl. From palynological data and isolated teeth of micromammals the age of the formation is in the Upper part of Lower Miocene. Sykeas Fm: Fluvial deposits consisting of brown-red clay and brown-green sand. Lower Middle Miocene age is suggested for this formation. Ruakia Fm: Fluvial deposits consisting of brown-yellow sand with lenses of sandstone and clay with calcareous concretions. In the upper part remains of lignite are present. One isolated tooth of small rhinoceros in the upper part of the formation allowed dating the formation to Middle Miocene. Lagoraxi Fm: Fluvial deposits consisting of fine-coarse light yellow sand with conglomerates in the lower part. The latter are present mostly around the village of Kolindros. Some isolated teeth of Hipparion sp., similar with that of Vathylakkos in Axios valley dated the formation to Upper Miocene. Sfendami Fm: Βrackish-lacustrine fossiliferous sediments consisting of clay, sand and marly limestone. Numerous fossiliferous sites with mollusk faunas of Paratethyan origin are found and the collected material includes 20 genus (13 bivalves, 7 gastropods). Upper Miocene (“Pontian”) is the age for the formation. Makrygialos Fm: Fluviolacustrine deposits consisting of lenses and beds of conglomerate, sand, clay and marly limestone. Sandy layers consist mostly of volcanic material and in the area of Makrygialos and Aiginio some characteristics layers of ash are presented. The presence of the micromammals Pseudomeriones, Mimomys, the artiodactyl Tragoportax aff. gaudryi, and the great amount of volcanic material similar to that of Gonia Fm, originated from the Pliocene volcanic center of Almopia indicates an Upper Miocene-Pliocene age. Lofos Fm: Fluviolacustrine-fluvioterrestrial deposits with alternations of conglomerate, sand, clay and marly limestone. In the upper part the formation is intercalated with the allouvial fans of Olympus. It might be deposited during Pliocene up to Lower Pleistocene. Based mostly on lithological and sedimentological structures all the columns are separated in facies and the total model deposit is constructed. In combination with tectonic events and palaiontological data the paleogeographic evolution of the basin could be distinguished in 6 stages: Stage 1: In Lower Miocene high tectonic activities had formed the depression of Vardar-Thermaikos. The relief differences in the margin of the basin changed the basic level and allowed erosion, transportation and formation of allouvial fans and temporary terraceous deposits. In distal area from the boundaries sand and brown-red clay were deposited in alluvial plains (Elatoxoriou Fm.). In this period a lake was created in the SW part of the basin near the margin. Peats and swamps where lignite was formed surrounded this lake. Fluctuations on the lake level caused the formation of sterile clay deposits of variable thickness. Temporary channels invaded into the lake forming lenses of sand (Mosxopotamos Fm.). Stage 2: During the Middle Miocene the relief in the western part of the basin was still low. Meandering rivers system deposited alternations of sand and clay of significant thickness (Sykeas and Ruakia Fm). ...............................................

Στην παρούσα διατριβή μελετώνται τα Νεογενή και Τεταρτογενή ιζήματα της λεκάνης Κατερίνης τόσο από λιθοστρωματογραφική όσο και από παλαιοντολογική και βιοστρωματογραφική άποψη. Η λεκάνη Κατερίνης αποτελεί ουσιαστικά το δυτικό περιθώριο του βυθίσματος Θερμαϊκού-Αξιού. Για το λόγο αυτό τα στάδια της παλαιογεωγραφικής εξέλιξης αυτού του περιθωρίου συγκρίθηκαν κυρίως με το ανατολικό τμήμα του βυθίσματος (που περιλαμβάνει τη χερσόνησο Χαλκιδικής) και στη συνέχεια με άλλες νεογενείς λεκάνες του Βορείου Αιγαίου που λειτούργησαν σε παρόμοιες περιόδους. Το υπόβαθρο της λεκάνης Κατερίνης αποτελείται από πετρώματα της ζώνης Αξιού και της Πελαγονικής. Οι ορεινοί όγκοι των Πιερίων αποτελούν το δυτικό περιθώριο της λεκάνης ενώ το ανατολικό περιθώριο οριοθετείται από τον Θερμαϊκό κόλπο. Τα Νεογενή-Τεταρτογενή ιζήματα που κάλυψαν βαθμιαία τη λεκάνη φτάνουν σε πάχος τα 1000-1500 μέτρα. Η χαρτογράφηση αυτών των ιζημάτων πραγματοποιήθηκε σε κλίμακα 1:50.000. Πολυάριθμες φυσικές ή τεχνητές τομές που εντοπίστηκαν στη περιοχή περιγράφθηκαν, ενώ οι πιο αντιπροσωπευτικές απ’ αυτές παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία. Με βάση κυρίως λιθολογικά στοιχεία και με τη βοήθεια παλαιοντολογικών ευρημάτων που βρέθηκαν κατά την διάρκεια της υπαίθριας έρευνας πραγματοποιήθηκε συσχετισμός των τομών και διαχωρισμός των ιζημάτων στους παρακάτω σχηματισμούς: Σχηματισμός Ελατοχωρίου: αποτελείται από κροκαλοπαγή, σημαντικού πάχους που στα ανώτερα τμήματα μειώνονται μεταβαίνοντας σταδιακά σε λεπτόκοκκα ιζήματα. Η σχετική ηλικία του σχηματισμού είναι Κάτω Μειόκαινο. Σχηματισμός Μοσχοποτάμου: περιλαμβάνει λιγνιτικούς ορίζοντες μέσα σε τεφροπράσινες απολιθωματοφόρες, πολλές φορές αργίλους, ενώ παρεμβάλλονται λεπτά στρώματα μαργών και άμμων. Η ηλικία των στρωμάτων με βάση κυρίως παλυνολογικά στοιχεία και μεμονομένα δόντια μικροθηλαστικών προσδιορίστηκε στο ανώτερο Κάτω Μειόκαινο. Σχηματισμός Συκέας: περιλαμβάνει ποτάμιες αποθέσεις με αργίλους καστανέρυθρου χρώματος σε εναλλαγές με άμμους καστανοπράσινου χρώματος. Η σχετική ηλικία του σχηματισμού είναι κατώτερο Μέσο Μειόκαινο. Σχηματισμός Ρυάκια: αποτελείται από τεφροκίτρινου χρώματος άμμους με διάσπαρτους ψαμμιτικούς φακούς σε εναλλαγές με μικρότερου πάχους αργίλους. Μέσα στο υλικό της άμμου συμμετέχουν κλάστες ηφαιστειακής προέλευσης. Η παρουσία της μικρόσωμης μορφής ρινόκερου Prosantorhinus στα ανώτερα τμήματα του σχηματισμού καθώς και οι ενδείξεις της παρουσίας ενός Cricetodontinae indet. που πιθανό να ανήκει στο γένος Megacricetodon, επιτρέπουν τη χρονολόγηση του σχηματισμού στο Μέσο Μειόκαινο. Σχηματισμός Λαγοράχης: αποτελείται από σημαντικού πάχους άμμους, υπόλευκου χρώματος με παρουσία κροκαλοπαγών στα κατώτερα τμήματα του. Ο εντοπισμός μεμονωμένων δοντιών μιας μεσαίου μεγέθους μορφής Hipparion που παρουσιάζει ομοιότητες με τη μορφή του Βαθύλακκου από τη κοιλάδα του Αξιού χρονολογούν το σχηματισμό στο κατώτερο τμήμα του Μέσου Τουρόλιου (Άνω Μειόκαινο). Σχηματισμός Σφενδάμης: περιλαμβάνει λιμναία απολιθωματοφόρα ιζήματα (κυρίως αργίλους, άμμους, μαργαϊκούς ασβεστόλιθους). Η ανάπτυξη του σχηματισμού είναι σημαντική και πολλές νέες απολιθωματοφόρες θέσεις εντοπίστηκαν (GEF-2, SFS-1, KOL -1,2,3,4, ASP-1, SFΝ-2, SFΝ-1, KOU-2, GMR-2 και «Παλαιό Κεραμίδι»). Η σύνθεση της πανίδας δείχνει ομοιότητες με τις αντίστοιχες πανίδες της Παρατηθύος και η ηλικία του σχηματισμού χρονολογείται στο Ανώτερο Μειόκαινο («Πόντιο»). Σχηματισμός Μακρύγιαλου: αποτελείται κυρίως από ποταμολιμναία και χερσοποτάμια ιζήματα (κροκάλες, άμμους, αργίλους) με ανάπτυξη στρωμάτων μαργαϊκών ασβεστολίθων. Σημαντική είναι η παρουσία ηφαιστειακών κλαστών σ’ όλη την ανάπτυξη του σχηματισμού καθώς και ηφαιστειακής στάχτης που δημιούργησε χαρακτηριστικούς ορίζοντες στη περιοχή Μακρύγιαλου-Αιγινίου. ........................................