Νεοτεκτονική - γεωμορφολογική μελέτη της Ηπείρου (ΒΔ Ελλάδα) και σύνταξη νεοτεκτονικού χάρτη με τη χρήση γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών

Abstract

The present thesis investigates the neotectonic and geomorphological conditions of the region of Epirus, situated in northwestern Greece, for the purpose of formulating the conceptual model of the area’s evolution. Moreover, based on the compilation of data pertaining to neotectonic mapping, microtectonic analysis, geomorphological - morphotectonic analysis and the assessment of the seismic hazard, the area’s Neotectonic Map is elaborated, on a scale of 1:100,000, using Geographical Information Systems - GIS. Within the scope of the present study, the area’s active tectonic structures were identified and analysed. For the study of the area’s active tectonic structures, apart from the methods commonly applied in neotectonic research (mapping, tectonic and kinematic analysis), a morphotectonic analysis was also performed, in order to identify the impact of tectonics on the branches of the drainage network. To be more specific, the applied methodology, using suitable software (ArcGIS, WinTensor, RiverTools, Rocscience) and GIS techniques, consisted in the following: (a) the review of all the relevant literature on the subject (in any form, both texts and maps), (b) the study of the geological, geotectonic and hydrogeological conditions of Epirus, (c) the determination and classification of the elements of its tectonic structure and tectonic evolution, (d) neotectonic mapping of the tectonic structures of Epirus, (e) neotectonic analysis, (f) quantitative and qualitative geomorphological - morphotectonic analysis, (g) correlation between Tectonics and the drainage network and Geomorphology, (h) collection of the seismological data and technical features of the formations under seismic loading conditions, (i) assessment of the seismic hazard, (j) compilation of geological, tectonic, neotectonic, geomorphological - morphotectonic, seismic-tectonic and technical data, for the elaboration of the Neotectonic Map, and (k) the combination of all the aforementioned data, in order to formulate the conceptual model of the area’s evolution. The main data identifying the study area are as follows: The region of Epirus covers an area of 9,203 km2, extending over 100 x 150 km, occupying 6.97% of the Greek territory. Four geotectonic zones (Subpelagonian, Pindos, Gavrovo, and Ionian) develop in this area, overthrusting one another, their compression axes trending NE-SW, due to the area’s geodynamic regime and the tectonic processes which have taken place. Post-alpine sediments, mainly of Quaternary and Neogene age, have been deposited on the formations of these geotectonic zones. Normal, reverse, and strike-slip faults with main directions NNW-SSE, NE-SW, and E-W have influenced the geological formations. In geomorphological terms, the area is identified by its uneven terrain, dominated by the Pindos Mountain Range (Smolikas, 2,637 m). Its drainage network is formed by the following main rivers: Aoos, Arachthos, Kalamas, Louros, Acherontas, as well as other minor streams and torrents. The main conclusions of the present thesis include the major active faults, which were mapped and studied, the potentially active thrusts, as well as the compilation of the neotectonic map in scale 1:100.000. The area’s rivers were distinguished into two main groups, running across areas featuring different compressional and tensional conditions, while a transitional zone was supposed between them, in terms of the stress field and the geodynamic regime. Finally, an attempt was made for the determination of the area’s evolution stages, once the morphological data was considered alongside the tectonic and drainage network elements, highlighting the key role of the tectonic structures in the river routes.

Στην παρούσα διατριβή πραγματοποιείται η νεοτεκτονική και γεωμορφολογική μελέτη της περιοχής της Ηπείρου (βορειοδυτική Ελλάδα), προκειμένου να διατυπωθεί το εννοιολογικό μοντέλο της εξέλιξης της περιοχής, ενώ παράλληλα βασιζόμενος στη σύνθεση δεδομένων νεοτεκτονικής χαρτογράφησης, μικροτεκτονικής ανάλυσης, γεωμορφολογικής - μορφοτεκτονικής ανάλυσης, και εκτίμησης της σεισμικής επικινδυνότητας γίνεται η σύνταξη του Νεοτεκτονικού της Χάρτης, σε κλίμακα 1:100.000, με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών - GIS. Στο πλαίσιο της παρούσας μελέτης πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμός και η ανάλυση των ενεργών τεκτονικών δομών της περιοχής. Για τη μελέτη των ενεργών τεκτονικών δομών της περιοχής μελέτης, πέραν των γνωστών και καθιερωμένων μεθόδων της νεοτεκτονικής έρευνας (χαρτογράφηση, τεκτονική και κινηματική ανάλυση) γίνεται χρήση της μορφοτεκτονικής ανάλυσης για τον εντοπισμό της επίδρασης της τεκτονικής πάνω στους κλάδους του υδρογραφικού δικτύου της περιοχής. Αναλυτικότερα, ακολουθήθηκε μία μεθοδολογία, χρησιμοποιώντας κατάλληλα λογισμικά (ArcGIS, WinTensor, RiverTools, Rocscience) και τεχνικές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, που περιελάμβανε τα ακόλουθα στάδια: (α) τη συλλογή και θεώρηση της βιβλιογραφίας (οποιασδήποτε μορφής τόσο κειμένων όσο και χαρτών), (β) τη μελέτη των γεωλογικών, γεωτεκτονικών, και υδρογεωλογικών συνθηκών της Ηπείρου, (γ) τον προσδιορισμό και την ταξινόμηση των στοιχείων της τεκτονικής δομής και εξέλιξής της, (δ) τη νεοτεκτονική χαρτογράφηση των τεκτονικών δομών της Ηπείρου και τις γεωλογικές αποτυπώσεις, (ε) τη νεοτεκτονική ανάλυση, (στ) την ποσοτική και ποιοτική γεωμορφολογική - μορφοτεκτονική ανάλυση, (ζ) τη μελέτη της σχέσης της Τεκτονικής με το υδρογραφικό δίκτυο και τη Γεωμορφολογία, (η) τη συλλογή των σεισμολογικών δεδομένων και την εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας, (θ) τη σύνθεση των γεωλογικών, τεκτονικών, νεοτεκτονικών, γεωμορφολογικών - μορφοτεκτονικών, σεισμοτεκτονικών, και τεχνικογεωλογικών δεδομένων για τη σύνταξη του Νεοτεκτονικού Χάρτη, και (ι) το συνδυασμό των παραπάνω επιμέρους τμημάτων προκειμένου να διατυπωθεί το εννοιολογικό μοντέλο της εξέλιξης της περιοχής αυτής. Ως βασικά δεδομένα της περιοχής μελέτης αναφέρονται ότι η Ήπειρος έχει έκταση 9.203 km2 και εκτείνεται σε 100 x 150 km, αποτελώντας το 6,97% της Ελληνικής επικράτειας. Εντός της αναπτύσσονται και έρχονται σε επαφή τέσσερις διαφορετικές γεωτεκτονικές Ζώνες (Υποπελαγονική, Πίνδου, Γαβρόβου, και Ιονίου), οι οποίες λόγω του γεωδυναμικού καθεστώτος της περιοχής και των τεκτονικών διεργασιών, που έλαβαν χώρα, βρίσκονται επωθημένες η μία πάνω στην άλλη, με άξονα συμπίεσης ΒΑ-ΝΔ διεύθυνσης. Μεταλπικά ιζήματα, κυρίως του Νεογενούς του Τεταρτογενούς που έχουν αποτεθεί πάνω στους σχηματισμούς των Ζωνών αυτών. Κανονικά, ανάστροφα, και ρήγματα οριζόντιας ολίσθησης με κύριες διευθύνσεις ΒΒΔ-ΝΝΑ, ΒΑ-ΝΔ, και Α-Δ έχουν επηρεάσει τους γεωλογικούς σχηματισμούς. Γεωμορφολογικά, η περιοχή χαρακτηρίζεται από έντονο ανάγλυφο, με την Οροσειρά της Πίνδου (Σμόλικας, 2637 m) να κατέχει κυρίαρχη θέση. Το υδρογραφικό δίκτυο απαρτίζουν οι κύριοι ποταμοί: Αώος, Άραχθος, Καλαμάς, Λούρος, Αχέροντας, καθώς και άλλοι μικρότεροι ποταμοί και χείμαρροι. Αξιόλογα συμπεράσματα της παρούσας διατριβής είναι η αναγνώριση των ενεργών ρηγμάτων, που χαρτογραφήθηκαν και μελετήθηκαν, οι δυνητικώς ενεργές εφιππεύσεις, καθώς και η σύνταξη του Νεοτεκτονικού Χάρτη σε κλίμακα 1:100.000, στον οποίο εμφανίζονται οι δομές αυτές. Επιπρόσθετα, η γεωμορφολογική ανάλυση έδειξε ότι οι ποταμοί της Ηπείρου μπορούν να διακριθούν σε δύο κύριες ομάδες, που αναπτύσσονται σε περιοχές με διαφορετικό καθεστώς συμπίεσης και εφελκυσμού, μεταξύ των οποίων πιθανολογείται μία μεταβατική ζώνη του πεδίου των τάσεων και του γεωδυναμικού καθεστώτος. Τέλος, έγινε προσπάθεια προσδιορισμού των σταδίων της εξέλιξης της περιοχής μέσα από τη σύγκριση και σύνθεση των στοιχείων της γεωμορφολογίας, με την τεκτονική και την ανάπτυξη του υδρογραφικού δικτύου, επισημαίνοντας τον καθοριστικό ρόλο των τεκτονικών δομών στη διαμόρφωση της πορείας των ποταμών της περιοχής.