• Mykonos Detachment Livada CPO strain fabric

Riassunto
L’isola di Mykonos (Cicladi Grecia) è in gran parte formata da un laccolite a composizione granitica del Miocene superiore (13.5 ± 0.3 Ma) intruso negli gneiss migmatitici del Basamento Cicladico durante l’attività del North Cycladic Detachment System (NCDS). Questa struttura di importanza regionale è una faglia estensionale a basso angolo immergente verso nord-est che delimita una serie di duomi metamorfici sviluppati durante l’estensione Oligo-Miocenica della catena Ellenica, nella regione di retroarco, durante la subduzione della placca Africana verso nord.
Nel settore nord-orientale dell’isola, affiorano due strutture del NCDS: il Livada ed il Mykonos detachments. Il primo è una zona di taglio prevalentemente duttile con spessore da decametrico ad ettometrico, localizzata nel granito e nelles ovrastanti metabasiti dell’Upper Cycladic Unit. Il Mykonos Detachment consiste invece in una zona di faglia di circa 10 metri di spessore che separa l’UpperCycladic Unit dai sovrastanti sedimenti Miocenici. Entrambe le strutture sono caratterizzate da un’inclinazione di 10-30° verso nord-est e da una cinematica estensionale top-to-the nord-est.
L’obiettivo di questo lavoro è stato quello di definire in dettaglio la struttura del NCDS e investigare la distribuzionedella deformazione dei due detachments. Un rilevamento geologico-strutturale dettagliato di un’area di circa 10 km2 ha permesso di elaborare una carta geologica generale a scala 1:8000 e quattro carte di dettaglio (1:3000 e 1:2500) di aree significative. Mentre il Mykonos Detachment è stato investigato esclusivamente a scala mesoscopica, molta attenzione è stata riservata al granito deformato dall’attività del Livada Detachment. Al fine di svolgere uno studio microstrutturale del granito milonitico, sono stati prelevati 30 campioni in un transetto lungo c. 350 metri. Tra questi, 12 sono stati ulteriormente selezionati per misurare l’orientazione preferenziale degli assi c del quarzo (CPO).
Le osservazioni mesoscopiche hanno permesso di documentare quattro fabric nel granito: magmatico, protomilonitico, milonitico ed ultramilonitico. La lorola distribuzione spaziale non è direttamente legata alla distanza dalla superficie tettonica del Livada Detachment (che separa il granito dalle metabasiti). Sono state, infatti, documentate numerose disomogeneità di dimensioni da decametriche ad ettometriche nel gradiente deformativo con il fabric magmatico presente anche in prossimità del piano del Livada Detachment, in contrasto con le precedenti ricostruzioni che indicano esclusivamente un fabric milonitico in corrispondenza del detachment.
La ripartizione della deformazione a scala microscopica ha prodotto domini di quarzo altamente ricristallizzato e domini meno deformati che preservano fabricdi alta temperatura e strutture sin-magmatiche. I risultati ottenuti dai CPO confermano la ripartizione della deformazione documentata durante l’analisi strutturale condotta alla scala micro- e mesoscopica. Le temperature di deformazione ottenute utilizzando l’angolo di aperura del fabric degli assi c del quarzo, indicano che i fabric ottenuti non sono attribuibili ad una progressiva diminuzione della temperatura di deformazione e/o ad un aumento della deformazione verso il piano del Livada Detachment. In conclusione, questo lavoro di tesi mostra che, anche se a scala dell’intera isola la deformazione aumenta progressivamente verso il piano del Livada Detachment, a scala da ettometrica a micrometrica, la deformazione è distribuita in alternanze di domini ad alta e bassa deformazione alle diverse scale di osservazione.

Abstract
Mykonos Island (Cyclades, Greece) mostly consists of a late Miocene (13.5 ± 0.3 Ma) laccolith-like granitic intrusion emplaced in migmatitic gneiss during the activity of the North Cycladic Detachment System (NCDS), a top-to-the-NE regional-scale detachment that delimit a series of metamorphic core complexes accommodating the Oligo-Miocene back-arc extension of the Hellenic orogen above the north dipping subduction of the African slab.
In the northeastern sector of the island, two branches of NCDS crop out: the Livada and the Mykonos detachment. The former is a ductile-(brittle)10s to 100s m -thick shear zone affecting the granite in the footwall and the metabasites of the Upper Cycladic Unit in the hangingwall, whereas the Mykonos Detachment is an entirely brittle 10 m -thick fault zone affecting the Upper Cycladic Unit and the above late Miocene sediments. Both dip c. 10-30° toward NE and show a top-to-the-NE sense of shear.
The aim of this work was to investigate, in the easternmost part of Mykonos Island, the architecture of the detachment system and the strain distribution across the two branches of the NCDS. A detailed structural field mapping of an area of c. 10km2 was performed allowing to elaborate a 1:8.000 scale geological map and four detailed maps at 1:3.000 and 1:2500 and scale of key areas. The Mykonos Detachment brittle fault zone was investigated at the mesoscopic scale whereas particular attention was given to the granite deformed during the activity of the Livada Detachment shear zone. In order to perform a microstructures study of the mylonite granite, 30 samples were collected within a 350 m-thick transect. Among these, 12 samples were further selected to measure the quartz c-axis preferred orientation (CPO).
Mesoscopic observations allowed to document four fabrics in the granite below the Livada detachment plane (i.e. the tectonic surface separating the sheared granite from the deformed metabasites): magmatic, protomylonitic, mylonitic and ultramylonitic fabric. The field mapping indicates that their spatial distribution is not directly related to the distance from the Livada Detachment plane. Several 10s to 100s m-thick inhomogeneities in deformation gradients were documented along-strike with locally the magmatic fabric still present very close to the Livada Detachment plane, contrasting with the previous reconstructions of a ubiquitous mylonitic fabric close to the detachment plane.
Moreover, strain partitioning at the microscopic scale results in highly recrystallized quartz domains and less deformed domains preserving high-temperatures quartz fabrics and syn-magmatic structures. The obtained results by quartz c-axis preferred orientation measurements corroborate the strain partition documented during the micro- and the mesoscopic structural analysis. Deformation temperatures obtained using the Kruhl’s opening angle geothermometer point out that the observed fabrics cannot logically be attributed to a progressive decreasing in deformation temperatures and/or increasing of deformation toward the Livada Detachment plane. In conclusion, this work points out that, even if at the island scale deformation progressively increases toward the Livada Detachment plane, at the meso and microscopic scale, the deformation is strongly partitioned in high-strain and low-strain domains.