Original paper
New U-Pb zircon and biostratigraphic data of the Tyros Unit, eastern Crete: constraints on Triassic palaeogeography and depositional environment of the eastern Mediterranean
Zulauf, Gernold; Blau, Joachim; Dörr, Wolfgang; Klein, Thomas; Krahl, Jochen; Kustatscher, Evelyn; Petschick, Rainer; van de Schootbrugge, Bas
Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Band 164 Heft 2 (2013), p. 337 - 352
published: Jun 1, 2013
DOI: 10.1127/1860-1804/2013/0009
ArtNo. ESP171016402010, Price: 29.00 €
Abstract
We investigated volcanic and sedimentary rocks of the Toplou Beds, which constitute the uppermost part of the Tyros Unit of eastern Crete. U-Pb TIMS analyses of zircons, separated from a metarhyolite of the lower Toplou Beds, yielded concordant ages at 361.2 ± 1.2, 307.4 ± 1.2 and 228 ± 1.7 Ma. The youngest age is interpreted to reflect the timing of melt emplacement in Carnian times. The older ages are inherited from zircons, which belong to the crystalline basement through which the rhyolite melt was ascending. At higher stratigraphic levels we found fern fragments inside black slates, which are intercalated with Carnian metasandstones and metaconglomerates. The fern fragments resemble most closely the genus Phlebopteris, which is typical for the Triassic to Early Jurassic of Europe. Findings of the foraminifera Gandinella falsofriedli inside dolomite of the uppermost part of the Toplou Beds suggest a Norian/Rhaetian age. As the basal parts of the Tripolitza Nappe yielded Ladinian and Carnian ages, the Tyros Unit cannot continue upwards into the Tripolitza Platform. The misfit in ages and the inversion in metamorphic grade of Tyros and Tripolitza rocks suggest a thrust contact between both units. The Triassic records inside the Tyros Unit can be explained by subduction and collision following the closure of the Palaeotethys. Subduction underneath the Cimmerian ribbon continent is documented by metaandesite in the basal parts of the Tyros Unit (Chamezi Beds), which rest unconformably on top of Carboniferous/Permian crystalline basement. The andesites and shallow marine clastics are interpreted to have been deposited in a fore-arc position. Redeposited neritic carbonates in the form of pebbles in Lower Triassic and Anisian conglomerates of the Chamezi and Tripokefala beds, respectively, suggest uplift and erosion of pre-existing carbonate platforms. This phase of uplift and erosion is attributed to collision of Pelagonia with the Cimmerian ribbon continent following the closure of the Palaeotethys. Uplift and erosion were still active in Ladinian times explaining the lack of Ladinian fossils inside the Tyros Unit. The shallow-marine and terrestrial conditions during Carnian sedimentation of the Toplou Beds can be well correlated with the conditions during deposition of the Cassianer/Raibler Beds of the Southern Alps.
Kurzfassung
Die Toplou-Schichten bilden die tektonostratigrafisch höchste Einheit der ostkretischen Tyros-Schichten. U-Pb-TIMS-Analysen von Zirkonen eines Metarhyoliths der unteren Toplou-Schichten ergaben konkordante Alter von 361,2 ± 1,2, 307,4 ± 1,2 und 228 ± 1,7 Ma. Das jüngste Alter wird als karnisches Platznahmealter des Rhyoliths interpretiert. Die höheren Alter stammen von ererbten Zirkonen aus dem unterlagernden Grundgebirge. In höheren stratigrafischen Einheiten der Toplou-Schichten liegen gut erhaltene Farn-Fragmente in schwarzen Schiefern vor, die mit karnischen Metasandsteinen und Metakonglomeraten in Wechsellagerung stehen. Die Farn-Fragmente gehören mit höchster Wahrscheinlichkeit zum Genus Phlebopteris, der charakteristisch für die triassischen bis frühjurassischen Sedimente in Europa ist. Foraminiferen der Gattung Gandinella falsofriedli in Dolomiten der obersten Toplou-Schichten zeigen ein norisch-rhaetisches Alter an. Da die basalen Tripolitza-Einheiten zum Teil ein ladinisches bis karnisches Alter aufweisen, können die Tyros-Schichten nicht das sedimentäre Unterlager der Tripolitza-Einheit darstellen. Dieser Sachverhalt und die Inversion im Metamorphosegrad zwischen Tyros- und Tripolitza-Gesteinen belegen einen Überschiebungskontakt zwischen beiden. Die triassischen Überlieferungen in den Tyros-Schichten können durch Subduktion und Kollision in Folge der Schließung der Paläotethys erklärt werden. Subduktion von Lithosphäre unter den Kimmerischen Streifenkontinent ist durch mächtige Metaandesitfolgen dokumentiert, die den basalen Teil der Tyros-Schichten (Chamezi-Schichten) darstellen. Diese lagern diskordant auf einem karbonisch/permischen kristallinen Grundgebirge. Die Andesite und flach-marine Klastite wurden vermutlich in einer ,,fore-arc“-Position abgelagert. Umgelagerte neritische Karbonate in Form von Geröllen innerhalb der untertriassischen und anisischen Konglomerate der Chamezi- und Tripokefala-Schichten zeigen Heraushebung und Abtragung von prä-existierenden Karbonatplattformen an. Diese Phase ging einher mit der Kollision von Pelagonia und dem Kimmerischen Streifenkontinent. Das Fehlen von ladinischen Fossilien in den Tyros-Schichten zeigt anhaltende Heraushebung und Abtragung im Ladin an. Die flachmarinen bis terrestrischen Bedingungen während der karnischen Sedimentation der Toplou-Schichten stehen in Einklang mit den Sedimentationsbedingungen der Cassianer/Raibler Schichten der südlichen Alpen.
Keywords
triassic stratigraphy • eastern mediterranean • crete • toplou beds • tyros unit • cimmerian orogeny