Характер на метаморфизма, време на проява на метаморфните изменения и възраст на протолитите

3.3.1.4. Характер на метаморфизма, време на проява на метаморфните изменения и възраст на протолитите

Направените изчисления за Р-Т условията в гнайсошисти и метагранити от Боровишката единица показват също регресивен ход на метаморфизма, подобно на хода в Ардинската и Старцевската единица, но при по-ниски пикови температури, в полето на ставролит-кианитовата зона (Т 590–645°С) до преобладаващо в полето на гранатовата зона (Т 550–470°С). Налягането варира от 6–9 kbar до 4–2 kbar за по-ниско температурните интервали, следвайки ретроградния ход на метаморфизма по посока на часовниковата стрелка.

Изследванията върху характера и възрастта на протолитите на метагранитите (Овчарова, 2005) показват, че те са продукт на вулканско-дъгов магматизъм с единични точки, насочващи към пост-колизионните гранити. Времето на генериране, внедряване и кристализация на гранитна магма се определя на около 150 Ma. Петрографските данни характеризират пластична деформация за кварца и биотита и крехко-пластична деформация за фелдшпатите.

Времето на термалния пик в метагранитите, определено по новообразуваните монацити, е 53 Ma.

Кърджалийската литотектонска единица се намира в тектонска суперпозиция с Боровишката единица. Като литотектонска единица е отделена от Саров и др. (2004). Една част от нея е описвана като Кърджалийски комплекс от Георгиев и др. (1997ф). Разкриващата се на к. л. Кърджали (М 1: 50 000) част от единицата е изградена от милонитизирани и диафторизирани биотитови гнайси, хлоритови шисти, кварцити, дребнозърнести мрамори, метабазити и ултрабазити, засегнати от процесите на наложен зеленошистен метаморфизъм. Разкрития от разрези в зеленошистен фациес се наблюдават в дълбокия дол между селата Опълченци и Петлино, по пътя Опълченци – Воловарци и Кърджали – Ардино. Отделни разкрития от подобен тип разрези се наблюдават също и при стената на яз. Кърджали. Петрографските изследвания определят една част от скалите на единицата като ретроградно променени скали в зоната на милонитизация в зеленошистен фациес. Този факт се обяснява с развитието на милонитната зона върху скалите на Боровишката и Кърджалийската единица.

В рамките на к. л. Златоград скалите на единицата са представени от Добромирските ултрабазити, разкриващи се в участъка между селата Първенци, Пресека, Добромирци и Горски Извор, от метагабра и плагиометагранити с лещи от ултрабазити в района на махалите Зимица и Пещерска. В основата на единицата освен милонитните зони са установени и големи тела от еклогити.

Долната граница, отделяща я от Боровишката литотектонска единица, представлява милонитна зона, свързана с изявата на Кържалийската зона на срязване (Саров и др., 2004). Представителни разрези на милонитната зона се наблюдават южно от Кърджали, в дълбокия дол западно от с. Каменарци, между селата Опълченци и Петлино, по пътя Опълченци – Воловарци и Кърджали – Ардино, както и до стената на язовир Кърджали. Срязването е с крехко-пластичен характер с отседни участъци западно от село Каменарци и полегато залягащи милонитни зони, оформящи тектонски клипи при селата Воловарци, Македонци, вр. Сиври тепе и др.

Горната граница се поставя в основата на несъгласно залягащите отгоре палеогенски седименти и вулканити и от разломните нарушения по северозападната граница на палеогенския грабен при с. Горски Извор.

3.3.2.2. Литология

Структурата е порфиробластна по гранат, с реликтово симплектитова структура на основната маса, грано- до гранонематобластна, пойкилобластна.

Микроскопски се наблюдават всички преходи от еклогитови скали през гранатови амфиболити до безгранатови амфиболити.

По характер на минералната парагенеза се отделят два стадия:

Петрохимичната характеристика на метабазитите се базира на направените (Саров и др., 1997ф) химически и рентгено-флуорисцентни анализи. За петрохимичното определяне на протолита на метабазитите бяха използвани различни зависимости между главните елементи, изразени в атомни количества. На диаграмата на de la Roche (1968) всички проби попадат в полетата на базалтите и спилитите.

Всички петрохимични данни сочат, че протолитът на метабазитите в картирания район са толеитови магмени скали, формирани в зона на срединно океански хребет (СОХ).
Ултрабазити (Br/ub). Утрабазитите са представени от лещовидни тела в разреза на метаплагиогранитите при Зимица и основно от Добромирското ултрабазично тяло. То се разкрива в района на с. Добромирци, в участъка между язовор Бенковски, с. Добромирци, с. Пресека и с. Горски Извор. Според Желязкова-Панайотова (1989) Добромирското ултрабазитово тяло е изградено от дунити, перидотити и по-малко пироксенити. Пресича се от габро и пегматити. За дунитите и перидотитите са характерни силната и пълна на места серпентинизация. Те са оталкозени, хлоритизирани и карбонатизирани. Според цитирания автор особеностите на масива – състав, строеж и асоциации с габро и еклогити, дават основание да се приеме, че в сравнение с Яковишкия ултрабазит то може да се разглежда като част от от кумулативен комплекс, изграждащ по-горните части на офиолитовата асоциация.
Метаплагиогранити (K/plmγ). В района на с. Зимица (в дерето между вр. Мандрището и вр. Саръмеше) в асоциация с метабазити (еклогити и метагабра) се разкриват левкократни сиво-бели ивичести скали, които по състав отговарят на метаплагиогранити. В тях се установяват малки неправилни по форма тела (ксенолити) от серпентинизирани ултрабазити и метаеклогити, послойни и секущи кварцови жили и лещи с дебелина 3–5 cm.

Плагиогранитите са метаморфозирани и силно деформирани (на места дори милонитизирани), което определя ясната им шистозност и обособяването на левкократни и по-тъмни неиздържани ивици. Наблюдават се ивици, набогатени на порфиробластен гранат, на кварц – съсредоточен в мономинерални тънки ивици, и такива, изградени от по-едрозърнест плагиоклаз и кварц. По строеж метаплагиогранитите са средно- до дребнозърнести, с лепидогранобластна, дребнопорфиробластна по гранат структура.

Тясната пространствена връзка с еклогити и кумулативни ултрабазити, както и петрографските особености (устойчив минерален състав, запазени магматични структури) ни позволяват да предположим, че плагиогранитите представляват първични диференциати на базична магма и са генетично свързани с протолитите на еклогитите и целия офиолитов комплекс.

Сред плагиогранитите като секущи жили се различават също кремаво-бели аплитоидни гранити с тъмни малки петна от променен гранат. За разлика от плагиогранитите, които не съдържат калиев фелдшпат, в състава на аплитоидните гранити (Кацков и др., 1965ф) участва калиев фелдшпат и плагиоклаз, кварц, мусковит, биотит, рутил, апатит, циркон, гранат и хлорит. Структурата им е хетерогранобластова, порфироидна. Като цяло аплитоидните гранити са подложени на тектонска обработка, изразена в удребняване на минералите и вълновидно потъмнение на някои от тях.

Петрографските данни за скалите от Кърджалийската литотектонска единица характеризират известна част от протолитите. Установени са метабазити като продукт от метаморфизма на базични вулканити (Кожухарова, 1984) и ултрабазитови тела като перидотити от метаофиолитов комплекс (Желязкова-Панайотова и др., 1977). Като цяло за единицата (извън района) са установени и данни и за метаседименти – мрамори, гранат-слюдени шисти и др. Тези данни дават основание за характеризирането на скалите на единицата като метаморфозиран вулканогенно-седиментен разрез, включващ и тела от перидотитови ултрабазити и еклогити. Липсват данни за възрастта на протолитите.

Крумовишката литотектонска единица се разкрива на малка площ в югоизточната част на к. л. Златоград, в района на с. Горно Къпиново. Представена е от мигматизирани биотитови гнайси, включващи лещи от ултрабазити, мрамори и амфиболити. Като част от разреза се разглеждат и равномернозърнести метагранити, разкриващи се на широки площи около селата Чакаларово и Кирково. Върху скалите на единицата е наложен Горнокъпиновския палеогенски грабен с разсед-отседни разломни нарушения. В литоложко отношения Крумовишката литотектонска единица е много сходна с разреза на Старцевската литотектонска единица. Това е дало основание на редица автори (Z. Ivanov, 1988; 2000; Burg et al., 1990, 1992) да разглеждат двата разреза като едно цяло. Въпреки литоложкото сходство ние я разглеждаме като самостоятелна единица, тъй като двете единици нямат пряка връзка и са отделени с милонитни зони с различен характер.

Долната граница не се разкрива в рамките на картния лист. Тя е установена в долината на р. Кесебир и тук няма да се коментира.

Горната граница се поставя между мигматизираните гнайси и Яковишките ултрабазити. Границата представлява дясно синметаморфно отседно срязване с посока СИ–ЮЗ. В зоната на срязването фолиацията е стръмна до вертикална, слабо наклонена към запад. Срязването има пластичен характер, върху което се налагат крехко-пластични и крехки движения, водещи и при формирането на Горнокъпиновския палеогенски грабен.

Малката площ, в която се разкриват скалите на Крумовишката литотектонска единица не дава достатъчно данни за подробна характеристика на плоскостните и линейни структури.

Специализирани изследвания за термо-барометричните характеристики не са правени. По данни от петроложките изследвания метаморфизъмът е в рамките на амфиболитов фациес. Установените магматични протолити на метаморфозираните равномернозърнести гранити са датирани по проби от района на с. Кирково. Използван е Rb/Sr метод, който показва възраст 328 Ма.

Към тази група гранити отнасяме телата при с. Припек и с. Дрангово.

Гранитите се разкриват по пътя за с. Долен, СЗ от с. Добринци, Припекска река и на север към вр. Ветреника. Те са светлосиви до бежови, дребнозърнести, масивни до слабо нашистени в участъка в близост до Боровишката зона на срязване. В разкритията по билните части са много напукани, изветрели и грусирани, но в доловете са свежи, масивни. Формата на тялото като цяло е удължена по посока на регионалната шистозност и запечатва Боровишката зона на срязване. В зоната на срязване гранитите също са засегнати от деформацията, по-силно окварцени и срязани без да показват макроскопски белези на пластична деформация, което предполага, че внедряването им е вероятно късно син- до пост-кинематично (след пика на деформациите, но в ориентирано поле на напреженията).

По данни на Саров и др. (1997ф, 1998ф) и Овчарова (2005) структурата е реликтово гранитова, с наложена гранобластна до гранолепидобластна, мирмекитова. Главните скалообразуващи минерали са плагиоклаз, калиев фелдшпат, кварц, биотит, бяла слюда, а акцесорната генерация е представена от апатит, циркон, монацит, руден минерал. Микроструктурните белези показват постепенен преход от скали, в които се наблюдават типични магматични структури, предимно в централните части на удълженото тяло, към такива с наложена деформация в твърдо състояние, особено силно изразена в приконтактните участъци.

Свързани с еволюциата на Припекския гранит са установените два типа жилни фази.

Първият тип са левкократни пегматитови и аплитови жили без белези на деформация. Аплитовите жили изобилстват предимно в приконтактните участъци на гранита, като заедно с жили от самия гранит секат всички скали на рамката или се включват паралелно на шистозността в нея. Пегматитите са представени от жили с различна дебелина от 1 до 5 m, дължина до 50 m, със североизток-югозападна посока, ясно секущи на шистозността в метагранитите. На контакта с тях се образуват натрупвания от биотит. Най-голямото разкритие на тези пегматити е южно от с. Долен, Златоградско. Причислявани са към групата на редкоземните пегматити (И. Иванов, 1989).

Пегматитите са грубозърнести, слюдоносни и с богата редкометална минерализация. Изградени са основно от калиев фелдшпат (микроклин), плагиоклаз (олигоклаз), кварц, едролюспеста бяла слюда и гранат. Взаимоотношенията и условията на образуване на редкометалните минерали в пегматитите са описани от И. Иванов, Арнаудов (1966). Според тях акцесорните минерали (монацит, ксенотим, циркон, циртолит, ниобо-танталати, аланит, уранинит и др.) са включени в кварц-мусковит-гранатовия комплекс, чиито взаимоотношения със скалообразуващите минерали сочат относително по-късното му образуване. Арнаудов, Петрусенко (1971) описват също и наличие на берил и хризоберил в същите пегматити, като свързват образуването на тези минерали с внедряването на пегматита в богати на Al₂O₃ метаморфити вследствие на контаминационни процеси. В литературата са известни възрастови определения на тези скали по U-Pb метод (Арнаудов и др., 1969) и оловно-изотопен метод (Amov at al., 1973), сочещи средна възраст от около 50 Ма.

Вторият тип дайкова фаза е представена от дребнозърнест, тъмносив, амфибол-биотитов гранит, който също има резки, интрузивни контакти с вместващите скали от рамката.

Текстурата на този гранит е масивна, а структурата – хипидиоморфнозърнеста, равномернозърнеста. Основните скалообразуващи минерали са плагиоклаз (Аn_17-19) – идиоморфен или кородиран; калиев фелдшпат – също идиоморфен, на места с пертитови отсмесвания, по-рядко ксеноморфен; кварц – бистър, ксеноморфен, със слабо вълновидно потъмнение; биотит – кафяв, идиоморфен, но на места кородиран и хлоритизиран. За разлика от Припекския гранит, в дайковата фаза освен биотит се среща и амфибол, представен от зелени до зелено-кафяви единични идиоморфни зърна, често променени в хлорит. Амфиболът по състав отговаря на типичен калциев амфибол

Данните на Овчарова (2005) за датировката на Припекските гранити са основани на изследване на циркони и монацити. Цирконите са представени от дългопризматични и късопризматични бипирамидални кристали и изометрични зърна. Анализирани са 7 бр. дългопризматични циркони, прозрачни, безцветни до бледорозови. Те показват възраст в рамките на 532 Ма. Направените от M. Rohrmeier (2005) анализи коригират определената възраст на 52,8 Ма.
Дранговски гранити. Разглежданите гранити се разкриват северно от с. Дрангово в изтеглено в североизточна посока тяло, проследено до местността Бариерата (извън картния лист). Този гранит е внедрен сред скалите на Боровишката литотектонска единица, представени от биотитови гнайси, мрамори и амфиболити. Първичните интрузивни контакти са запазени в района на с. Чичево. В по-голямата си част са тектонизирани от крехки разломни нарушения, особено западният контакт на тялото. Северно от с. Дрангово се наблюдават ксенолити от вместващите скали – гнайси, мрамори и амфиболити.

Макроскопски гранитите са мезократни, сиви на цвят. В участъците, където са силно катаклазирани, са изветрели и грусирани и са почти бели. Структурата на гранита е порфирна, хипидиоморфнозърнеста, обусловена от различната степен на идиоморфизъм на главните скалообразуващи минерали, монцонитова и пойкилитова. Главните скалообразуващи минерали са представени от плагиоклаз, кварц, биотит, калиев федшпат и амфибол. Направената петрохимична характеристика (Саров и др., 1997ф) ги характеризира като I-тип гранити. Няма данни за тяхната възраст.

Литостратиграфските единици са поделени на слоести и неслоести. Широкото развитие на вулкански скали, продуцирани от различни центрове, мотивира при тяхната подялба и картиране прилагането на комбинация от литостратиграфски и вулканоложки подход. В съответствие с това се отделят вулкански комплекси, най-често съставени от подкомплекси. Тези поделения със сложен вътрешен строеж принадлежат на категорията на официалните неслоести литостратиграфски единици, като са именувани с топонимно прилагателно и съответния рангов термин – вулкански комплекс или подкомплекс. Биномното означаване на ранговия термин (и чрез “вулкански”) го отличава от “официалния комплекс”, който в Българския стратиграфски кодекс се дефинира като литостратиграфска единица от смесени скали.

Вулканските комплекси и подкомплекси съдържат единици от по-нисък ранг, както неслоести, така и слоести. Последните могат да бъдат и вулкано-седиментни – свити и членове, респективно задруги и пачки, в случаите, когато вулканският (но не и епикластичен) материал е продуциран от съответния източник. Вулканските комплекси в отделни случаи са обединявани със седиментни свити и задруги във вулкано-седиментни групи.

Въведените от някои автори официални литостратиграфски единици, изградени предимно от вулкански скали, са интерпретирани като комплекси от смесени скали. В действителност се касае за единици от категорията на вулканските комплекси (Хрисчев, 2005). В този смисъл те са ревизирани при нашите изследвания, без промяна на авторството им.

Вулканските комплекси се продуцират от (палео)вулкани – самостоятелни или групирани по някакви белези. С оглед обвързването на литостратиграфската и палеовулканоложка информация е извършено ранкиране на вулканските структури с отчитане на комплексното им устройство, като са отделени (суб)структури от II, III и пр. порядък.

Пъстрата литостратиграфско-вулканоложка картина отразява сложно магмено-тектонско развитие на Източните Родопи, в което се отделят стадии, етапи и фази. Пространствено-времевите взаимоотношения на литостратиграфските единици и структурната им привързаност са показани съответно на Фиг.2 и Фиг. 28. Двете схеми са разработени от Б. Йорданов в периода 1999–2006 г.

По-подробно принципите на подялба на палеогенските скали в Източните Родопи и произтичащите от това вулканоложки и тектонски интерпретации са изложени в обяснителните записки към картните листове в М 1: 50 000 Студен кладенец и Сусам.



Фиг. 2. Схема на съподчинеността, взаимоотношенията и регионалната привързаност на разноранговите литостратиграфски единици от палеогена в Източните Родопи (щрихованите полета показват застъпените единици в рамките на картния лист).

Абревиатурни обозначения:

ТД – Тракийска депресия; ЗИСТЗ – Звинишко-Ибреджекска структурно-тектонска зона; ГТД – Горнотракийска депресия; ДТД – Долнотракийска депресия; ККБВ – Комплекс на късния базичен вулканизъм; ПВК – Планинецки вулкански комплекс; КТК – Кисел тензионен комплекс; ЗДК –Загражденски дайков комплекс; БВК – Бряговски вулкански комплекс; ГВК – Гарвановски вулкански комплекс; ЗВК – Звезделски вулкански комплекс; ПКЗ – пясъчниково-конгломератна задруга; МВЗ – мергелно-варовикова задруга; КТТЗ – карбонатно-теригенно-туфозна задруга

4.1.2. Крумовградска група (неподелена) (KgGPc-E₂)

Обособяването на старопалеогенски отложения от състава на т. нар. брекчоконгломератен хоризонт в Източните Родопи се прави за пръв път от Atanasov, Goranov (1984). С въвеждането на две свити – Шаварска и Кандилска, Крумовградската група е номинирана като официална единица от Goranov, Atanasov (1992).

Подробна справка относно развитието на представите, набора от съставни единици (свити), както и паралелът и приоритетите в наименованията спрямо Лъкинска група (Kozhoukharov et al., 1991), се прави от Zagorchev (1998).

Някои от номинираните допълнително градивни единици – Бисерска и Лешниковска свита (Горанов, Боянов, 1996), се схващат от нас като принадлежни към по-високи части на палеогенския разрез.

Областта на развитие на Крумовградската група в първоначално дефинирания ù обем се разполага в североизточните окрайнини на Кесибирското подуване, южно от Крумовград. На к. л. Златоград групата е представена като неподелена, тъй като литоложкият пълнеж има само частично сходство с характеристиките на Шаварска свита.

В рамката на изследваната територия седиментите на Крумовградската група са установени за първи път при проучването на Йорданов, Калинова (в: Саров и др., 1997ф) като отделни малки изолирани площи, разположени около селата Припек и Генерал Гешево, както и в околностите на с. Добромирци и ЮИ от с. Могиляне. Те лежат в основата на стари тектонски обусловени негативни структури, образувани по метаморфната подложка (Пресешкия грабен) и протоструктурата, разположена между Централородопската подутина и Дранговския блок.

Крумовградската група заляга с размив върху метаморфната подложка. Покрива се несъгласно или се отделя с разломна граница от седиментите на Подрумченската свита и карбонатно-теригенния комплекс.

В околностите на селата Припек и Генерал Гешево скалите на единицата са представени предимно от здрава, силно уплътнена дребно-среднокъсова (20–30 cm) хаотична брекча. Кластите са изключително от тектонски преработени белезникави мрамори. Присъстват и единични късове от гнайси и ултрабазити. Брекчата е класт-поддържана. Матриксът е карбонатен, с преобладаващо червеникав цвят. Важен белег е наличието на брекчирани мраморни плаки всред описаните скали, гравитачно хлъзнати в източна посока.

При с. Добромирци (западния борд на Бенковското понижение) скалите представляват отново уплътнени мономиктови брекчи, но в късовия състав участват изключително серпентинизирани ултрабазити от директната подложка. Матриксът е оскъден и се явява като тънки прослойки (4–5 cm) от гравийни до псамитни по размер пясъчници.

По северозападната периферия на Дранговския блок Крумовградската група е представена от дребно-средночакълни до гигантскоблокови (източно от с. Китна) класт-поддържани брекчи с късове от биотитови гнайси. Кластите са несортирани, на места изключително уплътнени, с предимно ръбести очертания. Матриксът е неравномерно разпределен, често липсващ. Когато присъства, той е с псамо-псефитни размери и представлява по-фино катаклазиран или претрит материал с идентичен петрографски състав.

В повечето случаи определянето на дебелината на единицата е силно затруднено поради труднодоловимата долна граница спрямо подложката (тя, най-често е с аналогичен състав). Дебелината варира от 0–15 m до към 50 m при селата Припек и Генерал Гешево, а в околностите на с. Китна вероятно превишава 100 m.

Основен генетичен белег на неподелените седименти от групата e проксималният в случая колувиално-срутищен произход. Не се изключва процесите да са обусловени от разломи на отделяне, генетично свързани с късноалпийските подувания във фундамента.

Хроностратиграфският обхват на Крумовградската група варира в широк интервал. По пресноводни фитофосили (Goranov, Atanasov, 1992 – за района на Крумовград), и микрофораминиферии (Dimitrova et al., 2001 – за Ивайловградско и Асеновградско) възрастта на групата се определя като палеоцен – среден еоцен.
4.1.3. Ивановска група

Единицата е означена под това име за първи път от Йорданов (в: Саров и др., 2002ф) по името на с. Иваново, Хасковска област, без да са следвани изискванията при въвеждането на официалните литостратиграфски единици. Към състава ù са причислени отделените от Горанов, Боянов (1996) Бисерска и Лешниковска свита, отнесени от номиниращите автори към обема на Крумовградската група. Главните основания за подобен род действия са установените на различни нива взаимоотношения на преход и зацепване с приабонската брекчоконгломератна задруга в самите типови разрези на свитите, както и в Ибреджекския хорст.

Йорданов и др. (в: Саров и др., 2006ф) обособяват червените брекчоконгломерати като Подрумченска свита. Така съставът на групата придобива следния вид: Бисерска свита, Лешниковска свита и Подрумченска свита. Като официална литостратиграфска единица Ивановската група се въвежда в Обяснителна записка към Геоложка карта в М 1: 50 000 – к. л. Харманли.

Най-характерен белег на Ивановската група е интимната асоциация на преобладаващо груботеригенни, предимно континентални образувания, различни по окраска, състав и генезис скали.

В регионален план скалите на групата изпълват Припекското съставно понижение. В рамките на картния лист в типовия си вид са представени само материалите на Подрумченската свита.