Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

34

The crust and upper mantle structure of Crete, the Cretan and

Libyan Seas were obtained by two onshore-offshore seismic experi-

ments performed in 1997 and 1999. Onshore we deployed up to 100

stand alone digital seismic stations and offshore 67 OBS. They were

used to record seismic energy generated by a 3050 cubic inch airgun

array. Six seismic profiles were recorded and approx. 700 locations

were occupied by the onshore-offshore seismic stations (Figure 1).

Technical details of both experiments have been described obtained at

Bohnhoffet al.[1] and Broenner and Makris [2]. 

Crustal structure on Crete proved to be laterally very variably.At the

central part of Crete the crustal thickness exceeds 30 km whereas to

the east and west the continental crust thins to approx. 26 km and to

the east 22 km. In general the southern part of the island is thinner than

the northern part of it and even at central Crete obtains values of the

order of 29 km. To the north of Crete (Cretan sea) the continental crust

does not exceed 16 km at its thinnest part and seems to be associated

with transtensional processes that created pull apart basins (see also

[3]). The sediments in the Cretan sea do not exceed 5000m and high

velocity metamorphic limestones partly exposed on Crete do not seem

to be present. On Crete the metamorphic limestone formations

(Plattenkalk) have variable thicknesses ranging between 3 and 5 km.

Their compressional velocities have values between 5.7 and 6.0 km/s.

Below Crete we could identify in western and central Crete a second

crustal layer of 5 to 6 km thickness which is clearly separated by the

continental crust by first order discontinuity mapped due its good

re?ectivity.This layer was interpreted as oceanic crust of the Ionian

domaine which is presently subducted below Crete. The decoupling of

this layer from the continental crust occurs at the north-eastern part of

Crete and the decoupling front is northwest-southeast oriented. It

delineates the down dipping slab of oceanic lithosphere that generates

the volcanic arc of the southern Aegean sea (Figure 2). 

South of Crete the continental crust extends 100 - 150 km south and

southwest of the Cretan coast and has been partly tectonized by the

Ptolomeus and Pliny fault systems which are also associated with

extensional structures. These propably involve strike slip as well as

normal faulting. The crust of the Libyan sea which was mapped south

of the Pliny fault is composed of oceanic crust and covered by thick

sediments. Along the Mediterranean Ridge they exceed in some areas

12 km in thickness. This part of the Libyan sea is very strongly fold-

ed and faulted, expressing the intense tectonic deformation ongoing at

present. In this part of the Mediterranean Ridge we have not identified

high velocity limestones of the Plattenkalk type as those exposed on

Crete or other Parts of the Hellenic Arc. Compressional wave veloci-

ties of 4.5 - 4.8 km/s denote the existence formations that have not

been subjected to significant metamorphism. In most of the Libyan sea

we identified one inversion zone of 3.0 -3.2 km/s underlying the 4.2

km/s limestones. In some parts two inversion zones have been

mapped.

The African continental crust extends north to northeast for more

than 100 km off the Libyan coast. This part of the crust is strongly

thinned (25 -22 km thickness) and covered by thick sediments which

are more intensely deformed to the west than to the east of Cyrenaica.

Along our western profile we identified thick sedimental basins at the

Libyan offshore areas that contain more than 8000m of sediments and

are truncated to the northeast by intense faulting. By comparing the

eastern profiles with the western line described above, we see that the

intense tectonization is closer to the eastern Cretan coast than to its

western side. In general whereas south of Crete the continent- ocean

collision is oblique, to the west the subduction is oriented parallel to

the Hellenides and of northeast- southwest orientation.

References:

1 - Bohnhoffet al., 2000, Crustal investigation of the hellenic subduction

zone using wide aperture seismic data, in Press

2 - Broenner M. and Makris J., 2000. Crustal structure of the Libyan

margin.C

IESM

Workshop Series, 13: 63- 66

3 - Goetz L.G., 1996, Beschreibung und Vergleich der Tektonik pazifisch-

er und mediterraner Back- arc Becken hergeleitet aus echographischen

und bathymetrischen Vermessungen, Bericht aus dem ZMK, Reihe C:

Geophysik, Nr. 9

CRUSTAL SHORTENING ALONG THE CRETAN ARC OBTAINED BY ACTIVE SEISMIC EXPERIMENTS

Jannis Makris*, Marco Brönner

Institute for Geophysics, Hamburg University, Hamburg, Germany - makris@dkrz.de

Keywords: crustal mapping, tectonics, Crete, Libyan and Cretan seas

Figure1:Crete-Projekt,DistributionofOBS-andLand-

Figure 2: 2D Velocity- Depth model from the rim of Africa

across Crete to Santorini, vertical exaggeration: 3.0