Palaeo- and rock magnetism of mesozoic carbonate rocks in the sub-tatric series (Central West Carpathians) - palaeotectonic implications

• Autorzy: Grabowski J.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents new palaeomagnetic and rock magnetic data from the Mesozoic carbonates of the Fatric (Kriżna) and Hronic (Choć) units from the Polish part of the Tatra Mts. 55 independently oriented hand samples were col-lected in the Western Tatra Mts. from the Kriżna nappe (8 localities; Middle Triassic-Lower Cretaceous) and Choć nappe (1 lo-cality; Middle Triassic). The results are interpreted together with data already published from the High Tatric units and com-pared to the palaeomagnetic database of Mesozoic and Tertiary results from the Eastern Alpine-Carpathian-Pannonian area. The rock magnetic investigations include IRM experiments, hysteresis measurements, thermomagnetic analysis and Iow temperaturę susceptibility measurements. Ali palaeomagnetically investigated sedimentary rocks in the Tatra Mts. were remagnetized. The age of remagnetization was interpreted as 113-88 Ma during Cretaceous Quiet Zone of normal polarity, synchronously with the Late Cretaceous thrusting in the Central West Carpathians (CWC). Fold test in some Kriżna (Bobrowiec and Suchy Wierch) units revealed that the remagnetization took place before the internal deformations of these units took place. Remagnetization is related mostly to pseudo-single domain (PSD) magnetite. In one locality ("Biancone" limestones of Tithonian/Berriasian age) the mixed polarity component was noted. The component passed the reversal test and was preliminarily interpreted as primary. However, different hysteresis parameters and maximum unblocking temperatures in the normally and reversely magnetized samples indicate complex rock magnetic properties and further investigations should be performed to prove its primary naturę. Identification of syntectonic Late Cretaceous remagnetization let to determine the dip of strata in investigated tectonic units during thrusting. The most numerous and reliable data were obtained in this and earlier studies from the High Tatric parautochthon and Bobrowiec, Hawrań and Suchy Wierch units belonging to the Kriżna nappe. Parautochthon was remagnetized in roughly horizontal position (š5°) while the mentioned Kriżna units were dipping at least 10-20° to the S to S W during magnetization. This implies that horizontal compression might be an important factor of their emplacement. However in the two localities from some other Kriżna units palaeomagnetic directions indicate that rocks were magnetized dipping 20-60° to the north thus the attitude of strata during overthrusting was complex. Palaeolatitude of the Tatra Mts. in the Late Cretaceous amounts to 30-36° N. Possibly primary component isolated in the Tithonian/Berriasian limestones indicate palaeolatitude 21-23° N which is closer to the African/Adriatic than European plate. Palaeodeclinations of Mesozoic compo-nents reveal 20-50° clockwise rotation of parautochthonous unit and Kriżna nappe in relation to the European platform. These are most likely resultant values of ca. 60° counter-clockwise rotation after Oligocene and 80-110° clockwise rotation between Cenomanian-Turonian and Eocene. After subtracting the effect of Tertiary rotation, the Mesozoic palaeopoles from the Tatra Mts. are matched with pre-Gosau palaeopoles from the Northern Calcareous Alps (NCA). These two rotational events are most probably characteristic also for the CWC in Slovakia, howeyer their magnitude is variable due to local tectonic effects. Existing palaeomagnetic data point to palaeotectonic affinity of the CWC and NCA in the Mesozoic. On the other hand, the CWC reveal different rotation pattern than the areas belonging to the Adriatic plate (Southern Alps, Inner West Carpathians (IWC) and Northern Pannonia). It seems that different azimuth of the Cretaceous palaeodeclinations between the CWC (predominantly clockwise rotations) and IWC, and Outer West Carpathians (exclusively counter-clockwise rotations) point to Cretaceous rotational movements along the Pieniny Klippen Belt and Meliata suture zones.

PL

W pracy przedstawiono nowe i częściowo opublikowane dane paleo- i petromagnetyczne z mezozoicznych skał węglanowych płaszczowin reglowych dolnej (kriżniańska - Fatricum) i górnej (choczańska - Hronicum) w polskiej części Tatr. Próbki do badań paleomagnetycznych pobrano z 8 stanowisk (środkowy trias-dolna kreda) w płaszczowinie reglowej dolnej i 1 stanowiska (środkowy trias) w płaszczowinie reglowej górnej. Ogółem pobrano 55 niezależnie zorientowanych próbek ręcznych. Wyniki badań zinterpretowano razem z opublikowanymi już danymi z tatrzańskich serii wierchowych i odniesiono do paleomagnetycznej bazy danych z obszaru wschodnich Alp, Karpat i rejonu pannońskiego. Przeprowadzone eksperymenty petromagnetyczne obejmowały badania izotermicznej pozostałości magnetycznej (IRM), parametrów pętli histerezy, analizy termomagnetyczne i pomiary podatności magnetycznej w niskich temperaturach. Wszystkie badane skały uległy przemagnesowaniu. Wiek przemagnesowania zinterpretowano na przedział 113-88 mln lat temu, najprawdopodobniej podczas ruchów płaszczowinowych na obszarze Centralnych Karpat Zachodnich, w czasie trwania długiej zony o normalnej polarności ("Cretaceous Quiet Zone"). W jednym stanowisku (wapienie "biancone" wieku tyton-berias) stwierdzono obecność składowych namagnesowania o mieszanej polarności, które dają pozytywny wynik testu inwersji i zostały wstępnie zinterpretowane jako składowe pierwotne. Jednak zróżnicowane właściwości petromagnetyczne normalnie i odwrotnie namagnesowanych próbek (maksymalne temperatury odblokowujące i parametry pętli histerezy) sprawiają, że kwestia pierwotności namagnesowania pozostaje otwarta. Wyróżnienie syntektonicznego przemagnesowania późnokredowego pozwoliło na określenie położenia warstw w poszczególnych jednostkach tektonicznych podczas ruchów płaszczowinowych. Najliczniejsze i najbardziej wiarygodne dane uzyskano z jednostki wierchowej parautochtonicznej oraz z jednostek kriżniańskich Bobrowca, Suchego Wierchu i Hawrania. Parautochton uległ przemagnesowaniu w pozycji subhoryzontalnej (ą5°), podczas gdy wymienione jednostki reglowe uzyskały namagnesowanie zapadając 10-20° w kierunku S do SW. Wniosek ten może mieć znaczenie przy określaniu mechanizmu transportu płaszczowin reglowych: w tym wypadku wydaje się, że główną rolę odgrywała pozioma kompresja. Jednak w dwóch stanowiskach z innych jednostek kriźniańskich wtórne kierunki przemagnesowania wskazują, że skały zostały przemagnesowane zapadając 20-60° na N. Paleoszerokość Tatr w późnej kredzie wynosiła 30-36°, natomiast na przełomie jury i kredy 21-23°. Paleodeklinacje kierunków mezozoicznych z Tatr wykazują 20-50° prawoskrętnej rotacji w stosunku do platformy europejskiej. Jest to najprawdopodobniej wypadkowa wartość dwóch rotacji o różnym wieku: lewoskrętnej o kąt 60° po oligocenie i prawoskrętnej o kąt 80-110° między cenomanem/turonem a eocenem. Po odjęciu efektów rotacji trzeciorzędowych paleobieguny z Tatr stają się bliskie przedsenońskim paleobiegunom z północnych Alp Wapiennych. Wymienione dwie rotacje najprawdopodobniej objęły również cały blok Centralnych Karpat Zachodnich na Słowacji, jednak ich amplituda mogła być zróżnicowana wskutek efektów lokalnych. Dane paleomagnetyczne wskazują na bliskość Centralnych Karpat Zachodnich i północnych Alp Wapiennych w mezozoiku, natomiast wykazują różnice w stosunku do obszarów zaliczanych do płyty adriatyckiej (Alpy Południowe, Wewnętrzne Karpaty Zachodnie, Północna Pannonia). Zróżnicowane zwroty pokredowych rotacji tektonicznych w Centralnych Karpatach Zachodnich i obszarach położonych bezpośrednio na N i S od nich (tzn. w Wewnętrznych Karpatach Zachodnich i Karpatach Zewnętrznych) wskazują na możliwość rotacji tektonicznych wzdłuż linii pienińskiego pasa skałkowego i szwu oceanu Meliata.

Słowa kluczowe

EN

palaeomagnetism; rock magnetism; palaeotectonics; Mesozoic; Tertiary; Carpathians; Tatra Mts.

PL

paleomagnetyzm; petromagnetyzm; paleotektonika; mezozoik; trzeciorzęd; Karpaty; Tatry

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Polish Geological Institute Special Papers
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 5
• Strony: 1--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 223 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Grabowski J.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa,