Strefa Teisseyre’a-Tornquista : dawne koncepcje a nowe dane

Narkiewicz, Marek; Petecki, Zdzisław

doi:10.7306/2019.48

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Strefa Teisseyre’a-Tornquista : dawne koncepcje a nowe dane

Autorzy

Narkiewicz Marek , Petecki Zdzisław

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Narkiewicz_M_Strefa_PG_Vol.67_nr 10_2019.pdf

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.7306/2019.48

Warianty tytułu

Teisseyre-Tornquist Zone : evolving approaches and new data

Języki publikacji

Abstrakty

Concepts prevailing among the Polish geoscientists during the last decades assumed that the Teisseyre-Tornquist Zone is a major tectonic discontinuity separating the pre-Ediacaran East European Craton (EEC) crust from the Paleozoic Platform composed of terranes accreted during the Caledonian and Variscan orogenic processes. The recent interpretations of the TTZ by Mazur and collaborators, basedon gravity modelling and new PolandSPAN seismic reflection data, revive earlier ideas of the EEC crust extending to the western Poland and NE Germany. These authors propose that the TTZ is in fact a Sveconorwegian (ca. 1 Ga old) collisional suture marked by a crustal keel expressed as the Pomeranian and Kuiavian gravity lows in northern and central Poland. However, the present review of seismic data available, as well as a closer evaluation of the modelling results, do not confirm the keel/suture concept. On the other hand, the idea of the TTZ as an Early Paleozoic tectonic discontinuity is supported by several lines of evidence, including a strong regional magnetic gradient and a contrast in the crustal structure. The latter is revealed by seismic velocity distribution from the refraction data, in the results of magnetotelluric profiling and in recent seismicity patterns. The interpretation of the PolandSPAN data attempting to prove the continuity of the cratonic crust and its Ediacaran-Lower Paleozoic cover across the TTZ appears questionable. At the same time the POLCRUST-01 deep seismic profile in SE Poland documents that the zone is associated with the subvertical Tomaszów Fault. The basement top displacement by ca. 0,5 km and associated change in its slope are related to the fault whose deep crustal roots are further documented by reflectivity patterns in the lower crust. The recent modelling exercise by Krzywiec and collaborators aimed at questioning the thick-skinned nature of this fault does not present compelling results, being based on a poorly constrained geological model. The general conclusion from the present review is that the recently published data either support or at least do not contradict the concept of the TTZ as a tectonic zone separating the continuous EEC crust from several allochtonous blocks - mostly proximal Early Paleozoic terranes to the south-west. Thelithospheric memory of the TTZ echoed in successive stages of its reactivation in different intra-plate tectonic regimes - transpressive Variscan, mostly extensional or transtensional Permian through Early Cretaceous, compressional Late Cretaceous and finally Neogene, related to the Carpathian orogenic compression.

Słowa kluczowe

Strefa Tornquist-Teisseyre pola potencjalne sondowanie sejsmiczne modelowanie grawitacyjne skorupa kratoniczna platforma paleozoiczna

Teisseyre-Tornquist Zone potential fields deep seismic sounding gravity modelling cratonic crust Paleozoic Platform

Wydawca

Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy

Czasopismo

Przegląd Geologiczny

Rocznik

2019

Tom

Vol. 67, nr 10

Strony

837--848

Opis fizyczny

Bibliogr. 73 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Narkiewicz Marek

marek.narkiewicz@pgi.gov.p

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

autor

Petecki Zdzisław

zdzislaw.petecki@pgi.gov.pl

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

Bibliografia

1. BARNES G., BARRAUD J. 2012 - Imaging geologic surfaces by inverting gravity gradient data with depth horizons. Geophysics, 77 (1): G1-G11.
2. BERTHELSEN A. 1993 - Where different geological philosophies meet: the Trans-European Suture Zone. Publications of the Institute of Geophysics, A 20: 19-31.
3. BERTHELSEN A. 1998 - The Tornquist zone northwest of the Carpathians: an intraplate pseudosuture. GFF, 120: 223-230.
4. BOGDANOVA S., GORBATSCHEV R.R., SKRIDLAITE G., SOESOO A., TARAN L., KURLOVICH D. 2015 - Trans-Baltic Palaeoproterozoic correlations towards the reconstruction of supercontinent Columbia/Nuna. Precambrian Res., 259: 5-33.
5. BROCHWICZ-LEWIŃSKI W., POŻARYSKI W., TOMCZYK H. 1981 - Wielkoskalowe ruchy przesuwcze wzdłuż SW brzegu platformy wschodnioeuropejskiej we wczesnym paleozoiku. Prz. Geol., 29 (8): 385-396.
6. BUŁA Z., BYŚ I., FLOREK R., HABRYN R., JACHOWICZ M., KWARCIŃSKI J., LASKOWICZ R., LISZKA B., MADEJ K., MAKSYM A., MARKOWIAK M., PIETRUSIAK M., PROBULSKI J., RYŁKO W., SALWA S., SIKORA R., STARYSZAK G., TABOL-WÓJCIK P., TOMAŚ A., ZACHARSKI J. 2008 - Atlas geologiczno-strukturalny paleozoicznego podłoża Karpat Zewnętrznych i zapadliska przedkarpackiego. Min. Środ., Warszawa.
7. DADLEZ R. 2000 - Pomeranian Caledonides (NW Poland), fifty years of controversies: a review and a new concept. Geol. Quart., 44: 221-236.
8. DADLEZ R. 2001 - Przekroje geologiczne przez bruzdę śródpolską 1 : 200 000. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
9. DADLEZ R., GRAD M., GUTERCH A. 2005 - Crustal structure below the Polish Basin: is it composed of proximal terranes derived from Baltica? Tectonophysics, 411 (1/4): 111-128.
10. DĄBROWSKI A. 1957 - Budowa głębszego podłoża Polski zachodniej w świetle wyników badań geofizycznych. Kwart. Geol., 1 (1): 31-39.
11. DĄBROWSKI A., KARACZUN K., KARACZUN M. 1981 - Południowozachodni brzeg platformy wschodnioeuropejskiej w Polsce w świetle wyników badań magnetycznych. Prz. Geol., 29 (8): 415-419.
12. DĄBROWSKI A., KARACZUN K. 1984 - Fault of the zone comprising the Teisseyre-Tornquist Line determined on the basis of magnetic and gravimetric data. Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., A-16(1975):57-69.
13. DĄBROWSKI A., KARACZUN K., KARACZUN M. 1988 - Strome powierzchnie nieciągłości na Pomorzu i przyległym obszarze Bałtyku wyznaczone na podstawie danych magnetycznych i grawimetrycznych. Kwart. Geol., 32 (2):475-484.
14. DZIEWIŃSKA L., PETECKI Z. 2004 - Kompleksowa interpretacja badań geofizycznych obrzeżenia Gór Świętokrzyskich. Instrukcje i metody badań geologicznych, 58: 1-107.
15. ERNST T., JANKOWSKI J., JÓŹWIAK W., LEFELD J., LOGVINOV I. 2002 - Geoelectrical model along a profile across the Tornquist-Teissey-re zone in southeastern Poland. Acta Geoph. Pol., 50: 505-515.
16. ERNST T., BRASSE H., CERV V., HOFFMANN N., JANKOWSKI J., JÓŹWIAK W., KREUTZMANN A., NESKA A., PALSHIN N., PEDERSEN L.B., SMIRNOV M., SOKOLOVA E., VARENTSOV I.M. 2008 - Electromagnetic images of the deep structure of the Trans-European Suture Zone beneath Polish Pomerania. Geophys. Res. Letters., 35: L15307; doi: 10.1029/2008GL03461
17. GRABOWSKA T., BOJDYS G., DOLNICKI J. 1998 - Three-dimensional density model of the Earth's crust and the upper mantle for the area of Poland. J. Geodynamics, 25: 5-24.
18. GRABOWSKA T., BOJDYS G. 2001 - The border of the East European Craton in South-Eastern Poland based on gravity and magnetic data. Terra Nova, 13 (2): 92-98.
19. GRABOWSKA T., BOJDYS G., BIELIK M., CSICSAY K. 2011 -Density and magnetic models of the lithosphere along CELEBRATION 2000 profile CEL 01. Acta Geoph. Pol., 59, 3: 526-560.
20. GRABOWSKA T., BOJDYS G., PETECKI Z. 2017-Anomalie magnetyczne i ich rola w rozpoznaniu struktury krystalicznego kompleksu skorupy ziemskiej południowo-wschodniej Polski. Biul. Państw. Inst. Geol., 470: 17-48; doi: 10.5604/01.3001.0010.6954
21. GRAD M. w druku - Podolian, Saxonian and Baltic plates - Teisseyre-Tornquist Line and the edge of the East European Craton. Geochemistry, https://doi.org/10.1016/j.chemer.2019.03.002
22. GRAD M., JENSEN S.L., KELLER G.R., GUTERCH A., THYBO H., JANIK T., TIIRA T., YLINIEMI J., LUOSTO U., MOTUZA G., NASEDKIN V., CZUBA W., GACZYŃSKI E., ŚRODA P., MILLER K.C., WILDE-PIÓRKO M., KOMMINAHO K., JACYNA J., KORABLIOVA L. 2003-Crustal structure of the Trans-European suture zone region along POLONAISE'97 seismic profile P4. J. Geophys. Res., Solid Earth, 108 (B11).
23. GROBELNY A. 1983 - Badania grawimetryczne. [W:] Marek S. (red), Budowa geologiczna niecki warszawskiej (płockiej) i jej podłoża. Pr. Państw. Inst. Geol., 103: 23-30.
24. GROBELNY A., KRÓLIKOWSKI C. 1988 - Anomalie grawimetryczne wywołane utworami podpermskimi w północno-zachodniej Polsce. Kwart. Geol., 32 (3/4):611-634.
25. GUTERCH A., GRAD M. 2006 - Lithospheric structure of the TESZ in Poland based on modern seismic experiments. Geol. Quart., 50 (1): 23-32.
26. GUTERCH A., WYBRANIEC S., GRAD M., CHADWICK R., KRAWCZYK C., ZIEGLER P., DEVOS W., THYBO H. 2010 – Crustal structure and structural framework. [W:] Doornenbal J., Stevenson A. (red.), Petroleum Geological Atlas of the Southern Permian Basin Area. Houten: EAGE Publications: 11-23.
27. KRÓLIKOWSKI C., PETECKI Z. 1995 - Atlas grawimetryczny Polski. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
28. KRÓLIKOWSKI C., PETECKI Z. 1997 - Crustal structure at the Trans-European Suture Zone in northwest Poland based on gravity data. Geol. Mag., 134: 661-667.
29. KRÓLIKOWSKI C., PETECKI Z., DADLEZ R. 1996 - Vertical discontinuities in the Earth's crust of the TESZ in Poland - gravity data. Geol. Quart., 40 (2), 155-168.
30. KRÓLIKOWSKI C., PETECKI Z., ŻÓŁTOWSKI Z. 1999 - Główne jednostki strukturalne w polskiej części platformy wschodnioeuropejskiej w świetle danych grawimetrycznych. Biul. Państw. Inst. Geol., 336: 5-58.
31. KRZEMIŃSKA E., KRZEMIŃSKI L., PETECKI Z., WISZNIEWSKA J., SALWA S., ŻABA J., GAIDZIK K., WILLIAMS I.S., ROSOWIECKA O., TARAN L., JOHANSSON Å, PÉCSKAY Z., DEMAIFFE D., GRABOWSKI J., ZIELIŃSKI G. 2017 - Mapa geologiczna podłoża krystalicznego polskiej części platformy wschodnioeuropejskiej 1 : 1 000 000. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
32. KRZYWIEC P., MALINOWSKI M., LIS P., BUFFENMYER V., LEWANDOWSKI M. 2014 - Lower Paleozoic basins developed above the East European Craton in Poland: new insight from regional high-effort seismic reflection data. SPE/EAGE European Unconventional Resources Conference and Exhibition, Vienna (extended abstract), SPE-167739-MS: 1-6.
33. KRZYWIEC P., GĄGAŁA Ł., MAZUR S., SŁONKA Ł., KUFRASA M., MALINOWSKI M., PIETSCH K., GOLONKA J. 2017-Variscan deformation along the Teisseyre-Tornquist Zone in SE Poland: Thick-skinned structural inheritance or thin-skinned thrusting? Tectonophysics, https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.06.008
34. KUBICKI S., RYKA W. 1 982 - Atlas geologiczny podłoża krystalicznego polskiej części platformy wschodnioeuropejskiej, 1 : 500 000. Inst. Geol., Warszawa.
35. MAJDAŃSKI M. 2012 - The structure of the crust in TESZ area by kriging interpolation. Acta Geoph., 60 (1): 59-75.
36. MAJOROWICZ J., POLKOWSKI M., GRAD M. 2019 - Thermal properties of the crust and the lithosphere-asthenosphere boundary in the area of Poland from the heat flow variability and seismic data. Inter. J. Earth Sci., 108 (2): 649-672.
37. MALINOWSKI M. 2016 - Deep reflection seismic imaging in SEPoland using extended correlation method applied to PolandSPAN™ data. Tectonophysics, 689: 107-114.
38. MALINOWSKI M., ŻELAŹNIEWICZ A., GRAD M., GUTERCH A., JANIK T., CELEBRATION WORKING GROUP 2005 - Seismic and geological structure of the crust in the transition from Baltica to Palaeozoic Europe in SE Poland-CELEBRATION 2000 experiment, profile CEL02. Tectonophysics, 401 (1): 55-77.
39. MALINOWSKI M., GUTERCH A.,NARKIEWICZ M.,PROBULSKI J., MAKSYM A., MAJDAŃSKI M.,ŚRODA P.,CZUBA W., GACZYŃSKI E., GRAD M., JANIK T., JANKOWSKI L., ADAMCZYK A. 2013- Deep seismic reflection profile in Central Europe reveals complex pattern of Paleozoic and Alpine accretion at the East European Craton margin. Geophys. Res. Letters, 40 (15): 3841-3846.
40. MAZUR S., MIKOŁAJCZAK M., KRZYWIEC P., MALINOWSKI M., BUFFENMYER V., LEWANDOWSKI M. 2015 - Is the Teisseyre-Tornquist Zone an ancient plate boundary of Baltica? Tectonics, 34 (12): 2465-2477.
41. MAZUR S., MIKOŁAJCZAK M., KRZYWIEC P., MALINOWSKI M., BUFFENMYER V., LEWANDOWSKI M. 2016a - Reply to Comment by M. Narkiewicz and Z. Petecki on “Is the Teisseyre-Tornquist Zone an ancient plate boundary of Baltica?”. Tectonics, 35 (6): 1600-1607.
42. MAZUR S., MIKOŁAJCZAK M., KRZYWIEC P., MALINOWSKI M., LEWANDOWSKI M., BUFFENMYER V. 2016b - Pomeranian Caledonides, NW Poland - A collisional suture or thin-skinned fold-and-thrust belt? Tectonophysics, 692: 29-43.
43. MAZUR S., KRZYWIEC P., MALINOWSKI M., LEWANDOWSKI M., ALEKSANDROWSKI P., MIKOŁAJCZAK M., 2017 – Tektoniczne znaczenie strefy Teisseyre'a-Tornquista w świetle nowych badań. Prz. Geol., 65(12):1511-1520.
44. MIKOŁAJCZAK M., MAZUR S., GĄGAŁA Ł. 2019-Depth-to-basement for the East European Craton and Teisseyre-Tornquist Zone in Poland based on potential field data. Intern. J. Earth Sci., doi/10.1007/s00531-018-1668-9
45. MILANO M., FEDI M., FAIRHEAD J.D. 2019 - Joint analysis of the magnetic field and Total Gradient Intensity in Central Europe. Solid Earth, 10: 697-712; https://doi.org/10.5194/se-2019-40
46. MŁYNARSKI S., BACHAN W., DĄBROWSKA B., JANKOWSKI H., KANIEWSKA E., KARACZUN K., KOZERA A., MAREK S., SKORUPA J., ŻELICHOWSKI A.M., ŻYTKO K. 1982 – Interpretacja geofizyczno-geologiczna wyników badań wzdłuż profilów Lubin-Prabuty, Przedbórz-Żebrak, Baligród-Dubienka. Biul. Inst. Geol., 333: 5-60.
47. MODLIŃSKI Z., SZYMAŃSKI B. 2005 - Litostratygrafia ordowiku strefy Biłgoraj-Narol (SE Polska). Biul. Państw. Inst.Geol.,416:45-79.
48. NARKIEWICZ M., 2007 - Development and inversion of Devonian and Carboniferous basins in the eastern part of the Variscan foreland (Poland). Geol. Quart., 51: 231-256.
49. NARKIEWICZ M. 2019 - Comment on “Depth-to-basement for the East European Craton and Teisseyre-Tornquist Zone in Poland based on potential field data” by Mikołajczak et al. Intern. J. Earth Sci., 108 (5): 1763-1765.
50. NARKIEWICZ M., GRAD M., GUTERCH A., JANIK T. 2011 – Crustal seismic velocity structure of southern Poland: Preserved memory of a pre-Devonian terrane accretion at the East European Platform margin. Geol. Mag., 148 (2): 191-210.
51. NARKIEWICZ M., MAKSYM A., MALINOWSKI M., GRAD M., GUTERCH A., PETECKI Z., PROBULSKI J., JANIK T., MAJDAŃSKI M., ŚRODA P., CZUBA W., GACZYŃSKI E., JANKOWSKI L. 2015 - Transcurrent nature of the Teisseyre-Tornquist Zone in Central Europe: results of the POLCRUST-01 deep reflection seismic profile. Intern. J. Earth Sci., 104 (3): 775-796.
52. NARKIEWICZ M., PETECKI Z. 2016 - Comment on “Is the Teissey-re-Tornquist Zone an ancien plate boundary of Baltica?” by Mazur et al. Tectonics, 35: 1595-1599; doi:10.1002/2016TC004127
53. NARKIEWICZ M., PETECKI Z. 2017-Basementstructure of the Paleozoic Platform in Poland. Geol. Quart., 61 (2): 502-520.
54. ORYŃSKI S., KLITYŃSKI W., NESKA A., ŚLĘZAK K. 2019w druku - Deep lithospheric structure beneath the Polish part of the East European Craton as a result of magnetotelluric surveys. Stud. Geophys. Geod., 63: 273-289.
55. PACZEŚNAJ. 20 14 - Litostratygrafia utworów ediakaru w lubelsko-podlaskim basenie sedymentacyjnym (wschodnia i południowo-wschodnia Polska). Biul. Państw. Inst. Geol., 460: 1-24.
56. PASCAL C., EBBING J., SKILBREI J.R. 2007 - Interplay between the Scandes and the Trans-Scandinavian Igneous Belt: integrated thermo-rheological and potential field modelling of the Central Scandes profile. Norwegian J. Geol., 87:3-12.
57. PETECKI Z. 2000 - Przetwarzanie i interpretacja pól potencjalnych w kujawskim segmencie strefy Teisseyre'a-Tornquista i zachodniej części platformy prekambryjskiej. Biul. Państw. Inst. Geol., 392: 75-120.
58. PETECKI Z. 2008 - Podłoże magnetyczne w pomorskim segmencie strefy szwu transeuropejskiego. Pr. Państw. Inst. Geol., 191: 3-72.
59. PETECKI Z. w druku - Ideal body analysis of the Pomerania Gravity Low (northern Poland). Geol. Quart., doi: 10.7306/gq.1485
60. PETECKI Z., ROSOWIECKA O. 20 1 7 - A new magnetic anomaly map of Poland and its contribution to the recognition of crystalline basement rocks. Geol. Quart.,61 (4):934-945; doi:http://dx.doi.org/10.7306/gq.1383
61. PHARAOH T.C. 1999 - Palaeozoic terranes and their lithospheric boundaries within the Trans-European Suture Zone (TESZ): a review. Tectonophysics, 314: 17-41.
62. POŻARYSKI W. 1957 - Południowo-zachodnia krawędź Fennosarmacji. Kwart. Geol., 1 (3-4): 383-424.
63. POŻARYSKI W., BROCHWICZ-LEWIŃSKI W., TOMCZYK H. 1982 - O heterochroniczności linii Teisseyre'a-Tornquista. Prz. Geol.,30(11): 569-574.
64. POŻARYSKI W. 1990 - Kaledonidy środkowej Europy - orogenem przesuwczym złożonym z terranów. Prz. Geol., 38 (1): 1-9.
65. SCHWEITZER J. 1995 - Blockage of regional seismic waves by the Teisseyre-Tornquist Zone. Geophys. J. Int., 123: 260-276.
66. SKORUPA J. 1959 - Morfologia podłoża magnetycznie czynnego i podłoża krystalicznego w północno-wschodniej Polsce. Biul. Inst. Geol., 160: 1-51.
67. SKORUPAJ. 1 975 - Regional refraction investigations of deep basement in Poland. Publs. Inst. Geophys. Pol. Acad. Sc., 82: 39-49.
68. STERN T.A., McBRIDE J.H. 1998- Seismic exploration of continental strike-slip zones. Tectonophysics, 286: 63-78.
69. SZEWCZYK J., GIENTKA D. 2009 - Terrestrial heat flow density in Poland. Geol. Quart., 53 (1): 125-140.
70. TORNQUIST A. 1908 - Die Feststellung des Sudwesttrandes des baltich-russischen Schildes und die geotektonische Zugehörigheit der ost-preussischen Scholle. Schriften der Physikalisch-Ökonomischen Gesellschaft zu Königsberg, 49 (1): 1-12.
71. ZIEGLER P.A. 1990 - Geological Atlas of Western and Central Europe, 2nd edn. Shell Internationale Petroleum Maatschappij BV, Den Haag.
72. ZNOSKO J. 1979 - Teisseyre-Tornquist tectonic zone: some interpretative implications of recent geological and geophysical investigations. Acta Geol. Pol., 29 (4): 365-382.
73. ZNOSKO J. 1986 - O międzynarodowej mapie tektonicznej SW krawędzi platformy wschodnioeuropejskiej. Prz. Geol., 34 (10): 545-552.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-e4752910-8ada-4daa-88af-2e7db1fab5cb