A regional Alpine graphite décollement level beneath the NW Pannonian Basin

Tari, Gábor Csaba

Németh, Viktória

Horváth †, Ferenc

Wesztergom, Viktor

Magyarhoni Földtani Társulat / Hungarian Geological Society

2019-09-29

magnetotellurics

graphite

Alpine

décollement

Pannonian Basin

Austria

Hungary

magnetotellurika

grafit

alpi

lenyíródás

Pannon-medence

Ausztria

Magyarország

The so-called Transdanubian Conductivity Anomaly (TCA) of the Hungarian part of the NW Pannonian Basin has been well known for more than five decades. The exceptionally low resistivity (i.e. 1–2 Ωm) zone has a very large areal extent (on the order a few thousand km2) and it is an entirely subsurface anomaly occurring at depth between circa 3–15 km, with no corresponding outcrops. Various geological explanations of this enigmatic crustal-scale geophysical anomaly range from invoking sub-horizontal Alpine nappe contacts to sub-vertical dikes with graphite and/or saline fluid content. Only one possible analogue outcrop area was considered for the high conductivity anomaly so far, namely the Drauzug/Gailtal area of the Eastern Alps in Austria, some 300 km to the West from the TCA area. Previous attempts to find correspondence between the TCA and prominent seismic reflectors seen on 2D seismic reflection profiles were based on data acquired by research institutions. This study systematically correlates, for the first time, the TCA with 2D industry seismic reflection data in the same area. Our new results show a very strong correlation between the subsurface extent and location of the TCA with various sub-horizontally oriented Cretaceous Alpine nappe surfaces. In addition, we draw on the latest structural correlation of the Alpine nappe stack of the Transdanubian Range with its proper tectonic counterpart in the Eastern Alps.At the southern edge of the Upper Austroalpine units in northern Styria, in the Veitsch Nappe of the Greywacke Zone, numerous graphite localities are known historically. These laterally extensive graphite units in NW Styria formed as the result of greenschist-grade metamorphism of a Carboniferous coal sequence during the Cretaceous. For the first time, we describe here one well penetration of possibly age-equivalent graphitic units in NW Hungary. Correlation of the magnetotelluric anomaly with the distinct reflection seismic signature suggests that the same Palaeozoic graphitebearing Upper Austroalpine units should be present at 3–15 km depth in our study area.Therefore we propose that the best explanation for the observed extent and geometry of the TCA is the presence of graphite in subhorizontal, tectonically thinned detachment surfaces at the base of the Upper Austroalpine nappe edifice of NW Hungary

A Pannon-medence ÉNy-i részén található a több mint fél évszázada kimutatott, ún. Dunántúli Vezetőképesség Anomália (TCA). Az anomália rendkívül alacsony ellenállású (1–2 Ωm), horizontálisan nagy kiterjedésű (néhány 1000 km2) és a felszín alatt, 3 és 15 km közötti mélységben fordul elő. Az anomália kialakulásának okairól és körülményeiről már többféle magyarázat született. Ezek az elméletek az alacsony ellenállást közel függőleges helyzetű dike-ok formájában jelentkező, grafittal vagy folyadékkal kitöltött törési zónákat vagy majdnem horizontális ausztroalpi takaróhatárokat feltételeztek. Eleddig a jól vezető anomália analógiájára csak egyetlen kibukkanási helyet feltételeztek, a TCA-tól 300 km-re Ny-ra, a Drauzug–Gail-völgy térségében, a Keleti-Alpokban.Korábbi munkák során is tettek már kísérletet a jól vezető anomália és a 2D szeizmikus reflexiós szelvényeken nagy amplitúdóval jelentkező szeizmikus reflektorok korrelálására. Jelen cikk a 2D ipari szeizmikus szelvények felhasználá sával történt szisztematikus korreláció eredményeit ismerteti. Az eredmények alapján az anomália felszín alatti kiterjedése és elhelyezkedése jól korrelál a kréta korú, közel horizontális helyzetű ausztroalpi takarós határokkal. Ezt a Dunántúliközéphegység és a Keleti-Alpok takarós egységeinek modern modellje is alátámasztja.A felső-ausztroalpi takaróegységek déli peremén, a Grauwacke-zónában számos felszíni grafitkibukkanás ismert. Az ÉNy-Stíria területén elhelyezkedő, oldalirányban nagy kiterjedésű grafitos egységek a karbon korú kőszén meta morfózisa során alakultak ki a krétában. Ebben a munkában elsőként dokumentálunk egy fúrást ÉNy-Magyarország területén ahol azonos korú grafitos egységet értek el. A magnetotellurikus anomália és a különleges szeizmikus szignál korrelációja alapján azonos paleozoos egységek a felső-ausztroalpi takarórendszer alján, 3–15 km-es mélységben helyezkedhetnek el.Mindezek alapján a TCA jelenlegi kiterjedésének és geometriájának legjobb magyarázata a grafit jelenléte a közel vízszintes helyzetű, tektonikusan kivékonyodott alpi nyírási felületek mentén a felső-ausztroalpi takarós egységek alsó határán.

angol

info:eu-repo/semantics/article

info:eu-repo/semantics/publishedVersion

application/pdf

https://ojs3.mtak.hu/index.php/foldtanikozlony/article/view/1566

10.23928/foldt.kozl.2019.149.3.279

Földtani Közlöny; Vol. 149 No. 3, 4 (2019): A tribute to the research and teaching of Frank Horváth; 279

Földtani Közlöny; Évf. 149 szám 3, 4 (2019): Tisztelgés Horváth Ferenc munkássága előtt; 279

2559-902X

0015-542X

https://ojs3.mtak.hu/index.php/foldtanikozlony/article/view/1566/1304

Copyright (c) 2019 Földtani Közlöny