| Abstract | Over the last decades, geologic and geophysical research has revealed the complexity of the Alpine-Carpathian-Dinaridic orogenic system. In large orogenic systems crustal and upper mantle structures can be traced for hundreds or thousands of kilometers. Contrary, Alpine-Carpathian Dinaridic orogenic system is characterized by the spatially limited subduction zones, detached and torn slabs, slabs that reverse subduction polarity along strike, subduction of heterogeneous lithosphere with oceanic or continental crust, and collision between continental lithosphere. Such complexity raises many controversies and multiple hypotheses which can be resolved only by obtaining high quality images of the deep subsurface and their integration with quality surface studies. One such controversial area is the study area comprising the Ivanščica Mt. with its close surroundings. This area represents the zone of subduction polarity reversal between the Dinarides, where the Adriatic plate represents the lower plate, and the Alps, where Adriatic plate represents the upper plate. This makes Ivanščica Mt. a significant site for the implementation of structural research aimed at understanding the crustal structures, deformation patterns and tectonic history of the region. Therefore, the main objective of this doctoral research was to investigate the Mesozoic and Cenozoic tectono-stratigraphic evolution of this transitional zone between the Alps and the Dinarides, in the SW part of the Pannonian Basin. The conducted interdisciplinary research combined implementation of sedimentological, biostratigraphic, petrological, geochemical, structural and thermochronological methods which resulted in novel findings regarding the Mesozoic lithostratigraphic evolution and tectonic history of the transitional area of the Alps and the Dinarides in the SW Pannonian Basin. In the Mesozoic Adriatic passive margin successions preserved on Ivanščica Mt., two extensional events were recognized by their syn-rift deposits. First extensional event (D1) is marked by the upper Anisian to Upper Ladinian deep-marine volcano-sedimentary deposits and is related to the opening of the Neotethys Ocean. Second extensional event (D2) is induced by the opening of the Alpine Tethys Ocean and characterized by the deposition of the Lower Jurassic deep-marine sedimentary succession. The oldest contractional event (D3) is related to the Berriasian - Valanginian (~ 140 Ma) obduction of the Neotethyan ophiolitic mélange above the sedimentary successions of the eastern Adriatic passive margin. This event was soon followed byAbstract II the second contractional event (D4), which occurred in Hauterivian to Albian (~ 133–100 Ma) and was characterized by thrusting and imbrication of the Adriatic passive margin successions together with previously emplaced ophiolitic mélange. The Mesozoic structures were dextrally rotated in post-Oligocene times and brought from the initially Dinaridic SE striking and SW verging structures to the recent SW striking and NW verging structures. The following Ottnangian to middle Badenian (~ 18–14 Ma) extensional event (D5) is associated with the formation of SE striking and mostly NE dipping normal listric faults, and ENE striking dextral transfer faults accommodating top-NE extension in the Pannonian Basin. A short-lasting contraction (D6) was registered in the late Sarmatian (~ 12 Ma). The late Pannonian (~ 6 Ma) to present contractional event (D7) resulted in reactivation of ENE striking dextral faults, formation of SE striking dextral faults as well as the formation of E to ENE trending folds and reverse faults. Documented stratigraphic evolution of the Ivanščica Mt. is in good accordance with the passive margin successions originating from the Adria plate, preserved today in the Alps, and the Pre-Karst unit of the Dinarides. Recognized deformational events and their timings indicate that Ivanščica Mt. was mainly affected by deformational phases related to the Mesozoic evolution of the Neotethys Ocean, as well as the Miocene opening and inversion of the Pannonian Basin. Therefore, the Mesozoic tectono-stratigraphic evolution of Ivanščica Mt. proves the paleogeographic affiliation of its non-ophiolitic Mesozoic structural-stratigraphic entities to the Pre-Karst unit of the Dinarides. |
| Abstract (english) | Tijekom posljednjih desetljeća, geološka i geofizička istraživanja otkrila su složenost Alpsko Karpatsko-Dinaridskog orogenog sustava. U velikim orogenim sustavima, strukture Zemljine kore i gornjeg plašta mogu se pratiti stotinama ili tisućama kilometara. Suprotno tomu, AlpskoKarpatsko-Dinaridski orogeni sustav karakteriziraju prostorno ograničene zone subdukcije, odvojene i pocijepane ploče, ploče koje po pružanju mijenjaju polaritet subdukcije, subdukcija heterogene litosfere s oceanskom ili kontinentalnom korom te kolizija između kontinentalnih litosfera. Takva složenost rađa brojne kontroverze i mnogo hipoteza koje se mogu razriješiti samo prikupljanjem visokokvalitetnih geofizičkih slika dubokog podzemlja i integracijom s rezultatima kvalitetnih površinskih geoloških istraživanja. Jednom takvom kontroverznom području pripada i istraživano područje koje uključuje planinu Ivanščicu sa svojoj širom okolicom. Ono predstavlja zonu promjene polariteta subdukcije između Dinarida, gdje Adrija predstavlja donju ploču, i Alpa, gdje Adrija predstavlja gornju ploču. To čini planinu Ivanščicu značajnim mjestom za provođenje strukturnih istraživanja s ciljem razumijevanja struktura Zemljine kore, deformacijskih obrazaca i tektonske povijesti regije. Stoga su glavni ciljevi ovog doktorskog istraživanja bili: (1) nadopuniti postojeća saznanja o starosti, litostratigrafskim značajkama i paleogeografskom porijeklu mezozojskih naslaga na području Ivanščice; (2) odrediti današnji prostorni raspored i geodinamske značajke glavnih tektonsko-stratigrafskih jedinica te kinematsku karakterizaciju njihovih graničnih rasjeda; (3) rekonstruirati tektonsko-termalnu evoluciju, kinematske pokrete i režime paleonaprezanja tijekom glavnih mezozojskih i kenozojskih deformacijskih događaja u geodinamskom razvoju istraživanog područja te (4) predložiti regionalnu korelaciju tektonsko-stratigrafskih jedinica i deformacijskih događaja s odgovarajućim jedinicama i događajima u okolnim područjima Alpa, Dinarida i Panonskog bazena. Kako bi se ostvarili postavljeni ciljevi, zadane su sljedeće hipoteze: (i) sedimentološke i biostratigrafske analize srednje trijaskih i jurskih sedimentnih sukcesija mogu pružiti informacije o njihovoj preciznoj starosti i paleogeografskom porijeklu, kao i o starosti sin-sedimentnih tektonskih događaja; (ii) jedinica vulkanogeno-sedimentnog kompleksa može se podijeliti u dvije formacije, turbidite formacije Oštrc i ofiolitni melanž kompleksa Repno, s određivanjem njihove prostorne distribucije i karaktera njihove geološke granice; (iii) izolirana tijela gornjotrijaskih karbonata predstavljaju navlačke, olistolite unutar ofiolitnog melanža ili erozijske ostatke podloge ofiolitnog melanža sačuvane u jezgrama antiklinala; (iv) osim rasjeda koji su prema OGK 1:100.000 listu Varaždin na planini Ivanščici isključivo kenozojske starosti, moguće je kartografski odvojiti rasjede čija je starost predkenozojska; (v) neki od rasjeda koji su nastali u prethodnom aktivnom režimu tektonskog naprezanja, naknadno su reaktivirani ili invertirani pod utjecajem mlađih tektonskih naprezanja; (vi) tijekom mezozoika i kenozoika, istraživano područje bilo je pod utjecajem tektonskih deformacijskih događaja vezanih uz Dinaride, Alpe i Panonski bazen čije je učinke i deformacijske strukture moguće odrediti na terenu; (vii) moguće je odrediti kinematske karakteristike navlake prvog reda između tektonske jedinice Južnih Alpa i Dinarida te je isti navlačni kontakt moguće kartirati i pratiti na terenu. Potvrđivanjem ili opovrgavanjem iznesenih hipoteza dobiveni su i odgovori na zadane ciljeve doktorskog istraživanja koji su prezentirani u objavljenim znanstvenim radovima i sažeti u okviru diskusije ove disertacije. Provedena interdisciplinarna istraživanja uključivala su primjenu različitih metoda geološkog kartiranja te sedimentoloških, biostratigrafskih, petroloških, geokemijskih, strukturnih i termokronoloških metoda što je rezultiralo novim spoznajama vezanim uz mezozojsku litostratigrafsku evoluciju i tektonsku povijest istraživanog područja. Uvjeti na terenu zahtijevali su korištenje metoda geološkog kartiranja u svrhu prikupljanja maksimalne količine podataka tijekom samih terenskih istraživanja. Sedimentološke i biostratigrafske analize korištene su za određivanje taložnih okoliša i starosti mezozojskih sedimentnih i vulkanoklastičnih stijena. Petrološke i geokemijske metode korištene su pri analizi mezozojskih vulkanskih i vulkanoklastičnih stijena. Metodom određivanja vitrinitne refleksije analizirane su sedimentne stijene mezozojske starosti u svrhu određivanja maksimalnih temperatura pri kojima su iste bile izložene. Fission track analiza korištena je u svrhu otkrivanja povijesti hlađenja istraživanih stijena tijekom geološke prošlosti. Deskriptivna, kinematička i dinamička strukturna analiza sustavno je provedena na stijenama mezozojske i kenozojske starosti te u kombinaciji s rezultatima preostalih korištenih metoda, bila je osnova za razumijevanje mezozojske i kenozojske tektonsko-stratigrafske evolucije ove prijelazne zone između Alpa i Dinarida, u jugozapadnom dijelu Panonskog bazena. U mezozojskoj sukcesiji pasivnog kontinentalnog ruba Adrije očuvanoj na Ivanščici, prepoznate su te sedimentološki i biostratigrafski dokumentirane sin-riftne naslage dvaju ekstenzijskih događaja. Prvi ekstenzijski događaj (D1) karakteriziraju gornjo anizičke do gornjo ladiničke dubokomorske vulkano-sedimentne naslage, a povezan je s otvaranjem oceana Neotetis. Drugi ekstenzijski događaj (D2) uvjetovan je otvaranjem Alpskog Tetiskog oceana i karakteriziran je taloženjem donjo jurske dubokomorske sedimentne sukcesije. Najstariji kontrakcijski događaj (D3) vezan je uz berijas-valendijsku (~140 Ma) obdukciju neotetiskog ofiolitnog melanža preko sedimentnih sukcesija istočnog pasivnog ruba Adrije. Ovaj događaj je ubrzo praćen drugim kontrakcijskim događajem (D4) koji je rezultirao otrivsko-albskim (~133–100 Ma) navlačenjem i ljuskanjem sukcesija pasivnog ruba Adrije zajedno s ranije obduciranim ofiolitnim melanžem. Mezozojske deformacijske strukture su potom rotirane u post-oligocenskom vremenu iz prvotno tipično dinaridskih struktura s JI pružanjem i JZ vergencijom u recentne strukture s JZ pružanjem i SZ vergencijom. Sljedeći ekstenzijski događaj (D5) koji je trajao od otnanga do kraja srednjeg badena (~18–14 Ma) povezan je s formiranjem normalnih listričkih rasjeda s JI pružanjem i smjerom nagiba uglavnom prema SI te desnih rasjeda s pružanjem prema I-SI koji akomodiraju novonastalu ekstenziju u Panonskom bazenu sa smjerom prema SI. Kratkotrajna kontrakcija (D6) zabilježena je u kasnom sarmatu (~12 Ma) i rezultirao je reversnim rasjedanjem i inverzijom djela starije miocenskih listričkih rasjeda. Sadašnji kontrakcijski događaj (D7) koji započeo je u kasnom panonu (~6 Ma), a rezultirao je reaktivacijom desnih rasjeda s pružanjem prema I-SI, formiranjem novih desnih rasjeda s pružanjem prema JI te formiranjem bora i reversnih rasjeda s pružanjem prema I odnosno I-SI. Mezozojska i kenozojska tektonsko-stratigrafska evolucija Ivanščice ukazuje na tektonsku i paleogeografsku pripadnost njezinih ne ofiolitnih mezozojskih strukturno-stratigrafskih jedinica Predkrškoj jedinici Unutarnjih Dinarida. Repno kompleks predstavlja najsjeverozapadniju pojavu Zapadnovardarske ofiolitne jedinice. Do sada, ovo je jedino poznato mjesto gdje se ofiolitni melanž Zapadnovardarske ofiolitne jedinice nalazi u primarnom obdukcijskom navlačnom kontaktu sa sukcesijama Predkrške jedinice koje čine njegovu podinu. Ova spoznaja predstavlja značajan doprinos poznavanju strukturno-tektonske građe i dinamike Dinaridskog orogena. Dokumentirana mezozojska litostratigrafska sukcesija Ivanščice korelativna je sa sukcesijama pasivnog kontinentalnog ruba Adrije, koje su danas očuvane u Alpama i Predkrškoj tektonsko-stratigrafskoj jedinici Dinarida. Prepoznati deformacijski događaji i njihovo vrijeme ukazuju na to da je Ivanščica uglavnom bila pod utjecajem deformacijskih događaja vezanih uz mezozojsku evoluciju Neotetiskog oceana kao i miocensko otvaranje i inverziju Panonskog bazena. Stoga, mezozojska tektonsko-stratigrafska evolucija Ivanščice dokazuje paleogeografsku pripadnost njezinog ne-ofiolitnog mezozojskog strukturno-stratigrafskog entiteta Predkrškoj jedinici Unutrašnjih Dinarida. |
