GEOLOGICA CARPATHICA, 49, 5, BRATISLAVA, OCTOBER 1998

341–350

NORTH DINARIDIC LATE CRETACEOUS–PALEOGENE

SUBDUCTION-RELATED TECTONOSTRATIGRAPHIC UNITS

OF SOUTHERN TISIA, CROATIA

JAKOB PAMIÆ

Croatian Academy of Sciences and Arts, Ante Kovaèiæa 5, 10000 Zagreb, Croatia

(Manuscript received February 23, 1998; accepted in revised form September 1, 1998)

Abstract: In order to evaluate the structural position of Mesozoic formations underlying the Neogene South Pannonian

Basin, a tentative correlation is proposed between (1) the Late Cretaceous–Paleogene subduction-related magmatic,

sedimentary and metamorphic units of the North Dinarides and (2) the apparently exotic blocks of the same units

found in the subsurface and at the surface within the Pannonian Basin. The formations are as follows: a—Sedimen-

tary Late Cretaceous to Paleogene flysch sequences, at their base interlayered with basalt, alkali-feldspar rhyolite and

pyroclastics and intruded by penecontemporaneous A-type granites; b—Very low-, low- and medium-grade region-

ally  metamorphosed  sequences  which  originated  from  the  surrounding  Late  Cretaceous–Paleogene  rocks;  c—

Synkinematic Eocene A-type and S-type granitoids, and d—Underlying tectonized ophiolite mélange. Concordant

radiometric (71 to 48 Ma) and geological ages were obtained on the rocks of the first three units from both areas. This

paper presents diagrams which schematically illustrate and summarize the Late Cretaceous to Miocene evolution of

the area adjoining the North Dinarides and South Pannonian Basin. Geological profiles, based on seismic data, are

presented. The occurrence of North Dinaridic Late Cretaceous–Paleogene subduction-related exotic fragments found

in the South Pannonian Basin can be explained: 1—by Oligocene uplift of detached fragments of the underthrust

North Dinarides in the nascent Drava and Sava depressions, and 2—by Pliocene strike-slip faulting.

Key words: North Dinarides, South Pannonian Basin, flysch sequences, Alpine metamorphic sequences, synkinematic

granitoids, ophiolite mélange, correlation.

Introduction

According  to  the  earliest  plate  tectonic  interpretations,  the

Pannonian  Basin  (PB)  was  regarded  as  a  back-arc  basin

relative to the Carpathians (Stegena et al. 1975 and others).

Later  Royden  et  al.  (1983)  suggested  that  the  evolution  of

the  PB  was  controlled  by  extension,  coeval  with

compression in the Carpathians, extension being induced by

subduction  of  the  Eurasian  plate  and  roll-back  of  the

subducted  slab.  Recent  geodynamic  interpretations  of  the

PB,  considering  the  mosaic-like  pattern  of  the  Mesozoic-

Paleogene  units  occurring  in  its  northwestern  parts  (the

Pelso Megaunit), proposed that its =development was gov-

erned  by  Late  Oligocene/Early  Miocene  escape  tectonics

from the Eastern Alps (Kázmér & Kovács 1985; Ratschbach-

er et al. 1991; Csontos et al. 1992 and others).

However, these geodynamic models did not take into con-

sideration that to the south the PB is bounded by another ma-

jor mountain system, namely the Dinarides. Geometrically,

the marginal parts of the South PB are strongly controlled by

the  tectonic  contact  between  the  Dinaride  Ophiolite  Zone

and the overlying Late Cretaceous–Paleogene metamorphic-

magmatic-sedimentary units (Fig. 1). These are genetically

related to the ancient north-dipping subduction zone of the

Dinaridic-Hellenidic  Tethys  that  was  first  activated  during

the Late Jurassic/Early Cretaceous and remained active until

the  Late  Eocene.  The  different  Mesozoic-Paleogene  units,

which are widespread in the North Dinarides, can be correlat-

ed with equivalent rock units outcropping and occurring in

the subsurface of the South PB.

This  paper  focuses  on  Late  Cretaceous–Paleogene  sedi-

mentary,  igneous  and  metamorphic  rocks  occurring  in  the

South  PB  and  their  correlation  with  tectonostratigraphic

units of the North Dinarides. This correlation and available

field and geophysical data suggest that the Late Cretaceous–

Paleogene blocks of the South PB were emplaced due to ex-

humation  of  underthrust  North  Dinaridic  units  during  the

Oligocene early phases of development of the Sava and Dra-

va depressions and due to Pliocene strike-slip faulting locally

giving rise to transpressive thrusting. This transpressive de-

formation occurred in post-Pannonian time when the north-

ernmost Dinarides were thrust over the southern parts of the

Tisia.

Multiple opinions have been proposed regarding the geo-

tectonic setting of the border area between the North Dinar-

ides and Tisia. These have been summarized and their inher-

ent  problems  discussed  by  Pamiæ  (1987).  Based  on  field

data, analyses of cores from deep wells and seismic data, the

surface boundary between the North Dinarides and the Tisia

block  runs  approximately  south  of  the  Mts.  Moslovaèka

Gora, Psunj, Požeška Gora, Dilj and Fruška Gora, and thus

generally coincides with the northern marginal fault of the

Sava  Depression  (Fig.  1).  As  such  it  relates  closely  to  the

boundary proposed by Herak et al. (1990).

342                                                                                                    PAMIÆ

Fig. 

1. 

Geological 

sketch 

map 

of 

the 

area 

adjoining 

the 

southern 

and 

south-

western 

parts 

of 

the 

Pannonian 

Basin 

and 

the 

northernmost 

D

inarides. 

1 —

Neogene 

and 

Quaternary 

sedimentary 

and 

volcanic 

rocks 

of 

the 

Pannonian 

B

asin. 

2 —

Late 

C

retaceous

–P

aleogene 

flysch 

sequences. 

3 

—

 P

aleogene 

m

agmatic 

and 

methamorphic

rocks.

 4

 —

 T

he 

same 

rocks 

penetrated 

in 

oil-wells. 

5 

—

 D

inaride 

O

phiolite 

Zone 

and 

ophiolite

outcrops 

outside 

the 

zone. 

6 

—

 E

xternal 

D

inarides 

and 

allochthonous 

Triassic 

and 

Pal

eozoi

c 

fo

rm

at

ions.

 7

— 

Hercynian 

crystalline 

rocks. 

8 

—

 N

ormal 

and 

strike-slip 

faults. 

9 

—

 Inferred 

subduction 

zone 

of 

the

Dinaridic-Hellenidic 

Tethys. 

10

 —

 P

osition 

of 

seismic 

profiles 

(see 

Fig. 

5).

Faults:

 BNF

 —

 B

anja 

Luka-Našice; 

DF

 —

 D

rin

a;

 IF

 —

 Il

ov

a;

 NMFSD

 —

 northern 

marginal 

fault 

of 

the 

Sava 

Depression;

SMFSD

 —

 s

outhern 

marginal 

fault 

of 

the 

Sava 

Depression; 

SMFDD

 —

 s

outhern 

m

arginal 

fault 

of 

the 

D

rava 

Depression; 

ZZL

 —

Zagreb-Zemplen.

Mountains:

 BG

 — Bilogora; 

C

 — Cer; 

D

 — Dilj; 

FG

 — Fruška Gora; 

I — Ivanšèica; 

K

 — Kalnik; 

Kd

 — Krndija; 

M

 — Medvednica; 

Ma

 — Majevica; 

MG

 — Moslavaèka Gora; 

Mo

 —

Motajica; 

P — Prosara; 

PG

 — Požeška Gora; 

Pp

 — Papuk; 

Ps

 — Psunj; 

SG

 — Samoborska Gora; 

V

 — Vuèjak.

INDEX-MAP

 showing 

the 

position 

of 

the 

Pannonian 

Basin: 

1— 

Tertiary 

sediments 

± 

volcanics 

of 

the 

Pannonian 

Basin 

underlain 

by: 

2 

—

 P

elso 

Unit 

including 

Zagorje-Midtransdanubian 

zone,

3 

—Tisia 

U

nit 

and 

4 

— 

Dinarides; 

5 

—

surrounding 

mountain 

systems.

 DINARIDIC LATE CRETACEOUS–PALEOGENE TECTONOSTRATIGRAPHIC UNITS                              343

I. Late Cretaceous–Paleogene units

of the North Dinarides

These units belong to the Posavina terrane which includes

the Mts. Prosara–Motajica–Cer–Bukulja zone of the north-

ernmost Dinarides that continues southeastward into the Var-

dar Zone  sensu  lato  (Pamiæ  1993;  Pamiæ  et  al.  1998).  The

Posavina  terrane  originated  along  the  active  northernmost

margin of Apulia consisting of a trench-like basin and a pre-

sumed magmatic arc. After  Mesozoic ophiolites of the Di-

naridic Tethys had been obducted onto the Apulian passive

continental  margin  during  the  Late  Jurassic/Early  Creta-

ceous,  subduction-related  sedimentary,  igneous  and  meta-

morphic processes continued along this feature during Late

Cretaceous and Paleogene times.

Late  Cretaceous–Paleogene  unmetamorphic  sedimen-

tary sequences consist in their lower parts of Turonian (?)

and Lower Senonian shale, marly shale, siltstone and lime-

stone,  interlayered  with  upper  mantle  derived  basalt,  and

crustal alkali-feldspar rhyolite and pyroclastic rocks (the bi-

modal basalt-rhyolite formation). This volcanic-sedimentary

formation  contains  rare  pre-Upper  Cretaceous  blueschist

olistoliths and blocks (Majer & Lugoviæ 1992; Pamiæ 1993).

This unit is conformably overlain by flysh composed mainly

of sandstone and shale in its lower parts (Maastrichtian and

Paleocene). Calcareous shales, sandstones, sandy limestones

and  limestones  predominate  in  its  upper,  Early  to  Middle

Eocene parts (Jelaska 1978). These rocks are widespread in

the Mts. Motajica, Vuèjak, Trebovac and Majevica (Fig. 1)

where they are unconformably overlain by the Tertiary fill of

the South PB.

Regionally  metamorphosed  sequences  laterally  grade

into unmetamorphosed Upper Cretaceous–Paleogene rocks.

Complete sequences showing progressive zonation from un-

metamorphosed  Upper  Cretaceous  sedimentary  and  igne-

ous rocks to very low-, low- and medium-grade metamorphic

rocks are best preserved in Mt. Motajica. The following were

recognized here: (1) progressive textural changes, (2) miner-

al zonation of chlorite to biotite to garnet to staurolite and (3)

changes in the oxygen isotopic composition and geobaromet-

ric data (Pamiæ et al. 1992). In a first phase, a regional syn-

tectonic  medium-pressure  and  low-temperature  metamor-

phism took place which affected an up to 3–4 km wide zone.

This metamorphism was related to a Late Eocene/Oligocene

deformational event (about 45–40 Ma). This phase was over-

printed by contact metamorphism under increasing tempera-

Fig. 2. a) Geological map of Mt. Motajica — modified from Variæak (1965): b) Colum-

nar  section  showing  progresive  zonality  from  unmetamorphosed  Upper Cretaceous

flysch sediments to very low-, low- and medium-grade metamorphic rocks.

a)

 1 — Neogene and Quaternary sedimentary rocks of the Pannonian Basin. 2 — Late

Cretaceous flysch sequence.  3  — Paleogene  very  low-  and  low-grade  metamorphic

sequence. 4 — Paleogene medium-grade metamorphic sequence. 5 — S-type granite. 6

— Dip of  schistosity.

b)

  1 — shale; 2 — sandstone; 3 — limestone;  4 — slate;  5 — metasandstone; 6 —

phyllite; 7 — schistose metasandstone and quartz-muscovite schist; 8 — recrystallized

limestone; 9 — marble; 10 — augen-phyllite; 11 — biotite-phyllite; 12 — chloritoid

phyllite; 13 — mica schist; 14 — amphibolite; 15 — gneiss; 16 — migmatite; 17 —

granite.
And — andalusite; Bi — biotite; Ch — chlorite; Chtd — chloritoid; Gr — garnet; St

— staurolite; Tu — tourmaline.

a)

b)

344                                                                                                    PAMIÆ

tures  and  decreasing  pressures  during  the  final  diapiric  as-

cent of granite intrusions. In the country rocks, this ascent

gave rise to the development of a narrow andalusite zone, in-

cluding  local  partial  melting  and  the  formation  of  migma-

tites. On the other hand, at the margin of the granite, uneven

greisenization of granites took place as evident by numerous

occurrences of tourmaline (Fig. 2a–b). In the Mt. Motajica

area, fold and thrust structures are north vergent in contrast

to the common SW vergence in the Dinarides. Similar struc-

tural deflections are also recognized in the surrounding Mt.

Prosara and on the northern slopes of Mt. Majevica (Fig. 1).

In the area of Mt. Prosara and in some oil-wells only low-

and very low-grade metasediments with poor remains of the

Late  Cretaceous  protolith  are  preserved,  whereas  in  the

western  parts  of  the  zone  only  Alpine  metamorphic  rocks

crop  out,  without  any  remainders  of  Upper  Cretaceous

pristine rocks.

From the slates and phyllites of the Mts. Motajica and Pro-

sara  metamorphic  sequences  a  Late  Cretaceous–Paleogene

microflora was obtained (Pantiæ & Jovanoviæ 1979). Radio-

metric determination, carried out on monomineralic concen-

trates from medium-grade rocks from a well core yielded K-

Ar  ages  of  48  (on  hornblende)  and  38  (on  biotite)  Ma

(Lanphere & Pamiæ 1992).

Synkinematic  granitoids  occur  in  Alpine  progressively

metamorphosed sequences as veins and small- to medium-

sized plutons, which, as indicated by geophysical data, are

more  common  in  the  subsurface  than  on  the  surface.  The

Alpine granitoids belong to the A-type (Mt. Prosara) and S-

type  (Mt.  Motajica)  family  as  indicated  by  geochemical

data (Pamiæ & Lanphere 1991). Rb-Sr measurements carried

out on the Mts. Motajica and Prosara granites yielded a Sr-

isochrone age of 48 Ma. However, two granite samples ob-

tained from oil-wells drilled in the western part of the zone

yielded  a  Rb-Sr  reference  age  of  56  Ma.  Generally,  these

ages fit with the K-Ar ages obtained from penecontempora-

neous medium-grade metamorphic rocks (Lanphere & Pamiæ

1992).

The tectonized ophiolite mélange is in some places un-

conformably  overlain  by  Late  Cretaceous–Paleogene  se-

quences. This mélange is strongly and pervasively sheared

and includes almost the same fragments as the olistostrome

mélange  of  the  Dinaride  Ophiolite  Zone  (Dimitrijeviæ  &

Dimitrijeviæ 1973). However, the tectonized mélange which

does  not  include  larger  peridotite  and  gabbro  bodies,  also

contains  exotic  blocks  of  Upper  Cretaceous  limestones

which to date have not been found in the olistostrome mé-

lange  of  the  Dinaride  Ophiolite  Zone  (Pamiæ  1993).  This

suggests that generation of ophiolites and mélange must have

also taken place during the Late Cretaceous as indicated by

K-Ar ages of 110 to 66 Ma obtained on diabase and gabbro

fragments (Pamiæ 1997).

II. Late Cretaceous–Paleogene units of  South Tisia

In this paper the term Tisia Megaunit is used in the same

way as it is used in recent papers published by Hungarian ge-

ologists  (Fülöp  et  al.  1987;  Csontos  et  al.  1992  and

others).  Within  the  southern  part  of  Tisia  outcropping  in

Croatia, Late Cretaceous–Paleogene rocks are developed in

almost the same facies as in the North Dinarides. They occur

as allochthonous masses, both on the surface and in the sub-

surface, as evidenced by numerous deep wells.

II a) Surface occurrences

Late  Cretaceous–Paleogene  rocks  are  found  at  the  Mts.

Požeška Gora and Papuk in Slavonija.

Mt. Požeška Gora (Fig. 1) is composed mainly of Neogene

sedimentary  rocks  associated  with  Late  Cretaceous  igneous

and sedimentary rocks. Predominant volcanic rocks, represent-

ed by about equal proportions of basalt and alkali-feldspar rhy-

olite lavas with some tuffs, cover a surface area of about 30

km

2

. Along the southeastern margin of the mountain, the vol-

canic rocks interfinger and alternate with fossiliferous Senon-

ian, mainly Maastrichtian shales, limestones and sandstones.

These rocks are cut by diabase dykes and larger A-type granite

bodies (Fig. 3A). The entire magmatic-sedimentary complex

of  Mt.  Požeška  Gora  is  allochthonous  and  subhorizontally

overlies the Neogene sediments of the PB, including clastics

of Pannonian age (Šparica & Pamiæ 1986).

In the southwestern parts of Mt. Požeška Gora and at the

base of the allochthonous thrust sheet, Late Cretaceous low-

grade  metamorphic  rocks  crop  out.  These  are  muscovite-

quartzite schists originating from primary cherts, and some

phyllites,  quartz-muscovite  schists,  greenschists,  metatuffs

and marbles. These rocks can be correlated with low-grade

parts  of  Paleogene  metamorphic  sequences  of  the  Mts.

Motajica  and  Prosara  of  the  North  Dinarides  (Šparica  &

Pamiæ 1986). K-Ar measurement carried out on a whole-rock

phyllite  from  Mt.  Požeška  Gora  yielded  an  age  of  44 Ma

(Lanphere & Pamiæ 1992).

The area of Mt. Papuk, near Voæin. Here, a Late Creta-

ceous volcanic flow is composed of about equal proportions

of basalts, alkali-feldspar rhyolites and volcanic breccias and

agglomerates with tuffs (Fig. 3B). The Voæin volcanic body

is  in  tectonic  contact  with  Hercynian  migmatites,  S-type

granites  and  Miocene  sedimentary  rocks.  The  Hercynian

country rocks are intruded by diabase and A-type granitepor-

phyry  veins  and  are  included  as  xenoliths  in  Upper  Creta-

ceous rhyolites. Only in a few places are volcanic rocks in-

terlayered with platy mudstones and Senonian fossiliferous

marly shales (Pamiæ 1997).

In Mt. Fruška Gora, Upper Cretaceous clastic rocks, con-

taining  re-deposited  blueschist  pebbles,  occur,  together  with

tectonized ophiolite mélange (Majer & Lugoviæ 1992). Unfor-

tunatelly, there are no radiometric ages for those blueschists,

which are probably pre-Upper Cretaceous in age.

A concordant isotopic age of 71.5 Ma has been determined

by a five point Rb/Sr isochron based on 2 rhyolites and 3

cogenetic A-type granites from Mt. Požeška Gora (Pamiæ et

al. 1988). K-Ar measurements on diabases gave a crystalli-

zation age of 66.0 Ma and decreased ages of 54.5 and 48.7

Ma. From the Voæin area, five whole-rock basalt samples

yielded  concordant  K-Ar  ages  of  72.8–62.1  Ma  (Pamiæ

1997).

 DINARIDIC LATE CRETACEOUS–PALEOGENE TECTONOSTRATIGRAPHIC UNITS                              345

II b) Subsurface data

Fourteen oil-wells drilled in the Drava Depression (Fig.

1), penetrated at depths of up to 3686 m, into Upper Creta-

ceous-(?)Paleogene basalts, metabasalts, alkali-feldspar rhy-

olites and granite porphyries with subordinate alkali-feldspar

syenite  porphyries,  some  of  them  cataclasized  and  schis-

tosed. Some of these volcanic bodies may attain thicknesses

of up to 1000 m. In some of the deep wells the oldest sedi-

ments underlying these igneous rocks are Albian and Barre-

mian-Aptian limestones and limestone breccias, indicating a

Late Cretaceous geological age of the magmatic activity. K-

Ar measurements carried out on 13 whole-rock samples of

basalt and alkali-feldspar rhyolite gave 3 groups of radiomet-

ric  ages:  1)  crystallization  ages  ranging  between  75.5  and

62.4 Ma; 2) cooling ages spanned between 59.3 and 51 Ma

and  3)  strongly  decreased  ages  spanned  between  38.7  and

36.3 Ma (Pamiæ 1997).

In the Sava Depression, where fewer wells were drilled than

in the Drava Depression, Upper Cretaceous basalts and metaba-

salts were encountered only in a few deep wells (Fig. 1). K-Ar

measurements on two whole-rock basalt samples gave crystalli-

zation ages of 83.4 and 68.7 Ma and a metabasalt sample gave a

cooling(?) age of 48.9 Ma (Pamiæ 1997).

In 3 oil-wells from the Slavonija-Srijem Depression, the

oldest sedimentary rocks overlying basalts and alkali-feldspar

rhyolites  are  of  a  Late  Cretaceous  age.  However,  K-Ar

measurements,  carried  out  on  whole-rock  metabasalts,

yielded  a  decreased  age  interval  ranging  between  61.1  and

44.1 Ma (Pamiæ 1997). In a few  oil-wells, gabbro and diabase

fragments from ophiolite mélange were also penetrated. K-Ar

measurements on these rocks gave two groups of ages, namely

110–80 Ma and 67–59 Ma.

Discussion

The Late Cretaceous–Paleogene tectonostratigraphic units

of the Posavina terrane represent the main and the most char-

acteristic members of the North Dinarides. Initial Late Juras-

sic/Early Cretaceous subduction processes, which took place

along  the  northern  Tethyan  margin,  were  accompanied  by

penecontemporaneous  obduction  of  ophiolites  over  the

Apulian passive continental margin, thus documenting sig-

nificant shortening of the Dinaridic-Hellenidic Tethys.

The average width of the Dinaride Ophiolite Zone is about

70–80 km but its thickness cannot be calculated due to the

chaotic character of the ophiolite mélange. However, the mé-

lange also includes large bodies of peridotite thrust sheets,

some of them 1000–2000 m thick and smaller bodies of gab-

bros, diabase and basalts. The best preserved complete frag-

ments of oceanic crust are more than 2000 m thick excluding

the underlying tectonic peridotites and the overlying volca-

nic sedimentary formations (Pamiæ & Desmons 1989).

The obducted ophiolitic complex partly emerged, underwent

weathering (including lateritization) and erosion. The erosion

products were re-deposited during the Late Jurassic/Early Cre-

taceous in shoals and depressions located between the emerg-

ing ridges (Fig. 4A). The occurrence of blueschist olistoliths

and pebbles at the base of the Late Cretaceous flysch sequence

suggests that  exhumation must have taken place during this

first post-emplacement period (e.g. Ernst 1971; Michard et al.

1994 and others).

These basins, which unconformably overlay the emplaced

ophiolites, can be traced along strike for 10–20 km and their

sedimentary fill is up 1000 m thick. The basins display varia-

tions in lithostratigraphy (Pamiæ 1964) that may be important

in paleogeographical and even palinspastic considerations.

In  the  southern  part  of  the  Ophiolite  Zone,  these  basins

contain  at  their  base  clastic  sediments  which  contain  frag-

ments of ophiolites and related sedimentary rocks, including

re-deposited ophiolite weathering crusts represented by nick-

eliferrous iron-poor ores and bauxites. This lower part of the

sequence which is Tithonian-Valanginian in age, is conform-

ably  (?)  overlain  by  fossiliferous  Upper  Cretaceous  marly

shales and bedded Upper Cretaceous limestones.

In  the  northern  part  of  the  Ophiolite  Zone,  close  to  the

Tethyan active continental margin, the Maglaj Basin uncon-

formably overlies the Dinaridic ophiolites. It contains mainly

breccia-conglomerates  and  coarse-grained  lithic  sandstones

(Fig.  6).  The  detrital  component  of  these  rocks  consists  of

ophiolites and genetically related sediments but also of abun-

dant  coarse-grained  and  reddish  granitoids  of  presumed

Variscan age (Variæak 1965). The granites might come from

Tisia which was broken off from the southern margin of Her-

cynian Europe during the Bathonian (Vörös 1993; Szedeké-

Fig. 3. Partial geological columns for the Late Cretaceous volcanic

masses: A — Mt. Požeška gora; B — The Vocin area.  1 — basalt; 2

—  rhyolite;  3  —  tuff;  4  —  volcanic  breccia;  5  —  small  intrusive

bodies: a) A-type granite and b) diabase; 6 — Hercynian migmatite;

7 — Upper Cretaceous bedded shale, limestone and sandstone.

346                                                                                                    PAMIÆ

nyi 1996) or Tertiary (Csontos et al. 1992). The granites oc-

cur as pebbles and exotic blocks, 1–2 m in diametre, in brec-

cia-conglomerates and as the most common components of

the lithic sandstones. In some areas these conglomerates in-

terfinger  with  Tithonian-Valanginian  reefal  limestones

whereas the uppermost parts of the clastic sequence are in

some areas unconformably(?) covered by bedded Upper Cre-

taceous  limestones.

These data indicate that the Maglaj Basin, which oversteps

the northern marginal parts of the Dinaride Ophiolite Zone,

was not charged by only detritus from adjacent southerly lo-

cated ophiolite terranes, but also from a northerly located Eu-

ropean continental margin terrane.

Late  Jurassic/Early  Cretaceous  subduction  initiated  the

gradual closure and finally a strong shortening of the Dinar-

idic Tethys and the development of a magmatic arc. The arc

was located north of the obducted ophiolites along the north-

ern Tethyan margin. In the trench associated with this mag-

matic arc Late Cretaceous–Paleogene flysch sequences accu-

mulated.  Persisting  subduction  processes    along    this    arc-

trench  system  were  the driving mechanism for continued

magmatic activity during the Late Cretaceous and Paleogene.

Sr isotope data suggest a twofold magma generation activity:

1) basalts and diabases derived from an upper mantle source

and 2) A-type granites with cogenetic alkali-feldspar rhyo-

lites derived from a continental crustal source (Pamiæ et al.

1988). This indicates that continental crustal rocks were also

subducted, metasomatically reactivated and thus took part in

magma generation.

Consequently, in the area of this magmatic arc, granite

plutonism and bimodal basalt-rhyolite volcanism were ac-

tive.  It  is  quite  concievable  that  this  magmatic  arc  may

represent the westernmost part of the north Tethyan sub-

duction zone which extends southeastward to Greece (the

Vardar Zone), the Zagros and Afghanistan (Camoin et al.

1993).

Fig. 4. Schematical diagrams illustrating and summarizing the evolution of the north Dinarides and south Pannonian Basin: A — during the

Late Cretaceous; B — during the Late Eocene/Oligocene; C — during the Early Miocene extension. a — rifting related volcanics interlayered

in Early Miocene sediments;  ADCP — Adriatic-Dinaridic carbonate platform; DD — nascent Drava Depression;  FB — Apulian passive

continental margin (flysch bosniaque); MA — magmatic arc (Eurasian active continental margin); OM — ophiolite mélange obducted in Late

Jurassic/Early Cretaceous; OM

2

 — ophliolite mélange obducted in Late Eocene/Oligocene; OS — Late Jurassic/Cretaceous marine overstep

sequences; P — Posavina terrane; Pm — Alpine metamorphic sequence originating from Late Cretaceous/Paleogene protolith; PG — Mt.

Požeška Gora; R — Radiolarite formation; SD — nascent Sava Depression; T — trench in front of the magmatic arc.

 DINARIDIC LATE CRETACEOUS–PALEOGENE TECTONOSTRATIGRAPHIC UNITS                              347

Strong compressional movements, which took place by the

end of the Eocene (45–40 Ma) were accompanied by the up-

lift of the Dinarides. This phase was characterized by: 1) tec-

tonization of the pristine Jurassic olistostrome mélange and

its  emplacement  on  top  of  the  main  mass  of  the  Dinaridic

ophiolites that were obducted during the Late Jurassic/Early

Cretaceous;  2)  medium-grade  metamorphism  of  the  Upper

Cretaceous–Paleogene trench-sediments, and 3) synkinemat-

ic granite plutonism. With this Eocene final orogenic phase,

structuration of the Dinarides was completed (Fig. 4B).

However, within the emerging parts of the Dinarides, nu-

merous smaller and larger Oligocene and Neogene intramon-

tane basins developed. In the area north of the Dinarides, a

system  of  larger  shallow-  to  deep-water  transtensional  de-

pressions came into evidence during the Oligocene, in which

marine, brackish and fresh-water sediments accumulated (the

South Paratethys). In the area of the present South PB, in-

cluding  the  nascent  Sava  and  Drava  depressions  intensive

Oligocene andesite volcanic activity took place during this

transpression phase (Laubscher 1983). This magmatic activi-

ty, which was penecontemporaneous with magmatic activity

along the Periadriatic Line, might have derived from partial

melting of retarding blocks remained after the Eocene final

subduction.

Due to the N-dipping subduction of Apulia (see right side

of Fig. 4B) it is likely that the Posavina terrane was over-

thrust at a low angle by the South Tisia terrane and was ex-

humed  during  transtensional  development  of  the  Sava  and

Drava depressions. This hypothesis is supported by the re-

sults of numerous oil-wells.

Consequently, the fragments of the previously subducted

Posavina terrane occurring at present in the subsurface of the

South PB could be best explained as exhumed blocks of the

underlying northernmost Dinarides that were uplifted proba-

bly along (sub)vertical faults.

The  final  Eocene  deformation  of  the  Dinarides  resulting

from underplating of Apulia beneath the Tisia (the present

Pannonian  terranes)  was  followed  by  termination  of

subduction  processes.  After  the  Oligocene  transpressional

deformation of the area northeast of the uplifted Dinarides,

geodynamic  processes  controlling  the  evolution  of  the  PB

changed fundamentally. Diapirism of the upper mantle and

Fig. 5. Geological profiles based on seismical data (Tari-Kovaèiæ & Pamiæ 1997); profile positions are presented on the geological map —

Fig. 1. 1 — Tertiary fill of the Pannonian Basin; 2 — Late Cretaceous–Paleogene sedimentary, igneous and metamorphic rocks of Posavina

terrane; 3 — tectonized ophiolite mélange; 4 — Hercynian crystalline rocks of the Tisia Megaunit; 5 — fault.

348                                                                                                    PAMIÆ

resulting attenuation of the lower continental crust gave rise

to extensional processes, i.e., the evolution of the PB (Roy-

den et al. 1983 and others). Details on the evolution of the

southwestern and southern parts of the PB are presented else-

where (Tari-Kovaèiæ & Pamiæ 1997).

The Neogene evolution of the South PB, which was pene-

contemporaneous with the Neogene evolution of intramon-

tane basins within the  uplifted Dinarides, can be divided in

two main phases. After the preceding Oligocene magmatic

activity, synsedimentary Early-Middle Miocene volcanic ac-

tivity was genetically related to rifting processes. This volca-

nism  produced  (1)  trachyandesites  of  upper  mantle  origin

during the Karpatian, (2) basalts and andesites with subordi-

nate dacites and rhyolites of a continental crustal origin dur-

ing the Badenian, and (3) basalts and alkali-basalts of upper

mantle origin during the Sarmatian–Pannonian (Pamiæ et al.

1995). Following the late Sarmatian sea level low stand, sed-

imentation in the evolving PB was dominated by Late Mi-

ocene and Pliocene lacustrine fresh-water deposits (Horváth

et al. 1996).

However, strong contractional tectonic activity occurred at

the beginning of the Pliocene (about 5 Ma). Reflection seis-

mic data indicate that in the South PB, units of the northern-

most  Dinarides  are  thrust  over  the  Tisia  Megaunit  (Tari-

Kovaèiæ & Pamiæ 1997) — see Figs. 5A–B. This change of

the lithosphere structure in the area adjoining the South PB

and the North Dinarides must have taken place in post-Pan-

nonian times. This is evidenced by the fact that the Late Cre-

taceous magmatic-metamorphic-sedimentary complex of the

North Dinarides was thrust in Mt. Požeška Gora over Neo-

gene sedimentary sequences as young as Pannonian in age.

Moreover, fold and thrust structures within the Late Creta-

ceous–Paleogene complex of the North Dinarides display an

obvious north vergence (Fig. 2a). The post-Pannonian move-

ments  fit  with  the  idea  presented  by  Horváth  et  al.  (1996)

that  strong tectonic movements must have taken place by the

beginning of the Pliocene (4–5 Ma) in the whole PB. This

new tectonic regime reflects an increase in intraplate com-

pressional stress producing localized deformations and broad

buckling  and  uplift  of  the  PB.  This  deformation  phase  is

Fig. 6. Geological map of the Žepèe-Zavidoviæi-Maglaj area, the northern part of the central Dinarides (Sunariæ-Pamiæ et al. 1973): l — Post-

orogenic Tertiary intramontane basins; 2 — Tertiary andesites and dacites; 3 — Upper Cretaceous limestones and limestone conglomerates;

4 — Berriasian: a) breccia-conglomerates and sandstones and b) massive limestones; 5 — ophiolite mélange, mainly shales and graywackes;

6 — dismembered ophiolites, mainly ultramafics; 7 — Lower Jurassic marly shales, limestones and cherts. Index-map: 1 — external Dinarides;

2 — internal Dinarides; 3 — Vardar Zone s.l.; 4 — Serbo-Mazedonian Massif; 5 — Carpathians; 6 — Pannonian Basin; 7 — Eastern Alps.

 DINARIDIC LATE CRETACEOUS–PALEOGENE TECTONOSTRATIGRAPHIC UNITS                              349

probably the expression of continued convergence of Africa-

Arabia with Europe.

It is likely that during this Pliocene phase of tectonic activ-

ity, wrench faulting played an important role. Thus, it is con-

ceivable  that,  for  example,  along  the  Banja  Luka–Našice

NNE-SSW  trending  strike-slip  fault  (BNF  in  Fig.  1),  the

Late  Cretaceous–Paleogene  complex  of  the  Dinarides  was

transported northward by about 30 km from its root in the

North Dinarides and was thrust onto the Neogene sequences

of Mt. Požeška Gora, presumably at a restraining bend of the

Banja Luka-Našice fault.

Consequently, the occurrence of the Dinaridic Late Creta-

ceous–Paleogene tectonostratigraphic units in the South PB

can be explained by twofold mechanisms of tectonic trans-

port. 1) Those located at depths of 3000–4000 m at the base

of the Neogene fill of the South PB were uplifted  during the

Oligocene phase of wrench faulting controlling the initial de-

velopment  of  the  Drava  and  Sava  depressions.  2)  The

North  Dinaridic  Late  Cretaceous–Paleogene  complexes

found  at  the  surface  were  emplaced  during  the  Pliocene

phase of strike-slip faulting.

Horváth (1993) emphasized the opinion that the evolution

of the PB was controlled by continued orogenic activity in

the  Carpathian  arc,  involving  northeastward  and  eastward

transport of the Pannonian, Tisian and Dacides blocks. Data

presented  in  this  paper  expand  his  idea  and  show  that  the

evolution  of  the  South  PB  within  the  Tisia  Megaunit  was

controlled by contemporaneous but post-orogenic activity re-

lated  to  the  North  Dinarides,  as  shown  by  the  northward

transport of the Dinaridic lithologies and their incorporation

into the South PB.

Data presented in this paper also pose the problem of the

boundary  between  the  Tisia  and  the  North  Dinarides.  This

boundary  has  been  commonly  identified  with  the  southern

margin  of  the  PB  stretching  south  of  the  Sava  River.

However, the southern margin of the Tisia is underthrust be-

low the North Dinarides and thus incorporated in their deep

structure.  On  the  other  hand,  allochthonous  masses  of  the

Late Cretaceous–Paleogene subduction-related complexes of

the North Dinarides are incorporated in the structure of the

South PB due to Pliocene strike-slip faulting.

Acknowledgments: This paper was financially supported by

the Ministry of Science and Technology of the Republic of

Croatia,  Grant  195004.  The  author  is  indebted  to  Profs.  P.

Ziegler and S. Schmid of Basel University for critical read-

ing of the draft of the manuscript, numerous and useful sug-

gestions which significantly improved the quality of the pa-

per. Thanks also to P. Árkai, L. Csontos and D. Plašienka for

their support during the editing procedure.

References

Camoin G., Bellion Y., Dercourt J., Guirand R., Lucas J., Poisson

A.,  Ricou  E.L.E.  &  Vrielynck  B.,  1993:  Late  Maastrichtian

(69.5–65  Ma).  In:  Dercourt  J.,  Ricou  E.L.  &  Vrielynck  B.

(Eds.):  Atlas  Tethys  Paleoenvironmental  Maps.  Explanatory

notes. Gauthiers-Villars, Paris, 179–196.

Csontos L., Nagymarosy A., Horváth F. & Kovács M., 1992: Ter-

tiary  evolution  of  the  intra-Carpathian  area:  a  model.  Tec-

tonophysics, 208, 221–241.

Dimitrijeviæ  M.D.  &  Dimitrijeviæ  M.N.,  1973:  Olistostrome  mé-

lange in the Yugoslavian Dinarides and Late Mesozoic plate

tectonics. J. Geol., 81, 328–340.

Ernst W.G., 1971: Metamorphic zonations on presumably subduct-

ed  lithospheric  plates  from  Japan,  California  and  the  Alps.

Contr.  Mineral. Petrology, 34, 43–59.

Fülöp J., Brezsnyanszky K. & Haas J., 1987: The new map of ba-

sin basement of Hungary. Acta Geol. Hung., 30, 3–29.

Herak  M., Jamièiæ D., Šimuniæ A. & Bukovac J., 1990: The north-

ern boundary of the Dinarides. Acta Geol. (Zagreb), 20, 5–27.

Horváth  F., 1993: Towards a mechanical model for the formation

of the Pannonian Basin. Tectonophysics, 226, 333–357.

Horváth  F., Tari G., Sikhegyi  F., Toth T., Magyari O., Sacchi M. &

Marsi  F.,  1996:  Neotectonics  of  the  Pannonian  Basin.  Ab-

stracts of PANCARDI Workshop, Wien, 112.

Jelaska  V., 1978: Stratigrafski i sedimentološki odnosi senonsko-

paleogenskog fliša šireg podruèja Trebovca (sjeverna Bosna).

Geol. vjesn., 30, 95-117 (in Croatian, English Summary).

Kázmér M. & Kovács S., 1985: Permian-Paleogene paleogeogra-

phy along the eastern part of the Insubric-Periadriatic Linea-

ment system: evidence for continental escape of the Bakony-

Drauzug. Acta Geol. Hung., 28, 71–84.

Lanphere  M. & Pamiæ J., 1992: K-Ar and Rb-Sr ages of Alpine

granite—metamorphic  complexes  in  the  northwestern  Dinar-

ides  and  the  south-western  part  of  the  Pannonian  Basin  in

North Croatia. Acta Geol. (Zagreb), 22, 1–15.

Laubscher  H., 1983: The late Alpine (Periadriatic) intrusions and

the Insubric Line. Mem. Soc. Geol. Ital., 26, 21–30.

Majer V. & Lugoviæ B., 1992: The blueschists of Yugoslavia. Rad

Jug. akad. znan. umjetn., 458, 103–139.

Michard  A.,  Goffe  B.,  Saddiki  R.,  Oberhansli  R.  &  Windt  A.S.,

1994:  Late  Cretaceous  exhumation  of  the  Oman  blueschists

and  eclogites:  a  two-stage  extensional  mechanism.  Terra

Nova, 6, 404–413.

Pamiæ  J.,  1964:  Magmatske  i  tektonske  strukture  u  ultramafitima

Bosanske  serpetinske  zone.  Poseb.  Izd.  Geol.  glas.,  2,  108,

Sarajevo (in Croatian, English Summary).

Pamiæ  J.,  1987:  Magmatic  and  metamorhic  complexes  of  the  ad-

joining  area  of  the  northernmost  Dinarides  and  Pannonian

mass. Acta Geol. Hung., 29, 203–220.

Pamiæ J., 1993: Eoalpine to Neoalpine magmatic and metamorphic

processes  in  the  northwestern  Vardar  zone,  the  easternmost

Periadriatic Zone and the southwestern Pannonian Basin. Tec-

tonophysics, 226, 503–518.

Pamiæ J., 1997: Vulkanske stijene Savsko-dravskog meðurijeèja i

Baranje  (Hrvatska).  Poseb.  izd.  Nafta,  Zagreb,  192  (in

Croatian, English Summary).

Pamiæ  J.  &  Desmons  J.,  1989:  A  complete  ophiolite  sequence  in

Rzav, area of Zlatibor and Varda ultramafic massifs, the Di-

naride Ophiolite zone. Ofioliti, 14, 3–32.

Pamiæ J. & Lanphere  M., 1991: Alpine A-type granites from the

collisional area of the northernmost Dinarides and Pannonian

Basin, Yugoslavia. Neu. Jb. Mineral., Abh., 162, 215–236.

Pamiæ J., Lanphere M. & McKee  E., 1988: Radiometric ages of

metamorphic  and  associated  igneous  rocks  of  the  Slavonian

Mountains in the southern part of the Pannonian Basin. Acta

Geol. (Zagreb), 18,13–39.

Pamiæ J., Árkai  P., O’Neil J.O. & Lantai  C., 1992: Very low- and

low-grade  progressive  metamorphism  of  Upper  Cretaceous

sediments  of  Mt.  Motajica,  northern  Dinarides,  Yugoslavia.

In: J. Vozár (Ed.): Western Carpathian, Eastern Alps, Dinar-

ides. IGCP Proj. 276, Bratislava, 131–146.

350                                                                                                    PAMIÆ

Pamiæ J., McKee  E., Bullen  T. & Lanphere  M., 1995: Tertiary

volcanic rocks from the southern Pannonian Basin. Int. Geol.

Rev., 37, 259–283.

Pamiæ  J.,  Gušiæ  I.  &  Jelaska  V.,  1998:  Geodynamic  evolution  of

the Central Dinarides. Tectonophysics, in press.

Pantiæ  N. & Jovanoviæ O., 1970: O starosti “azoika” ili “paleozo-

jskih škriljaca” na Motajici na osnovu mikrofloristièkih poda-

taka.  Geol.  glas.,  14,  190–204  (in  Serbian,  English

Summary).

Ratschbacher  L., Frisch  W., Linzer  H.G. & Merle  O., 1991: Lat-

eral  extrusion  in  the  Eastern  Alps,  part  1:  boundary  condi-

tions  and  experiments  scaled  for  gravity.  Tectonics,  10,

245–256.

Royden  L., Horváth F. & Rumpler J., 1983: Evolution of the Pan-

nonian Basin system: tectonics. Tectonics, 2, 63–90.

Stegena J., Geczy B. & Horváth  F., 1975: Late Cenozoic evolution

of the Pannonian Basin. Tectonophysics, 26, 71–90.

Sunariæ-Pamiæ  O., Pamiæ J., Kapeler  I., Olujiæ J. & Zec  F., 1973:

Basic  geological  map  of  SFRJ,  1:100,000,  sheet  Zavidoviæi.

Sav. geol. zavod, Beograd (in Croatian; English summary).

Szederkényi T., 1996: Metamorphic formations and their correla-

tion in the Hungarian part of the Tisia megaunit. In: Kneževiæ

V.  &  Krstiæ  B.  (Eds.):  Terranes  of  Serbia,  Belgrade  Univ.,

Belgrade, 9.

Šparica M. & Pamiæ J.,1986: Prilog poznavanju tektonike Pozeške

gore. Rad Jug. akad. znan. umjetn., 424, 85–96 (in Croatian,

English Summary).

Tari-Kovaèiæ V. & Pamiæ J., 1997: Geodynamic evolution of the

northern  Dinarides  and  South  Pannonian  Basin.

Tectonophysics, in press.

Variæak  D., 1965: Petrološka studija motajièkog granitskog masi-

va. Poseb. izd. Geol. glas., 9, Sarajevo, 170 (in Serbian, En-

glish Summary).

Vörös  A.,  1993:  Jurassic  microplate  movements  and  brachiopod

migrations  in  the  Western  part  of  the  Tethys.  Paleogeogr.,

Paleoclim., Paleoecol., 100, 125–145.