background image

GEOLOGICA  CARPATHICA,  51,  1,  BRATISLAVA,  FEBRUARY  2000

19–36

CALCULATIONS OF TECTONIC, MAGMATIC AND RESIDUAL STRESS

IN THE ŠTIAVNICA STRATOVOLCANO, WESTERN CARPATHIANS:

IMPLICATIONS FOR MINERAL PRECIPITATION PATHS

MICHAL NEMÈOK

1a,b*

, PATRIK KONEÈNÝ

1a

 and ONDREJ LEXA

2

1a

Slovak Geological Survey, Mlynská dolina 1, 817 04 Bratislava, Slovak Republic

1b

Department of Geology and Paleontology, University of  Salzburg, Hellbrunner Strasse 34, 5010 Salzburg, Austria

2

Department of Petrology, Charles University, Albertov 6, 128 43 Prague, Czech Republic

(Manuscript received September 1, 1998; accepted in revised form September 28, 1999)

Abstract: This paper describes the dynamics controlling the development of the Štiavnica stratovolcano and the distri-

bution of related ore deposits during the Badenian–Pannonian (16.5–6.2 Ma) using combined structural, geobarometric

and geothermometric analyses. During the early Badenian–earlier late Badenian (16.5–15 Ma) the Štiavnica area expe-

rienced NE-SW extension. It controlled NW-SE striking normal- and N-S trending sinistral strike-slip faults. Later,

during the early Badenian–earlier late Badenian, the extension rotated to W-E and controlled N-S striking normal faults,

NE-SW striking sinistral and NW-SE striking dextral strike-slip faults. Later, the extension rotated to NW-SE. The tec-

tonic stress interacted with the rapid overburden removal and magmatic stress of the granodiorite intrusion, during the

late Badenian–early Sarmatian. The tectonic stress controlled NE-SW trending normal faults. Overburden reduction

input changed normal faulting to strike-slip faulting. Magmatic input caused the opening of subhorizontal veins above

the intrusion and anastomosing fracture pattern around its boundary. Later during the late Badenian–early Sarmatian, the

stress had a plane stress character (

σ

1

 > 

σ

2

 >

 σ

3

), indicating neither collapse nor distinct regional extension. NE-SW

striking normal faults, ENE-WSW striking sinistral and N-S striking dextral strike-slip faults were active. Normal faults

and releasing bends of the strike-slip faults were places of ore deposit precipitation. During the Sarmatian–Pannonian

(13.6–10.7 Ma), the stress progressively gained a strong oblate character (

σ

1

 

 

σ

2

 >>

 σ

3

), indicating strong regional NW-

SE extension, controlling the same fault pattern. Later during the Pannonian, counterclockwise stress rotation towards

N-S oriented 

σ

1

 and E-W oriented 

σ

2

 led to NE-SW oriented sinistral strike-slip faulting.

Key words: Western Carpathians, Štiavnica stratovolcano, stress, temperature, fault, vein.

Introduction

During  the  Miocene,  the  Carpathian  orogen  migrated  to-

wards the NE and E, synchronously with the subduction of

the remnant Carpathian Flysch Basin, underlain by an oce-

anic/paraoceanic  crust  and  located  between  the  overriding

Carpathians and European platform. This migration ceased

when the Carpathians made contact with the passive margin

of the European Platform (e.g. Royden & Baldi 1988) and

subduction  stopped.  Another  control  of  the  Carpathian  de-

velopment was the eastward lateral extrusion of the Eastern

Alps after the Apulia-Europe collision (e.g. Ratschbacher et

al. 1991a,b; Csontos et al. 1992). The shortening in the fron-

tal,  accretionary,  parts  of  the  Carpathians  and  subduction

rollback were compensated by the intra- and back-arc exten-

sion,  accompanied  by  the  asthenosphere  elevation  in  the

back-arc region (e.g. Royden et al. 1982, 1983a,b; Bergerat

1989;  Stegena  et  al.  1975).  This  geotectonic  situation  and

the distribution of the old continental crust in the Inner Car-

pathians controlled the space- and time distribution and com-

position  of  the  Miocene-Quaternary  Carpathian  volcanism

(Lexa et al. 1993).

The temporal development of the Štiavnica stratovolcano

(Fig.  1)  is  as  follows  (Lexa  et  al.  1999;  Mao  et  al.  1996;

Koneèný et al. 1983; Koneèný & Lexa 1984; Kantor & Ïur-

kovièová 1985; Kantor et al. 1988).

The stratovolcano started to form during the early Bade-

nian  (16.5–15.5  Ma)  (Fig.  2a),  built  by  pyroxene/horn-

blende-pyroxene  andesite  lava  flows,  extrusive  domes,  py-

roclastic  flow  deposits  and  epiclastic  breccias.  Andesite/

andesite  porphyry  sills  and  lacoliths  were  emplaced  in  its

central and basal parts. Related alterations comprised chlor-

itization and hematitization of intrusions. The stratovolcano

then  underwent  denudation  roughly  synchronous  with  em-

placement of the quartz-diorite body in its center during the

Badenian–early Sarmatian (16.5–12.7 Ma) (Fig. 2b).

During the late Badenian–early Sarmatian (15–12.7 Ma),

activity  of  the  high  sulphidation  fluids  began  causing  the

argillitic alteration of host rocks and mezothermal mineral-

izing  events.  Denudation  of  the  stratovolcano  further  con-

tinued  roughly  synchronous  with  the  emplacement  of  the

large granodiorite intrusion (Fig. 2c). The intrusion, which

had flat roof and outward dipping margins, was situated in

the crystalline basement and its Mesozoic sedimentary cover.

A number of related porphyritic granodiorite apophyses were

emplaced into the Mesozoic rocks. At the contact of the gra-

nodiorite  and  the  Mesozoic  carbonates,  magnetite  skarns

were formed. Local fluids in the upper central parts of the

*Present address: Energy and Geoscience Institute, University of Utah, 423 Wakara Way, Salt Lake City, UT 84108, USA;

mnemcok@egi.utah.edu

background image

20                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

Fig. 

1. 

Text 

on 

the 

next 

page.

background image

 CALCULATIONS  OF  TECTONIC,  MAGMATIC  AND  RESIDUAL  STRESS                                        21

granodiorite  intrusion  and  surrounding  andesite  led  to  the

formation  of  the  stockwork  base  metal  mineralization  ac-

companied  by  quartz,  pyrite,  pyrophylite  and  kaolinite  al-

terations. 

δ

D  values  of  inclusion  fluids  in  the  quartz  and

sphalerite ranging from –52 to –67 ‰ SMOW, about –75 ‰

in chlorite and kaolinite; isotopic composition of the Pb-rich

ores  (

206

Pb/

204

Pb  =  18.810–18.839, 

207

Pb/

204

Pb  =  15.659–

15.682, 

208

Pb/

204

Pb = 38.922–39.011) indicate an important

role of magma-derived fluids (Háber et al. 1997). Later on,

during the continuing denudation of the stratovolcano, gran-

odiorite/quartz  diorite  porphyry  stocks  and  dyke  clusters

were emplaced around the granodiorite intrusion (Fig. 2d).

Some of the dykes penetrated by bore hole B-1 (Fig. 3) were

re-opened  either  through  their  median  lines  or  along  their

margins  (Štohl  et  al.  1990a).  Fluids  related  to  different

stocks/dyke clusters gave rise to copper porphyry/skarn ore

deposits and host rock alterations.

Later,  during  the  late  Badenian–early  Sarmatian  (15–12.7

Ma),  it  has  been  postulated  that  a  caldera  was  formed

(Koneèný & Lexa 1984), filled by sediments, reworked tuffs,

biotite-hornblende  andesite/dacite  extrusive  domes,  dome

flows and pyroclastic flows and was accompanied by the em-

placement of quartz-diorite porphyry sills and dykes (Fig. 2e).

During the Sarmatian (13.6–11.5 Ma), andesitic volcanic

activity  from  dispersed  centers  on  the  slopes  of  the  strato-

volcano revived and the uplift of the horst structure in the

central parts began (Fig. 2f). The continuing uplift was ac-

companied by the emplacement of rhyolitic and granite por-

phyry bodies along the horst boundary faults, during the late

Sarmatian–early  Pannonian  (12–10.7  Ma).  Low    sulphida-

tion  fluids  gave  rise  to  base  and  precious  metal  vein-type

mineralization  and  adularia,  sericite  alterations.  K/Ar  ages

of 12.3–13.3 Ma (±0.4 – ±1.2) from various sericite samples

constrain the time of this ore deposition (Tschernyschev et

al. 1995). 

δ

D values of inclusion fluids in the quartz, baryte

Fig. 1. a) Structural scheme of the central zone of the Štiavnica stra-

tovolcano (after Štohl et al. 1990b) with localities of kinematic data

collection and fault pattern. 1 — rhyolite dyke and extrusive dome,

upper  Sarmatian–lower  Pannonian;  2  —  rhyolite  volcanoclastic

rock, upper Sarmatian–lower Pannonian; 3 — post-caldera andesite

and volcanoclastic rock, Sarmatian;  4 — hornblende-biotite andes-

ite  caldera  filling  and  hornblende-biotite    andesite  porphyry-dyke,

upper  Badenian–lower  Sarmatian;  5  —  quartz-diorite  porphyry—

sill,  upper  Badenian–lower  Sarmatian;  6  —  quartz-diorite  porphy-

ry—dyke,  upper  Badenian–lower  Sarmatian;  7  —  cluster  of  dykes

and  stock  of  granodiorite  porphyry,  upper  Badenian–lower  Sarma-

tian;  8  —  granodiorite,  Badenian–lower  Sarmatian;  9  —  diorite,

Badenian–lower Sarmatian; 10 — pre-caldera propylitized andesite,

Badenian; 11 — pre-caldera andesite and volcanoclastic rock, Bade-

nian; 12 — pre-volcanic basement, Carboniferous–Karpatian; 13 —

secondary  quartzite,  upper  Badenian–lower  Sarmatian;  14  —

caldera marginal fault; 15 — fault; 16 — locality. b) Main structures

with ore deposits with original names. — caldera marginal fault,  

— NW-dipping fault, ! — SE-dipping fault, " — NE-dipping fault,

# — subvertical fault. Note the use of „classical“ vein names, used

traditionally  but  incorrectly  for  ore  deposit  bodies  formed  along

normal and strike-slip faults.

Fig. 2. Cartoon of the development of the Štiavnica stratovolcano from 16.5 to 10.5 Ma (after Lexa et al. 1999). Explanation in text.

background image

22                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

configurations against the fault population from each loca-

tion. Each stress tensor causes certain reactivation of faults,

that is calculated displacement vectors. Calculated displace-

ment vectors are compared with the measured striations after

each  test  cycle.  The  stress  tensor  compatible  with  a  fault

population  is  accepted  as  the  stress  configuration  which

caused their activity. It has a form of reduced stress tensor

(Angelier 1989), providing only vectors of principal stresses

and the ratio of their magnitudes. The coefficient of internal

friction and cohesion (0.4 and 0 MPa) for the purpose of this

calculation for ruptures were taken from the literature (e.g.

Jaeger & Cook 1976; Hardcastle 1989). Friction and cohe-

sion for fractures were derived by our own rock mechanics

tests.

However, measured fault data from the outcrops were fre-

quently a mixture of several sub-sets, each of them related to

a different stress tensor, characterized by principal stress ori-

entations and the ratio of their magnitudes. In such a case, in-

compatible faults with first resulting stress tensor were sepa-

rated  and  testing  repeated.  This  continued  until  all  subsets

were separated and related tensors calculated. The separation

was controlled by the field observations of the structures of

various  relative  ages.  The  relative  chronology  of  tectonic

events, represented in our study by their driving force-stress

tensors, at each location was indicated either by cross-cutting

relationships of different faults and veins or by cross-cutting

relationships  of  different  striations  on  the  same  fault  plane.

All  relative  chronologies  of  stress  tensors  from  locations

were correlated and compared with the stratigraphy of the af-

fected rocks in order to infer time periods when the stresses

were large enough to cause veining and/or faulting. Each ten-

sor was interpreted as the cause of the deformation which oc-

curred during the certain time interval.

Separated  tectonic  events,  unlike  in  sedimentary  terrains,

slightly overlap, due to the broader, and occasionally overlap-

ping, age intervals of studied formations (see Koneèný & Lexa

Fig. 3. Profile of the eastern part of the Štiavnica stratovolcano (after Štohl et al. 1990b). The figure shows the 14

th

 floor of the Rozália

Mine in Banská Hodruša, which is shown in more detail in Fig. 6g.

and carbonates ranging from –94 to –113 ‰ SMOW, calcu-

lated  oxygen  isotope  composition  of  water  in  equilibrium

with  carbonate  and  barite  varying  between  –3  and  –11  ‰

indicate aqueous solutions of predominantly meteoric origin

(Háber et al. 1997).

Previous studies, with the exception of the local study of

Mao et al. (1996) in the Rozália Mine, have not used any

structural  data  to  infer  either  ore  deposition  models  or  the

development stages of the stratovolcano. The structural re-

connaissance has shown that collected structural data do not

always support the existing models. The combined structur-

al,  geobarometric  and  geothermometric  analyses  presented

in  this  paper  aim  to  test  the  existence  of  the  postulated

caldera (Koneèný & Lexa 1984), to determine the tectonic

stress configurations active during the activity of ore fluids,

to  determine  how  the  magmatic  stress  interfered  with  the

tectonic  stress,  to  determine  how  the  overburden  changes

due to fast erosion interfered with the tectonic stress and to

determine which faults were active in certain time periods,

that  is  potential  migration  paths  during  the  activity  of  cer-

tain ore fluids.

Methods

Fault-striae data and extensional vein readings were col-

lected and used to determine paleostress configurations us-

ing  the  computer  programs  of  Sperner  et  al.  (1993)  and

Hardcastle & Hills (1991). The former is a Pascal program

for IBM PC compatible computers. The software is based on

Turner (1953) and constructs P and T axes lying in the plane

comprising the fault plane normal and striation vector. The P

axis is inclined 45° from the fault plane and the T axis is per-

pendicular to the P axis. The latter program is a Quickbasic

program.  It  requires  at  least  4  faults  with  determined  dis-

placement sense. The method tests a large variety of stress

background image

 CALCULATIONS  OF  TECTONIC,  MAGMATIC  AND  RESIDUAL  STRESS                                        23

Fig. 4. Mohr-circle envelope determined by triaxial testing of the

upper Badenian-lower Sarmatian granodiorite. The determined co-

hesion is 38.9 MPa, the angle of internal friction varies from 40 to

20°, depending on the confining pressure.

1984). This does not mean that separated tectonic events over-

lap,  only  that  their  limits  are  understood  as  broader  bound-

aries.

In order to determine the angle of the internal friction and

cohesion for the reduced stress tensor calculation and the 

σ

1

,

σ

3

 stress relationship for the calculation of stress magnitudes,

the rock mechanics tests have been carried out on granodior-

ite samples. The samples were cylindrical, 3.78 cm in diame-

ter and 5.75–5.98 cm in height.

The principal stress magnitudes were computed applying

the following equations of Angelier (1989):

ψ

 = 

σ

3/

σ

1

(1)

R = (

σ

2

 - 

σ

3

)/(

σ

1

 - 

σ

3

)

(2)

σ

1

 = 

σ

v

(3)

where R is a stress ratio, calculated by the Hardcastle & Hills

(1991) method. For a given lithology, the 

σ

3/

σ

1

 ratio (

ψ

) was

derived from the Mohr circle envelope graph. The Mohr en-

velope was constructed as a line inclined to the x axis (nor-

mal stress) at the angle of internal friction, and cutting the y

axis (shear stress) at the value of cohesion. For normal fault-

ing, the value for 

σ

equalled the overburden load 

σ

v

, which is

given by 

ρ

gh, where 

ρ

 is the density of stratovolcanic rocks,

g the acceleration of gravity (rounded to 9.812 ms

–2

), and h

the thickness of overburden. This thickness was given by the

height of the stratovolcanic cone, reconstructed on the basis

of  inclinations  of  preserved  lava  and  pyroclastic  flows,  and

estimated at about 3000 m (V. Koneèný & J. Lexa 1995, pers.

commun.).  The  central  parts  of  the  missing  stratovolcanic

cone were built by intrusive rocks, lava flows and minimally

by volcanoclastics (15–20 %; V. Koneèný 1996; pers. com-

mun.). The density of the volcanic basement composed domi-

nantly  of  calcic  dolomite  is  2750–2850  kgm

–3

,  density  of

andesite 2500–2600 kgm

–3

, density of volcanoclastics 2000–

2200 kgm

–3

, density of  quartz-diorite porphyry 2630 kgm

–3

,

density  of  diorite  porphyry  2630  kgm

–3

,  density  of  diorite

2680 kgm

–3

 and density of granodiorite 2640 kgm

–3

 (Šefara

et al. 1976; Ibrmajer et al. 1989). The mineralogical densities,

corrected for porosity, are 2700 kgm

–3

 for quartz-diorite por-

phyry, 2680 kgm

–3

 for diorite porphyry, 2730 kgm

–3

 for dior-

ite  and  2710  kgm

–3

  for  granodiorite. 

σ

2

  was  calculated  by

combining equations 1 to 3: 

σ

2

 = 

σ

v

 (R+

ψ

-R

ψ

), where R, de-

termined from reduced stress calculation, is 0.4 and 

ψ

, de-

termined  from  Mohr  circle  envelope  graph  (Fig.  4),  is

0.0062893.

Having  calculated  the  principal  stress  magnitudes  of  the

tectonic stress, the interplay of the tectonic stress, overbur-

den removal and magmatically induced stress was studied.

Increments of overburden removal by erosion were directly

subtracted from the 

σ

1

 value. Vertical magmatic stress, cal-

culated  by  buoyancy  equation  (e.g.  Price  &  Cosgrove

1991), was also subtracted directly from 

σ

1

. Subtractions of

load and magmatic pressures from 

σ

2

 and 

σ

3

 were equal to

υ

/(

ρ

gh(1-

υ

))  following  Jaeger  &  Cook  (1976),  where 

υ

  is

Poison’s ratio, 

ρ

 is the density, g is the acceleration of gravi-

ty  and  h  is  the  depth.  Calculations,  which  used  magmatic

stress,  were  also  made  to  test  the  values  provided  by

geobarometric and geothermometric study, the precision of

which is at the limits of the applied methods.

The effect of the temperature change, related to the over-

burden  removal,  on  the  development  of  the  residual  stress

was calculated from the equation following Suppe (1985):

∆σ

r

 = [

α

E/(1-

υ

)] * (dT/dz)

z

(4)

where 

α

 = 7*10

–6

 

 

°C

–1

 is the linear thermal expansion coef-

ficient, E is the Young’s modulus, dT/dz is the thermal gradi-

ent and 

z is the change in depth. The volume change was

calculated from:

α

dT = v/(100-v)

(5)

where v is the volume change of the intrusion in %.

The T-t path modeling of the contact aureole of the grano-

diorite  intrusion  was  made  by  the  software  of  Peacock

(1990), using an explicit finite difference algorithm to solve

the  one-dimensional  heat  transfer  problem.  Granodioritic

magma was assumed to be intruded instantaneously, at tem-

perature  750  °C  (own  data)  and  crystallized  over  a  100  °C

temperature interval. Other assumptions for the modeling are:

during  crystallization,  the  magma  released  100  kJkg

–1

,  the

temperature of the country rock was 100 °C,  the width of the

intrusion is 5 km, the thermal conductivity was 2.75 Wm

–1

K

(taken from Cermak & Rybach 1982), the heat capacity was

1050 Jkg

–1

K (taken from Cloetingh et al. 1995). Following the

T-t path modeling, the temperature gradient that develops the

cooling-related  residual  strength  higher  than  the  tensional

strength of the granodiorite/andesite was calculated from:

T > [

σ

t

(1-

υ

)]/

α

E

(6)

where 

σ

t

 is the tensional strength. Fracturation events were

determined at each point of T-t cooling paths where the ten-

sional strength of the rock was overcome.

In order to determine the magmatic pressures in the mag-

ma chamber and in the upper parts of the granodiorite intru-

sion and the depths of the chamber and top of the intrusion,

 ¡

 ´

background image

24                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

Fig. 5a.

background image

 CALCULATIONS  OF  TECTONIC,  MAGMATIC  AND  RESIDUAL  STRESS                                        25

geobarometric and geothermometric analyses of granodiorite

samples  were  made.  Unpublished  data  of  Koneèný  (1996,

pers. commun.), made by projections of volcanic structures

in cross-sections, were used to correct the data on top of the

intrusion. These data together were used for the calculation

of the tectonic and magmatic stress interplay. Mineral phases

were analyzed using a JEOL-733 microprobe. A set of natu-

ral  and  synthetic  (pure  oxide)  standards  were  used  for  the

calibration. The operating conditions were: accelerating volt-

age  15  kV,  probe  current  20  nA  and  counting  time  20  s.

Points in the amphibole were placed within the central parts

of grains to avoid subsolidus changes. Plagioclases were ana-

lyzed roughly at one third of their diameter from the rims.

The  application  of  geobarometer  required  several  condi-

tions to be met. The mineral assemblage, besides amphibole,

must involve the following phases: biotite, plagioclase, or-

thoclase,  quartz,  magnetite  and  titanite.  Oxygen  fugacity

should have no effect on amphibole composition because it

is  buffered  by  the  magnetite-ilmenite  pair.  Pure  water  (no

CO

2

) is supposed to constitute a fluid phase. Only the rims

of amphiboles should be analyzed to obtain a narrow inter-

val of pressures during the final crystallization.

Fig. 5. (a, b) Fault-striae data, prior to separation, from the surface localities from Fig. 1 projected in stereonet. The displacements shown

by one arrow indicate movement of the hanging wall. Note that only locations with 4 or more faults, those used for a numeric stress inver-

sion calculation (Hardcastle & Hills 1991), are shown. (c) Poles of the extensional veins from the localities from Fig. 1.

background image

26                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

Fig. 

6.

 (a

–f

) Cross-cutting 

relationships 

of 

various 

structures 

at 

localities 

of 

the 

Rozália 

M

ine 

14th 

floor 

in 

Banská 

Hodruša. 

The 

14th 

floor 

is 

located 

in 

Fig. 

3. 

Field 

sketches 

a–f 

w

ere 

made

at 

sites 

localized 

in 

Fig. 

6g: 

2, 

7, 

12, 

1, 

4, 

3. 

(g

) 14th 

floor 

of 

the 

Rozália 

M

ine 

with 

localities 

of 

kinematic 

data 

collection. 

The 

grid 

is 

in 

m

eters, 

localities 

are 

numbered 

and 

codes 

indicate

bore 

holes. 

Locations 

are 

different 

from 

surface 

locations 

in 

Fig. 

1.

background image

 CALCULATIONS  OF  TECTONIC,  MAGMATIC  AND  RESIDUAL  STRESS                                        27

Data

The  data  comprise  fault-striae,  extension  vein  readings

(Fig. 5) and granodiorite sample analyzes.

Most  of  the  extensional  veins  are  filled  by  idiomorphic

minerals (stretched type sensu Ramsay & Huber 1983) origi-

nated by elastic fracturation accompanied by insufficient flu-

id flow. This type indicates only a rough direction of 

σ

3

, par-

allel to their opening vector, assumed to be perpendicular to

vein walls. Stretched-type veins are not present in the Sarma-

tian  andesites,  rare  in  upper  Sarmatian-lower  Pannonian

rocks (only at location 4 with NW-SE strikes), frequent in

upper  Badenian-lower  Sarmatian  rocks  (locations  6e,  33,

39a, 72, 98 with usually NE-SW oriented veins) and abun-

dant  in lower Badenian-early upper Badenian rocks (loca-

tions 6a, b, c, 16, 20, 22, 24b, 34b, 35, 47, 74, 75b, 87 with

dominantly NE-SW oriented and subordinate NW-SE veins).

The only fibrous veins, which indicate opening with suffi-

cient fluid flow, and which indicate the opening vector exact-

ly, are present at location 87 (Badenian rocks) and along the

Rozália vein (Figs. 1, 3) having W-E to WNW-ESE oriented

fibers (parallel to 

σ

3

).

All faults were formed and/or reactivated in the brittle en-

vironment, with the exception of narrow zones, which under-

went a temporal ductile regime due to the thermal and chem-

ical activity of migrating fluids. Faults along the NW and SE

side of the central Štiavnica zone dip to the NW and SE, re-

spectively (Figs. 1, 3). The central zone itself is deformed by

a  complicated  fault  pattern  containing  faults  with  NW,  SE

and  vertical  dips.  Meso-scopic  faults  from  locations  are

shown in Fig. 5.

The cross-cutting relationships of various structures in the

field  indicate  that  the  oldest  fracture  pattern  is  formed  by

the  anastomosing  vein  pattern,  the  network  of  small  frac-

tures with quartz fill, without any preferred orientation (Fig.

6a–e). It is accompanied by quartz, pyrite, pyrophylite and

kaolinite  alterations.  The  anastomosing  vein  system  is

cross-cut by a subhorizontal system of quartz and carbonate

veins  (Fig.  6a–c),  called  the  Svetozár  vein  system  (sensu

Mao et al. 1996). Some of them show evidence of cycles of

increased fluid pressure (Fig. 6f), indicated by repeated epi-

sodes  of  hydraulic  fracturing.  Fig.  6f  indicates  that  the

andesite  host  rock  was  opened  by  hydraulic  fracturing.

Fracture patterns were conduits for fluids, which  migrated

away from the area of the fluid overpressure and caused its

decrease. Decreased fluid pressure triggered mineral precip-

itation,  which  sealed  rock  fragments  in  precipitated  quartz

fill  (Fig.  6f).  Sealing  of  the  escape  paths  caused  a  second

cycle of the overpressure that triggered the second fractura-

tion event. It is indicated by pieces of rock lined by quartz

fill  that  remained  in  precipitated  Mn-carbonate  and  ame-

thyst  fill  (Fig.  6f).  Sometimes  subvertical  quartz  veins

opened by W-E extension cross-cut the pre-existing subhor-

izontal quartz and carbonate vein system and are cross-cut

by  younger  subhorizontal  quartz-sulphidic  vein  system

(Fig. 6d). All these structures are older than the quartz dior-

ite porphyry sills and dykes. This is indicated by the intru-

sive contact of the quartz-diorite porphyry with pre-existing

silicified andesite deformed by the anastomosing vein sys-

tem and subhorizontal (Svetozár system-type sensu Mao et

al.  1996)  veins  (Fig.  6b,c).  The  relationship  of  the  various

petrographic rock types in dykes indicates multiple intrusion

from  differentiated  magma  chamber.  All  above  mentioned

structures  are  deformed  by  the  NE-SW  normal  faults.  The

dip of normal faults varies between 50° and 90°. They are

connected by subhorizontal detachments, as is documented

in  a  few  cases  (Fig.  6c–e).  Subhorizontal  detachments  fre-

quently  formed  along  earlier  subhorizontal  veins,  causing

their boudinage in zones wrapped in mylonite (Fig. 6e).

Two samples were taken from the central part of the gran-

odiorite body, with a coarse granular texture. One was col-

lected from the bore hole (B1/1368) and the other one from

the  outcrop.  Both  samples  do  not  indicate  any  alteration.

Granodiorite consists of plagioclase, orthoclase, amphibole,

biotite, quartz and Fe-Ti oxides. Some euhedral minerals of

plagioclase  have  zone  of  resorption  near  their  rims.  Inten-

sive resorption edges are present in amphiboles, less in bi-

otites, indicating that the magma was not oversaturated with

water (only 2–5  %).

The parameters of the granodiorite determined by the rock

mechanics tests (Fig. 4) are as follows: tensional strength =

2.5–4.9 MPa, cohesion = 38.9 MPa, angle of the internal fric-

tion = 40–20°, Young’s modulus = 6.5 * 10

4

 MPa, Poison’s

ratio = 0.22. It has to be said that the tensional strength of the

granodiorite is very low due to its alteration. That is why the

fresh-rock value of 20 MPa (taken from Suppe 1985) was used

for  the  modeling  of  fracturation  developed  by  the  residual

stress due to cooling.

Results

Amphibole and plagioclase from granodiorite samples are

mineral phases, which  crystallized in the early stages of so-

lidification  of  granodiorite  and  hence  yield  information  re-

garding  physical  conditions  in  the  magma  chamber.  Depen-

dence of the aluminium content on pressure has been used for

the  formulation  of  the  amphibole  geobarometer  (Hammar-

strom & Zen 1986; Hollister et al. 1987; Johnson & Ruther-

ford 1988; Schmidt 1992; Anderson & Smith 1995). Amphib-

ole barometer application was limited by several conditions.

The mineral assemblage had to involve all nine mineral phas-

es:  amphibole,  biotite,  plagioclase,  orthoclase,  quartz,  mag-

netite  and  titanite.  Štiavnica  granodiorite  is  pure  on  titanite

which otherwise has a negligible impact on amphibole com-

position.  The  anorthite  content  in  plagioclase  outer  zones

should  be  in  the  range  An

35

–An

25

.  The  bazicity  of  studied

plagioclases apparently decreases from core to rim from An

60

to An

32

. The role of iron and its ferric/ferrous ratio is funda-

mentally  important.  More  reduced  amphiboles  with  Fe

3+

/

(Fe

3+

+Fe

2+

) less then 0.25 were not utilized as well as Fe

tot

/

(Fe

tot

+Mg) outside the  0.4–0.65 range. Using the equation of

Anderson  &  Smith  (1995)  and  an  average  temperature  of

about 730 °C, the pressures were found to range from 1.5 to

4.1 kbar with average 2.8 kbar (18 estimations).

Assuming that the total pressure equals the fluid pressure

in a fluid saturated system, the depth of the magma chamber

was estimated. In the case of the Štiavnica granodiorite, the

background image

28                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

system did not achieve a fluid saturated state, indicated, for

example, by resorption of phenocrysts in the late stages of

crystallization. The probable magma chamber is estimated to

be located at depths greater then 10 km. The essential part of

the magma chamber passively intruded to a level about 2.5

km  below  the  surface  including  the  eroded  cover  (V.

Koneèný  &  J.  Lexa  1999,  pers.  commun.),  determined  by

cross-section restoration.

Temperatures in the magma chamber have been evaluated

using  the  amphibole-plagioclase  semi-empirical  geother-

mometer of Blundy & Holland (1990). The use of this geo-

thermometer places some limitations on the composition of

the mineral phases. Amphiboles cannot exceed 7.8 silica at-

oms pfu and the plagioclases must be less calcic then An

92

.

This thermometer is valid over the temperature range 500–

1100 °C with deviation of around 75 °C. The fundamental

condition  is  to  determine  equilibrium  pairs.  The  anorthite

content of plagioclases decreases more or less from core to

rim. Small euhedral plagioclases around An

65

–An

68

 are of-

ten enclosed in amphiboles which crystallized together with

amphiboles.  Calculated  equilibrium  temperatures  range

from 690 to 790  °C, indicating crystallization above water

saturated granitoid solidus (

700 °C, Piwinski 1975).

The  calculated  paleostress  configurations  were  separated

into  four  groups  representing  four  tectonic  regimes  during

the:  early  Badenian–earlier  late  Badenian  (16.5–15  Ma),

late  Badenian–early  Sarmatian  (15–12.7  Ma),  Sarmatian

(13.6–11.5  Ma)  and  late  Sarmatian–early  Pannonian  (12–

10.7  Ma)  (Table  1).  The  limits  of  several  of  these  periods

overlap, which is a consequence of the overlapping ages of

the studied rocks.

The early Badenian–earlier late Badenian (16.5–15 Ma) pe-

riod was characterized by stress changes, that is clockwise ro-

tation of the maximum horizontal stress. NE-SW oriented ex-

tension acted at the beginning of this period (Fig. 7). Evidence

of its activity is recorded at locations 6d, 23, 64 and 72 (Table

1).  The  stress  configuration  is  characterized  by  the  oblate

stress ellipsoid (

σ

1

 

 

σ

2

 > 

σ

3

). The magnitude of 

σ

2

 was simi-

lar to 

σ

1

 and the magnitude of 

σ

3

 was distinctly lower than 

σ

2

and 

σ

1

. This caused a distinct regional extension driven by the

active subduction in front of the Carpathians to the NE of the

Štiavnica  region  (Jiøíèek  1979;  Ksi¹¿kiewicz  1960;  Vialov

1974).  Subvertically  oriented 

σ

1

  and  NW-SE 

σ

2

  had  close

enough magnitudes to experience the 

σ

2

/

σ

1

 exchange in the

case  of    regional  stress  pulses  and/or  the  subtraction  of  the

overburden load. Regional stress pulses or the regional stress

interplay  with  varying  vertical  forces  occasionally  activated

strike-slip  faulting,  (e.g.  evidence  at  location  47,  Table 1).

Varying  vertical  forces  were  caused  by  episodes  of  magma

emplacement (Fig. 2) and/or geologically fast changes of the

stratovolcanic  relief,  that  is  fast  development  of  volcanic

cones and fast selective erosion.

Later,  during  the  early  Badenian–earlier  late  Badenian,

both mentioned stress configurations, with NE-SW oriented

extension,  progressively  rotated  towards  the  configuration

with W-E oriented 

σ

3

 and subvertical 

σ

1

 (Fig. 7). Evidence

of such a changed stress is present at locations 6c, 27, 30, 55,

84b, 84d and 109 (Table 1). Calculated stress ellipsoids from

data allowing the use of the Hardcastle & Hills (1991) meth-

od have either an oblate (sites 6c, 55) or prolate character (

σ

1

σ

2

 

 

σ

3

) (site 109). At the end of the early Badenian–earli-

er late Badenian period, the stress field further rotated clock-

wise towards the position with NW-SE oriented 

σ

3

 and sub-

vertical 

σ

1

  (Fig.  7).  Evidence  of  its  activity  is  recorded  at

locations 6a, 24a, 27, 68, 74, 75, 88a, 107 (Table 1). Stress

ellipsoids determined from locations 74, 88a and 107 have

prolate shapes. Pulses of the regional stress or its interplay

with varying vertical forces caused the 

σ

2

/

σ

1

 exchange and

occasionally activated strike-slip faulting, (e.g. evidence at

location 71).

Fig.  7  shows  which  faults  were  active  during  the  early

Badenian–earlier  late  Badenian.  To  discuss  its  value,  we

emphasize that the activity of faults is indicated by field evi-

dence and non activity is indicated by lack of evidence. This

means that, despite the study of all suitable outcrops along

faults  in  Fig.  7,  the  small  chance  remains  that  some  faults

could have been active. The same applies to Figs. 8, 9, 10

described below.

The  late  Badenian–early  Sarmatian  (15–12.7  Ma)  period

was  characterized  by  the  lack  of  distinct  regional  tectonic

stress  changes.  Extension  was  W-E  to  NW-SE  oriented

(Fig. 8) and this dominantly controlled the normal faulting.

The 

σ

1

  was  vertical.  Stress  ellipsoids,  calculated  for  loca-

tions 10, 16, 36, 78, 92, 109, 121, 122 and 123 (Table 1) have

shapes close to the plane stress ones (

σ

1

 > 

σ

2

 > 

σ

3

). The 

σ

2

Fig. 7. Structural scheme of the central zone of the Štiavnica stra-

tovolcano (after Štohl et al. 1990b) with paleostress configurations

and faults determined as active during the early Badenian to earli-

er late Badenian. Divergent arrows indicate normal faulting, diver-

gent  arrows  coupled  with  convergent  ones  indicate  strike-slip  re-

gime.  Arrows  show  the  exact  orientation  of  related  principal

stresses, unlike the Table 1.

background image

 CALCULATIONS  OF  TECTONIC,  MAGMATIC  AND  RESIDUAL  STRESS                                        29

value is close to the mean of the remaining two. Locations

29, 33, 46, 60 and 98 indicate activity of the strike-slip fault-

ing. The location 33 with NW-SE oriented compression and

NE-SW  extension  (Table  1)  is  anomalous.  It  may  indicate

stress rotation inside a strike-slip fault zone as known from

other  regions  (e.g.  Bogen  &  Seeber  1986;  Freund  1970,

1971,  1974;  Nur  et  al.  1986;  Ron  et  al.  1984;  Scoti  et  al.

1991). Fig. 8 shows active faults of this period.

Stress  magnitude  calculation,  using  the  stress  ratio  of

Hardcastle  &  Hills  (1991)  (equal  to  1-R  ratio  of  Angelier

1989) R = 0.4 and 

ψ 

= 0.0062893, yields values of subverti-

cal 

σ

1

 = 75.8 MPa, subhorizontal 

σ

2

 = 45.7 MPa and 

σ

3

 =

0.47 MPa. The fast removal of the upper parts of the strato-

volcanic cone above the intrusions (Fig. 2a–c) would remove

roughly 42.5 MPa of the load during the late Badenian–early

Sarmatian. This would result in subhorizontal 

σ

1

 = 45.7 MPa

and 

σ

3

 = 0.47 MPa and subvertical 

σ

2

 = 33.3 MPa, changing

the stress ellipsoid from the plane stress to an oblate one and

exchanging 

σ

1

  and 

σ

2

  (locations  29,  46,  60,  98  in  Fig.  8).

Thus, the related kinematic regime changed from normal to

strike-slip faulting. During the same time an emplacement of

the granodiorite intrusion occurred.

Taking the density of the load (calculated proportionally to

the  content  of  lava  flows,  volcanoclastics  and  intrusives)  to

equal 2577 kgm

–3

, the density of magma 2585 kgm

–3

, s

vertical

(load)  33.3  MPa  and  the  magmatic  pressure  and  intrusion

height  estimates  mentioned  earlier,  the  resulting  magmatic

pressure in the top of the intrusion by buoyancy calculation

(Price & Cosgrove 1991) was about 37.7 MPa, nearly equal to

the addition of s

vertical

 and the tensional strength of the sur-

Table 1: Paleostress configurations determined from rocks in the Bansk᠊tiavnica area. Note that the table does not show the result of a

tectonic  event  separation.  It  is  a  list  of  available  stratigraphies  with  inventory  of  all  paleostress  configurations  determined  from  these

stratigraphies  at  related  locations.  The  decrease  of  the  number  of  paleostress  configurations  in  younger  stratigraphies  is  caused  by  the

fact that they were deformed by a smaller number of tectonic events than older stratigraphies. Note that the orientations of paleostresses

are generalized in order to demonstrate regional correlation. Codes S and H indicate the use of stress inversion software of Sperner et al.

(1993) and Hardcastle & Hills (1991). The numbers in parentheses indicate the ratio of paleostress magnitudes. Divergent arrows indicate

normal faulting, divergent arrows coupled with convergent ones indicate strike-slip regime.

background image

30                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

rounding rocks. Magmatic pressure further reduced the prin-

cipal  stresses  in  the  surroundings  of  the  intrusion  and

changed vertical 

σ

2

 =  33.3 MPa to 

σ

3

 = –4.4 MPa. Said dif-

ferently, taking the determined tensional strength of the gran-

odiorite = 2.5–4.9 MPa, the magmatic pressure was in most

places  larger  than  the  sum  of  the  vertical 

σ

3

  and  tensional

strength.  The  change  of  subhorizontal 

σ

1

  =  45.7  MPa  and

subhorizontal 

σ

3

 = 0.47 MPa is neglectable, only  

σ

3

 changes

to 

σ

2

.  The  calculated  effective  subvertical  extension  was

large enough to open a subhorizontal Svetozár-type vein sys-

tem above the intrusion, that is in accordance with field evi-

dence (e.g. Fig. 6a–c). The intrusion was fed for some time

as indicated by the fact that: 1) subhorizontal veins under-

went several overpressure cycles/episodes of reopening con-

trolled by fluids escaping from the intrusion (Fig. 6f) and flu-

ids were of magmatic origin, as shown by the isotopic data of

Háber et al. (1994), 2) subhorizontal veins are cross cut by

veins opened by tectonic W-E oriented extension, which are

later cross cut by subhorizontal veins (Fig. 6d).

Previous calculations show that the hydrostatic stress state,

which  opened  the  anastomosing  vein  system  (Fig.  6a–e),  the

oldest fracture system, could not have been created by tec-

tonic stress/overburden removal stress/magmatic stress inter-

play. The calculated differential stress was too high to open

fractures without a preferred orientation (see Cosgrove 1995

for details). The anastomosing vein system had to be opened

by  residual  stress.  It  could  be  accumulated  either  by  an

abrupt temperature drop due to fast overburden removal (Fig.

2a–c) or by rather fast temperature drop during cooling and

was independent of the stresses discussed above. Using the

equations (4) and (5), the residual stress 

∆σ

r

 would be larger

than the strength of rock after the fast uplift of several tens of

meters if there was no cooling of the intrusion. Taking cool-

ing into account the uplift has to be larger. 0.5 % volume loss

of the intrusion due to cooling would be large enough to gen-

erate this residual stress.  However, there is a faster process

of  developing  the  residual  stress  available.  Fig.  11a  shows

the modeled cooling T-t paths of points at various distances

from the granodiorite intrusion/andesite country rock bound-

ary. The most dramatic temperature changes, during the first

200,000 years after the intrusion, are recorded by the 1 km

thick granodiorite and andesite zones at their boundary (Fig.

11b,c). Wherever  fast cooling occurs over a temperature gra-

dient of more than 35 °C, sufficient residual stress is built up

to overcome the tensile strength of the rock (11d).

Later  stages  of  the  late  Badenian–early  Sarmatian  (15–

12.7 Ma) are characterized by the lack of distinct influence of

either magmatic stress or overburden removal stress. The em-

placement of quartz-diorite porphyry dykes (see Figs. 1, 3, 6b,c)

postdates the granodiorite intrusion. Calculation of the average

width and length of 128 dykes yields 1:5 ratio; 106 m:36 m.

The dykes are inclined at angles of about 50–60° (Fig. 3), indi-

cating that they are hybrid structures not formed by 100 % hy-

draulic fracturing (see Price & Cosgrove 1990). Their driving

σ

1

–

σ

3

 stress difference  is 19.6–24.5 MPa, i.e. 4T–5T, where T

is the tensile strength of the rock. Taking the calculated value of

σ

1

 as roughly equal to 45.7 MPa, 

σ

3

 becomes at least 4.3 times

larger than the tensile strength of granodiorite. Fig. 3 shows that

inclined dykes intruded upwards, experiencing decrease of the

Fig. 9. Structural scheme of the central zone of the Štiavnica stra-

tovolcano (after Štohl et al. 1990b) with paleostress configurations

and faults determined as active during the Sarmatian. For further

explanations see Fig. 7.

Fig. 8. Structural scheme of the central zone of the Štiavnica stra-

tovolcano (after Štohl et al. 1990b) with paleostress configurations

and  faults  determined  as  active  during  the  late  Badenian  to  early

Sarmatian. For further explanations see Fig. 7.

background image

 CALCULATIONS  OF  TECTONIC,  MAGMATIC  AND  RESIDUAL  STRESS                                        31

vertical  load,  until  conditions  for  the  formation  of  sills  were

met. At the junction of the dykes with sills, it has to be valid that

(

σ

1

–

σ

3

)<(T

||

 –T

), where T

|| 

is the strength of the host rock test-

ed in the vertical direction and T

 is the strength of the host rock

tested in the horizontal direction.

The Sarmatian (13.6–11.5 Ma) period was also character-

ized by W-E to NW-SE oriented extension (Fig. 9), which

produced  dominantly  normal  faulting.  However,  the  stress

ellipsoid shape, calculated for locations 6b, 15, 20, 24b, 69,

77, 80 and 95 (Table 1),  changed to oblate, indicating pro-

gressively stronger regional extension. This is supported by

the  fact  that  there  was  not  any  significant  erosion,  except

the  local  one  of  400  m  in  the  horst  region  (Háber  et  al.

1997), but rather the addition of new material on top of the

pre-existing structures (Fig. 2e). It should change the ellip-

soid to prolate, but the value of the R ratio decreased to in-

dicate the oblate ellipsoid. Stress determined for location 40

shows the dextral strike-slip reactivation of suitably orient-

ed faults. Fig. 9 shows active faults of this time period.

During  the  late  Sarmatian–early  Pannonian  (12–10.7  Ma)

period, the W-E to NW-SE oriented extension continued, later

during the Pannonian it was replaced by N-S and E-W com-

pression and extension, respectively (Fig. 10, Table 1). Late

Sarmatian–early Pannonian stress ellipsoids calculated for lo-

cations  114,  116  and  117,  with  NW-SE  oriented  extension

(Fig. 10, Table 1), have an oblate character, indicating strong

regional extension. Subsequent fast erosion caused the 

σ

1

/

σ

2

exchange, reactivating pre-existing normal faults as strike-slip

faults (location 4 in Fig. 10, 117 in Table 1). A younger stress

pattern, resembling the present stress field (e.g. Gutdeutsch &

Aric 1988), was determined from strike-slip faults at locations

4, 117 and 119. Fig. 10 shows active faults of this time period.

Interpretation

During the early Badenian–earlier late Badenian (16.5–15

Ma), the Štiavnica stratovolcano composed of andesite lava-,

pyroclastic-,  epiclastic  flows  and  related  sills  and  lacoliths

formed  (Fig.  2a).  The  volcanic  cone  underwent  rather  fast

erosion. Synchronously, a quartz-diorite body was emplaced

in its center, during the Badenian–early Sarmatian (15–12.7

Ma) (Fig. 2b). During the Badenian, the minimum horizontal

stress 

σ

3

 rotated clockwise roughly 90° from NE-SW to NW-

SE (Table 1, Fig. 7). Denudation of the stratovolcano contin-

ued contemporaneously with the emplacement of the grano-

diorite body, 10 km in diameter and 7 km high (Fig. 2c). The

rapid cooling experienced by the upper parts of the intrusion

and adjacent zone of the andesite (Fig. 11) accumulated re-

sidual stress which opened an anastomosing pattern of frac-

tures  by  hydraulic  fracturing  (Fig.  6a–e).  The  granodiorite

body was not free to contract soon after releasing fluids due

to its confinement provided by 2 mechanisms. The first one

was  the  inhomogeneous  cooling  because  the  intrusion  was

welded to the country rock and the net  temperature change

was heterogeneous. The second one was imposed by the fact

that granodiorite is a heterogeneous intergrowth of minerals

of different thermal expansion coefficients and elastic con-

tents.

The  theoretical  time-position  zone  of  fracturation  events

(Fig. 11) does not fit the observation.  The system of mineral-

ized  anastomosing  tensional  fractures  seems  to  be  present

only in the outermost parts of the  granodiorite and adjacent

parts of the andesite. It implies that the fracturation took part

during the earlier stages of the cooling and in the areas of the

most dramatic temperature changes. The fracturation would

be allowed during the small initial volume change due to the

release of mineralized fluids. This would be further support-

ed  by  the  magmatic  origin  of  the  fluids  recorded  in  these

fractures, discussed earlier. It should be said that the model-

ing in Fig. 11 was done assuming no heat transfer by fluids,

which makes the problem even more complex.

Removal of the overburden above the intrusion by the fast

erosion interfered with the regional stress pattern changing the

normal faulting regime driven by W-E to NW-SE oriented ex-

tension (Table 1, Fig. 7) to the strike-slip faulting regime. The

input of magmatic stresses during the granodiorite emplace-

ment affected the regional tectonic stress/overburden removal

stress interplay, making  

σ

3

 stress vertical. Magmatic pressure

occasionally exceeded the sum of the 

σ

3

 plus vertical strength.

During related short time periods, this opened a subhorizontal

Svetozár-type vein system cross-cutting the anastomosing vein

system (Fig. 6a–c). The 

σ

3

 stress become vertical few times as

indicated by NE-SW oriented vertical veins cross-cutting sub-

horizontal veins and being cross-cut by younger subhorizontal

veins (Fig. 6d). Later on, during the late Badenian–early Sar-

Fig.  10.  Structural  scheme  of  the  central  zone  of  the  Štiavnica

stratovolcano (after Štohl et al. 1990b) with paleostress configura-

tions and faults determined as active during the late Sarmatian to

early Pannonian. For further explanations see Fig. 7.

background image

32                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

matian (15–12.7 Ma), during the continuing denudation of the

volcano,  quartz-diorite  porphyry  sills  and  dykes  were  em-

placed (Fig. 2e). Dykes pass to sills at the depth around the top

of the granodiorite body, where the (

σ

1

–

σ

3

) value meets the

condition for sill formation, outlined earlier. Dense dyke spac-

ing, general NE-SW trend and dyke dips around 60° indicate

stronger NW-SE oriented regional tectonic extension, also in-

dicated by paleostress calculations (Table 1). Lack of any ring

and/or radial dykes does not support the collapse origin of the

postulated caldera during the late Badenian–early Sarmatian.

Paleostress calculation also does not indicate the existence

of strong vertical 

σ

1

 stress and subhorizontal polydirectional

extension (Table 1). On the contrary, the subsiding central

parts of the stratovolcano were controlled by faulting driven

by regional W-E to NW-SE extension (Table 1, Fig. 8) and

filled  by  sediment,  tuffs,  pyroclastic-  and  lava  flows.  The

same stress configuration gained progressively stronger ex-

tension during the Sarmatian (13.6–11.5 Ma) (Table 1, Fig.

9). During this period, the horst structure developed in the

central  zone  of  the  Štiavnica  stratovolcano,  synchronous

with renewed andesite activity. The extension controlled NE-

SW trending normal faults and extensional veins — migra-

tion paths of the base and precious metal mineralization flu-

ids.  Normal  faults,  dissecting  any  older  structures,  were

Fig. 11. (a) The T-t path diagram related to the cooling of the granodiorite intrusion. Each curve is made for a rock point localized at the

specified distance from the intrusion/andesite country rock boundary. Explanation in text. (b-c) The same diagrams for the early stages of

cooling around the intrusive contact. (d) Fracturation events triggered when the residual stress developed by the fast cooling overcomes

the tensile strength of the host rock. Explanation in text.

background image

 CALCULATIONS  OF  TECTONIC,  MAGMATIC  AND  RESIDUAL  STRESS                                        33

detached  along  the  subhorizontal  faults,  which  frequently

utilized  pre-existing  subhorizontal  veins.  Fig.  6e  shows  an

example of the boudinage related to such a reactivation. The

distinct change of the stress configuration in the course of the

Pannonian  (11.5–6.2  Ma)  reactivated  pre-existing  normal

fault pattern as strike-slips (Fig. 10). This event is indicated

by the occurrence of the youngest,  ore deposits in the strike-

slip related horse-tail structures at the southern ends of some

pre-existing normal faults.

Discussion and conclusions

The data discussed in this paper indicate distinct regional

tectonic  stress  changes  during  the  Badenian  (Table  1,

Fig. 7).  It  was  the  period  when  the  sinistral  transpression

characteristic for the NW boundary of the Inner Western Car-

pathians during the early Miocene changed to transtension.

Areas located further towards the hinterland experience the

clockwise rotation of the minimum and maximum horizontal

stresses. The central zone of the Štiavnica stratovolcano ex-

perienced this rotation during the Badenian. This rotation in

different areas has been suggested in numerous papers (e.g.

Nemèok et al. 1989; Fodor et al. 1990; Csontos et al. 1991).

The first and last stage of this rotation is also identified by

Mao et al. (1996) in the Rozália Mine.

The authors did not have sufficiently complete stratigraphy

and sophisticated paleostress methods for a complete identi-

fication. This rotation caused the dextral reactivation of the

pre-existing  sinistral  strike-slip  in  the  area  to  the  N  of  the

Štiavnica  stratovolcano  (Kováè  &  Hok  1993)  during  the

Badenian. Similar rotation, only relatively dated, was indi-

cated by Sasvári & Schmidt (1994) in the Rozália Mine in

Banská Hodruša.

The discussed clockwise 

σ

3

 stress rotation can be dated to

the middle-late Badenian by comparison with regional stress

studies (e.g. Nemèok & Lexa 1990; Nemèok et al. 1993). The

NW-SE oriented extension had to be already active during the

late Badenian as indicated by the age of basal transgressive fa-

cies  in  the  surrounding  Turiec,  Žiar  Depressions  and  the

Kremnica Graben, which were opened by this extension (e.g.

Gašparik  1980,  1985;  Gašparik  et  al.  1974;  Koneèný  et  al.

1983; Lexa et al. 1979, 1982). The same extension continued

during the Sarmatian, as shown by the northern parts of the

Turiec  Depression  where  the  Sarmatian  sequence  of  the

downthrown hanging wall thickens towards the normal fault,

indicating its synsedimentary activity (Nemèok & Lexa 1990).

These authors describe the same evidence from the Horná Ni-

tra Depression. Sarmatian synsedimentary activity of the nor-

mal fault along the western margin of the Turiec Depression is

indicated by coarse clastic horizons, abruptly pinching out in

direction  towards  the  basin  (Gašparik  1985;  Gašparik  et  al.

1974). The end of subsidence in these basins can be implied

from the redeposited kaoline clay horizons in upper Pannonian

and Pontian sediments of the Turiec Depression (Kraus 1986).

This tectonic event was also recognized in the Rozália Mine

by Mao et al. (1996). The authors also distinguished a strike-

slip event, which is not dated, so it is difficult to discuss its un-

expected regime.

Another interesting problem is the evolution of the stress

configuration  comprising  NW-SE  oriented  extension.  This

became  progressively  more  oblate  in  character  during  the

Sarmatian (Table 1). This indicates a progressively stronger

regional  tectonic  extension.  If  this  stress  configuration  is

driven  by  plate  movements,  the  timing  and  orientation  of

these  extensional  events  should  be  in  accordance  with  the

timing and orientation of thrust movements recorded in the

Outer East-Carpathian accretionary wedge. They are in ac-

cordance, because this is the time when the thrusting in the

Outer  Western  Carpathians  ceased  (e.g.  Buday  1965;  Jur-

ková  1971;  Vass  et  al.  1983;  Ksi¹¿kiewicz  1960)  and    re-

mained active only in the Outer Eastern Carpathians during

the Sarmatian and late Sarmatian–early Pannonian (e.g. Via-

lov 1974; Saulea 1969, Jiøíèek 1979), which should increase

the NW-SE extension in the hinterland.

It is interesting to note that no structural evidence has been

found for collapse along the caldera  fault. There are no circu-

lar and radial dyke intersections with the surface, which would

indicate a prolate stress with vertical maximum compression

and polydirectional subhorizontal extension. The caldera fault

was specially studied in the field and none of the locations in

its vicinity provide Late Badenian–early Sarmatian paleostress

indicating either gravity collapse or vertical tension (Table 1,

Fig. 7), unlike, for example the stresses determined at Sierra

Negra  volcano,  Galapagos  (Reynolds  et  al.  1995).    Gravity

collapse would have been proved by a  stress ratio R equal to

0.9,  that  is  nearly  uniaxial  compression  and  perpendicular

polydirectional extension.

During the early Badenian–earlier late Badenian (16.5–15

Ma),  the  minimum  horizontal  stress 

σ

3

  rotated  clockwise

roughly 90° from the NE-SW to NW-SE orientation. Denuda-

tion of the stratovolcano started earlier in this time period and

continued  contemporaneously  with  the  emplacement  of  the

granodiorite body. The rapid cooling of the upper parts of the

granodiorite  intrusion  accumulated  residual  stress  which

opened the anastomosing vein pattern (Fig. 6a–e). The inter-

play  between  the  erosional  overburden  removal  from  above

the intrusion and the regional stress changed the normal fault-

ing regime to the strike-slip faulting one, both driven by W-E

to  NW-SE  oriented  extension  (Table  1,  Fig.  7).  Magmatic

stresses during the granodiorite emplacement interfered with

both regional tectonic stress and overburden removal stress,

making  

σ

3

 stress vertical and controlling the development of

subhorizontal veins in the areas where the sum of 

σ

3

 plus host

rock strength was exceeded (Fig. 6a–c).

During the late Badenian–early Sarmatian (15–12.7 Ma),

N-S to NNE-SSW striking faults were reactivated as dextral

strike-slip faults, NE-SW ones as normal faults by the stress

comprising  NW-SE  extension  (Fig.  8).  Normal  faults  and

extensional  bridges  along  the  strike-slip  faults  were  the

places of the ore deposition.

The same stress configuration gained progressively stron-

ger  extension  during  the  Sarmatian  (13.6–11.5  Ma)  (Ta-

ble 1).  During  this  period,  the  horst  structure  developed  in

the  central  zone  of  the  Štiavnica  stratovolcano.  Normal

faulting along N-S to NE-SW trending faults was dominant

in  the  central  zone  of  the  Štiavnica  stratovolcano  (Fig. 12)

and was the place of the ore deposition.

background image

34                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

A distinct change of the stress configuration happened dur-

ing the Pannonian (11.5–6.2 Ma) (Table 1, Fig. 10). Pre-ex-

isting  NE-SW  normal  faults  were  reactivated  as  sinistral

strike-slip  faults  (Fig. 10).  Their  extensional  bridges  were

the place of the ore deposition.

Acknowledgements: The follow-up work of MN, after the

end of the Slovak Geol. Survey Project, has been carried un-

der the financial support of the Lise Meitner Fund, Austria,

later  by  the  Alexander  von  Humboldt  Fund.  Authors  are

grateful for rock mechanics tests made by L. Sterba and S.

Urban. This paper benefited from the help with field work

and discussions with J. Lexa, D. Onaèila, J.-P. Petit, J. Štohl,

V. Koneèný, R. Gazdik and number of other people. The ob-

servations  shown  in  Fig.  6  were  made  during  a  short  field

trip with J. Lexa and J. Štohl. We thank L. Fodor, K. Schul-

mann,  J.  Cosgrove  and  anonymous  reviewers  whose  com-

ments improved the paper.

References

Anderson J.L. & Smith D.R. 1995: The effects of temperature and

CO

2

  on  the  Al-in-hornblende  barometer.  Amer.  Mineralogist

80, 245–254.

Angelier J. 1989: From orientation to magnitudes in paleostress de-

terminations using fault slip data. J. Struct. Geol. 11, 37–50.

Bergerat F. 1989: From pull-apart to the rifting process: the defor-

mation of the Panonian basin. Tectonophysics 157, 271–280.

Blundy D.J. & Holland T.J.B. 1990: Calcic plagioclase equilibria

and  new  amphibole-plagioclase  geotermometer.  Contr.  Min-

eral. Petrology 104, 208–224.

Bogen  N.L.  &  Seeber  L.  1986:  Neotectonics  of  rotating  blocks

within  the  San  Jacinto  fault  zone,  southern  California  (abs).

EOS 67, 1200.

Buday T. 1965: Die Tektogenese und der Bau der Neogenen Beck-

en der Westkarpaten. In: Buday T., Cícha I. & Seneš J. (Eds.):

Miozän der Westkarpaten. GÚDŠ, Bratislava, 169–250.

Cermak V. & Rybach L. 1982: Thermal conductivity and specific

heat  of  minerals  and  rocks.  In:  Angenheister  G.  (Ed.):

Landolt-Bornstein  Numerical  Data  and  Functional  Relation-

ships in Sci. and Technol., New Ser., Group V 16. Springer-

Verlag, Berlin.

Cloetingh S.A.P.L., Zoetemeijer R. & van Wees J.D. 1995: Tecton-

ics  I.  Tectonics  and  basin  formation  in  convergent  settings;

thermo-mechanical  evolution  of  the  lithosphere  and  basin

evolution in compressive tectonic regimes. Short Course, Vr-

ije University, Amsterdam.

Cosgrove  J.W.  1995.  The  expression  of  hydraulic  fracturing  in

rocks  and  sediments.  In:  Ameen  M.S.  (Ed.):  Fractography:

fracture  topography  as  a  tool  in  fracture  mechanics  and

stress analysis. Geol. Soc. Spec. Publ. 92, 187–196.

Csontos L., Tari G., Bergerat F. & Fodor L. 1991: Evolution of the

stress  field  in  the  Carpatho-Pannonian  area  during  the  Neo-

gene. Tectonophysics 199, 73–92.

Csontos L., Nagymarosy A., Horváth F. & Kováè M. 1992: Tertia-

ry  evolution  of  the  intracarpathian  area:  a  model.  Tectono-

physics 208, 221–241.

Fodor  L.,  Marko  F.  &  Nemèok  M.  1990:  Evolution  microtecto-

nique  et  paléochamps  de  contraintes  du  Bassin  de  Vienne.

Geod. Acta 4, 147–158.

Freund R. 1970: Rotation of strike-slip faults in Sistan, southeast

Iran. J. Geol. 78, 188–200.

Freund  R.  1971:  The  Hope  fault,  a  strike-slip  fault  in  New

Zealand. N. Z. Geol. Surv. Bull. 86, 1–49.

Freund R. 1974: Kinematics of transform and transcurrent faults.

Tectonophysics 21, 93–134.

Gašparik  J.  1980:  Geological  evaluation  of  southern  part  of

Turèianska  kotlina  Depression.  Report,  archive  GÚDŠ  Bra-

tislava (in Slovak).

Gašparik J. 1985: Basic features of geological structure of Horno-

nitrianska and Turèianska kotlina depressions. In: Samuel O.

& Franko O. (Eds.): Sprievodca ku XXV. celoštátnemu zjazdu

slovenskej geologickej spoloènosti. GÚDŠ, Bratislava, 53–56

(in Slovak).

Gašparik  J.  et  al.  1974:  Structural  borehole  GHŠ-1  (Horná

Štubòa). Reg. Geológia Západ. Karpát, 3 (in Slovak).

Gutdeutsch R. & Aric K. 1988: Seismicity and neotectonics of the

East Alpine-Carpathian and Pannonian area. In: Royden L.H.

& Horváth F. (Eds.): The Pannonian Basin: A Study of Basin

Evolution. AAPG Memoir 45, 183–194.

Háber M., Jeleò S., Mao L. & Kovalenker V.A. 1997: Modelling

of mineral-forming processes at the Bansk᠊tiavnica epither-

mal  deposit  (Western  Carpathians,  Slovak  Republic).  Pro-

ceedings  of  the  9

th

  IAGOD  Symposium,  Beijing,  China,

August 12–18 1994, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhand-

lung, Stuttgart, 21.

Hammarstrom J.M. & Zen E. 1986: Aluminium in hornblende: an

empirical  igneous  geobarometer.  Amer.  Mineralogist  71,

1297–1313.

Hardcastle  K.C.  1989:  Possible  paleostress  tensor  configurations

derived  from  fault-slip  data  in  eastern  Vermont  and  western

New Hampshire. Tectonics 8, 265–284.

Hardcastle K.C. & Hills L.S. 1991: BRUTE3 and SELECT. Quick-

basic 4 programs for determination of stress tensor configura-

tions  and  separation  of  heterogeneous  populations  of

fault-slip data. Comput. & Geosci. 17, 23–43.

Hollister L.S., Grisson G.C., Peters E.K., Stowell H.H.  & Sisson

V.D. 1987: Confirmation of the empirical correlation of Al in

hornblende  with  pressure  of  solidification  of  calc-alkaline

plutons. Amer. Mineralogist 72, 231–239.

Ibrmajer  J.  et  al.  (Ed.)  1989:  Geophysical  picture  of ÈSSR.  UUG

Praha.

Jaeger J.C. & Cook N.G.W. 1976: Fundamentals of rock mechan-

ics. J. Wiley & Sons, New York.

Jiøíèek R. 1979.  Tectogenetic development of the Carpathian arc

in the Oligocene and Neogene. In: Mahe¾ M. (Ed.): Tectonic

Profiles of the West Carpathians. GÚDŠ, Bratislava, 203–214

(in Czech, English summary).

Johnson  M.C.  &  Rutherford  M.J.  1988:  Experimental  calibration

of  an  aluminium  in  hornblende  geobarometer  applicable  to

calc-alkaline rocks. EOS 69, 1511.

Jurková A. 1971: Die Entwicklung der Badener vortiefe im Raum

der Mährischen Peorte und Gebiet von Ostrava (eine Rekon-

struktion auf Grund des Studiums des Begraben Paläozoikum

und  dessen  Neoiden  deckgebirges).  Geol.  Práce,  Spr.  57,

155–160 (in Slovak, German résumé).

Kantor J. & Ïurkovièová J. 1985: Genetical characteristics of se-

lected mineralizations in the Western Carpathians. Report, ar-

chive GÚDŠ, Bratislava (in Slovak).

Kantor  J.,  Ïurkovièová  J.,  Eliᚠ K.,  Repèok  I.,  Ferenèiková  E.,

Hasková A., Kvarová A., Rúèka I. & Sladková M. 1988: Iso-

topic research of metallogenic processes. Part I: Rudno–Bre-

hy–Pukanec  area.  Report,  archive  GÚDŠ,  Bratislava  (in

Slovak).

Koneèný V. & Lexa J. 1984: Regional geological maps of Slova-

kia: Geological map of the Central Slovakia Neogene Volca-

nic Field. Scale 1:100,000. GÚDŠ, Bratislava.

Koneèný  V.,  Lexa  J.  &  Planderová  E.  1983:  Stratigraphy  of  the

background image

 CALCULATIONS  OF  TECTONIC,  MAGMATIC  AND  RESIDUAL  STRESS                                        35

Central Slovakia, Volcanic field. Západ. Karpaty, Sér. Geol.

9,  1–203  (in Slovak, English abstract and summary).

Kováè P. & Hók J. 1993: The Central Slovak fault system — the field

evidence of a strike-slip. Geol. Carpathica 44, 3, 155–159.

Kraus  I.  1986:  Kaolins  and  kaolinite  clays  of  the  Western  Car-

pathians:  geologic–depositional  conditions,  mineralogical

composition,  genesis  and  age.  DrSc  Thesis,  University

Comenianae, Bratislava (in Slovak).

Ksi¹¿kiewicz M. 1960: Zarys paleografii polskich Karpat fliszow-

ych. Práce Inst. Geol. 33, 209–231.

Lexa  J.  et  al.  1979:  Evaluation  of  the  structural  borehole  LX-5

(Kremnica). Report, archive GÚDŠ, Bratislava (in Slovak).

Lexa J. et al. 1982: Explanations to the  sheets 36–132 (H. Štubna)

and  36–134  (Kremnica).  Report,  archive  GÚDŠ,  Bratislava

(in Slovak).

Lexa J. & Koneèný V. 1974: The Carpathian volcanic arc: A dis-

cussion. Acta. Geol. Acad. Sci. Hung. 18, 279–293.

Lexa J., Koneèný V., Kalièiak M. & Hojstrièová V. 1993: Distribu-

tion  of  volcanites  of  Carpatho-Pannonian  region  in  time–

space. In: Rakús M. & Vozár J. (Eds.): Geodynamical model

and deep structure of the Western Carpathians. GÚDŠ, Brat-

islava, 57–69 (in Slovak).

Lexa  J.,  Štohl  J.  &  Koneèný  V.  1999:  Banská  Štiavnica  ore  dis-

trict:  relationship  among  metallogenetic  processes  and  the

geological evolution of a stratovolcano. Mineralium Deposita

34, 639–654.

Linzer H.G., Ratschbacher L. & Frisch W. 1995: Transpressional

collision  structures  in  the  upper  crust:  the  fold-thrust  belt  of

the Northern Calcareous Alps. Tectonophysics 242, 41–61.

Mao L., Sasvári T., Bebej J., Kraus I., Schmidt R. & Kalinaj M.

1996:  Structurally-controlled  vein-hosted  mezothermal  gold-

quartz and epithermal precious and base metal mineralization

in the Banská Hodruša ore field, Central Slovakia neovolca-

nites.  Miner.  Slovaca  28,  455–490  (in  Slovak,  English  ab-

stract and summary).

Nemèok M., Hók J., Kováè P., Marko F., Madarás J. & Bezák V.

1993:  Tertiary  tectonics  in  the  Western  Carpathians.  In:

Rakús M. & Vozár J. (Eds.): Geodynamical model and deep

structure  of  the  Western  Carpathians.  GÚDŠ,  Bratislava,

263–267 (in Slovak).

Nemèok  M.  &  Lexa  J.  1990:  Evolution  of  the  basin  and  range

structure  around  the  Žiar  mountain  range. Geol.  Zbor.  Geol.

Carpath. 41, 3, 229–258.

Nemèok  M.  &  Lexa  O.  1995:  Structural  analysis  of  the  central

zone of the Štiavnica stratovolcano in relation to the develop-

ment of vein structures. Report, archive GÚDŠ (in Slovak).

Nemèok M., Marko F., Kováè M. & Fodor L. 1989: Neogene tec-

tonic and paleostress changes in the Czechoslovak part of the

Vienna Basin. Jb. Geol. B.-A. 132, 2, 443–458.

Nur A., Ron H. & Scotti O. 1986: Fault mechanics and the kine-

matics of block  rotations. Geology 14, 746–749.

Peacock S.M. 1990: Computer Exercises for Numerical Simulation

of Metamorphic P-T-t paths. Short Course, Arizona State Uni-

versity, Tempe, 1–189.

Pécskay Z., Lexa J., Szakács A., Balogh K., Seghedi I., Koneèný

V., Kovacs M., Márton E., Kalièiak M., Széky-Fux V., Póka

T., Gyarmati P., Edelstein O., Rosu E. & Zec B. 1995: Space

and  time  distribution  of  Neogene-Quaternary  volcanism  in

the Carpatho-Pannonian region. In: Downes H. & Vaselli O.

(Eds.):  Neogene  and  related  magmatism  in  the  Carpatho-

Pannonian region. Acta Vulcanol. 7, 2, 15–28.

Piwinski A.J. 1975: Experimental studies of granitoid rocks near the

San Andreas fault zone in the Coast and Transverse Ranges and

Mojave Desert, California. Tectonophysics 25, 217–231.

Póka  T.  1988:  Neogene  and  Quaternary  volcanism  of  the  Car-

pathian-Pannonian  region:  changes  in  chemical  composition

and  its  relationship  to  basin  formation.  In:  Royden  L.H.  &

Horváth  F.  (Eds.):  The  Pannonian  Basin.  A  study  in  basin

evolution. AAPG Mem. 45, 257–276.

Price  N.J. &  Cosgrove  J.W.  1991:  Analysis  of  Geological  Struc-

tures. Cambridge University Press, 1–502.

Ramsay J.G. & Huber M.I. 1983: The techniques of modern struc-

tural geology. Volume I. Academic Press, London, 1–307.

Ratschbacher L., Frisch W. & Linzer H.G. 1991a: Lateral  extru-

sion in the Eastern Alps, part 2: structural analysis. Tectonics

10, 2, 257–271.

Ratschbacher L., Merle O., Davy P. & Cobbold P. 1991b: Lateral

extrusion in the Eastern Alps, part 1: boundary conditions and

experiments scaled for gravity. Tectonics 10, 2, 245–256.

Reynolds R.W., Geist D. & Kurz M.D. 1995: Physical volcanology

and  structural  development  of  Sierra  Negra  volcano,  Isabela

Island, Galapagos archipelago. GSA Bull. 107, 1398–1410.

Ron H., Freund R. & Garfunkel Z. 1984: Block rotation by strike-

slip  faulting:  structural  and  paleomagnetic  evidence.  J.  Geo-

phys. Res. 89, 6 256–6 270.

Royden L.H. & Báldi T. 1988: Early Cenozoic tectonics and paleo-

geography  of  the  Pannonian  and  surrounding  regions.  In:

Royden  L.H.  &  Horváth  F.  (Eds.):  The  Pannonian  Basin.  A

study in basin evolution. AAPG Mem. 45, 1–16.

Royden L.H., Horváth F. & Burchfiel B.C. 1982: Transform fault-

ing,  extension  and  subduction  in  the  Carpathian-Pannonian

region. Geol. Soc. Amer. Bull. 73, 717–725.

Royden L.H., Horváth F., Nagymarosy A. & Stegena L. 1983: Evo-

lution of the Pannonian basin system. 2. Subsidence and ther-

mal history. Tectonics 2, 91–137.

Royden L.H., Horváth F. & Rumpler J. 1993: Evolution of the Pan-

nonian basin system. 1. Tectonics. Tectonics 2, 63–90.

Salters J.M., Hart S.R. & Panto G. 1988: Origin of late Cenozoic

volcanis  rocks  of    the  Carpathian  arc,  Hungary.  In:  Royden

L.H. & Horváth F. (Eds.): The Pannonian Basin. A study in

basin evolution. AAPG Mem. 45, 279–292.

Sãndulescu  M.  1988:  Cenozoic  tectonic  history  of  the  Car-

pathians. In: Royden L.H. & Horváth F. (Eds.): The Pannon-

ian  Basin.  A  study  in  basin  evolution.  AAPG  Mem.  45,

17–26.

Sasvári T. & Schmidt R. 1994: Some results of the structural-geo-

logical evaluation of Svetozár vein, 16th level, Rozália mine,

Banská  Hodruša.  In:  Proceedings  of  the  Conference  “The

latest knowledge from investigation, exploration, exploitation

and  treatment  of  precious  ores  in  Slovakia”,  1.  July  1994,

Hodruša-Hámre,  58–71 (in Slovak).

Saulea E. 1969: Atlas litofacial. VI. Neogen. From:  Jiøíèek 1979.

Tectonical  development  of  Carpathian  arc  in  Oligocene  and

Neogene. In:  Mahe¾  M.  (Ed.):  Tectonic  profiles  in  the  West

Carpathians. GÚDŠ, Bratislava, 205–215 (in Slovak).

Scoti O., Nur A. & Estevez R. 1991: Distributed deformation and

block rotation in three dimensions. J. Geophys. Res. 96, 12

225–12 243.

Schmidt  M.W.  1992:  Amphibole  composition  in  tonalite  as  a

function of pressure: an experimental calibration of the Al-

in-hornblende  barometer.  Contr.  Mineral.  Petrology  110,

304–310.

Sperner B., Ratschbacher L. & Ott R. 1993: Fault-striae analysis:

a TURBO PASCAL program package for graphical presen-

tation  and  reduced  stress  tensor  calculation.  Comput.  &

Geosci. 19, 1361–1388.

Stegena L., Geczy B. & Horváth F. 1975: Late Cenozoic Evolu-

tion of the Pannonian Basin. Tectonophysics 26, 71–91.

Suppe  J.  1985:  Principles  of  Structural  Geology.  Prentice-Hall,

Inc., Englewood Cliffs 1–537.

Šefara  J.  et  al.  1976:  Geophysical  research  of  the  Central  Slovak

neovolcanite basement. Report, archive of Geofond Bratislava,

background image

36                                                                            NEMÈOK,  KONEÈNÝ 

 

and  LEXA

1–241 (in Slovak).

Štohl  J.,  Hojstrièová  V.,  Lexa  J.,  Rojkovièová  L.,  Žáková  E.,

Gargulak  M.,  Stana  S.,  Kantor  J.  &  Ïurkovièová  J.  1990a:

Final report — borehole B-1/2000 Horná Roven. Report, ar-

chive GÚDŠ, Bratislava (in Slovak).

Štohl J., Lexa J., Koneèný V., Marsina K., Hojstrièová E., Roj-

kovièová  L.,  Mihaliková  A.,  Hók  J.,  Kacer  S.,  Vozár  J.  &

Koneèný  P.  1990b:  Evaluation  of  Cu,  Pb-Zn  and  Au-Ag

prognosticated ore sources of the central zone of the Štiavni-

ca  stratovolcano.    Report,  archive  GÚDŠ,  Bratislava      (in

Slovak).

Tschernyschev I.V., Háber M., Kovalenker V.A., Ivanenko V.V.,

Jeleò S. & Karpenko M.I. 1995: To the age position of the

magmatic events and epithermal Au-Ag-base metals miner-

alisation in the central zone of the Bansk᠊tiavnica strato-

volcano: K-Ar data. Geol. Carpathica 46, 327–334.

Turner F.J. 1953: Nature and dynamic interpretation of deforma-

tion lamellae in calcite of three marbles. Amer. J. Sci. 251,

276–298.

Vass D., Krystek I. & Stráník Z. 1983: Tectonic activity in time

of formation of Main and Late molasses in Czechoslovakian

West Carpathians. In: Contributions on geological develop-

ment  of  molasses  in  some  regions  of  Europe  and  U.S.S.R.

and on block tectonics of Elbe-Lineament. Central Inst. for

Physics of the Earth, Potsdam.

Vialov O. 1974: Transcarpathian depression. In: Mahe¾ M. (Ed.):

Tectonics  of  the  Carpathian-Balkan  Regions.  GÚDŠ,  Bra-

tislava, 203–205.