background image


53 — 59









Institute of Geology, Sachsova 2, HR-10 000 Zagreb, Croatia


Croatian Academy of Science and Art, Ante Kovačića 5, HR-10 000 Zagreb, Croatia

(Manuscript received March 6, 2001; accepted in revised form October 4, 2001)

Abstract:  The  ophiolite  mélange  of  the  Medvednica  Mountain  area,  located  in  the  southwestern  parts  of  the  Zagorje-
Mid-Transdanubian or Sava Zone, is included within the Vardar Zone (VZ) of the Dinarides. The mélange represents the
northwesternmost parts of the Dinaridic ophiolites, the origin of which was related to the Alpine evolution of the Dinaridic
part  of  the  Tethys.  The  Dinaridic  ophiolites  represent  fragments  of  Mesozoic  oceanic  crust  generated  over  150  Ma
starting with a) Late Triassic (?) to Late Jurassic oceanization of the Tethys, Late Jurassic/Early Cretaceous subduction,
obduction and formation of the Dinaride Ophiolite Zone (DOZ) to b) Cretaceous—Early Paleogene back-arc basin final
subduction and obduction, that is the formation of the VZ. The main Alpine compressional-collisional event, which took
place in the Eocene (55—45 Ma) gave rise to the final structuration of the Dinarides and their uplift, and backthrusting of
the VZ onto the DOZ. The Medvednica ophiolite mélange represents a chaotic complex in which primary sedimentary
sequences  are  rarely  preserved  due  to  subsequent  tectonism.  The  mélange  is  characterized  by  pervasively  sheared  and
fine-grained  shaly-silty  matrix  in  which  are  included  smaller  (centimetre  to  hektometre)  and  larger  (kilometre)  frag-
ments  of  various  rocks.  These  are  most  commonly  greywackes,  ophiolites,  cherts  and  exotic  limestones,  the  youngest
blocks of which are Late Cretaceous and Paleocene in age. For that reason the VZ ophiolite mélange is of post-Paleocene
age  as  distinguished  from  the  Jurassic  ophiolite  mélange  of  the  DOZ.  The  Medvednica  ophiolites  are  represented  by
tectonic  and  cumulate  serpentinized  peridotites,  gabbro-diabases  and  basalts,  transformed  by  postmagmatic  processes,
into  serpentinites,  metagabbros,  metadiabases  and  metabasalts.  The  Medvednica  ophiolites  can  be  correlated  to  the
ophiolites from the northwestern part of the Zagorje-Mid-Transdanubian (or Sava) Zone and the Bükk area in northern
Hungary. The present position of all these ophiolites can be best explained by the mechanism of extrusion tectonics, for
example strike slip faulting as a result of Oligocene and Neogene indenting of Apulia into Eurasia.

Key words: Late Cretaceous—Paleogene, Medvednica Mt, Zagorje-Mid-Transdanubian (Sava) Zone, Vardar Zone, ophiolite
mélange,  subduction,  obduction,  extrusion  tectonics.


The Dinarides, which can be traced along strike for about 700
km, represent a complex fold, thrust and imbricate belt which
developed  along  the  northeastern  margin  of  the  Adriatic  mi-
croplate  or  Apulia  (Dewey  et  al.  1973).  Spatially,  the  Dinar-
ides are not precisely defined but, generally, it is believed that
they  merge  in  the  southeast  with  the  Hellenides  and  in  the
northwest with the Alps. In the north, the Dinarides are bound-
ed by the Pannonian Basin, that is, the Tisia (Fig. 1).

The Dinaridic ophiolites and genetically related sedimentary

formations have fixed geotectonic position by their occurrence
in the Dinaride Ophiolite Zone (DOZ) and Vardar Zone (VZ).
Kossmat (1924) first defined the VZ, restricting its occurrence
to southern Serbia, Macedonia and northern Greece; this is the
VZ  sensu stricto.  Afterwards  it  was  recognized  that  the  zone
continues  further  northward  and  northwestward  (Aubouin
1974) into the area south of the Sava River up to the Zagorje-
Mid-Transdanubian (or Sava) Zone. This extended zone is the
VZ sensu lato, although the more adequate term would be the
Sava-Vardar Zone (Pamić 2001).

Genetically, the ophiolites from the DOZ were probably re-

lated to the Tethyan open ocean realm, whereas the ophiolites
from  the  VZ  were  related  to  the  North  Tethyan  active  conti-

nental margin, that is, the back-arc basin. Due to these differ-
ent settings, ophiolites from the two zones have their peculari-
ties regarding their ages, relations with genetically related sed-
imentary  formations  and  some  other  aspects  (Pamić  et  al.

The  northwesternmost  outcrops  of  the  Dinaridic  ophiolites

occur  in  the  Medvednica  Mt  and  the  adjacent  Ivanščica  and
Kalnik  Mts  (Pamić  1997)  located  in  the  Zagorje-Mid-Trans-
danubian  (or  Sava)  Zone  (Pamić  &  Tomljenović  1998).  Nu-
merous  papers  have  been  published  on  these  ophiolites  and
they have been summarized elsewhere (Crnković 1963; Šikić
1995a,b; Tomljenović 1995; Pamić 1997; Halamić 1998; Slov-
enec 1998).

The aim of this paper is to present geological data on ophio-

lites  from  the  Medvednica  Mt  and  adjacent  mountains  and
give correlation with the ophiolites from the surrounding parts
of  the  Dinarides  and  Zagorje-Mid-Transdanubian  (or  Sava)
Zone in Hungary.

Geotectonic  position

The Medvednica Mt is included in the southwestern part of

the  Mid-Transdanubian  Zone  (Fülöp  &  Dank  1978)  recently

background image

54                                                                                   SLOVENEC 


and  PAMIĆ

renamed  the  Zagorje-Mid-Transdanubian  Zone  –  ZMTZ
(Pamić & Tomljenović 1998) and the Sava Zone, respectively
(Haas et al. 2000). In northwestern Croatia, the ZMTZ can be
traced along strike for about 120 km, stretching in a NE-SW
direction which is nearly perpendicular to the NW-SE strike of
the  Dinaridic  structures  (Fig.  1).  With  its  southwesternmost
boundary the ZMTZ is thrust onto the northeastern margin of
the External Dinarides (Mesozoic carbonate platform), where-
as westwards the zone continues in the system of the Sava and
Julian-Savinja  nappes  (Mioč  1984;  Pamić  1993;  Haas  et  al.
2000). In the east the zone is bounded by the Zagreb-Zemplin
Line  (Grecula  &  Varga  1979).  In  some  geotectonic  schemes
the ZMTZ continues for about 400 km in the northeastern di-
rection as the Igal and Bükk Unit (Árkai et al. 1991).

The ZMTZ is characterized by mixed Alpine-Dinaridic tec-

tonostratigraphic  units  (Pamić  &  Tomljenović  1998;  Haas  et
al.  2000).  This  is  best  exemplified  by  the  Medvednica  Mt
which can be traced along a NE strike for about 40 km. The
mountain  is  composed  of  numerous  Paleozoic,  Mesozoic-Pa-
leogene and Neogene formations (Šikić et al. 1995a,b) which
can be grouped into four main tectonostratigraphic units (Fig.
2).  The  present-day  thrust  succession  from  the  bottom  to  the
top is as follows: (1) Tectonized ophiolite mélange; (2) Paleo-
zoic-Triassic metamorphic complex overprinted by Early Cre-
taceous metamorphism; (3) Late Cretaceous-Paleocene flysch,
and (4) Triassic sequences mainly of carbonate platform facies
(Pamić & Tomljenović 1998).

The relationship of these units with the basement is ambigu-

ous.  In  the  northeastern  part  of  the  Medvednica  Mt,  Triassic
clastics and carbonates crop out in a way suggesting that they
might have been originally the basement of the ophiolite mé-
lange.  A  similar  ambiguous  structural  relationship  is  known
between the ophiolite-bearing and underlying units composed
of Late Paleozoic and Triassic clastics, carbonates and volca-
nics in adjacent Ivanščica Mt (Šimunić et al. 1982).

Basic geological data

The  ophiolite  mélange  of  the  Medvednica  Mt  is  a  chaotic

lithological  unit  in  which  primary  depositional  sequences  are
rarely preserved due to subsequent tectonic activity. The ophi-
olite mélange is characterized by pervasively sheared and fine-
grained shaly-silty matrix in which fragments of various rocks
are  included  (Fig.  3).  The  size  of  the  fragments  varies  from
small  (centimetre—decimetre—metre—hektometre)  to  large  (ki-
lometre) mappable dimensions.

The  most  common  fragments  embedded  in  the  matrix  are

greywackes and arenites in the form of flow-balls, 4—150 cm,
locally up to 10 m in diametre, and slumps. These formations
originated  by  tectonic  deformation  which  finally  resulted  in
the formation of chaotic fabric, for example “block-in-matrix
texture”  (Raymond  1984).  Originally  interlayered  sediments
are mutually mixed and included into sheared silty-pelitic ma-
trix  and  thus  correspond  to  “autoclastic  rocks”.  According  to
Raymond (1984) this is a broken formation (beta-unit which
has signatures of the stratigraphic unit) and locally incoherent
  (gamma-unit  –  without  signatures  of  the  strati-
graphic  unit).  Undisturbed  sequences  with  alternating
graywackes and shales are very rarely preserved. The shale is
mainly composed of quartz and a mixture of illite and highly
illitic  interlayered  illite-smectite  and,  to  a  lesser  extent,  of
chlorite  and  some  plagioclase.  In  some  places,  shales  are
strongly silicified. Greywackes are composed of quartz (23—54
%),  feldspars  (11—25  %),  and  biotite,  muscovite  and  chlorite
(1—12  %);  the  most  common  rock  fragments  are  quartzites,
cherts, volcanics and pyroclastics.

The shaly-silty matrix also includes fragments of ophiolites.

Incorporation of solid and detached blocks of igneous and sed-
imentary  rocks  can  probably  be  explained,  at  least  partly,  by
the  olistostrome  mechanism.  This  took  place  on  the  trough
slope and was subsequently stimulated by subduction process-
es in the growing zone of the accretion prism. The only excep-
tion  is  a  large  volcanic  body  (10  km


),  about  400  m  thick,

which is interlayered with sediments and pyroclastics (volca-
nic breccias and lapilli tuffs). All these data point to polyphase
submarine  and  synsedimentary  volcanic  activity.  Sediments
included  in  the  volcanics  are  represented  by  fragments  of
greywacke,  arenite,  and  chert,  3—40  cm  in  diametre,  mixed
with sandy mudstone and lithic greywacke with 35 % illite, 33
% quartz, “amorphous matter” and chlorite. In a smaller basal-
tic body in the Orešje Quarry in Bistra Valley, pillow lavas in-
clude xenoliths of Middle Triassic limestones (Halamić et al.
1998; Fig. 3).

Besides  the  fragments  mentioned  above,  the  ophiolite  mé-

lange also contains large, frequently mappable fragments com-

Fig.  1.  Major  paleogeographical  and  structural  units  of  the  Dinar-
ides  (simplified  after  Aubouin  1974).

background image

GEOLOGY  OF  THE  VARDAR  ZONE  OPHIOLITES  OF  MEDVEDNICA                                            55

posed of greyish and reddish cherts, shales, siltites and micrites
interlayered  with  volcanics.  In  chert  fragments  from  the  area
between the Bistra and Poljanica Creeks, Ladinian-Norian ra-
diolarians  were  determined  (Fig.  3;  Halamić  1998).  In  the
same area Middle and Upper Jurassic fossiliferous radiolarites
occur, in which Middle to Upper Triassic carbonate olistoliths,
metres  in  diameter  are  included  (Halamić  et  al.  1999).  In  the
area of Drenovec Creek greyish platy micrites with chert lens-
es and interlayers crop out.

The Medvednica ophiolite mélange also includes exotic me-

tre—hektometre  and  kilometre  mappable  fragments  composed
of  limestone,  calcarenite  grading  into  siltite,  calcareous  sand-
stone, sandstone and shale succession of Albian—Cenomanian
age (Gušić 1971, 1974). The fragments themselves do not in-
clude  any  ophiolite.  These  formations  were  fragmented  and
transported along parallel thrust faults during the generation of
the  olistostrome  mélange,  and  as  exotic  blocks  were  incorpo-
rated, partly gravitationally, into the frontal parts of the accre-
tionary prism in the chaotic matrix of the subducted complex.
For  that  reason  such  a  structural  complex  corresponds  to  the
tectonic  ophiolite  mélange  (delta-unit)  as  proposed  by  Ray-
mond (1984) or to an olistostrome deformed within the shear
zone  of  the  accretionary  prism,  that  is  the  increasing  zone  of

the  subducted  complex  (Orange  &  Underwood  1995).  Large
exotic  blocks,  decimetre—metre—hektometre  in  size,  also  oc-
cur.  They  are  composed  of  Rhaetian-Liassic  limestones  and
dolomitic limestones. The blocks were subsequently cement-
ed by fossiliferous pelmicrite and clay of Senonian age form-
ing  polymicte  breccias  (Babić  et  al.  1973).  Contact  between
syngenetic  and  exotic  fragments  is  mainly  disconformable
(tectonic) in character. Triassic-Jurassic carbonate formations,
together  with  parts  of  rocks  incorporated  in  the  subduction
complex  (sandstones,  cherts  and  orbitolina  limestones)  were
redeposited  during  Late  Jurassic/Early  Cretaceous  tectonic
processes by submarine sliding mechanism from the marginal
parts  into  the  basin  characterized  by  pelagic  sedimentation.
Afterwards  they  were  incorporated,  together  with  Senonian
breccias, into the ophiolite mélange. The fact that the Senon-
ian breccias are the youngest fragments (“olistoliths”) includ-
ed in the Medvednica ophiolite mélange indicates its post-Se-
nonian,  e.g.  Paleogene  age.  In  the  adjacent  Kalnik  Mt  the
youngest exotic limestone fragments included in the ophiolite
mélange are of Paleocene age (Šimunić & Šimunić 1992).

The Medvednica ophiolite mélange is thrust by Late Creta-

ceous/Paleocene  flysch  composed  of  conglomerates,  sand-
stones, thin-bedded siltites and laminated shales grading into

Fig. 2. Simplified geological map of the Medvednica Mt with the main tectonostratigraphic units (Pamić & Tomljenović 1998).

background image

56                                                                                   SLOVENEC 


and  PAMIĆ

hemipelagic  Scaglia-type  micrites  originating  in  a  trench  of
the back-arc basin (Tomljenović 1995). By contrast, the ophio-
lite  mélange  of  the  DOZ  is  disconformably  overlain  by  Late
Jurassic/Early Cretaceous Urgon-type (?) clastic and subordi-
nate carbonate formations, for example the Pogari Series (Jo-
vanović 1957; Pamić et al. 2001).

Age of mélange and ophiolites

The precise age of ophiolite mélange cannot be determined

due to its chaotic nature and large stratigraphic span of the ex-
otic  limestone  blocks  included  in  it.  The  youngest  limestone
blocks are of Late Cretaceous age, in the adjacent Kalnik Mt
even of Paleocene age (Šimunić & Šimunić 1992), indicating
that the ophiolite mélange as a whole is of Paleocene or post-
Paleocene  age  (Pamić  1997).  Consequently,  the  Medvednica
ophiolite mélange and the mélange of the entire VZ is distinct-
ly  different  from  the  DOZ  ophiolite  mélange  in  which  the
youngest  exotic  limestone  blocks  are  Tithonian  indicating
post-Tithonian age of the mélange (Pamić et al. 2001).

In  the  shaly-silty  matrix  of  the  Medvednica  ophiolite  mé-

lange, as well as in the rarely preserved profiles with alternat-
ing  shales  and  greywackes  to  date  no  characteristic  fossils
were  found.  Only  on  one  outcrop  on  the  greywacke  bedding
surface  well  preserved  angiosperm  leaves  were  found,  sug-
gesting  that  they  are  not  older  than  Early  Cretaceous  (Koch,
pers. comm.).

This  conclusion  is  compatible  with  the  K-Ar  ages  of  94.3

and  85.4  Ma  (Turonian—Senonian)  which  were  obtained  on
two fresh basalt samples taken from the largest volcanic body
in  the  Medvednica  Mt.  On  a  fresh  basalt  sample  interlayered
with Cretaceous sediments from the adjacent Kalnik Mt K-Ar
ages  of  86.8  Ma  were  measured.  These  radiometric  ages  can

be correlated with those ranging from 109.6 to 62 Ma (Albian—
Cenomanian)  which  were  obtained  on  gabbro  and  diabase
samples  taken  in  several  deep  oil-wells  in  the  neighbouring
Sava Depression (Pamić 1997).

In this respect the ophiolites of the Medvednica Mt and the

whole  VZ  differ  from  the  ages  of  ophiolites  from  the  DOZ
ranging  most  commonly  between  174±14  and  136±15  Ma
(Pamić et al. 2001). However, in the adjacent Kalnik Mt K-
Ar  ages  of  189—185  Ma  (Lias)  were  measured  on  two  frag-
ments of dolerite-gabbros included in the ophiolite mélange.
This  indicates  that  in  some  places  the  ophiolite  mélange  of
the northwesternmost parts of the VZ Jurasic ophiolite frag-
ments  are  also  preserved.  The  ophiolite  mélange  of  the
Medvednica and Kalnik Mts also include fragments of Ani-
sian-Carnian non-ophiolite related tholeiitic basalts interlay-
ered  with  penecontemporaneous  sediments  (Halamić  &
Goričan  1995;  Halamić  et  al.  1998).  Hence,  besides  pre-
served  fragments  of  Jurassic  ophiolites,  the  ophiolite  mé-
lange of the ZMTZ includes fragments of Triassic, probably
rift-related, volcanics.

Two groups of K-Ar ages were also obtained for the Darnó-

Hill  ophiolites  from  the  northeasternmost  parts  of  the  ZMTZ
in  Hungary.  The  first  group  includes  K-Ar  ages  of  175—152
Ma obtained on gabbros and in the second one K-Ar ages of
110—100  Ma  measured  on  basalts  (Árva-Sós  &  Józsa  1992).
The  ophiolites  are  associated  with  radiolarites  of  Ladinian—
Carnian  and  Bajocian—Callovian  ages  (Dosztály  &  Józsa
1992; Dosztály 1994).

Basic petrological data

The ophiolite rocks of the Medvednica Mt are not different

from  the  ophiolites  of  the  whole  Alpine-Himalayan  belt,  for

Fig.  3.  Simplified  geological  map  of  the  part  of  the  Medvednica  Mt  composed  mainly  of  tectonized  ophiolite  mélange  (modified  after
Halamić  1998).

background image

GEOLOGY  OF  THE  VARDAR  ZONE  OPHIOLITES  OF  MEDVEDNICA                                            57

example they include Alpine-type peridotites, gabbros and di-

Ultramafic rocks are represented by tectonic and cumu-

late  peridotites  (Šimunić  &  Pamić  1989;  Slovenec  1998).
The peridotite tectonites are characterized by metamorphic
fabric,  for  example  porphyroblastic  texture,  massive  and
parallel  structure  shown  in  foliation.  They  are  represented
most  commonly  by  harzburgite  composed  of  recrystallized
enstatite  porphyroblasts  (Fs


)  embedded  into  a  matrix  of

serpentinized  olivine  (Fo


).  The  harzburgites  are  most

commonly  completely  serpentinized.  Cumulate  peridotites
are  represented  by  amphibole-  and  plagioclase-bearing
harzburgite,  cortlandite,  plagioclase-hornblende  lherzolite
and  quite  subordinate  hornblende  websterite.  All  these
rocks  have  magmatic  fabric;  their  major  minerals  are  oliv-
ine (Fo


), diopside, bronzite, amphibole (both prima-

ry  edenite-pargasite  and  secondary  uralite),  and  calcic  pla-
gioclase,  commonly  completely  altered  into  hydrogarnet
(Crnković 1963; Slovenec 1998).

Mafic  intrusive  rocks  are  represented  by  amphibole

gabbro,  uralitized  metagabbro,  scarce  olivine  metagabbro,
leucocratic  metagabbro,  and  gabbro-diabase/metagabbro-
metadiabase.  These  rocks  are  medium-  to  coarse-grained,
partly poikilitic, and massive in structure. The major miner-
als  are  plagioclase  (commonly  bytownite),  clinopyroxene
(augite-diopside),  amphibole  (hornblende  and  uralite)  and
olivine, all of them accompained by secondary minerals.

Mafic vein rocks occur in the form of chilled dykes, me-

tre to decametre thick, within the main Medvednica volca-
nic  body  (Fig.  3).  They  are  represented  commonly  by  al-
tered diabase-dolerites. These rocks have the same mineral
and chemical composition as the associated volcanic rocks.
Within  gabbro  blocks  incorporated  in  the  mélange,  rare
decimetre-thick  veins  of  gabbro-aplite  and  gabbro-pegma-
tite occur.

Mafic  extrusive  rocks  build  up  the  Medvednica  main

volcanic body and occur as metre—hektometre fragments in
the  ophiolite  mélange  (Fig.  3).  The  main  volcanic  body  is
the  product  of  polyphase  volcanic  activity  as  indicated  by
multiple  occurrence  of  pillow  lavas  interlayered  with  sedi-
ments.  These  rocks  are  represented  by  fresh  basalts  and
more commonly by metabasalts and spilites.

Plagioclases (andesine, labradorite) occur as phenocrysts

in  fresh  basalts  and  diabases  and  more  commonly  in
groundmass.  Albite  (An


),  which  originated  by  albitiza-

tion  of  primary  calcic  plagioclase,  is  a  major  mineral  in
more  common  metabasalts  and  metadiabases.  Clinopyrox-
ene  (augite,  titanoaugite)  is  frequently  transformed  into
chlorite  and  cryptocrystalline  mixture  of  clinocoizite,  epi-
dote  and  leucoxene.  Volcanic  rocks  are  cross-cut  by  vein-
lets and lenses and permeated by amygdules filled by chlo-
rite,  epidote,  coizite,  prehnite  and  zeolite  (natrolite?).
Pumpellyite and volcanic glass build up the peripheral parts
of  pillows,  0.5—1.0  cm  thick;  they  probably  represent  the
product  of  devitrification  which  took  place  during  the  hy-
drothermal  activity.  The  accessory  minerals  are  ilmenite,
sphene, anatase, rutile, leucoxene, magnetite, chromite (?),
pyrite, and apatite (Slovenec 1998).

Discussion and conclusion

The  ophiolite  complex  of  the  Medvednica  Mt  and  the  sur-

rounding Kalnik and Ivanščica Mts has a prominant Dinaridic
affinity and thus distinctly differs from the Penninic ophiolite
complex from the adjacent Alps. Outcrops of ophiolites posi-
tioned along the Zagreb-Zemplin fault system and within the
ZMTZ, represent the last northwesternmost parts of the Dinar-
idic ophiolites (Pamić 1997).

According  to  the  model  proposed  by  Pamić  et  al.  (1998a)

and Pamić et al. (2001), the origin of the Dinaridic ophiolites
was related to the geodynamic evolution of the Dinaridic parts
of  the  Tethys.  Generation  of  the  Mesozoic  oceanic  crust  was
taking place from the Late Triassic (?) to Late Jurassic over the
period  of  60—70  Ma  of  oceanization  of  the  Tethys.  Along  its
northern  margin  started  by  the  end  of  Jurassic  processes  of
north-dipping  subduction,  e.g.  “suprasubduction”  (Pearce  et
al.  1984)  which  were  accompained  by  penecontemporaneous
south-verging  obduction  and  dismembering  of  the  oceanic
crust. This was incipient Late Jurassic generation of the DOZ
(Pamić et al. 2001).

The obducted and tectonically dismembered ophiolite com-

plex of the DOZ was partially uplifted and affected by weath-
ering and erosion and detritus of ophiolites and genetically re-
lated  sediments  redeposited  during  the  Early  and  Late
Cretaceous in the surrounding marine shoals and depressions.
And thus the ophiolite complex was disconformably overlain
by  Cretaceous  clastic  and  carbonate  sequences  of  the  Urgon-
ian-type (?) Pogari Series (Jovanović 1957).

Late Jurassic (Tithonian—Berriasian) oceanic subduction ini-

tiated gradual narrowing and closure of the Dinaridic Tethys.
Along  its  northern  margin  a  magmatic  arc  was  generated,  in
the  back-arc  basin  (BARB)  where  deposition  of  clastic  and
carbonate  flysch  succession  occurred  during  the  Cretaceous
and  Early  Paleogene  (Jelaska  1978).  In  the  BARB  environ-
ments persisting subduction made possible continuous genera-
tion of oceanic crust. This is documented by radiometric ages
of 110—62 Ma obtained on mafic ophiolite fragments included
in the VZ ophiolite mélange (Pamić et al. 2001).

Subduction processes terminated during the Eocene (50—45

Ma) when the main Alpine compression-collision took place.
These processes gave rise to final structuring of the Dinarides
and their uplift. The ophiolite mélange originating during the
first Tithonian-Berriasian oceanic obduction was recycled and
the recycled mélange incorporated ophiolite fragments, gener-
ated during the Cretaceous—Early Paleogene, together with ex-
otic fragments of Upper Cretaceous and Paleocene limestones.
Consequently, the second Paleogene obduction of the oceanic
crust  gave  rise  to  the  second  emplacement  of  ophiolites  and
genetically related sedimentary formations. These geodynamic
processes taking place during the Cretaceous and Early Paleo-
gene in BARB environments produced the main tectonostrati-
graphic  units  of  the  VZ,  which  were  backthrusted  during  the
Eocene main deformational event onto the DOZ.

In such an interpretation, the Dinaridic ophiolites represent

fragments of Mesozoic oceanic crust generated over a period
of ca. 150 Ma. They are the product of a two-stage evolution:
1) Older ophiolites included in the DOZ originating in open-

background image

58                                                                                   SLOVENEC 


and  PAMIĆ

ocean  environments  were  obducted  during  the  Tithonian-
Berriasian oceanic subduction. 2) Younger ophiolites, origi-
nating in BARB environments and their obduction was re-
lated  to  the  main  Eocene  deformational  event,  that  is,  the
Eurasian  (Tisia  and  Moesia)-African  (Apulia)  continental

Despite the complex structure of the Dinarides, the DOZ

and VZ can be almost continuously traced along their strike
for  about  700  km.  On  the  basis  of  the  available  outcrops
and  seismic  and  deep  drilling  data  the  VZ  units,  although
mainly  covered  by  sediments  of  the  South  Pannonian  Ba-
sin,  can  be  traced  along  strike  up  to  the  northwesternmost
parts  of  the  Dinarides.  The  outcrops  of  the  VZ  lithologies
are only a few tens of kilometres from the easternmost Peri-
adriatic  Lineament  (Pamić  1993;  Pamić  &  Tomljenović

In this geodynamic interpretation of the Dinaridic ophio-

lites,  it  is  not  easy  to  explain  the  present  position  of  the
ophiolites of the Medvednica Mt and the whole ZMTZ. An
undocumented opinion prevailed that these ophiolites have
their root in the northwestern part of the Internal Dinarides
from  where  they  were  tectonically  transported  along  the
Zagreb-Zemplin transcurrent fault system during the Tertia-
ry post-orogenic tectonic phases (Tomljenović 1995; Pamić
1997 and others).

However, emplacement of the ophiolites of the Medved-

nica Mt and the surrounding mountains must have been re-
lated  to  the  geodynamic  evolution  of  the  ZMTZ  in  which
they  are  included.  The  ZMTZ  is  a  transitional  zone  com-
posed of mixed allochthonous units of the Alps and Dinar-
ides. According to the current widely accepted opinion, it is
believed that the transitional ZMTZ originated by extrusion
(escape)  tectonics  (Kázmér  &  Kovács  1985;  Ratschbacher
et al. 1991) during the post-orogenic evolution of the Dinar-
ides and Alps. According to this interpretation after Eocene
compression  and  collision,  and  uplift  of  the  Dinarides  and
Alps  started  the  NNW  rotation  of  Apulia  and  its  indenting
into  the  southern  Eurasian  margin.  These  tectonic  move-
ments  gave  rise  to  strong  N-S  shortage  of  the  Alpine  tec-
tonostratigraphic units in the adjoining area of the Southern
and  Eastern  Alps,  e.g.  Periadriatic  Lineament  region
amounting to 200—500 km (Coward & Dietrich 1989; Laub-
scher  1971;  Ziegler  et  al.  1996).  The  Apulian  indenting  is
reflected  in  transpression  processes  manifested  in  strong
dextral  strike  slip  faulting,  that  is,  the  horizontal  eastward
tectonic  transport  toward  the  western  parts  of  the  Pannon-
ian Basin. According to such an interpretation the allochth-
onous  Paleozoic  and  Mesozoic  blocks  of  the  Medvednica
Mt and the whole ZMTZ might have had their roots in the
wider Periadriatic area. It is very probable that in the same
root area, before the mechanism of escape tectonics started
to operate, lithologies of the VZ were also included.

Acknowledgment:  This paper was financially supported by
the  Ministry  of  Science  and  Technology  of  the  Republic  of
Croatia  (Grants:  195004  and  018101001).  The  authors  are
grateful  to  S.  Kovács  and  an  anonymous  referees  for  their
valuable  suggestions  which  improved  the  quality  of  the


Árkai P., Lantai Cs., Forizs I. & Lelkes-Felváry Gy. 1991: Diagene-

sis  and  low-temperature  metamorphism  in  a  tectonic  link  be-
tween  the  Dinarides  and  the  Western  Carpathians;  the
basement  of  the  Igal  (Central  Hungarian)  Unit.  Acta  Geol.
, 34, 81—100.

Árva-Sós  E.  &  Józsa  S.  1992:  Tectonic  appraisal  of  K-Ar  data  of

Mesosoic  ophiolitic  mafic  rocks  of  Darnó  Hill,  northern  Hun-
gary. Terra Abstracts, 4, 3—4.

Aubouin  J.  1974:  Des  tectoniques  superposées  et  de  leur  significa-

tion  par  rapport  aux  modéles  géophysiques:  l’exemple  des  Di-
narides;  paléotectonique,  tectonique  et  tarditectonique.  Bull.
Soc. Géol. France
 7, 11, 426—460.

Babić  Lj.,  Gušić  I.  &  Nedela-Devidé  D.  1973:  Senonian  breccias

and  overlying  deposits  on  Mt.  Medvednica  (Northern  Croatia).
Geološki  Vjesnik  (Zagreb)  25,  11—27  (in  Croatian,  English

Coward  M.  &  Dietrich  D.  1989:  Alpine  tectonics  –  an  overview.

In: M.P. Coward, D. Dietrich & R. G. Park (Eds.): Alpine tec-
tonics.  Spec. Publ. (Geol. Soc. London) 45, 1—29.

Crnković  B.  1963:  Petrography  and  petrogenesis  of  the  magmatites

of  the  northern  part  of  Mt.  Medvednica.  Geološki  Vjesnik
 16, 63—160  (in Croatian, English summary).

Dewey J.F., Pitman W.C., Ryan W.B.F. & Bonnin J. 1973: Plate tec-

tonics and the evolution of the Alpine system. Geol. Soc. Amer.
. 84, 3137—3170.

Dosztály  L.  1994:  Mesozoic  radiolarian  investigations  in  Northern

Hungary. Unpubl. PhD ThesisBudapest Univ., Budapest 1—108.

Dosztály L. & Jósza S. 1992: Geochronological evaluation of Meso-

zoic formations of Darnó Hill at Recsk on the basis of radiolar-
ians and K-Ar age data. Acta Geol. Hung. 35, 4, 371—393.

Fülöp  J.  &  Dank  V.  1978:  Geological  map  of  Hungary  without  the

Cenozoic.  MAFI,  Budapest.

Grecula P. & Varga I. 1979: Main discontinuity belts on the inner side

of the Western Carpathians. Miner. Slovaca 11, 5, 389—404.

Gušić  I.  1971:  About  existence  of  the  Early  Cretaceous  in  Mt.

Medvednica  (Northern  Croatia).  Geološki  Vjesnik  (Zagreb)  24,
197—200  (in Croatian, German summary).

Gušić I. 1974: Taxonomy and biostratigraphy of the Upper Triassic,

Liassic  and  Early  Cretaceous  microfossils  from  Mt.  Medved-
nice.  PhD  Thesis,  University  of  Zagreb,  Zagreb,  1—190  (in
Croatian,  German  summary).

Haas  J.,  Mioč  P.,  Pamić  J.,  Tomljenović  B.,  Árkai  P.,  Bérczi-Makk

A.,  Koroknai  B.,  Kovács  S.  &  Felgenhauer  E.  R.  2000:  Com-
plex  structural  pattern  of  the  Alpine—Dinaridic—Pannonian  tri-
ple junction. Int. J. Earth Sci. 89, 377—389.

Halamić  J.  &  Goričan  Š.  1995:  Triassic  Radiolarites  from  the  Mts.

Kalnik  and  Medvednica  (Northwestern  Croatia).  Geol.  Croati-
 48, 2, 129—146.

Halamić  J.  1998:  Lithostratigrapy  of  Jurassic  and  Cretaceous  sedi-

ments  with  ophiolites  from  the  Mts.  Medvednica,  Kalnik  and
Ivanščica. PhD Thesis, University of Zagreb, Zagreb, 1—188 (in
Croatian,  English  summary).

Halamić  J.,  Slovenec  Da.  &  Kolar-Jurkovšek  T.  1998:  Triassic  ba-

salt-carbonate  peperite  from  Mt.  Medvednica,  Northwestern
Croatia (Orešje Quarry). Geol. Croatica 51, 1, 33—45.

Halamić J., Goričan Š., Slovenec Da. & Kolar-Jurkovšek T. 1999: A

Middle  Jurassic  Radiolarite-Clastic  Succession  from  the
Medvednica Mt. (Northwestern Croatia).  Geol.  Croatica 52, 1,

Jovanović  R.  1957:  Overview  on  the  Mesozoic  development  and

some new data on the stratigraphy of Bosnia and Hercegovina.
2nd  Congr.  Yugosl.  Geol.,  Sarajevo,  38—63  (in  Serbian,    Ger-
man  summary).

Kázmer  M.  &  Kovács  S.  1985:  Permian-Paleogene  paleogeography

background image

GEOLOGY  OF  THE  VARDAR  ZONE  OPHIOLITES  OF  MEDVEDNICA                                            59

along  the  eastern  part  of  the  Insubric-Periadriatic  Lineament
system:  evidence  for  continental  escape  of  the  Bakony-Drau-
zug. Acta Geol. Hung. 28, 71—84.

Kossmat F. 1924: Geologie der zentralen Balkanhalbinsel. Mit einer

Übersicht  des  dinarischen  Gebirgsbaues.  Die  Kriegsschau-
plätze 1914-1916. Gebrüder Bornträger
, Berlin, 1—198.

Laubscher  H.  1971:  Das  Alpen—Dinariden  Problem  und  die  Palins-

pastik der südliche Tethys. Geol. Rdsch. 60, 813—833.

Jelaska  V.  1978:  Stratigraphy  and  sedimentology  of  Senonian-Pa-

leogene  flysch  of  Mt.  Trebovac  area  in  North  Bosnia.  Geol.
Vjesnik, (Zagreb)
 30, 95—117 (in Croatian, English summary).

Mioč P. 1984: Geology of the Transitional Area between the South-

ern  and  Eastern  Alps  in  Slovenia.  PhD  Thesis,  University  of
, Zagreb, 1—214 (in Slovenian, English summary).

Orange D.L. & Underwood M.B. 1995: Patterns of thermal maturity

as  diagnostic  criteria  for  interpretation  of  mélanges.  Geology

Pamić  J.  1993:  Eoalpine  to  Neoalpine  magmatic  and  metamorphic

processes in the northwestern Vardar Zone, the easternmost Pe-
riadriatic  Zone  and  the  southwestern  Pannonian  Basin.  Tec-
  226,  503—518.

Pamić  J.  1997:  The  northwesternmost  outcrops  of  the  Dinaridic

ophiolites: a case study of the Mt. Kalnik (North Croatia). Acta
Geol. Hung
. 40, 1, 37—56.

Pamić  J.  2001:  The  Vardar  Zone  of  the  Dinarides  and  Hellenides

versus the Vardar Ocean. Eclogae Geol. Helvetiae, in press.

Pamić  J.  &  Tomljenović  B.  1998:  Basic  geological  data  on  the

Croatian  part  of  the  Mid-Transdanubian  Zone  as  exemplified
by  Mt.  Medvednica  located  along  the  Zagreb-Zemplen  Fault
Zone. Acta Geol. Hung. 41, 4, 389—400.

Pamić  J.,  Gušić  I.  &  Jelaska  V.  1998a:  Geodynamic  evolution  of

the  central  and  northwestern  Dinarides.  Tectonophysics  297,

Pamić J., Tomljenović B. & Balen D. 2001: Geodynamic and petro-

genetic  evolution  of  Alpine  ophiolites  from  the  Central  and
Northwestern Dinarides; an overview. Lithos, in press.

Pearce  J.A.,  Lippard  S.J.  &  Roberts  S.  1984:  Characteristics  and

tectonic  significance  of  suprasubduction  zone  ophiolites.  In:
B.P. Kokelaar & M.F. Howells (Eds.): Marginal basin geology.
Spec. Publ. (Geol. Soc. London) 16, 77—94.

Ratschbacher  L.,  Frisch  W.,  Linzer  H.G.  &  Merk  O.  1991:  Lateral

extrusion  in  the  Eastern  Alps.  Part  I:  boundary  conditions  and
experiments scaled for gravity. Tectonics 10, 245—256.

Raymond L.A. 1984: Classification of mélanges. In: Raymond L.A.

(Ed.):  Mélanges:  their  nature,  origin  and  significance.  Spec.
Pap.  (Geol. Soc. Amer
.198, 7—20.

Slovenec Da. 1998: Ophiolitic rocks in the area of the Bistra Creek on

the  northern  slopes  of  Mt.  Medvednica.  MSc  Thesis,  University
of Zagreb
, Zagreb, 1—104 (in Croatian, English summary).

Šikić  K.  1995a:  Geology  of  Mt.  Medvednica.  In:  Šikić  K.  (Ed.):

Geological field guidebook. Institute of Geology, Zagreb, 7—30
(in  Croatian).

Šikić  K.  1995b:  Tectonics  and  tectonogenesis  of  Mt.  Medvednica

and  the  surrounding  area.  In:  Šikić  K.  (Ed.):  Geological  field
guidebook. Institute of Geology, Zagreb, 31—40 (in Croatian).

Šimunić  An.,  Najdenovski  J.  &  Šimunić  Al.  1982:  Geology  of  the

north-western  part  of  the  Drava  Depression  and  eastern  slopes
of  Mt.  Kalnik.  Zbor.  rad.  Jug.  geol.  kongresa,  Budva,  1,  107—
122 (in Croatian).

Šimunić  An.  &  Pamić  J.  1989:  Ultramafic  rocks  from  the  neigh-

bourhood  of  Gornje  Orešje  on  the  northwestern  flanks  of  Mt.
Medvednica  (Northern  Croatia).  Geološki  Vjesnik  (Zagreb)
42, 93—101 (in Croatian, English summary).

Šimunić A. & Šimunić Al. 1992: Mesozoic of the Hrvatsko Zagorje

area  in  the  southwestern  parts  of  the  Pannonian  Basin  (North-
western Croatia). Acta Geol. Hung. 35, 2, 83—96.

Tomljenović B. 1995: Stratigraphy and tectonics of the sedimentary

complex  with  basic  magmatic  rocks  of  the  north-western
slopes  of  Mt.  Medvednica.  MSc  Thesis,  University  of  Zagreb,
Zagreb, 1—68 (in Croatian, English summary).

Ziegler P., Schmid S.M., Pfiffner A. & Schönborn G. 1996: Structure

and  evolution  of  the  Central  Alps  and  their  northern  and  south-
ern  forland  basins.  In:  Ziegler  P.  &  Horváth  F.  (Eds.):  Peri-
Tethys. Mém. 2.  Mém. Mus. nat. Hist. Natur. 170, 211—233.