background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            299

GEOLOGICA CARPATHICA, 54, 5, BRATISLAVA, OCTOBER 2003

299–315

GEOCHRONOLOGICAL CONSTRAINTS OF THE VARISCAN,

 PERMIAN-TRIASSIC AND EO-ALPINE (CRETACEOUS) EVOLUTION

OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN BASEMENT

GYÖNGYI LELKES-FELVÁRI

1

, WOLFGANG FRANK

2

 and RALF SCHUSTER

3

1

Natural History Museum, Ludovika tér 2, H-1083 Budapest, Hungary; felvari@zoo.zoo.nhmus.hu

2

Institute of Geology, University of Vienna, Althanstrasse 14, A-1090 Vienna, Austria; wolfgang.frank@univie.ac.at

3

Geological Survey of Austria, Rasumofskygasse 23, A-1031 Vienna, Austria; rschuster@cc.geolba.ac.at

(Manuscript received September 11, 2002; accepted in revised form March 11, 2003)

Abstract: Core samples of metamorphic basement rocks from the Great Hungarian Plain (Tisza Megaunit) were studied

by petrographic and geochronological methods (Ar-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd). On the basis of microtextural features of Al

2

SiO

5

polymorphs in metapelites a regional distribution pattern was found, which correlates with geochronological age groups.

This pattern confirms the earlier established tectonic subdivision of the basement of the Great Hungarian Plain, except

for the Algyõ basement-high, which has to be considered to represent a separate unit. A muscovite concentrate from a

granite sample of the Mecsek Subunit yielded a Variscan Ar-Ar age of 299 Ma. The medium-grade metapelites of the

Villány-Bihar Subunit are characterized by kyanite porphyroblast and sillimanite. Typical Ar-Ar muscovite ages are ca.

310 Ma and prove a Variscan cooling age of the metamorphic assemblages. In the NE part of the unit ages in the range

of 202–266 Ma indicate a later thermal overprint. The staurolite and andalusite-bearing gneisses of the Békés-Codru

Subunit yielded Variscan cooling ages of ca. 320 Ma. In contrast, the rocks from the Algyõ basement-high experienced

their first metamorphic imprint in Early Permian time. Based on a Sm-Nd garnet isochron the high-temperature/low-

pressure assemblages, including andalusite+K-feldspar±sillimanite formed ca. 275 Ma. An amphibolite facies, eo-

Alpine (Cretaceous) overprint in the stability field of kyanite+staurolite+garnet is proved by Ar-Ar muscovite ages in

the range of 82–95 Ma. It was followed locally by an Early Tertiary deformation. Considering the lithologies and the

metamorphic and structural evolution, the Algyõ-high shows many similarities to the Saualm-Koralm Complex of the

Austroalpine unit. Like the latter and the Baia de Aries nappe complex in the Apuseni Mountains, it obviously represents

an eo-Alpine thrust sheet.

Key words: Tisza Megaunit, Hungary, basement, Variscan, Permian and eo-Alpine metamorphism, Ar-Ar, Rb-Sr and

Sm-Nd geochronology.

Introduction

Numerous studies are dealing with the paleogeographical evo-

lution  of  the  ALCAPA  region  (internal  Eastern  Alps-Car-

pathians-Pannonian Basin: Neubauer 1992). Traditionally the

pre-Alpine arrangement of the tectonic units is based on the

facies evolution of the Mesozoic cover series (e.g. Haas et al.

1995).  However  recent  petrological  and  geochronological

studies result in detailed knowledge about most of the crystal-

line basement units, giving additional arguments for various

tectonic  reconstructions.  These  studies  have  shown,  that  be-

sides a widespread Variscan metamorphic imprint, an eo-Al-

pine  and  also  a  Permo-Triassic  imprint  are  important  over

large  areas  (Árkai  1991;  Lelkes-Felvári  et  al.  1996,  2001;

Thöni 1999; Hoinkes et al. 1999; Plašienka et al. 1999; Haas

et al. 2001; Schuster et al. 2001).

The Pannonian Basin is located in the centre of the ALCA-

PA region. The main tectonic elements, forming the basement

of this Tertiary basin are the Tisza Megaunit in the SE and the

Pelsó Megaunit to the NW. They are separated by the mid-

Hungarian line — a major tectonic element of regional impor-

tance with a complex history (Csontos & Nagymarosy 1998)

(Fig. 1). Contradictory opinions exist about the Permo-Meso-

zoic location of the Tisza Megaunit. In the palinspastic recon-

struction by Stampfli & Mosar (1999) the Tisza Megaunit is

located between the Southalpine and the Austroalpine units.

The European affinity of its Permo-Mesozoic cover series was

recognized by Géczy (1973) and Haas et al. (1995). Accord-

ing to Buda (1992) and Buda et al. (1999) the granitoids of

Mecsek Mts can be related to the Moldanubian Zone of the

Central European Variscides.

Klötzli et al. (in print) assume a position of the Tisza Mega-

unit east of the Austroalpine units of the Eastern Alps, in the

vicinity  of  the  Bohemian  Massif  and  the  Carpathians.  One

reason for the contrasting opinions is the incomplete knowl-

edge  about  the  basement  of  the  Pannonian  Basin,  which  is

mostly covered by Neogene sediments. Especially the area of

the  Great  Hungarian  Plain  (GHP),  located  east  of  the  river

Danube is exclusively known from boreholes (Fig. 2).

In  this  paper  petrological  and  geochronological  data  are

given for the metamorphic rocks of the Tisza Megaunit, in the

area of the Great Hungarian Plain. Geochronological age data

prove a Variscan metamorphic imprint and give arguments for

an eo-Alpine and also a Permo-Triassic imprint in some areas.

Geological setting

The basement of the GHP consists of metamorphic rocks,

Permian  and  Mesozoic  sediments  and  volcanic  rocks.  The

background image

300                                                                   LELKES-FELVÁRI, FRANK and SCHUSTER

presence of Carboniferous sediments was also discussed, but

not proved by biostratigraphic data (Jámbor 1998). Sporadi-

cally  occurring,  overlying  Permian  rhyolites  and  sandstones

were considered to prove a general pre-Alpine age of the me-

dium-grade metamorphic evolution in the basement. Ubiqui-

tous  Lower  Triassic  sediments  were  considered  as  general

overstep-sequences in all units (Kovács et al. 2000). Miocene

conglomerates  represent  the  most  widespread  sedimentary

cover, containing the basement rocks as pebbles.

Szepesházy (1978) established the lithostratigraphic corre-

lation of the sub-surface units in the GHP with the main tec-

tonic units of the Apuseni Mountains (Romania). According

to  Szederkényi  (1984)  two  main  units  make  up  the  Tisza

Megaunit, the Central Hungarian Autochthon and the South

Hungarian Nappe. Fülöp (1994) distinguished three tectonic

units on the base of crystalline rock-types and Mesozoic sedi-

mentary facies zones (Fig. 2). These units, the Mecsek (MU),

Villány-Bihar- (VBU), and Békés-Codru Subunits (BCU) rep-

resent  Cretaceous  tectonic  units.  The  first  two  represent  the

autochthon of Szederkényi (1984) and the Kunságia Terrane

of  Kovács  et  al.  (2000)  respectively,  whereas  the  latter  is

equivalent  to  the  South  Hungarian  Nappe  of  Szederkényi

(1984) and the Békésia Terrane by Kovács et al. (2000).

Szepesházy (1978) considered a pre-Assyntian (Baikalian)

and Assyntian age of metamorpism, lacking any radiometric

data  that  time.  According  to  Árkai  et  al.  (1985)  a  medium

pressure first metamorphism was followed by a low pressure

overprint.  Szederkényi  (1996)  distinguished  three  metamor-

phic imprints: 1) A high-pressure event responsible for eclog-

ites occurring in a narrow belt in the VBU, extending from

SW  Transdanubia  to  the  east  of  the  Tisza  river.  This  event

was assumed to be Caledonian in age (400–440 Ma). 2) The

main  metamorphic  evolution  was  characterized  by  two

Variscan stages: the earlier (330–350 Ma), related to medium

pressure-medium  temperature  (MP–MT)  conditions  can  be

traced  in  the  whole  basement  with  frequent  kyanite  as  the

characteristic  Al

2

SiO

5

  polymorph.  The  second  phase  occur-

ring in the BCU was characterized by low-pressure (LP) con-

Fig. 1. Tectonic map of the ALCAPA region with the distribution of the pre-Tertiary outcrop areas.

background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            301

ditions and radiometric ages in the range of 270–330 Ma. 3)

Alpine ages of 75–64 Ma were interpreted as contact effects of

Late Cretaceous magmatic bodies. However, the detailed cor-

relation of geochronological data with metamorphic evolution

and  formation  of  mineral  assemblages  is  still  poorly  under-

stood.

Eo-Alpine  regional  metamorphism  in  the  basement  of  the

GHP was first reported by Árkai et al. (1998). It caused a very

low — to low-grade — prograde metamorphism in the Permo-

Mesozoic  rocks  beneath  overthrust,  polymetamorphic

Variscan basement rocks, and tectonic slices along the main

Alpine thrust zones. The K-Ar ages of fine-grained micas sep-

arated  from  basement  rocks  also  show  Alpine  retrogression

within  strongly  tectonized  metamorphic  slices  (Árkai  et  al.

2000).

Analytical techniques

Amphibole and garnet used for isotope determinations were

hand-picked under a binocular microscope. The coarsest mus-

covite and biotite (up to several mm) from the samples were sepa-

rated on a vibrating table and by grinding in alcohol, and a frac-

tion of 0.1–0.2 mm was analysed. The age dating was performed

in the Laboratory of Geochronology, University of Vienna.

To  remove  surface  contaminations  mineral  concentrates

used for Sm-Nd and Rb-Sr analyses were leached in 2.5 M

HCl  before  decomposition  for  5  minutes  at  about  50 °C.

Chemical sample digestion and element separation followed

the  procedure  outlined  by  Thöni  &  Jagoutz  (1992).  Overall

blank contributions are 

 0.2 ng for Nd and Sm, and 

 2 ng for

Rb and Sr. Nd and Sm concentrations were determined by iso-

tope  dilution,  using  a  mixed 

147

Sm-

150

Nd  spike,  and  run  as

metals  on  a  Finnigan

MAT  262  multicollector  mass  spec-

trometer. Nd was ionized using a Re double filament. Within-

run  isotope  fractionation  was  corrected  for 

146

Nd/

144

Nd  =

0.7219. All errors quoted in Tables 1 and 2 correspond to 2

σ

of the block mean (1 block = 10 isotope ratios). The 

143

Nd/

144

Nd

ratio for the La Jolla international standard during the course

of this investigation was 0.511900±6 (9 runs). Errors for the

147

Sm/

144

Nd ratio are ±1%, or smaller, based on iterative sam-

ple analysis and spike recalibration. Sr and Rb concentrations

were determined using a VG

 Micromass M 30 and Ta fila-

ments. Through the course of this study the value for the NBS

987 Sr standard was 0.71011±6 (12 runs). Maximum errors

for 

87

Rb/

86

Sr ratios are estimated to be ±1 %.

For 

40

Ar-

39

Ar age determinations the mineral concentrates

were irradiated at the 9MW ASTRA reactor at the Austrian

Research  Centre  Seibersdorf  or  at  the  Institute  of  Isotopes

Budapest and analysed using standard procedures with a VG-

Fig. 2. Geological sub-surface map of the Great Hungarian Plain. The main structural elements and the locations of the investigated logs are shown.

background image

302                                                                   LELKES-FELVÁRI, FRANK and SCHUSTER

Sample 

Log 

Depth 

Subunit 

Lithology 

Index minerals 

age

 

   

 

[m] 

 

 

 

Method 

IA [Ma]  PA [Ma]  TGA [Ma] 

Cegléd-1/13 

Ce-3 

 

Mecsek 

granite 

K-Fs+Pl+Ms+Qtz  Ar-Ar Ms 

 

299.0±3.9 

295.3±4.5 

Mezõsas-2 

Sas-2 

2274–2280 

VBU 

retrograde eclogite 

Grt 

 --------- 

 

 

 

Öcsöd-3/1 

Öcs-3 

 

VBU 

cataclastic micaschist 

St 

 --------- 

 

 

 

Öcsöd-3/2 

Öcs-3 

 

VBU 

cataclastic micaschist 

St 

Ar-Ar Ms 

 

317.1±3.4 

314.2±3.5 

Szarvas-8/4 

Szarvas-8  3453–3460 

VBU 

micaschist 

Ky+Grt+St 

Ar-Ar Bt 

 

293.0±1.9 

280.0±3.2 

Szarvas-8/4 

Szarvas-8  3453–3460 

VBU 

micaschist 

Ky+Grt+St 

Ar-Ar Ms 

 

316.8±3.1 

316.2±3.5 

Szeghalom-15/4 

Sz-15 

 

VBU 

micaschist 

Ky+Sil 

 --------- 

 

 

 

Szeghalom-176/4 

Sz-176 

 

VBU 

biotite-amphibolite 

Hb 

Ar-Ar Hb 

 

309.7±6.0 

309.4±7.3 

Biharkeresztes-16/1 

Bike-16 

1521–1523 

VBU 

micaschist 

Sil 

Ar-Ar Ms 

 

308.0±3.2 

306.5±3.3 

Ártánd-1/10 

Ar-1 

2824 

VBU 

micaschist 

Ky+Sil 

Ar-Ar Ms 

 

 -------------  297.0±2.3 

Álmosd-1/10 

Àlm-1 

2824 

VBU 

micaschist 

Grt+St 

Ar-Ar Ms 

 

202.0±1.7 

194.2±1.7 

Földes-6/2 

Föl-6 

2296–2300 

VBU 

biotite-amphibolite 

Bt+Hb+Pl 

Rb-Sr Bt 

200±2 

 

 

Földes-6/2 

Föl-6 

2296–2300 

VBU 

biotite-amphibolite 

Bt+Hb+Pl 

Ar-Ar Bt 

 

222.7±1.7 

215.6±1.9 

Földes-12/3 

Föl-12 

1924–1932 

VBU 

micaschist 

St-Grt 

Ar-Ar Ms 

 

266.4±3.3 

264.8±3.4 

Ruzsa-7/8 

Ruzsa-7 

2859 

BCU 

gneiss 

And+St 

Ar-Ar Ms 

 

321.5±3.7 

317.0±4.1 

Ruzsa-D-1/3 

Ruzsa-D-1  1570–1571 

BCU 

gneiss 

And+St 

Ar-Ar Ms 

 

318.0±3.6 

314.0±3.7 

Sarkadkeresztúr-ÉNY-2/4  Sark-ÉNY-2  4070–4073 

BCU 

gneiss 

And+St 

Ar-Ar Ms 

 

305.3±2.0 

303.3±2.3 

Mezõgyán-1/5 

Mgyán-1 

 

BCU 

gneiss 

And+St 

Ar-Ar Ms 

 

319.2±4.7 

315.9±5.2 

Ásotthalom-11/2 

As-11 

1060–1066 

BCU 

gneiss 

 

Ar-Ar Ms 

 

319.8±2.7 

318.2±2.9 

Kelebia-3/9 

Kel-3 

1122–1126 

BCU 

gneiss 

 

Ar-Ar Ms 

 

321.2±2.1 

291.5±2.1 

Pusztaföldvár-222/6 

Pf-222 

 

BCU 

mylonitic gneiss 

 

Ar-Ar Ms 

 

309.1±2.7 

305.5±3.2 

Szeged-11/6 

Szeged-11   

BCU 

diaphthoritic mylonite 

 

Ar-Ar Ms 

 

317.4±3.4 

301.2±3.7 

Szeged-11/6 

Szeged-11   

BCU 

diaphthoritic mylonite 

 

Ar-Ar Ms+Chl   

301.0±3.1 

282.0±3.6 

Dorozsma-7/10 

Do-7 

 

Algyõ-high 

mylonitic micaschist 

Grt+Bt+Ms+Gr 

Sm-Nd Grt 

273±7 

 

 

Dorozsma-38/2/1 

Do-38 

 

Algyõ-high 

mylonitic micaschist 

Grt1+Pl+Bt+K-Fs   --------- 

 

 

 

Dorozsma-54/10/1/1 

Do-54 

 

Algyõ-high 

mylonitic micaschist 

Grt1+Pl+Bt+K-Fs   --------- 

 

 

 

Algyõ-52/5 

Algyõ-52 

2569–2572 

Algyõ-high 

micaschist 

 

Ar-Ar Ms 

 

 -------------  58.4±1.3 

Újszentiván-2/9 

Uszi-2 

3395–3398 

Algyõ-high 

micaschist 

 

Ar-Ar Ms 

 

85.5±1.2 

84.1±1.3 

Ferencszállás-K-6/3 

F-K-6 

2345–2351 

Algyõ-high 

micaschist 

 

Ar-Ar Ms 

 

90.2±1.0 

88.9±1.2 

Ferencszállás-13/18 

F-13 

2570–2572 

Algyõ-high 

micaschist 

 

Ar-Ar Ms 

 

82.4±1.4 

81.3±1.5 

Ferencszállás-K-3/5 

F-K-3 

 

Algyõ-high 

micaschist 

 

Ar-Ar Ms 

 

82.9±1.8 

81.3±1.9 

Kiszombor-7/4 

Zomb-7 

 

Algyõ-high 

micaschist 

 

Ar-Ar Ms 

 

 -------------  95.2±1.8 

Forráskút-12/6 

Fkút-12 

3136–3139 

Algyõ-high 

micaschist 

 

Ar-Ar Ms 

 

 -------------  70.2±1.4 

Üllés-31/7/1 

Ü-31 

2959 

Algyõ-high 

micaschist 

 

Ar-Ar Ms 

 

87.7±1.6 

87.1±1.8 

 

 

Probe 

Nd 

[ppm] 

Sm 

[ppm] 

147

Sm/ 

144

Nd 

143

Nd/ 

144

Nd 

±2sm 

Do-7/10 L 

70.2

0

 

22.9

0

 

0.1967 

0.512036 

0.000011 

Do-7/10 Fs 

36.6

0

 

6.01 

0.0993 

0.511884 

0.000005 

Do-7/10 Grt2 

9.97 

7.55 

0.4578 

0.511245 

0.000014 

Do-7/10 Grt1 

10.9

0

 

7.45 

0.4148 

0.512446 

0.000012 

Sample 

Rb 

[ppm] 

Sr 

[ppm] 

87

Rb/ 

86

Sr 

87

Sr/ 

86

Sr 

±2sm 

Földes-6/2 whole rock 

54.7 

299.0

0

 

0.5296 

0.70657 

0.00009 

Földes-6/2 Bt 

183.7 

17.61 

30.440

0

 

0.79156 

0.00006 

 

5400  Fisons  Isotopes

  mass  spectrometer.  Age  calculation

was done after corrections for mass discrimination and radio-

active  decay  using  the  formulas  given  in  Dalrymple  et  al.

(1984). The J-values are determined with internal laboratory

standards,  calibrated  by  international  standards  including

muscovite Bern 4M (Burghele 1987) and amphibole MMhb-1

(Samson & Alexander 1987). The errors given on the calculat-

ed age of an individual step include only the 1

σ

 error of the

analytical data. The error of the plateau and total gas ages in-

cludes an additional error of ±0.4 % on the J-value, based on

repeated measurements of the standard.

The samples used for isotope analyses are described in the

Appendix.

Petrographic description

Crystalline  rocks  of  the  logs  were  investigated  by  petro-

graphic and geochronological methods. During the first phase

of this research more than a thousand thin sections were in-

vestigated from all the tectonic units mentioned above to get

an overall picture of the main characters of the metamorphic

rocks. It turned out that the microtextural features of Al

2

SiO

5

polymorphs in metapelites are useful to group the rocks into

regional units, which can be correlated with the geochrono-

logical age groups.

In the following section, we describe characteristic features

of the investigated samples grouped according to the classical

tectonic subdivision of the GHP of the quoted authors. Sam-

Table 1: Sample localities, characteristic index minerals and age data of the investigated samples.

Table  2:  Sm-Nd  and  Rb-Sr  isotopic  data  from  the  Algyõ  base-

ment-high and the Villány-Bihar Subunit.

Fig. 3. Lithologies of the Villány-Bihar and Békés-Codru Subunits.

A — Retrogressed eclogite, Mezõsas-2/2274–2280 m. B —  Kyan-

ite-bearing  micaschist,  Szarvas-8/4.  C —  Staurolite-garnet-bearing

micaschist,  Szarvas-8/4.  D —  Cataclastic,  staurolite-bearing  mic-

aschist, Öcsöd-3/1. E — Kyanite-sillimanite-bearing gneiss, Szegh-

alom-15/4. F — Staurolite-garnet-bearing micaschist, Álmosd-1/10.

G — Mylonitic garnet micaschist, Földes-12/3.  H —  Staurolite-an-

dalusite-bearing  micaschist,  Ruzsa-7/8.  Photos  A–E  and  H:  plane-

polarized light; F and G: crossed-polarized light. Lettering in the in-

dex  of  minerals  refer  to  the  proposed  age  of  the  mineral:

V=Variscan, P=Permo-Triassic, A=eo-Alpine.

background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            303

background image

304                                                                   LELKES-FELVÁRI, FRANK and SCHUSTER

background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            305

ple locations and additional information are given in Table 1

and Figs. 5–8.

Mecsek Subunit

Metamorphic  rocks  of  this  subunit  crop  out  outside  the

GHP, to the west of the river Danube in Transdanubia, in the

Mórágy Hill. Starting from there a long, SW to NE directed

granitoid range, flanked by gneisses and micaschists is known

in  the  subsurface  basement  of  the  GHP.  Al

2

SiO

5

  modifica-

tions were not described from this area until now.

Villány-Bihar Subunit

The  VBU  is  a  composite  subunit  with  internal  thrusts,

where cataclastic crystalline rocks were thrust over differently

metamorphosed Mesozoic sedimentary and magmatic rock se-

quences  (Pap  1990;  Árkai  et  al.  1998).  Sillimanite  is  wide-

spread  among  Al

2

SiO

5

  polymorphs,  and  kyanite  porphyro-

blasts occur in some lithologies. Retrogressed eclogites were

described from several logs along a zone exceeding 50 km,

parallel to the confining lineaments (M. Tóth 1995, 1997). A

new occurrence of retrogressed eclogite was identified in the

log Mezõsas-2. At present it is the easternmost occurrence in

this narrow eclogite belt.

Even  if  the  high-pressure  minerals  are  almost  completely

destroyed by later overprint, the eclogitic origin is document-

ed by the microfabrics (Fig. 3A). The eclogite facies assem-

blage  included  garnet

1

+omphacite±hornblende±phengite+

quartz+apatite+rutile. Garnets are up to 1 mm in diameter. In

many  cases  they  exhibit  typical  atoll-shapes  with  cores  re-

placed by symplectites of biotite and plagioclase. The latter are

interpreted  as  remnants  of  a  Ca-rich,  high-pressure  garnet

1

,

which has been partly or fully replaced during an amphibolite

facies  overprint,  whereas  the  rims  (garnet

2

)  remained  stable.

Omphacite is not preserved. However the typical symplectite

textures  of  diopside  and  plagioclase  replacing  omphacite  are

very common. Greenish hornblende crystals up to 1 mm are of-

ten  surrounded  by  epidote  and/or  carbonate.  During  a  green-

schist  facies  overprint  diopside  has  been  replaced  by  fine-

grained, faint green mineral aggregates including chlorite.

Fig.  4.    Lithologies  of  the  Algyõ  basement-high.  A —  Mylonitic

garnet  micaschist,  Dorozsma-38/2/1:  Garnet  porphyroblast  (G

P

)

with large inclusions of biotite and plagioclase within a fine-grained

mylonitic  matrix  (S

2

)  composed  of  biotite+plagioclase+quartz+

chlorite.  B —  Mylonitic  kyanite-biotite  schist,  Dorozsma-38/2/1:

fine-grained kyanite pseudomorph after andalusite in a fine-grained

biotite-rich  matrix.  The  kyanite  aggregate  is  replaced  by  sericite

along  the  edges.  C–D —  Staurolite  kyanite-bearing  micaschist,

Újszentiván-2/9.  E —  Garnet-staurolite-bearing  S-C  mylonite,  For-

ráskút-12/6.  F–G —  Mylonitic  garnet-K-feldspar-bearing  mic-

aschist,  Dorozsma-7/10.  H —  Garnet-bearing  micaschist  with

graphite  pigment:  Ferencszállás-K-6/3.  The  photos  A–F  and  H:

plane polarized light; G: crossed-polarized light. Lettering in the in-

dex  of  minerals  refer  to  the  proposed  age  of  the  mineral:

V=Variscan, P=Permian–Triassic, A=eo-Alpine.

Fig. 5. 

40

Ar-

39

Ar age data from the Mecsek- and Villány-Bihar Subunit. Muscovites, biotite and hornblende yield ages in the range of 317±4

to 293±2 Ma. They represent Variscan cooling ages. The younger age from Álmosd is interpreted as a rejuvenated Variscan age.

background image

306                                                                   LELKES-FELVÁRI, FRANK and SCHUSTER

Essential  rock-types  of  VBU  are  fine-grained  biotite-pla-

gioclase gneisses interlayered with coarse, K-feldspar-bearing

augengneisses,  amphibolites  and  biotite-amphibole  gneisses.

Subordinate  micaschists  contain  kyanite  porphyroblasts

(Fig. 3B)  and  staurolite  (Fig.  3C,D).  Garnet  is  a  common

component in all lithotypes. Several pre- syn- and post-tecton-

ic types can be distinguished. Small garnet inclusions in pla-

gioclase are typical. Kyanite is present as up to some mm in

size, and sometimes deformed porphyroblasts. It is often re-

placed  by  sericite  or  coarse-grained  muscovite.  In  one  case

kyanite replacement by sillimanite has been observed (pers.

comm. by Zachar; Fig. 3E). Sillimanite is generally associated

with biotite flakes, occurring along borders of quartz rods and

as microveins cutting earlier structures. Andalusite was found

in one log forming a coarse-grained andalusite-quartz-vein.

In  the  NE  part  of  the  VBU  Al

2

SiO

5

  polymorphs  are  not

known. In the area of Álmosd coarse-grained micaschists and

amphibolites  are  present  (see  also  Árkai  1987).  The  mic-

aschists are characterized by a mica-rich matrix and assem-

blages  containing  staurolite  and  garnet  (Fig.  3F).  Garnet

forms round grains, often present as inclusions within stauro-

lite. Garnet is also present as atoll-shaped crystals with cores

replaced by biotite and quartz. Late staurolite idioblasts con-

tain  intrafolial  folds  marked  by  graphite  pigment.  Postkine-

matic biotite, muscovite and chlorite idioblasts measuring up

to  8  mm  crosscut  the  schistosity  planes.  Quartz-rich  bands

show static recrystallization with fine mica flakes and stauro-

lite poikiloblasts with quartz inclusions. Near to Földes mylo-

nitic  micaschists  (Fig.  3G),  marbles  and  carbonate-mic-

aschists occur together with amphibolites.

Békés-Codru Subunit

There is a distinct contrast compared to the northern subunit

as no solitary kyanite porphyroblasts occur here, but instead

andalusite porphyroblasts are common in a northernmost nar-

row zone. In other areas Al

2

SiO

5

 polymorphs were not found.

The coarse-grained andalusite-bearing gneisses contain au-

gens of feldspars and coarse muscovite flakes embedded in a

finer-grained mica matrix, often showing S-C structure. The

main foliation (S

2

) is defined by muscovite, biotite and idio-

blasts of ilmenite. Coarse mica flakes contain porphyroblasts

of garnet, staurolite and plagioclase. The S

1

 foliation occurs as

relics  of  crenulations  outlined  by  white  mica  within  plagio-

clase. Garnet makes up solitary idioblasts in the matrix and is

included in staurolite. It is partially replaced by coarse biotite

flakes and/or chlorite. Staurolite idioblasts are marginally re-

placed along fractures by sericite and chlorite. Large biotite

flakes are strongly kinked. Plagioclase occurs as augens, some

of  them  with  strong  zoning  and  as  porphyroblasts  partially

overgrowing also the main schistosity S

2

. Andalusite porphy-

roblasts invade all pre-existing textures. They are partially re-

placed by sericite (Fig. 3H).

Algyõ basement-high

In  the  surroundings  of  the  village  of  Algyõ  a  structural

basement-high has long been known. In this area lithologies

are varied with different types of gneisses, micaschists, am-

phibolites, chlorite schists, quartzites, pure and impure mar-

bles. Most of the rocks exhibit clear indications for a poly-

metamorphic history, with the whole range of typical defor-

mational microtextures. Minor texturally prograde rocks with-

out later overprint also occur.

Banded, mylonitic gneisses represent a very characteristic

lithology.  They  are  fine-grained  and  dark-coloured,  due  to

high biotite content and graphitic pigment. In between there

are light-coloured layers of quartz and feldspar up to several

cm thick. Pre-mylonitic garnet porphyroblasts up to 2 cm in

diameter are frequent. Typically they contain coarse-grained

inclusions  of  biotite  and  plagioclase  (Fig.  4A),  indicating  a

pre-mylonitic coarse-grained microtexture of the rocks. Por-

phyroblasts  of  K-feldspar  and  relics  of  staurolite  occur  in

some  cases.  There  are  also  patches  of  fine-grained  kyanite

(Fig.  4B).  Szederkényi  (1984)  interpreted  them  as  relics  of

pre-existing  andalusite  and  our  investigations  support  this

idea. However they also partly represent former staurolite or

sillimanite. Staurolite and K-feldspars attain more than 1 cm

in diameter (Fig. 4C,F).

An  overprint  in  the  stability  field  of  kyanite+staurolite+

garnet occurred contemporaneously to a ductile deformation

of the rocks. Deformation caused the development of a mylo-

nitic foliation S

2

, defined by fine-grained biotite, plagioclase

and quartz (Fig. 4E), as well as by newly formed muscovite.

The pre-existing garnet, staurolite and K-feldspar crystals act-

ed as porphyroclasts with respect to S

2

. In many cases the gar-

net porphyroblasts were broken and overgrown by a younger

garnet  generation.  The  latter  is  rich  in  inclusions  and  also

present as tiny, anhedral grains in the matrix (Fig. 4F,G). The

K-feldspars were ductilely deformed and are preserved as au-

gens with subgrains along the crystal edges (Fig. 4F,G). Stau-

rolite was partly or fully replaced by fine-grained idioblasts

of kyanite and staurolite (Fig. 4C,D). The kyanite pseudo-

morphs are elongated within the mylonitic foliation. A green-

schist  facies  retrogression  of  various  degrees  caused  chlori-

tization of garnet and the formation of chlorite and sericite in

the matrix.

In logs from Ferencszállás graphite-rich micaschists occur

with  a  fine-grained,  mica-rich  matrix  overgrown  by  garnet

porphyroblasts and large biotite flakes (Fig. 4H).

Geochronological results

The 

40

Ar-

39

Ar analytical data and age spectra are presented

in Figs. 5–8, the Rb-Sr and Sm-Nd analytical data in Table 2

and  Figs. 6  and  9.  All  geochronological  analytical  data  are

available from the authors.

Mecsek Subunit

Muscovite from a granitoid (sample Cegléd-3/13) yielded

an  Ar-Ar  plateau  age  of  299±4  Ma  (Fig. 5).  This  age  is  in

agreement with other Variscan ages from this subunit (Klötzli

et al. in print).

Villány-Bihar Subunit

From the eclogite zone an amphibole separate from an am-

phibolite (Szeghalom-16/4) has been dated. It yields a plateau

background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            307

Fig.  6.  Ar-Ar  and  Rb-Sr  age  data  from  Földes  in  the  NE-part  of  the  Villány-Bihar  Subunit.  The  ages  in  the  range  of  266±3  Ma  to

200±2 Ma are interpreted as rejuvenated Variscan ages.

type Ar release pattern with an age of ca. 310±6 Ma and an

oldest  age  domain  of  323  Ma.  The  low  temperature  steps

show a staircase pattern with minimum ca. 250 Ma and an ex-

cess Ar content in the first two steps (Fig. 5).

Sillimanite  and  kyanite-porphyroblast  bearing  rocks  sup-

plied  plateau-type  Ar-Ar  muscovite  ages  in  the  range  of

297±2–317±3 Ma (Ártánd-1/10, Szarvas-8/4, Biharkeresztes-

16/1), whereas an age of 293±2 Ma were obtained on a biotite

(Szarvas-8/4). Also a muscovite concentrate, separated from a

cataclastic micaschist from a tectonic slice near to the north-

ern border of the unit, yielded a plateau-type age spectra with

an age of 317±4 Ma (Öcsöd-3/2; Fig. 5). These data are in the

range of typical Variscan cooling ages.

From the NE part of this subunit younger Ar-Ar ages have

been determined (Fig. 6). Muscovite and biotite from Földes

yield plateau type Ar-spectra of 266±4 Ma (Földes-12/3) and

223±2 Ma (Földes-6/2). Rb-Sr dating of biotite from a biotite-

bearing  amphibolite  (Földes-6/2)  yields  200±2  Ma  (Fig. 6).

Although there is no large spread in the 

87

Rb/

86

Sr ratio, the

age is well defined, but it is either a typical Variscan or an Al-

pine age value. From a staurolite-garnet micaschist from Ál-

mosd-1/10  a  saddle-shaped  Ar-Ar  muscovite  age  pattern  of

ca. 202±2 Ma was obtained with a distinct rejuvenation at the

outermost rim.

Békés-Codru Subunit

Plateau type Ar-Ar muscovite ages from the main part of

this subunit are in the range of 305±3 Ma to 322±4 Ma, mea-

sured  from  coarse-grained  andalusite-bearing  gneisses  (Ru-

zsa-7/8,  Ruzsa-D-1/3,  Sarkadkeresztúr-ÉNY-2/4,  Mezõ-

gyán-1/5; Fig. 7). Gneisses without andalusite from this subunit

also fit this range (Ásotthalom-11/2, Kelebia-3/9).

Additionally,  a  log  from  Pusztaföldvár  (P-222/6)  with  a

narrow but rather intense ductile deformation zone, exhibiting

postkinematic growth of white micas, was investigated. Mus-

covite yields a plateau-type age pattern of 309±3 Ma with no

significant rejuvenation in the low temperature steps. From a

diaphtoritic  mylonite  (Szeged-11/6)  two  separates  of  fine-

grained  (0.1–0.2  mm)  white  mica,  contaminated  by  a  small

amount of chlorite were measured. The purer sample yielded an

Ar-Ar age of 317±3 Ma, whereas the other gave 301±3 Ma.

Algyõ basement-high

In  this  tectonic  unit  the  age  of  the  oldest  mineral  assem-

blage was determined by Sm-Nd analyses from garnet and ky-

anite-bearing mylonites (Dorozsma-7/10). The isochron, cal-

culated  from  a  porphyroclastic  garnet  separate  (Grt

1

)  and  a

feldspar concentrate (Fs) yielded a Permian age of 273±7 Ma

(Fig. 9). Additional analyses of a leached garnet (Grt

2

) and the

leachate (L) do not fit exactly to the isochron. However, all

ages that can be calculated between the four data points are in

the range of 287 to 242 Ma and indicate a Permian age.

The cooling age of the following, amphibolite-grade over-

print  was  determined  by  Ar/Ar  analyses  on  muscovites:  six

yielded plateau or plateau-type ages. Four of them fall into the

narrow  range  of  82±1–88±2  Ma  (Ferencszállás-K-3/5,  Fer-

encszállás-13/18,  Üllés-31/7/1,  Újszentiván-2/9),  and  two

spectra exceed 90 Ma and exhibit slightly disturbed and sad-

dle-shaped  patterns  (Ferencszállás-K-6/3,  Kiszombor-7/4).

Compared with the other samples, they have the same crystal-

lization  and  deformation  history.  The  reason  for  the  higher

ages is uncertain. Limited rejuvenations of ca. 70 Ma in low-

temperature steps are present in four of the samples. Two S-C

mylonites, attaining biotite-grade at Forráskút-12/6 and chlo-

rite-grade  at  Algyõ-52/5  supplied  saddle-shaped  age  pattern

of the relict micas with distinctly lower total gas ages of 58±1

and 70±1, proving a distinct rejuvenation after the Late-Creta-

ceous cooling. The youngest ages from the low-temperature

steps are 53 and 42 Ma respectively, which indicate an Early

Tertiary deformation (Fig. 8).

background image

308                                                                   LELKES-FELVÁRI, FRANK and SCHUSTER

Fig. 8. Ar-Ar muscovite ages from the Algyõ basement-high. The data in the range of 82 Ma to 95 Ma are interpreted as eo-Alpine cool-

ing ages. The lower values (58–70 Ma, Algyõ-52 and Forráskút-12) represent rejuvenated and disturbed spectra from relictic white micas

from low-grade S-C mylonites, deformed during the Early Tertiary.

Fig. 7. Ar-Ar muscovite ages from the Békés-Codru Subunit. The age data in the narrow range of 323 Ma to 305 Ma reflect cooling ages

of the Variscan tectonometamorphic event.

background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            309

Discussions

In this chapter the distribution of the Al

2

SiO

5

 polymorphs

and the new geochronological age data is discussed, with re-

spect to the established tectonic subdivision of the basement

of the GHP. After that the metamorphic histories of the base-

ment blocks are compared to each other.

Metamorphic evolution of the Villány-Bihar Subunit

The main stages of the metamorphic evolution in the VBU

are an eclogite facies imprint preserved only within metabasic

rocks, and a subsequent amphibolite- and greenschist facies

overprint.  The  eclogite  facies  assemblage  included  garnet

1

+

omphacite±hornblende

1

±phengite±kyanite±zoisite+quartz

+apatite+rutile+ore. The eclogites exhibit several stages of

retrograde overprints, causing the formation of different types

of symplectites. During an amphibolite facies overprint most

of the high-pressure minerals were destroyed and an assem-

blage including garnet

2

+diopside+plagioclase+biotite+ horn-

blende

+ore  developed.  Greenschist  facies  retrogression  is

displayed by chloritization of diopside and the crystallization

of epidote and carbonate.

M. Tóth (1997) proposed two distinct metamorphic cycles

for the P–T–t evolution of the eclogitic rocks. In this model

the first event caused the eclogite facies imprint, with pres-

sures up to 10–12 kbar and 600–650 

°

C. For this event a Cale-

donian  age  was  suggested  (Szederkényi  1996).  It  was  fol-

lowed by exhumation to greenschist facies crustal levels. The

subsequent amphibolite facies event and the following green-

schist facies retrogression have been proposed to be Variscan

in  age.  However,  there  are  no  geochronological  age  data

available, giving the age of the eclogite facies event. From our

petrographic investigations the eclogite facies assemblage and

the overprinting amphibolite facies assemblage can be placed

within the frame of a single clockwise P–T–t evolution path.

The  investigated  metapelites  of  the  VBU  show  clear  evi-

dence of a medium- to high-pressure amphibolite facies meta-

morphic event. In the metapelites assemblages of garnet+ ky-

anite+ staurolite are followed by the formation of sillimanite

and later greenschist facies retrogression. This clockwise P–

T–t path can be correlated with the post-eclogite facies evolu-

tion  of  the  eclogites.  Cooling  ages  measured  with  several

methods on different lithologies yielded ca. 308±3–317±3 Ma

and point to a Variscan age of this tectonothermal event. As

there are no indications for an older metamorphic assemblage

in the country rocks, and as we could not find indications for a

two stage metamorphic evolution in the eclogites we favour

an early Variscan age of the eclogite facies event.

Several  samples  yielded  Ar-Ar  muscovite  ages  younger

than typical Variscan cooling ages in the NE part of this sub-

unit.  A  plateau  type  age  of  297±2 Ma  from  Ártánd  is  only

slightly  younger,  whereas  coarse  muscovite  “fishes”  from  a

mylonitic micaschist without kyanite from Földes yield a re-

markably younger age (266±3 Ma). Important for the interpre-

tation of this area is the Rb-Sr biotite age of 223±2 Ma from

the same locality (see below). Also a muscovite from the tex-

turally undisturbed amphibolite facies metamorphic rocks of

Álmosd yielded a saddle-shaped Ar-Ar spectra of 202±2 Ma

and a distinct rejuvenation in the low-temperature steps.

These younger ages of the NE part of the VBU might reflect

an independent Permian event, or a rejuvenation of Variscan

ages during a later, Cretaceous overprint.

One argument for a Permian–Triassic age comes from the

geochronological age data: to open and fully reset the Ar-Ar

isotopic system in muscovite, temperatures of at least up to

420 

°

C are necessary. At these temperatures a total reset of the

Rb-Sr biotite ages can be expected. Therefore the Rb-Sr bi-

otite  age  of  ca.  220  Ma  supports  a  Triassic  cooling  of  the

rocks. Ar-Ar muscovite ages in the range of 280 to 190 Ma to-

gether with Rb-Sr biotite ages of 225 to 150 Ma have been

found  in  several  parts  of  the  Austroalpine  crystalline  base-

ment unit, where the Cretaceous overprint did not exceed low-

ermost greenschist facies conditions. These data are interpret-

ed  as  reflecting  cooling  from  a  high  to  a  lower  geothermal

gradient, during a Permo-Triassic extensional event (Schuster

et al. 2001). Our data from the VBU are definitely too scarce

to justify such an interpretation. However, similar data were

recently published from the Szeghalom structural basement-

high (Balogh in M. Tóth et al. 2000). A series of ten K-Ar

data on amphibole concentrates yielded three age groups of

315, 260 and about 220 Ma.

On the other hand several facts argue for an eo-Alpine over-

print of the rocks: the existence of a Cretaceous event along

the northern border of the VBU is well documented by Árkai

et al. (1998). Fine-grained (<2 

µ

m) mica from Mesozoic sedi-

ments situated beneath overthrust complexes, as well as from

polymetamorphic rocks of the overthrust tectonic slices yield-

ed Cretaceous ages in the range of 64 to 99 Ma. Very low- to

low-grade metamorphic conditions were reached during my-

lonitic  and  cataclastic  deformation  of  the  rocks.  In  our  data

this Cretaceous overprint is hardly visible, because we inves-

tigated  the  coarse  white  mica  flakes  belonging  to  the  main

Variscan  mineral  assemblages.  For  example  the  cataclastic

gneisses  from  log  Öcsöd  represent  crystalline  rocks  thrust

over  Cretaceous  metabasites.  Its  coarse-grained  muscovite

yielded an age of 317±3 Ma, but there is also a fine-grained

sericite present in the sample, which has not been investigated

during this study.

Fig. 9. Sm-Nd garnet isochron from the Algyõ basement-high. The

age  is  interpreted  as  the  formation  age  of  the  high-temperature/

low-pressure assemblage of the rocks.

background image

310                                                                   LELKES-FELVÁRI, FRANK and SCHUSTER

Another argument is that the Triassic facies evolution of the

VBU  is  characterized  by  a  clastic  Upper  Triassic  (Keuper)

succession. Such a sedimentary environment is not expected

when  a  Permian  lithospheric  thinning  associated  with  pro-

grade metamorphism took place (Schuster et al. 2001).

However, at present we have to leave it open, whether the

younger ages in the NE part of the VBU are due to rejuvena-

tion caused by an eo-Alpine overprint or a prolonged cooling

history during Permian–Triassic times. Further investigations

are in progress to solve this question.

Metamorphic evolution of the Békés-Codru Subunit

Assemblages  containing  andalusite  and  staurolite  indicate

low-pressure amphibolite facies conditions along the northern

border of the BCU from Ruzsa in the SW to Mezõgyán in the

NE for the dominant metamorphic imprint. Muscovite from

these coarse-grained assemblages yielded cooling ages in the

range of 305–322 Ma. The same range was also obtained from

rock  types  without  andalusite.  A  mica-rich  fraction  from  a

mylonitic micaschist coming from Szeged, from the flank of

the Algyõ basement-high also fits this range, even if the Ar-

pattern  shows  distinct  rejuvenation  in  the  low-temperature

steps.

Metamorphic evolution of the Algyõ basement-high

From the basement-high in the surroundings of Algyõ a se-

ries of samples with characteristic features have been investi-

gated, which are not known from other locations in the Tisza

Megaunit. On the basis of the microfabrics at least two meta-

morphic events can be distinguished in most of the samples:

in the samples from Dorozsma: a first, coarse-grained assem-

blage  including  garnet

1

+staurolite

1

+plagioclase+K-feldspar

+quartz±muscovite developed. Relics of kyanite aggregates

render  possible  the  former  presence  of  andalusite  and  silli-

manite. The occurrence of andalusite, sillimanite and K-feld-

spar clearly indicate high temperature/low pressure character-

istics  and  high-amphibolite  to  granulite  facies  conditions.

Considering the Sm-Nd garnet isochron age this association

formed in Permian time at ca. 275 Ma.

Several previous papers deal with the P-T conditions of the

first  metamorphic  imprint  in  the  Algyõ  basement-high.

Szederkényi (1984) found 570–630 

°

C at about 2 kbar in am-

phibolites  from  Algyõ.  In  contrast  Horváth  &  Árkai  (2002)

determined  520–560 

°

C  and  8–10  kbar  from  Ferencszállás.

The latter conditions are far outside the stability field of an-

dalusite and sillimanite. A possibility to explain this misfit is

to suppose that the Algyõ basement-high itself is a composite

Fig. 10. Sub-surface map of the Great Hungarian Plain, showing the distribution of the index minerals and the geochronological age data.

Kyanite porphyroblasts and sillimanite is restricted to the VBU, while andalusite porphyroblasts are widespread in the BCU. Kyanite and

andalusite porphyroblast-bearing rocks of the VBU and BCU supplied exclusively Variscan ages. In the NE part of the VBU, in the area

of Földes and Álmosd ages younger than typical Variscan cooling ages were found. The Algyõ-high is characterized by ubiquitous kyan-

ite aggregates, a Permian age of garnet porphyroclasts and middle Cretaceous to Tertiary Ar-Ar muscovite ages.

background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            311

unit. Partly it consists of rocks with a first Variscan assem-

blage  of  medium-  to  high-pressure  characteristics,  whereas

other  parts  got  their  first  imprint  during  a  Permo-Triassic

high-temperature/low-pressure event. At first sight this inter-

pretation might seem to be unlikely, but in the Austroalpine

unit such a situation has been observed (Schuster et al. 2001)

(see also discussion below).

The second event caused the formation of the main assem-

blage  garnet

2

+kyanite±staurolite

2

+plagioclase ± muscovite+

quartz  and  a  contemporaneous  mylonitization  of  the  rocks.

With respect to the equilibrium assemblage kyanite+stauro-

lite+garnet, medium-pressure amphibolite facies event can be

assumed.  Recently  conditions  of  650–680 

°

C  at  5–9  kbar

have been published for this overprinting event (Horváth &

Árkai 2002). At present the exact timing of the peak of this

metamorphic imprint is unknown. However, all investigated

samples yielded Ar-Ar muscovite cooling ages in the range of

82 to 95 Ma, without any older relics. Similar ages by Balogh

& Pécskay (2001) were also reported. These data indicate an

eo-Alpine age of the imprint. After the metamorphic peak a

greenschist facies overprint occurred. It caused sericitization

and chloritization during ongoing deformation. The intensity

of this overprint is variable in the different samples. It might

explain the younger Ar-Ar muscovite ages of 58 to 70 Ma.

Algyõ  basement-high  and  Austroalpine  Saualm-Koralm

Complex

On the basis of the new results the rocks from the Algyõ-

high exhibit a completely different evolutionary history com-

pared to other basement rocks of the Tisza Megaunit. As men-

tioned  in  Lelkes  et  al.  (2001,  2002)  the  very  special

lithologies of the Algyõ-high resemble the metamorphic suc-

cession  of  the  Saualm-Koralm  Complex  and  the  Strallegg

Complex of the Austroalpine domain in the Eastern Alps. The

latter forms eo-Alpine thrust sheets, which hold high tectonic

positions  in  the  eo-Alpine  nappe  stack  (Weissenbach  1975;

Frank 1987; Krohe 1987; Schuster et al. 2001). They were af-

fected  by  Permo-Triassic  lithospheric  extension  (Habler  &

Thöni 2000; Schuster et al. 2001), and an intense eo-Alpine

tectonometamorphic overprint (Frank 1987; Thöni & Miller

1996). Lithospheric extension caused a high-temperature/low-

pressure  metamorphic  imprint  in  the  stability  field  of  an-

dalusite and sillimanite and the formation of gabbroic intru-

sions  and  numerous  anatectic  pegmatites.  The  Cretaceous

overprint  reached  eclogite  and  following  amphibolite  facies

conditions  and  the  pre-existing  andalusite  and  sillimanite

were replaced by kyanite aggregates. This was accompanied

by mylonitization during exhumation processes including N-

to NW-directed thrusting.

The microtextural features of the Algyõ basement-high are

very similar to those of the Saualm-Koralm Complex and give

additional  argument  for  the  metamorphic  history  discussed

above.

Contrasting metamorphic evolutions

In  the  past,  several  authors  proposed  pre-Variscan  meta-

morphic evolution for parts of the crystalline basement in the

GHP. However, at present either geochronological age data or

undoubted microtextural observations prove such interpreta-

tions.

The oldest available age data in the range of 300 Ma to 330

Ma have been measured on hornblende and muscovite by the

K-Ar and Ar-Ar method. As they derive from medium-grade

rocks,  they  have  to  be  interpreted  as  metamorphic  cooling

ages. They indicate a Variscan age of the dominant tectono-

thermal imprint. At present nothing is known about the exact

timing of the eclogite facies event, or about the timing of the

metamorphic peak in the VBU or BCU.

For the understanding of the Variscan geodynamic evolu-

tion  of  the  area,  it  would  be  important  to  know  if  the  an-

dalusite  in  the  BCU  developed  contemporaneously  to  the

pressure peak and the kyanite formation, or synchronously to

the  temperature  peak  and  the  sillimanite  formation  in  the

VBU. In the first case a completely different tectonic setting is

evident, whereas in the second case only different metamor-

phic conditions during the exhumation of the rocks can be as-

sumed. However, as kyanite porphyroblasts overgrown by sil-

limanite  and  andalusite  occur  in  different  basement  blocks,

and no other Al

2

SiO

5

 polymorph have been found in the an-

dalusite-bearing  lithologies,  there  is  no  microtextural  evi-

dence about the relative age relationship of these minerals in

the units of the GHP. This is in contrast to the SW part of the

Tisza Megaunit in Transdanubia: in the Mecsek Subunit both

kyanite and andalusite are known from the same rock and an-

dalusite  is  a  late  crystallization  phase  overgrowing  kyanite

(Lelkes-Felvári et al. 1989; Török 1990).

A key point in understanding the contrasting histories of the

Algyõ basement-high with respect to the surrounding BCU,

are the ages of the andalusite-bearing mineral assemblages. In

the BCU andalusite is well preserved and like the coexisting

garnet, it is Variscan in age. On the other hand, in the Algyõ-

high andalusite is totally transformed into kyanite aggregates

during  the  eo-Alpine  tectonothermal  event;  one  would  con-

clude that lithologies from the BCU were the precursor rocks

of  the  Algyõ-high.  The  important  observation,  that  the  first

generation of garnet in the Algyõ basement is Permian in age

— although only demonstrated up to now in a single sample

— is not compatible with this assumption. The Permian gar-

net age is likely also because of the remarkable analogies of

the  Algyõ-high  and  the  Austroalpine  Saualm-Koralm  Com-

plex.

There is another remarkable difference in the tectonic evo-

lution of the different crustal blocks in the GHP. In the VBU

Lower Permian rhyolites are only described from one restrict-

ed area, and tectonic contacts of the Mesozoic sediments to

the crystalline basement rocks are proved in several places. As

the rocks cooled down at about 310 Ma, they stayed in a shal-

low crustal level since that time, and we do not know when

they reached the surface. In contrast, in the BCU Lower Per-

mian rhyolites and Lower Triassic redbeds are overlying the

basement with a sedimentary contact (Majoros 1998). For this

reason the basement rocks formed the surface in late Paleozo-

ic times. As the Algyõ-high experienced a Permian metamor-

phic  imprint,  located  in  middle  crustal  levels  at  that  time,

consequently, there are no Permian-Triassic sediments in strat-

igraphic contact.

background image

312                                                                   LELKES-FELVÁRI, FRANK and SCHUSTER

Tectonic relationships

According  to  Tari  et  al.  (1999)  the  Algyõ  basement-high

represents a metamorphic dome, which formed as a core com-

plex during Miocene extensional processes. In this model the

lower part of a Variscan crustal section experienced a thermal

overprint in Cretaceous times and was exhumed by a Tertiary

fault system. On the basis of the new data such an interpreta-

tion is unlikely with respect to the contrasting evolution of the

surrounding BCU. As mentioned before, the rocks of the Al-

gyõ-high are not the result of eo-Alpine, overprinted litholo-

gies  of  the  BCU.  Furthermore,  they  experienced  not  only  a

Cretaceous thermal overprint, but also mylonitic deformation.

Therefore the proposed scenario would only be possible when

the BCU would have been thrust onto a basement wedge with

the  characteristics  of  the  Algyõ-high.  This  must  have  hap-

pened after the eo-Alpine tectonothermal event, and prior to

the formation of the core complex.

Therefore  we  interpret  the  Algyõ  sequence  as  a  tectonic

outlier of a Cretaceous metamorphic nappe system. A similar

interpretation  has  been  already  proposed  by  Dimitrescu

(1995), on the basis of lithological correlation. He compared

the  sequence  of  the  Algyõ  basement  with  the  Biharia  Unit,

considered  of  that  time  the  uppermost  unit  of  the  Biharia

nappe  system  in  the  Apuseni  Mountains  (Balintoni  1994).

Both units are characterized by carbonates, completely lack-

ing in the surrounding basement. Cretaceous Ar-Ar ages were

reported from the uppermost nappe of the Apuseni Mountains

(Baia de Arieº nappe-complex, Soroiu et al. 1969; Dallmeyer

et al. 1994, 1996, 1999). The exact timing of the emplacement

of this nappe, resting on top of a Variscan metamorphic base-

ment  is  unknown.  As  the  Variscan  basement  of  the  BCU

shows  a  weak,  low-temperature  hydrothermal  alteration,  we

can exclude emplacement during the eo-Alpine tectonometa-

morphic event. The emplacement of the Algyõ-high is defi-

nitely younger than the main cooling of the rocks, which is

dated  at  ca.  80  Ma.  The  Ar-Ar  age  spectra  of  some  micas

show indications for a younger thermal overprint causing mi-

nor rejuvenation up to 40 Ma. A possible solution would be

that the final emplacement of this unit occurred in the Early

Tertiary.

Conclusions

The observed distribution of the Al

2

SiO

5

 polymorphs and

the  new  geochronological  age  data  confirm  the  established

tectonic subdivision of the basement of the GHP, except for

the Algyõ basement-high, which has to be excluded from the

VBU and considered as a separate unit.

The distribution of the Al

2

SiO

5

 polymorphs shows a clear

regional distribution: kyanite porphyroblasts together with sil-

limanite are restricted to the VBU, while andalusite porphyro-

blasts are widespread in the BCU. The Algyõ-high is charac-

terized  by  ubiquitous  kyanite  aggregates,  which  are

interpreted as pseudomorphs after pre-existing andalusite and

minor sillimanite and staurolite.

A granite of the Mecsek Subunit yielded an Ar-Ar musco-

vite age of ca. 300 Ma. Variscan cooling ages of ca. 310 and

320 Ma  were  found  in  the  VBU  and  BCU,  indicating

Variscan formation ages for the observed assemblages. Only

in the NE part of the VBU (Földes and Álmosd) were ages

younger than typical Variscan cooling ages measured. They

indicate a Permo-Triassic, or an eo-Alpine thermal overprint.

In the Algyõ basement-high a first Permo-Triassic HT/LP

event, with peak conditions at about 275 Ma is proved at least

for some lithologies. The Ar-Ar mica ages from this unit are

exclusively  younger  than  middle  Cretaceous.  They  demon-

strate the age of cooling after the amphibolite facies imprint

and subsequent deformational overprint of the rocks. Consid-

ering  the  metamorphic  and  structural  evolution,  the  Algyõ-

high shows many similarities to the Saualm-Koralm Complex

of the Austroalpine. Similarly to the Baia de Arieº nappe-sys-

tem in the Apuseni Mountains, they might represent an eo-Al-

pine thrust sheet. It took place on top of the BCU after the

cooling of the rocks, in latest Cretaceous or Tertiary times.

The  observed  zonal  distribution  argues  for  distinct  meta-

morphic histories of the different tectonic elements of the Tis-

za Megaunit. This implies that this terrane is not as homoge-

neous in a tectonic sense, as it has been presented in parts of

the literature.

Acknowledgments:  The  Hungarian  Oil  and  Gas  Plc.  is

thanked  for  providing  core  samples  for  investigations.  T.

Szederkényi generously offered the thin section collection of

Szeged  University  for  the  microscopic  survey  of  the  base-

ment.  Research  was  supported  by  the  Grants  23940  and

37243  of  the  Hungarian  Scientific  Research  Fund  (OTKA),

by FARGON and by the Austrian Science Fund FWF, Project

P14525-GEO. The authors thank M. Jelenc for help with the

Sm-Nd isotope analyses. Discussion with B. Cserepes-Meszé-

na and A. Nusszer is greatly appreciated. J. Zachar is thanked

for  providing  photos.  Constructive  reviews  by  P.  Árkai,  M.

Janák and F. Neubauer is acknowledged.

Appendix

Thin  section  description  of  the  samples  investigated  by  geochrono-

logical  methods.  Mineral  names  are  abbreviated  according  to  Kretz

(1983).

Mecsek Subunit

Cegléd-1/13:  Medium-grained  granite  with  mineral  assemblage  of

Kfs+Pl+Qtz+Ms+Bt+Zrn. Ms is well preserved and up to 7 mm in size.

Kfs is altered. Bt is replaced by Chl+Cc+ore.

Villány-Bihar  Subunit

Öcsöd-3/2:  Cataclastic  St  micaschist.  The  coarse-grained  matrix  is

composed of Bt+Ms+Pl+Qtz. St forms idioblasts up to 3 mm partly re-

placed by sericite.

Szarvas and Ártánd area: Ky bearing, fine- to medium-grained Qtz-

micaschists,  Pl  gneisses  (Szarvas-8/4)  and  Mc  gneisses  (Ártánd-1/10).

The main foliation (S

2

) is defined by micas and elongated Qtz rods. Rel-

ics of S

1

 are outlined in Pl microaugens by inclusions of Qtz, St, Grt and

Bt. Pl is rarely zoned (Ártánd). Postkinematic Ky idioblasts are partially

replaced by Ms and sericite. St idioblasts contain Bt inclusions and are

partially replaced by sericite. Sil fibres are associated to Bt. Grt makes

up  small  idioblasts  and  atoll-like  crystals  with  cores  filled  up  by

Ms+Bt+Sil.

Biharkeresztes-16/1:  Coarse-grained  Sil-Pl  gneiss.  Mica-rich  layers

background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            313

contain deformed Bt flakes and subordinate Ms. Abundant Sil is associ-

ated  with  Bt.  Pl  xenoblasts  are replaced  by  sericite.  Spn  idioblasts are

evenly distributed. Late carbonate veins crosscut the rock.

Földes-6/2:  Fine-grained  mylonitic  Bt-amphibole  gneiss.  Fine  lami-

nae  composed  mainly  of  acicular  Am,  some  Bt  and  ore  alternate  with

fine-grained Qtz-rich layers and coarser, Bt-rich layers containing also

Cal granoblasts.

Földes-12/3:  Fine-grained  mylonitic  Bt-Ms  gneiss  with  Pl-microau-

gens attaining 3.5 mm. Recrystallized polycrystalline Ms-fishes are em-

bedded in a Qtz matrix with very fine-grained Bt, some Ms and some

small Pl granoblasts. Grt idioblasts (0.75 mm) are included in Ms and

Pl, bigger crystals occur in the matrix.

Álmosd-1/9:  Micaschist.  Within  a  fine-grained  Mu-rich  matrix  Grt

(4 mm) and St (9 mm) porphyroblasts occur. The S

i

 of Grt idioblasts are

strongly  discordant  to  the  S

e

  of  the  matrix.  The  cores  of  some  atoll

shaped  Grt  crystals  are  filled  with  coarse  Bt+Qtz.  Small,  round  Grt

(2 mm)  are  included  in  St.  Late  St  idioblasts  contain  intrafolial  folds

marked by Gr. Bt idioblasts up to 8 mm crosscut the schistosity planes.

Qtz-rich bands show static recrystallization, containing fine mica flakes

and St poikiloblasts.

Szeghalom-176/4:  Bt-amphibole  gneiss,  composed  of  nematoblasts

of Am (up to 2 mm), Bt flakes and granoblastic Qtz and Pl with relict

zoning. Grt up to 2.5 mm is partially or completely replaced by Pl, with

Grt relics as small islands. Pl is partially replaced by sericite. Bt up to

4 mm is almost completely replaced by Chl and Spn.

Békés-Codru Subunit

Ruzsa-7/8,  Ruzsa-D-1/3,  Sarkadkeresztúr-ÉNY-2/4,  Mezõgyán-1/5:

Coarse-grained And-bearing gneisses, often showing S-C structures. Fs

augens and coarse Ms flakes are embedded in a finer-grained mica ma-

trix rich in Bt. The main foliation (S

2

) is defined by the micas, contain-

ing porphyroblasts of Grt, St and Pl. Relic of a crenulated cleavage S

1

 is

outlined by Ms inclusions within Pl. Grt makes up solitary idioblasts in

the matrix or small inclusions in St. It is partially replaced by coarse Bt

flakes  and/or  Chl.  St  is  marginally  replaced  by  sericite  and  Chl.  Bt

flakes are strongly kinked. Zoned Pl augens, occur also as late porphy-

roblasts including partially also S

2

. And porphyroblasts invade all pre-

existing  textures.  Idioblasts  of  Ilm  are  included  in  the  porphyroblasts

and the matrix.

Kelebia-3/9:  Pl  gneiss  with  micro-augen  texture.  Elongated,  poly-

crystalline  augens  of  Pl  (up  to  3.5  mm)  contain  idioblasts  of  Grt

(0.25 mm), green Bt, Ms and Ap inclusions. Bt flakes (2 mm) are dis-

persed, small flakes of Ms occur in Qtz-rich domains and are intergrown

with Bt in mica-rich domains.

Ásotthalom-5/6:  Garnet-bearing  Ms-Bt  gneiss.  Fine-grained  mica-

rich layers contain deformed Bt flakes (up to 4 mm), partially altered to

Chl, Ms flakes crowded with small, postkinematic Ms. Grt up to 5 mm

is replaced by Bt. Subhedral grains of Pl (3.5 mm) are surrounded by Bt.

Polygonal Qtz-rich layers contain small Ms flakes.

Pusztaföldvár-222/6:  Coarse-grained  garnet-bearing  micaschist  with

strong  Ms  recrystallization.  Bt  is  completely  replaced  by  Chl  and  Spn

aggregates.  Grt  (2.5  mm)  is  replaced  by  Chl.  Within  a  narrow  ductile

shear zone Ms suffered grain size reduction and Chl and Cal appear as a

new mineral phase.

Szeged-15/5:  Mylonitic  micaschist  with  quartz  ribbons.  In  the  Ms-

rich, fine-grained matrix some Chl is present making up postkinematic

flakes and lenses along opacitic seams. Elongated porhyroclasts of Grt

(up to 1 cm) are replaced by carbonate and Chl. Pl xenoblasts contain

Ep aggregates.

Algyõ  basement-high

Algyõ-52/5:  Mylonitic  S-C  quartz-micaschist.  Qtz  and  mica-rich

bands alternate. It is cut by thin penetrative shear-plains with grain-size

reduction.  Mica-rich  bands  are  composed  of  deformed,  recrystallized

Ms and Bt fishes set in a finer-grained matrix of decussate flakes of Ms

and  Bt.  Grt  is  broken,  elongated  and  partially  replaced  by

Ms+Bt+Chl+ore. Pl forms polycrystalline augens and lenses with Bt in-

clusions and recrystallized mosaic structures.

Ferencszállás-K-3/5:  Micaschist,  gently  folded  with  anastomosing

very fine, brittle, chloritic shear planes. In the matrix composed of de-

cussate flakes of Ms and finer-grained Bt round, broken Grt porphyro-

clasts occur. They are up to 3 mm and partially replaced by Bt and Chl.

Ferencszállás-K-6/3:  Banded,  fine-grained,  slightly  folded  mic-

aschist. Late idioblasts of Grt (up to 2.5 mm) include folded trails of Gr,

slightly discordant to S

e

. Further they make up atolls with Qtz and Bt-

rich  cores.  Chl  flakes  (1.5  mm)  occur  in  the  pressure  shadows  of  Grt.

Qtz-rich bands show static recrystallization.

Ferencszállás-13/18: Banded Ms-Bt paragneiss with mylonitic folia-

tion.  Mica-rich  bands  composed  of  decussate  Bt+Ms  flakes  alternate

with Qtz-rich bands with granoblastic textures. Pl contains relics of ear-

lier folds enhanced by Bt flakes. Prekinematic porphyroblasts of Grt are

up to 4 mm and show inclusions of Bt and Rt.

Üllés-31/7:  Crenulated  micaschist.  Mica-rich  bands  of  decussate

flakes of Bt+Ms alternate with Qtz+Pl-rich bands. Two generations of

St can be distinguished: St

1

 attaining several mm occur as isolated relics

with  uniform  optical  orientation  within  aggregates  of  Ky±St.  They  of-

ten have dark, fluid-inclusion-crowded rims. Small idioblasts of St

2

 oc-

cur in the mica-rich, Gr-bearing matrix. Some are intergrown with Ky,

containing  inclusion-rich  cores.  Grt

1

  is  broken  and  partly  replaced  by

Chl. Inclusion-rich cores are surrounded by clear rims composed of sev-

eral adjoining tiny crystals. Late shear plains S

2

 marked by Bt crosscut

the mylonitic foliation S

1

.

Újszentiván-2/9:  Plagioclase  gneiss.  Relic  microfolded  schistosity

(S

1

), outlined by Gr pigment is enclosed in Pl and St. Anhedral grains of

Pl  (5  mm)  and  porphyroblasts  of  Grt  and  St  are  set  in  a  matrix,  com-

posed of postkinematic flakes of Ms and Bt. St relics (up to one cm) are

surrounded by Ky aggregates and sericite. Grt

(6 mm) contains Ilm and

Qtz inclusions. Broken parts surrounded by strings of Grt

also make up

glomeroblasts.

Kiszombor-7/4: Crenulated micaschist. Ms and Bt with strong postki-

nematic crystallization make up mica-rich layers. Qtz-rich granoblastic

bands  bear  some  anhedral  Pl.  Broken  and  round  Grt  crystals  up  to

2.5 mm in size are partially replaced by Chl and Bt.

Forráskút-12/6:  Mylonitic  micaschist  with  S-C  structure.  Coarse,

polycrystalline Ms fishes and small augens of Pl are embedded in fine-

grained Qtz-rich granoblastic matrix with a penetrative schistosity, con-

taining very fine-grained Bt flakes. Small idioblasts of St (single crys-

tals or crystal groups, 0.25–0.5 mm) are cut by shear plains. Euhedral

rims of Grt idioblasts (up to 0.8 mm) contain inclusions from the mylo-

nitic matrix.

Dorozsma-7/10:  Fine-grained,  strongly  foliated  mylonitic  micaschist

to  gneiss.  Porphyroclasts  of  Grt

1

,  Kfs  and  Pl  are  embedded  in  a  fine-

grained  matrix  composed  of  Ky+Bt+Qtz.  Grt

1

  shows  inclusions  of

coarse-grained Bt and Pl. Kfs forms up to one centimetre large crystals

with  recrystallization  at  the  crystal  edges.  The  second  Grt  generation

(Grt

2

) is rich in tiny inclusions, and forms rims around pre-existing Grt

1

and small idioblasts in Qtz-rich domains.

References

Árkai P. 1987: Contribution to the knowledge of the polymetamor-

phic basement of the Great Plain (Pannonian Basin, East Hun-

gary):  the  environment  of  the  Derecske  depression.  Fragm.

Mineral. Palaeont. 13, 7–20

Árkai P. 1991: Alpine regional metamorphism of the different tec-

tonic domains in the Hungarian part of the Pannonian Basin.

In: Baud A., Thélin P. & Stampfli G. (Eds.): Paleozoic geody-

namic  domains  and  their  Alpidic  evolution  in  the  Tethys.

IGCP No 276 Newsletter No 2, Mémoires de Géologie, Lau-

sanne  10, 5–13.

Árkai P., Bérczi-Makk A. & Balogh Kad. 2000: Alpine low-T pro-

grade  metamorphism  in  the  post-Variscan  basement  of  the

Great  Plain,  Tisza  Unit  (Pannonian  Basin,  Hungary).  Acta

Geol. Hung. 43, 1, 43–63.

Árkai P., Bérczi-Makk A. & Hajdu D. 1998: Alpine prograde and

retrograde metamorphism in an overthrusted part of the base-

ment,  Great  Plain,  Pannonian  Basin,  Eastern  Hungary.  Acta

background image

314                                                                   LELKES-FELVÁRI, FRANK and SCHUSTER

Geol. Hung., 41, 2, 179–210.

Árkai P., Nagy G. & Dobosi G. 1985: Polymetamorphic evolution

of  the  South-Hugarian  crystalline  basement,  Pannonian  basin:

geothermometric  and  geobarometric  data.  Acta  Geol.  Hung.

28, 165–190

Balintoni J. 1994: Structure of the Apuseni Mts. Romanian J. Tect.

Reg. Geol. 75, 2, 51–57.

Balogh Kad. & Pécskay Z. 2001: K/Ar and Ar/Ar geochronological

studies in the Pannonian-Carpathians-Dinarides (PANCARDI)

region. Acta Geol. Hung. 44, 2–3, 281–299.

Buda Gy. 1992: Tectonic settings of the Variscan granitoids occur-

ring in Hungary and some other surrounding areas. Terra Nova

Abstract Supplement 2, 10.

Buda Gy., Lovas G., Klötzli U.S. & Cousens B.L. 1999: Variscan

granitoids  of  the  Mórágy  Hills,  (South  Hungary).  Ber.  Dtsch.

Min. Gesell. 2, 21–34.

Burghele  A.  1987:  Propagation  of  error  and  choice  of  standard  in

the 

40

Ar/

39

Ar technique. Chem. Geol. 66, 17–19.

Csontos L. & Nagymarosy A. 1998: The Mid-Hungarian line: a zone

of repeated tectonic inversions. Tectonophysics 297, 51–71.

Dallmeyer R.D., Neubauer F., Pana D. & Fritz H. 1994: Variscan vs.

Alpine  tectonothermal  evolution  within  the  Apuseni  Moun-

tains, Romania: evidence from 

40

Ar/

39

Ar mineral ages. Rom. J.

Tectonics Reg. Geol. 75, 2, 65–76.

Dallmeyer R.D., Neubauer F., Handler N., Fritz H., Müller W., Panã

D. & Putiš M. 1996: Tectonothermal evolution of the internal

Alps  and  Carpathians:  Evidence  from 

40

Ar/

39

Ar  mineral  and

whole-rock data. Eclogae Geol. Helv. 89, 1, 203–227.

Dallmeyer  R.D.,  Panã  D.I.,  Neubauer  F.  &  Erdmer  P.  1999:  Tec-

tonothermal  evolution  of  the  Apuseni  Mountains,  Romania:

resolution  of  Variscan  versus  Alpine  events  with 

40

Ar/

39

  Ar

ages. J. Geol. 107, 329–352.

Dalrymple  G.B.,  Alexander  E.C.,  Lanphere  M.A.  &  Kraker  G.P.

1984:  Irradiation  of  samples  for 

40

Ar/

39

Ar  dating  using  the

Geological Survey TRIGA reactor. U. S. Geol. Surv. Prof. Pa-

pers 1176, 1–55.

Dimitrescu R. 1995: Contributii la corelarea unitãþilor de fundamen-

tale  Munþilor  Apuseni  ºi  Carpaþilor  Meridionali  cu  cele  din

depresiunea  pannonicã  ºi  de  peste  dunãre.  St.  Cerc.  Geologie

40, 133–139.

Frank W. 1987: Evolution of the Austroalpine elements in the Cre-

taceous.  In:  Flügel  H.W.  &  Faupl  P.  (Eds.):  Geodynamics  of

the Eastern Alps. Deuticke, Wien, 379–406.

Fülöp  J.  1994:  Geology  of  Hungary.  Palaeozoic  II.  Akad.  Kiadó,

Budapest, 1–445 (in Hungarian).

Géczy  B.  1973:  The  origin  of  Jurassic  faunal  provinces  and  the

Mediterranean  plate  tectonics.  Ann.  Univ.  Sci.  Budapest,  R.

Eötvös Nom. Sect. Geol. 16, 99–114.

Haas J., Kovács S., Krystyn L. & Lein R. 1995: Significance of Late

Permian-Triassic facies zones in terrane reconstructions in the

Alpine-North Pannonian domain. Tectonophysics 242, 19–40.

Haas J. (Ed.) 2001: Geology of Hungary. Eötvös University Press,

Budapest, 1–317.

Habler  G.  &  Thöni  M.  2000:  Preservation  of  Permo-Triassic  low-

pressure  assemblages  in  the  Cretaceous  high-pressure  meta-

morphic Saualpe crystalline basement (Eastern Alps, Austria).

J. Metamorph. Geol. 19, 679–697.

Hoinkes  G.,  Koller  F.,  Höck  V.,  Neubauer  F.,  Rantitsch  G.  &

Schuster R. 1999: Alpine metamorphism of the Eastern Alps.

Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt. 79, 155–181.

Horváth  P.  &  Árkai  P.  2002:  Pressure-temperature  path  of

metapelites  from  the  Algyõ-Ferencszállás  area,  SE  Hungary:

thermobarometric  constraints  from  coexisting  mineral  assem-

blages and garnet zoning. Acta Geol. Hung. 45, 1, 1–27.

Jámbor Á. 1998: Stratigraphy of the sedimentary Carboniferous for-

mations  of  the  Tisza  Unit.  In:  Bérczi  I.&  Jámbor  Á.  (Eds.):

Stratigraphy  of  Hungarian  Geological  Formations.  MOL-

MÁFI, Budapest, 173–185 (in Hungarian).

Klötzli U.S., Buda G. & Skiold T. (in print): The starting point for

the  Mesozoic  odyssey  of  the  Mecsek  Mountains  granitoids

(Mórágy  Unit,  Tisia  Terrane,  Southern  Hungary):  Constraints

for zircon typology, U/Pb geochronology and whole rock Sr–

Nd isotope systematics. Chem. Geol.

Kovács S., Haas J., Császár G., Szederkényi T., Buda Gy. & Nagy-

marosy A. 2000: Tectonostratigraphic terranes in the pre-Neo-

gene  basement  of  the  Hungarian  part  of  the  Pannonian  area.

Acta Geol. Hung. 43, 3, 225–328.

Kretz R. 1983: Symbols for rock-forming minerals. Amer. Mineral.

68, 277–279.

Krohe  A.  1987:  Kinematics  of  Cretaceous  nappe  tectonics  in  the

Austroalpine basement of the Koralpe region (Estern Austria).

Tectonophysics 136, 171–196.

Lelkes-Felvári Gy., Mazzoli C. & Visoná D. 1989: Contrasting min-

eral assemblages in polymetamorphic rocks from South Trans-

danubia (Hungary). Eur. J. Mineral. 1, 143–146.

Lelkes-Felvári Gy., Árkai P. & Sassi F.P. 1996: Main features of the

regional metamorphic events in Hungary: a review. Geol. Car-

pathica 47, 4, 257–270.

Lelkes-Felvári Gy., Frank W. & Schuster R. 2001: Basement evolu-

tion  of  the  Great  Hungarian  Plain:  Variscan,  Permo-Triassic

and Alpine metamorphism. In: Ádám A., Szarka L. & Szendrõi

J. (Eds.): Pancardi 2001, II. Abstracts PP8, Sopron.

Lelkes-Felvári Gy., Frank W. & Schuster R. 2002: Basement evolu-

tion  of  the  Great  Hungarian  Plain:  Variscan,  Permo-Triassic

and Alpine metamorphism. Földt. Közl. 132, 1, 125–127.

Majoros Gy. 1998: Permian sequences in the basement of the Great

Plain and Tokaj Mts. In: Bérczi I. & Jámbor Á. (Eds.): Stratig-

raphy  Hung.  Geol.  Formations.  MOL,  MÁFI,  Budapest,  217–

224 (in Hungarian).

Neubauer F. (Ed.) 1992: ALCAPA, Geological evolution of the in-

ternal Eastern Alps and Carpathians and of the Pannonian Ba-

sin. The Eastern Central Alps of Austria. ALCAPA Field Guide,

Graz, 1–245.

Pap S. 1990: Overthrust sequences in the middle part of the territory

east of the Tisza. Hung. Geol. Inst. Spec. Publ. 1–36 (in Hun-

garian, with English abstract).

Plašienka D., Janák M., Lupták B., Milovský R. & Frey M. 1999:

Kinematics and metamorphism of a Cretaceous core complex,

the  Veporic  Unit  of  the  western  Carpathians.  Phys.  Chem.

Earth 24, 651–658.

Samson S.D. & Alexander E.C. 1987: Calibration of the interlabora-

tory 

40

Ar/

39

Ar dating standard, Mmhb-1. Chem. Geol. 66, 27–34.

Schuster R., Scharbert S., Abart R. & Frank W. 2001: Permo-Trias-

sic  extension  and  related  HT/LP  metamorphism  in  the  Aus-

troalpine-Southalpine  realm.  Mitt.  Gesell.  Geol.  Bergbaustud.

Österr. 45, 111–141.

Soroiu M., Popescu G.H., Kasper U. & Dimitrescu R. 1969: Contri-

butions  preliminaires  à  la  geochronologie  des  massifs  cristal-

lins des Monts Apuseni. Analele Stiintifice Univ. “Al. I. Cuza”,

Iasi, Geol., XV, 25–33.

Stampfli  G.M.  &  Mosar  J.  1999:  The  making  and  becoming  of

Apulia. Mem. Sci. Geol. 51, 1, 141–154.

Szederkényi T. 1984: Crystalline basement of the Great Hungarian

Plain  and  its  geological  connections.  D.Sc.  Thesis,  Budapest

(in Hungarian).

Szederkényi T. 1996: Metamorphic formations and their correlation

in  the  Hungarian  part  of  the  Tisia  megaunit  (Tisia  megaunit

terrane). Acta Min. Petr. Szeged 37, 143–160.

Szepesházy K. 1978: Correlations of the metamorphic formations of

the  Great  Hungarian  Plain  and  the  Apuseni  Mts.  Magy.  Áll.

Földt. Int. Évi Jel. 1978, 173–184 (in Hungarian).

Tari G., Dövényi P., Dunkl I., Horváth F., Lenkey L., Stefanescu

background image

PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE GREAT HUNGARIAN PLAIN                                            315

M.,  Szafián  P.  &  Tóth  T.  1999:  Lithospheric  structure  of  the

Pannonian  basin  derived  from  seismic,  gravity  and  geothermal

data. In: Durand B., Jolivet L., Horváth F. & Séranne M. (Eds.):

The mediterranean basins: Tertiary extensions within the Alpine

orogen. Geol. Soc. London Spec. Publ. 156, 215–250.

Thöni M. 1999: A review of geochronological data from the Eastern

Alps. Schweiz. Min. Petr. Mitt. 79, 209–230.

Thöni M. & Jagoutz E. 1992: Some new aspects of dating eclogites

in  orogenic  belts:  Sm-Nd,  Rb-Sr  and  Pb-Pb  isotopic  results

from the Austroalpine Saualpe and Koralpe type locality (Car-

inthia/Styria,  SE  Austria).  Geochim.  Cosmochim.  Acta  56,

347–368.

Thöni M. & Miller Ch. (1996): Garnet Sm-Nd data from the Saualpe

and the Koralpe (Estern Alps, Austria): chronological and P-T

constraints on the thermal and tectonic history. J. Metamorph.

Geology 14, 453–466.

Tóth M.T. 1995: Retrograded eclogite in the crystalline basement

of Tisza unit, Hungary. Acta Mineral. Petr. Szeged XXXVI,

117–128.

Tóth  M.T.  1997:  Retrograded  eclogite  from  the  Kõrös  complex

(Eastern Hungary): records of a two-phase metamorphic evolu-

tion in the Tisia composite terrane. Acta Mineral. Petr. Szeged

XXXVIII, 51–64.

Tóth M.T., Schubert F. & Zachar J. 2000: Neogene exhumation of

the  Variscan  Szeghalom  dome,  Pannonian  Basin,  Hungary.

Geol. J. 35, 265–284.

Török K. 1990: New data on the geothermometry and geobarometry

of the Somogy-Dráva basin, SW Transdanubia, Hungary. Acta

Mineral. Petr. Szeged XXXI, 13–23.

Weissenbach  N.  1975:  Gesteinsinhalt  und  Seriengliederung  des

Hochkristallins  in  der  Saualpe.  Clausth.  Geol.  Abh.,  Sdb.  1,

61–114.