background image

GEOLOGICA  CARPATHICA,  JUNE  2006,  57,  3,  145—156

www.geologicacarpathica.sk

Gravity anomaly map of the CELEBRATION 2000 region

MIROSLAV  BIELIK

1,12*

,  KÁROLY  KLOSKA

2

,

 

BRUNO  MEURERS

3

,  JAN  ŠVANCARA

4

,

STANISŁAW  WYBRANIEC

5

  and  CELEBRATION  2000  Potential  Field  Working  Group:

TAMAS  FANCSIK

2

,  MAREK  GRAD

6

,  TOMÁŠ  GRAND

7

,  ALEKSANDER  GUTERCH

8

,

MARTIN  KATONA

1

,  CZESŁAW  KRÓLIKOWSKI

5

,

 

JÁN  MIKUŠKA

9

,

 

ROMAN  PAŠTEKA

1

,

ZDZISŁAW  PETECKI

5

,  OLGA  POLECHOŃSKA

5

,  DIETHARD  RUESS

10

,  VIKTÓRIA  SZALAIOVÁ

11

,

JÁN  ŠEFARA

12 

and  JOZEF  VOZÁR

13

1

Department of Applied and Environmental Geophysics, Faculty of Natural Sciences, Comenius University, Mlynská dolina G,

842 15 Bratislava, Slovak Republic;  

*

miroslav.bielik@fns.uniba.sk

2

Eötvös  Loránd  Geophysical  Institute  of  Hungary,  Kolumbusz  utca  17—23,  H-1145  Budapest,  Hungary

3

Department of Meteorology and Geophysics, University of Vienna, Althanstraße 14, A-1090 Wien, Austria UZA II

4

Institute of Physics of the Earth, Faculty of Natural Sciences, Masaryk University, Tvrdého 12, 602 00 Brno, Czech Republic

5

Polish Geological Institute, Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa, Poland

6

Institute of Geophysics, University of Warsaw, Pasteura 7, 02-093 Warsaw, Poland

7

KORAL Ltd., Sládkovičova 5, 052 01 Spišská Nová Ves, Slovak Republic

8

Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences, Ks. Janusza 64, 01-452 Warsaw, Poland

9

G-trend Ltd., Kolískova 1, 841 05 Bratislava, Slovak Republic

10

Federal Office of Metrology and Surveying, Schiffamtsgasse 1—3, A-1025 Wien, Austria

11

Geocomplex, Inc., Geologická 21, 822 07 Bratislava, Slovak Republic

12

Geophysical Institute, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 845 28 Bratislava, Slovak Republic

13

Geological Institute, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 840 05 Bratislava, Slovak Republic

(Manuscript received June 13, 2005; accepted in revised form October 6, 2005)

Abstract: The interpretation of the gravity field in the 2D and 3D space requires an accurate Bouguer gravity anomaly
map.  This  requirement  is  of  particular  importance,  when  different  techniques,  instrumentation  and  data  processing
methods have been used in different parts of the area of interest. This paper presents the Bouguer gravity anomaly map
of the CELEBRATION 2000 countries (Austria, Czech Republic, Hungary, Poland and Slovak Republic) and reports on
the calculation of Bouguer gravity data. The gravity map will serve as basis for 2D and 3D modeling of the gravity field
in  the  CELEBRATION  2000  region  (45

o

—54

o

  latitude  and  12

o

—24

o

  longitude).  To  avoid  truncation  problems  in  the

following quantitative interpretation, the map area consists of both the CELEBRATION 2000 countries and adjacent areas.
Due  to  different  average  station  density  of  gravity  measurements  in  the  countries  (Austria  –  1  station/9  km

2

,  Czech

Republic – 1 station/2.6 km

2

, Hungary – 4 stations/km

2

, Poland – 2.74 stations/km

2

 and Slovak Republic – 5 sta-

tions/km

2

) the gravity data were interpolated to grids by using different spacing and projection in each country. In the

entire  CELEBRATION  area  the  average  station  density  is  approximately  2.4  stations/km

2

  and  the  gravity  data  set

contains  more  than  1,620,000  measurement  points.  Additionally,  the  most  important  regional  gravity  anomaly
patterns of the map are presented with commentary.

Key words: East European Platform, Alps, Western Carpathians, Bohemian Massif, Pannonian Basin, Polish Basin,
Vienna Basin, Bouguer gravity anomaly map.

Introduction

Due  to  the  very  complex  structure  and  tectonic  evolution  of
the  continental  lithosphere  in  Central  Europe,  this  region
has  been  subject  to  numerous  geological  and  geophysical
field  experiments  already  in  the  past.  Recently,  the  most  im-
portant  investigation  is  the  CELEBRATION  2000  refrac-
tion  seismic  experiment  (Central  European  Lithospheric
Experiment  Based  on  RefrAcTION  2000).  This  interna-
tional  project  involves  28  institutions  from  Europe  and
North  America  (Guterch  2003a,b).  The  huge  dataset  result-
ing  from  this  experiment  is  based  on  a  network  of  seismic
profiles  with  a  total  length  of  8900 km  (Fig. 1)  and  will  pro-
vide  a  3D  velocity  image  of  the  Central  European  crust.  The
network  covers  the  Trans-European  Suture  Zone  (TESZ),

the  southwest  part  of  the  East  European  Craton,  the
Carpathian  Mountains,  the  Pannonian  Basin  and  the  Bohe-
mian  Massif  (Fig. 2).  It  has  recently  been  followed  by  the
projects  ALPS  2002,  SUDETES  2003  and  the  BOHEMIA
teleseismic  experiment.

The  main  goal  of  the  CELEBRATION  2000  seismic  ex-

periment  is  to  broaden  the  knowledge  of  deep-seated
structures  and  of  the  geodynamics  of  the  complex  conti-
nental  lithosphere  and  to  study  the  relationships  between
the  main  tectonic  units  of  Central  Europe.  For  achieving
the  project  goals  it  is  necessary  to  integrate  the  seismic  re-
fraction  data  and  their  interpretation  with  the  data  of  other
geophysical  fields  too.  In  consequence  the  potential  field
working  group  has  been  formed.  This  group  consists  of
representatives  from  all  five  countries:  Austria,  Czech  Re-

background image

146

BIELIK and CELEBRATION 2000 Working Group

Fig. 1.  Location  of  the  profiles  of  the  CELEBRATION  2000  experiment  (modified  after  Guterch  et  al.  2003b).  The  red,  pink,  blue,
black, orange and grey coloured circles show shot points. Yellow lines are high density recording profiles, the other lines are low densi-
ty  recording  profiles.

background image

147

GRAVITY ANOMALY MAP OF THE CELEBRATION 2000 REGION

public,  Hungary,  Poland  and  Slovak  Republic.  The  main
goal  of  this  working  group  is  the  joint  interpretation  of
potential  field  data  (gravity,  magnetic  field  and  geother-
mal  field)  using  CELEBRATION  2000  project  seismic
refraction  results  as  a  base.  The  area  of  the  CELEBRA-
TION  2000  project  is  outlined  by  45

o

—54

o

 N  latitude  and

12

o

—24

o

 E  longitude.

The  interpretation  of  the  gravity  field  in  the  2D  and  3D

space  requires  a  unified  Bouguer  gravity  anomaly  map
of  high  quality  and  accuracy.  This  is  particularly  impor-
tant  because  different  techniques,  instrumentation  and
data  processing  methods  have  been  used  in  different
parts  of  the  area  of  interest.  Therefore,  at  the  beginning
the  main  task  of  the  potential  field  working  group  of
CELEBRATION  2000  was  the  compilation  of  a  common
Bouguer  gravity  anomaly  map.  This  paper  deals  with  this
problem,  which  relates  to  the  calculation  of  Bouguer  grav-
ity  anomaly  in  the  CELEBRATON  2000  countries.  Addi-
tionally,  we  present  the  regional  gravity  anomaly  patterns
of  this  map  that  will  serve  as  a  basis  for  2D  and  3D  model-
ing  of  the  gravity  field  in  the  CELEBRATION  2000  region.

Calculation of Bouguer gravity anomaly

The  history  of  gravity  measurements  is  quite  different  in

each  country  contributing  to  CELEBRATION  2000.  Field
measurement,  processing  and  calculation  of  the  Bouguer
gravity  anomaly  have  own  particularities  in  each  country
and  changed  in  the  course  of  time.  The  resolution  and  ac-
curacy  of  gravity  data  in  each  country  depends  on  the
type  of  gravimeters,  processing  methods  and  roughness  of
topography.  Therefore,  the  data  processing  scheme  for  cal-
culating  the  Bouguer  gravity  anomaly  will  be  described
for  each  country  separately.

Austria

The  gravity  data  from  Austria  have  been  acquired  dur-

ing  the  past  40  years.  At  the  early  beginning  gravity  sta-
tions  were  installed  mainly  along  leveling  lines  due  to
limited  accessibility  and  the  scarcity  of  geodetic  stations
in  rugged  mountainous  terrain.  Senftl  (1965)  published
the  first  Bouguer  gravity  map  of  Austria  based  on  this  in-

Fig. 2. Schematic tectonic map of the CELEBRATION 2000 region (after Guterch et al. 2003a).

background image

148

BIELIK and CELEBRATION 2000 Working Group

formation.  Consequently  stations  were  predominantly
situated  within  regions  of  very  local  anomalies  due  to  the
gravity  effect  of  sedimentary  valley  fillings,  for  example.
In  order  to  get  more  detailed  information  about  the  struc-
ture  of  the  Alpine  crust  a  few  cross-sections  were  surveyed
30  years  ago  along  N-S  directed  profiles  (Ehrismann  et  al.
1969,  1973,  1976;  Götze  et  al.  1978).  However,  interpo-
lated  gravity  values  do  not  reproduce  correctly  important
features  of  the  Bouguer  gravity.  Interpolation  errors  of  up
to  10  mGal  (100  µms

—2

)  can  occur  in  the  Bouguer  gravity

anomaly  pattern  when  stations  are  arranged  along  profiles
exclusively  (e.g.  Steinhauser  et  al.  1990).  Therefore  grav-
ity  stations  have  to  be  distributed  regularly  with  a  lot  of
stations  even  high  up  mountain  flanks  and  tops  which  ne-
cessitates  remarkable  changes  in  measuring  techniques
and  reduction  procedures.  The  first  areal  investigation  was
done  during  the  seventies  on  the  so-called  Gravimetric  Al-
pine  Traverse  (Meurers  et  al.  1987)  and  by  the  gravimetric
research  group  of  the  Technical  University  of  Clausthal
(Germany)  (e.g.  Götze  et  al.  1979;  Schmidt  1985)  in  the
adjoining  central  part  of  the  Eastern  Alps.  The  most  west-
ern  part  of  Austria  was  investigated  by  the  Mining  Univer-
sity  of  Leoben  (Posch  &  Walach  1989).  The  Calcareous
Alps  are  mainly  covered  by  industrial  data  (Zych  1988).  A
selection  of  this  data  set  meanwhile  has  been  contributed
for  scientific  purposes  by  the  Austrian  Oil  Company.  Nev-
ertheless,  some  gaps  still  remained  especially  along  the
crest  of  the  Eastern  Alps.  Therefore  additional  gravity  in-
vestigations  in  the  central  Alps  area  of  Tyrol  have  been
performed  since  1990  in  cooperation  between  the  Institute
of  Meteorology  and  Geophysics  (University  of  Vienna),
the  Central  Institute  for  Meteorology  and  Geodynamics
(Vienna)  and  the  Department  of  Physical  Geodesy  of  Tech-
nical  University  in  Graz.  These  supplementary  measure-
ments  were  performed  by  applying  GPS  techniques  and
helicopter  transportation  in  otherwise  in-accessible  moun-
tainous  regions.  Presently  in  most  areas  of  Austria  the  maxi-
mum  station  interval  is  about  3 km  or  less  resulting  in  an
average  station  density  of  1  station/9 km

2

  or  higher.

The  data  set  available  in  Austria  is  quite  inhomoge-

neous  as  it  consists  of  contributions  from  different  institu-
tions  and  agencies  acquired  over  a  period  of  four  decades.
Therefore  reprocessing  was  required  to  obtain  high  quality
gravity  maps.  This  concerns  especially  the  basic  equations
and  the  geodetic  reference  system  used  for  calculating  the
Bouguer  gravity  but  also  the  mass  correction  procedures.
Thus  the  Bouguer  gravity  anomaly  was  re-calculated  us-
ing  the  following  common  assumptions  (Meurers  1992):

  Geodetic  Reference  System  1980  (Moritz  1984).
  Absolute  gravity  datum  (Ruess  1988).
  Closed  expression  for  the  gravity  of  the  normal  ellipsoid.
  Height  correction  by  a  Taylor  series  expansion  of

normal  gravity  up  to  2

nd 

order  in  geometric  flatten-

ing  and  height  (Wenzel  1985).

  Atmospheric  correction  (Wenzel  1985).
  Spherical  mass  correction  up  to  167 km  radius  (Hayford

zone  O

2

)  assuming  a  constant  density  of  2670 kg/m

3

.

This  value  is  close  to  the  mean  density  of  the  surface
rocks  in  Austria.

 All  calculations  are  based  on  an  orthometric  height

system  referred  to  the  Adriatic  sea  level.

A  new  digital  terrain  model  developed  at  the  Federal  Of-

fice  of  Surveying  of  Austria  (BEV)  covers  the  entire  Aus-
trian  territory  with  a  resolution  of  50 m  even  in  rugged
topography.  It  enables  us  to  introduce  more  exact  and
more  economic  procedures  for  calculating  high  precise
mass  corrections  (Meurers  et  al.  2001).  In  the  distant  zones
( > 1 km)  the  topographic  mass  is  presented  by  flat-topped
rectangular  prisms  while  in  the  station  vicinity  the  topog-
raphy  is  approximated  by  arbitrary  polyhedral  surfaces
that  define  the  upper  boundary  of  homogeneous  prisms
extending  down  to  the  reference  level.  The  corresponding
gravity  effect  at  the  stations  is  calculated  by  applying
Gauss’  theorem  in  3D  and  2D  in  order  to  transform  the  vol-
ume  integrals  into  line  integrals  along  the  polygonal
edges.  The  line  integrals  are  evaluated  analytically  (Götze
&  Lahmeyer  1988).

Czech  Republic

In  the  territory  of  the  Czech  Republic  there  are  two

gravity  data  sets.  The  1 : 200,000  data  set  consists  of
30,400  gravity  stations  of  the  regional  coverage  and  the
1 : 25,000  data  set  comprises  more  than  280,000  gravity
stations  of  the  current  detailed  gravity  mapping.  For  the
construction  of  the  Bouguer  gravity  map  of  Central  Eu-
rope  we  have  decided  to  release  the  1 : 200,000  gravity
data  set  with  an  average  density  of  one  station  per
2.6 km

2

.  The  gravity  station  network  was  tied  to  the  local

Gravity  System  S-Gr57  used  in  the  territory  of  former
Czechoslovakia.    The  mean  error  of  the  gravity  differences
was  less  than  0.5 mGal  (Švancara  2004).  Elevation  mea-
surements  are  based  on  the  Baltic  system  B46.  Later  on
the  1 : 200,000  data  set  was  transformed  to  the  improved
Gravity  system  S-Gr64  using  the  following  formula:

g

S—Gr64

= g

S—Gr57

—1.08—0.0021 (g

S—Gr57

—981,002.72)

[mGal],

where  g

S—Gr57

  and  g

S—Gr64

  are  the  observed  gravity  tied

to  the  Gravity  system  S-Gr57  and  S-Gr64  respectively.

To  adjust  the  gravity  data  to  the  International  Gravity

Standardization  Network  (IGSN71)  we  performed  the  fol-
lowing  transformation:

g

IGSN71

= g

S—Gr64

—13.8  [mGal],

where  g

IGSN71

  is  the  observed  gravity  tied  to  the  IGSN71

and  —13.8 mGal  comprise  the  correction  of  the  Potsdam
gravity  system  (—14 mGal)  and  a  minor  adjustment
( + 0.2 mGal)  of  the  Gravity  system  S - Gr64.

The  Bouguer  gravity  anomaly  was  calculated  using  the

WGS84  ellipsoidal  normal  gravity  formula.  The  Bouguer
gravity  anomaly,  the  terrain  correction  and  the  Bullard  term
were  calculated  for  the  reduction  density  of  2670 kg/m

3

.

The  terrain  correction  was  calculated  for  Hayford  zones
A—O

2

  that  is  up  to  the  distance  of  166.735 km  from  the

gravity  station.  The  same  distance  was  used  as  the  outer

background image

149

GRAVITY ANOMALY MAP OF THE CELEBRATION 2000 REGION

radius  of  a  spherical  cap  replacing  the  infinite  Bouguer
gravity  slab  by  calculating  the  Earth  curvature  correction.

Hungary

In  the  Eötvös  Loránd  Geophysical  Institute  of  Hungary

(ELGI)  the  gravity  measurements  began  in  1919,  when  it
was  founded.  It  means,  that  the  gravity  dataset  of  Hungary
has  been  acquired  during  the  past  85  years.

Between  1930  and  1945  oil  exploration  companies

(EUROGASCO,  Wintershall  AG.)  carried  out  gravity  mea-
surements  in  the  country  (Bérczi  &  Jámbor  1998).  Since
1968  the  Hungarian  oil  industry  has  carried  out  a  lot  of
new  gravity  measurements.  Gravity  measurements  of  ELGI
were  located  generally  along  the  roads  or  for  local  explo-
ration  in  local  square  grids  with  500 m  spacing  each,
while  oil  industry  measurements  were  always  established
in  square  grids  of  500 m  spacing.

Nowadays  ELGI  stores  all  observed  gravity  data  in  Hun-

gary.  The  Hungarian  gravity  data  set  contains  more  than
382,000  measurement  points.  Thus  the  density  of  gravity
data  is  more  than  4  stations/km

2

  on  average,  but  it  varies

within  the  territory.

The  elementary  data  of  gravity  measurements  (identifi-

cation,  coordinates,  height,  g  value,  and  so  on)  are  stored
in  the  gravity  database,  therefore  we  can  easily  draw  up
different  maps  (e.g.  Bouguer  anomaly,  Faye  anomaly)
from  these  data  with  different  processing  and  parameters
(density  for  reduction,  different  formulas  for  normal  grav-
ity,  system  of  coordinates,  and  datum  of  height).

In  this  study  the  Bouguer  gravity  anomaly  and  terrain

correction  were  calculated  for  the  reduction  density  of
2670 kg/m

3

,  and  the  terrain  correction  was  calculated  up

to  a  distance  of  22.5 km  from  the  gravity  station.  The
Bouguer  gravity  anomaly  was  calculated  using  the
WGS84  ellipsoidal  normal  gravity  formula.  The  grid  of
digitalization  was  2 2 km.

Poland

The  basic  gravity  land  data  result  from  detailed  gravity

surveys  (at  the  scale  of  1 : 50,000)  executed  between  1957
and  1989.  About  900,000  gravity  stations  have  been  oc-
cupied  with  an  average  density  of  2.74  stations/km

2

.  The

gravity  data  were  measured  in  the  Potsdam  gravity  system
and  using  the  geodetic  Borowa  Góra  local  Transverse
Mercator  (Gauss-Krüger)  system  and  Bessel  ellipsoid.
They  have  been  transformed  into  the  IGSN71  gravity  sys-
tem  and  the  GRS  80  geodetic  reference  system  respec-
tively  by  using  the  Krassovski  ellipsoid  and  the  42
Gauss-Krüger  projection.  The  Bouguer  gravity  correction
for  the  data  used  in  the  map  is  2670 kg/m

3

  (Królikowski  &

Petecki  1995).

Slovak  Republic

The  territory  of  Slovakia  is  covered  by  gravity  measure-

ments  with  a  density  of  4—6  stations/km

2

.  The  measure-

ments  in  a  scale  1 : 25,000  began  in  1956  and  were

finished  in  1992.  In  2001  a  new  gravity  database  was  cre-
ated  (Grand  et  al.  2001).  This  new  database  includes  about
240,000  stations  of  the  regional  gravity  mapping.

All  existing  data  from  Slovakia  have  been  recalculated

and  uniformed  with  standards  used  in  most  of  European
countries.  Previous  archive  gravity  measurements  have  re-
ferred  to  the  Potsdam  system.  Presently,  all  gravity  data
are  referred  to  the  IGSN71  system.  The  transformation  of
the  gravity  data  into  IGSN71  was  performed  in  the  same
way  as  in  Czech  Republic.

The  Bouguer  gravity  anomaly  has  been  calculated  by

using:

  WGS84  ellipsoidal  normal  gravity  formula  on  the  ba-

sis  of  Somigliana’s  formula  (Torge  1989).

  Height  correction  by  a  Taylor  series  expansion  of  nor-

mal  gravity  up  to  2

nd

  order  in  geometric  flattening

and  height  (Wenzel  1985).

  Spherical  Bouguer  gravity  slab  with  radius  of

166.7 km.

In  the  framework  of  a  compilation  of  the  new  gravity

measurement  database  the  Cassinis-Dore-Ballarin  formula
(Cassinis  et  al.  1930)  has  been  applied.

The  terrain  correction  with  a  radius  of  166.7 km  is  based

on  the  T

1

,  T

2

,  T

3i

  and  T

3o 

digital  elevation  models  (DEM)

for  different  distances  from  the  station.  T

and  T

use  a  pla-

nar  DEM,  T

3i

  and  T

3o

  use  spherical  DEMs  related  to  the

WGS84  ellipsoid.

Atmospheric  correction  was  applied  according  to

Wenzel  (1985).

Data  integration

The  Bouguer  gravity  anomaly  map  of  the  CELEBRA-

TION  2000  region  (Fig. 3)  was  prepared  using  nine  gravity
data  sets,  which  can  be  divided  into  two  different  groups.
The  first  one  is  represented  by  regularly  distributed  data
(grids)  from  CELEBRATION  2000  countries:

1. Austria – 1 1 km  grid  of  Bouguer  anomaly  data,  co-

ordinates  in  Gauss-Krueger  projection.

2. Czech  Republic – 2.5 2.5 km  grid  of  Bouguer  anoma-

ly  data,  co-ordinates  in  Gauss-Krueger  projection.

3. Hungary – 2 2 km  grid  of  Bouguer  anomaly  data,

co-ordinates  in  Gauss-Krueger  projection.

4.  Poland – 1 1 km  grid  of  Bouguer  anomaly  data,

co-ordinates  in  Transverse  Mercator  projection  with
the  central  point  at  19° E  and  52° N  corresponding
to  the  co-ordinates  —500 km  (Easting)  and  —350 km
(Northing).

5. Slovakia – 1 1 km  grid  of  Bouguer  anomaly  data,

co-ordinates  in  Gauss-Krueger  projection.

The  second  group  consists  of  regional  data  of  the  whole

area  of  interest:

6. A  regional  grid  (0.5° 0.5°)  of  free-air  anomaly  pre-

pared  for  calculating  the  EGM96  geopotential  model
(Lemoine  et  al.  1997).

7. A  data  set  with  irregular  spacing  compiled  during

the  European  Geotraverse  (EGT)  Project.  Partly
original  data,  partly  from  digitized  analogue  gravity

background image

150

BIELIK and CELEBRATION 2000 Working Group

maps:  Bouguer  anomaly  data  with  geographical  co-
ordinates  on  CD-ROM  attached  to  the  EGT  final
publication  (Klingele  et  al.  1992).

8. A  data  set  of  world  gravity  data  with  irregular  spacing

compiled  by  Bureau  Gravimetrique  International
(land  data  and  sea  data)  (Bureau  Gravimétrique  Inter-
national  1996):  Bouguer  and  free-air  anomaly  data
with  geographical  co-ordinates.

9. A  2’ 2’  data  set  of  free-air  anomaly  sea  data  with

regular  spacing  obtained  using  satellite  altimetry,  the
latest  (11.2,  2004)  version  (Sandwell  &  Smith  1997,
//topex.ucsd.edu /pub/ global_grav_2min/ ).

The  Transverse  Mercator  projection  was  chosen  for  the

main  map  using  19°  E  as  the  central  meridian  and  52° N  as
the  central  parallel,  with  the  same  central  point  as  used  for
Poland.

Every  data  set  from  the  CELEBRATION  countries  has

been  transformed  from  Cartesian  to  geographical  co-ordi-
nates  and  afterwards  to  the  co-ordinates  of  the  Transverse
Mercator  projection.  Finally  a  1 1 km  grid  covering  all
CELEBRATION  countries  has  been  interpolated.

Regional  gravity  data  (items  6—9)  given  in  geographical

co-ordinates  have  been  transformed  directly  to  Transverse
Mercator  projection.  They  have  been  used  for  extending

Fig. 3. Bouguer gravity anomaly map of the CELEBRATION 2000 region. Austria: CMB – crust-mantle boundary gravity low, GI – granitic
intrusion gravity low, MR – metamorphic rocks density high (or VSZ – Vitis Shear Zone), MOL – Molasse gravity low, VB – Vienna
Basin  gravity  low,  IN  –  Inn  gravity  low,  SV  –  Salzach  gravity  low,  DV  –  Drau  gravity  low.  Czech  Republic:  KKZ  –  Krušné  hory
(Erzgebirge)—Krkonoše  Zone,  KVP  –  Karlovy  Vary  pluton,  BBZ  –  Barrandian-Broumov  Zone,  TBS  –  Teplá-Barrandian  sub-region,
LBS –  Labe  (Elbe)-Broumov  sub-region,  CBS  –  Central  Bohemian  Suture,  MKZ  –  Moldanubian-Kłodzko  Zone,  MS  –  Moldanubian
sub-region, OKS – Orlice-Kłodzko sub-region, ŽHS – Železné hory sub-region, MSZ – Moravo-Silesian Zone, MOS – Moravian sub-
region, SS – Silesian sub-region, PMZ – Přibyslav Mylonite Zone. Hungary: MHL – Mid-Hungarian Line, DRB – Danube-Rába Ba-
sin, ZB – Zala Basin, DB – Dráva Basin, EAU – Eastern Alpine units, TDCR – Transdanubian Central Range, NCR – North Central
Range, ARM – Aggtelek-Rudabánya Mountains, DTI – Danube-Tisza Interfluve, BB – Békés Basin, MT – Makó Trough, NR – Nyír
region, MM – Mecsek Mountains. Poland: SBH – Southern Baltic High, MMH – Mazury-Mazovia High, POH – Podlasie High,
PL – Pomeranian Low, KL  – Kujawy Low, POL – Podlasie Low, LL –  Lublin Low, PH – Pomeranian High, KH – Kujawy High,
MH – Małopolska High, SZL – Szczecin Low, MGL – Mogilno Low, MIEL – Miechów Low, LSH – Lower Silesian High, SUH – Su-
detes  High,  SUL  –  Sudetes  Low,  OL  –  Opole  Low,  USH  –  Upper  Silesian  High.  Slovak  Republic:  OWCGL  –  Outer  Western  Car-
pathian  gravity  low,  IWCGL  –  Inner  Western  Carpathian  gravity  low,  DVGH  –  Danube-Váh  gravity  high,  SSGH  –  South  Slovak
gravity high, ESGH – East Slovak gravity high.

background image

151

GRAVITY ANOMALY MAP OF THE CELEBRATION 2000 REGION

the  1 1 km  grid  to  an  area  covering  Central  Europe.  Both
the  regional  grid  covering  the  whole  area  and  that  of  the
CELEBRATION  countries  have  been  merged  together  to
form  one  common  grid,  the  latter  having  priority.

The  original  gravity  data  from  the  CELEBRATION

countries  have  been  used  without  any  corrections,  and
they  fit  together  very  well.  Differences  along  the  state  bor-
ders  can  be  seen  only  in  some  places.

The  following  open-source  software  was  used  during

map  preparation:

1. for  data  processing  –  potential-field  software  elabo-

rated  by  the  U.S.  Geological  Survey  (USGS)  (Cordell
et  al.  1992);

2. for  topography  background  and  projection  manipula-

tion  –  Generic  Mapping  Tools  (GMT)  (Wessel  &
Smith  1998).

The  map  image  was  obtained  using  one  of  co-author’s

(SW)  software  based  on  the  USGS  potential  field  package
(Cordell  et  al.  1992;  Wybraniec  1999).

Regional gravity anomaly patterns

Austria

The  regional  anomaly  pattern  (Fig. 3)  reflects  the  crust-

mantle  boundary  (CMB)  beneath  the  Eastern  Alps  increas-
ing  to  a  depth  of  more  than  50  km  towards  the  main  crest
of  the  Alps  where  the  Bouguer  gravity  exhibits  its  mini-
mum  (< —180 mGal).  Within  the  Variscan  Orogene  in
Northern  Austria  the  gravity  reflects  the  low  density  of  the
granitic  intrusions  (GI)  near  Freistadt  in  contrast  to  a  zone
of  high  density  metamorphic  rocks  (MR)  following  to  the
East.  Well  pronounced  anomaly  features  include  those
caused  by  the  Molasse  (MOL)  and  Vienna  Basin  (VB),  as
well  as  local  negative  anomalies  that  image  the  sedimen-
tary  fillings  of  large  Alpine  valleys  like  the  Inn  (IN),
Salzach (SV) and Drau (DV) valleys.

Czech  Republic

The  gravity  field  of  the  Czech  Republic  is  divided  into

several  sub-parallel  belts  with  predominantly  NE—SW  ori-
entation.  For  the  description  of  the  gravity  field  we  use  the
scheme  described  by  Ibrmajer  &  Suk  (1989),  which  in  some
cases  does  not  correspond  to  the  regional  geological  subdi-
vision  of  the  Bohemian  Massif.  The  Northern  and  NW  part
of  territory  of  the  Czech  Republic  belongs  to  the  negative
gravity  zone  Krušné  hory  (Erzgebirge)—Krkonoše  (KKZ).
The  main  upper  crustal  sources  of  the  negative  gravity
anomalies  of  this  zone  are  huge  bodies  of  light  granitoids.
The  most  pronounced  gravity  low  is  caused  by  the  Karlovy
Vary  pluton  (KVP),  whose  maximum  thickness  approaches
half  of  the  Earth’s  crust  thickness  in  this  region.

The  middle  part  of  the  Bohemian  Massif  characterized

by  positively  disturbed  gravity  field  is  called  Barrandian-
Broumov  Zone  (BBZ).  The  gravity  maxima  of  the  Teplá-
Barrandian  sub-region  (TBS)  are  lined  up  into  three
parallel  belts  of  the  NE—SW  trend.  Proterozoic  spilite  belts

with  accumulations  of  basic  volcanites  and  other  mafic
rocks  are  the  sources  of  these  anomalies.  The  NE  part  of
the  Barrandian-Broumov  Zone,  the  Labe  (Elbe)-Broumov
sub-region  (LBS),  is  characterized  by  anomalies  turning
towards  the  W-E  direction.  Several  positive  gravity
anomalies  of  this  sub-region  are  interpreted  as  a  manifes-
tation  of  basic  volcanites.

The  Central  Bohemian  Suture  (CBS)  is  an  important  tec-

tonic  line  separating  the  positively  disturbed  gravity  field
of  the  Teplá-Barrandian  Zone  from  the  negative  gravity
field  of  the  Moldanubian-Kłodzko  Zone  (MKZ).  Negative
gravity  anomalies  of  the  Moldanubian  sub-region  (MS)
are  mainly  caused  by  huge  bodies  of  light  granitoids  of
the  Central  Bohemian  and  the  Moldanubian  plutons.  The
negatively  disturbed  gravity  field  of  the  Moldanubian  sub-
region  continues  towards  the  NE,  to  the  Orlice-Kłodzko
sub-region  (OKS)  whilst  interrupted  by  the  positive
anomaly  of  the  Železné  hory  sub-region  (ŽHS).  The  main
sources  of  the  negative  gravity  field  of  the  Orlice-Kłodzko
sub-region  are  bodies  of  light  orthogneises  and  granitoids.

The  positively  disturbed  gravity  field  of  the  eastern  part

of  the  Czech  Republic,  which  is  called  the  Moravo-
Silesian  Zone  (MSZ),  is  separated  by  the  Upper  Morava
depression  into  the  Moravian  sub-region  (MOS)  to  the
south  and  the  Silesian  sub-region  (SS)  to  the  NE.  A  pro-
nounced  gravity  gradient  accompanying  the  contact  of
the  negatively  disturbed  Moldanubian  sub-region  and  the
positively  disturbed  Moravian  sub-region  delineates  a
deep  fault  zone  called  the  Přibyslav  Mylonite  Zone
(PMZ).  The  southern  prolongation  of  this  tectonic  line  is
known as Vitis  Shear  Zone (VSZ), in Austria as the zone of
metamorphic  rocks  (MR).  The  upper  crustal  sources  of  the
positive  gravity  anomalies  in  the  Moravian  sub-region  are
huge  basic  and  ultra  basic  bodies.  The  positive  gravity
field  of  the  Silesian  region  is  attributed  to  heavier  Devo-
nian  and  Lower  Carboniferous  rocks.  Several  local  gravity
anomalies  are  caused  by  basic  Devonian  volcanites.

The  easternmost  part  of  the  territory  of  the  Czech  Re-

public  is  characterized  by  the  negatively  disturbed  gravity
field  of  the  Western  Carpathians.

Hungary

Most  of  Hungarian  territory  (77 %)  is  covered  by  young

sediments.  The  rest  is  formed  by  the  Paleozoic  and  Meso-
zoic  basement.  Smooth  anomalies  with  low  gradients  char-
acterize  the  deep  sub-basin  areas  of  the  Pannonian  Basin.
On  the  contrary,  the  parts  where  the  basement  outcrops  are
indicated  by  anomalies  which  are  more  pronounced  and
have  high  gradients.

The  most  characteristic  features  are  elongated  anomalies

striking  NE-SW.  Among  them  the  Mid-Hungarian  is  the
most  typical  one.  The  Mid-Hungarian  Line  (MHL)  is  a
structural  line  belonging  to  the  Zagreb—Kulcs—Hornád  line.
These  anomalies  are  due  to  the  topography  and  structure
of  the  pre-Tertiary  basement  (Fülöp  &  Dank  1987).  Note
that  the  highest  anomaly  values  are  not  observed  over  the
highest  density  basement  (built  by  dolomite  and  crystal-
line  limestone).  The  difference  between  the  anomalies  of

background image

152

BIELIK and CELEBRATION 2000 Working Group

the  deep  sub-basins  are  about  25—30 mGal.  In  the  SE  part
of  the  country  they  are  characterized  by  higher  gravity
values  (e.g.  the  Békés  Basin,  the  Makó  Trough)  and  those
in  the  W  and  NW  parts  by  lower  gravity  values  (e.g.  the
Zala  Basin).  This  phenomenon  could  result  from  high  den-
sity  crustal  sources,  which  are  in  a  higher  position  com-
pared  to  other  places  (Szabó  &  Páncsics  1999).

Several  regional  anomalies  can  be  observed  in  the  grav-

ity  field  of  Hungary:  the  Danube-Rába  Basin  (DRB),  the
Zala  Basin  (ZB)  and  the  Dráva  Basin  (DB)  are  lowlands
characterized  by  sedimentary  filling  of  several  km  (Kilényi
&  Šefara  1989).

Alpine  Paleozoic  rocks  are  the  source  of  the  gravity

anomalies  of  the  Eastern  Alpine  units  (EAU)  in  Hungary.
The  Transdanubian  Central  Range  (TDCR)  is  due  to  Me-
sozoic  rocks  (mainly  Carbonates)  on  the  surface.  The
North  Central  Range  (NCR)  is  caused  by  Paleozoic  and
Mesozoic  rocks  (Fülöp  &  Dank  1987).  The  gravity  zone  of
the  Aggtelek-Rudabánya  Mountains  (ARM)  images  the
outcrop  of  the  Mesozoic  rocks.  The  Danube-Tisza  Inter-
fluve  (DTI)  is  a  result  of  young  sediments  and  Paleozoic
and  Mesozoic  rocks  in  the  basement.  The  Békés  Basin
(BB)  and  the  Makó  Trough  (MT)  are  one  of  the  thickest
sub-basins  within  the  Pannonian  Basin.  In  spite  of  the
large  thickness,  their  gravity  fields  are  characterized  by
positive  values.  It  indicates  that  they  are  influenced  by
deeply  seated  structures  of  the  crust  and  the  lower  lithos-
phere.  The  Trans-Tisza  anomaly  is  due  to  the  superposition
of  effects  of  Neogene  sediments,  Flysch  Belt,  Paleozoic  and
Mesozoic  rocks  in  the  basement.  The  Nyír  region  (NR)
anomaly  is  due  to  thick  Neogene  volcanic  rocks  and  sedi-
ments  covering  the  basement.  The  outcrop  of  Paleozoic
and  Mesozoic  rocks  is  reflected  in  the  gravity  anomaly
zone  of  the  Mecsek  Mountains  (MM).

Poland

The  anomaly  pattern  is  closely  related  to  the  geological

structure  of  the  country.  The  North-Eastern  part  of  Poland
belongs  to  the  East  European  Craton  (EEC)  also  called
Baltica.  Different  terranes  docked  to  the  EEC  during  the
Phanerozoic  (Avalonia,  Armorica,  Bohemia  and  Bruno-
Silesia)  form  the  rest  of  the  country.  The  North-Western
and  central  parts  are  occupied  by  the  Polish  Basin  which
is  a  part  of  the  big  sedimentary  basin  extending  from  the
North  Sea  over  Denmark  and  Germany  to  Poland.  The
Western  Carpathians  Mts  are  located  in  the  south.  They
are  part  of  the  Alpine  Orogene.

The  EEC  anomaly  can  be  separated  into  the  Southern

Baltic  High  (SBH),  the  Mazury-Mazovia  High  (MMH)  and
the  Podlasie  High  (POH).  The  SBH  has  a  rectangular  shape
and  extends  from  southern  Sweden  to  the  Polish  Baltic
coast.  Bornholm  is  evidently  part  of  this  block.  This  grav-
ity  high  is  probably  connected  with  thinner  crust  (Dèzes  &
Ziegler  2001).  The  MMH  unit  shows  a  mosaic  anomaly
pattern  and  is  connected  with  sources  of  different  density
and  origin.  In  the  northern  part  two  distinct  negative
anomalies  originate  from  Proterozoic  anorthosite  massifs:
the  Kętrzyn  Anorthosite  Massif  (in  the  west)  and  the

Suwałki  Anorthosite  Massif  (near  the  Lithuanian  border).
Other  negative  anomalies  are  caused  by  syenite  massifs.
Positive  anomalies  are  connected  with  the  high  density  of
mafic  rocks.  The  most  prominent  one  is  the  Pisz  anomaly
(Pisz  gabro-syenite  massif).  The  POH  anomaly  is  due  to
the  Proterozoic  Podlasie  Metamorphic  Belt  composed  of
gneisses,  enderbites,  migmatites  and  amphibolites.

The  middle  of  the  country  is  built  up  by  a  collision

zone  called  the  Tornquist-Teisseyre  Zone,  which  is  a  part
of  the  Trans-European  Suture  Zone.  This  mega-unit  in-
cludes  the  following  gravity  subdivisions  from  the  North-
West  to  South-East  and  South:  the  Pomeranian  Low  (PL),
the  Kujawy  Low  (KL),  the  Podlasie  Low  (POL)  and  the
Lublin  Low  (LL),  the  Pomeranian  High  (PH),  the  Kujawy
High  (KH),  the  Małopolska  High  (MH),  the  Szczecin  Low
(SZL),  the  Mogilno  Low  (MGL)  and  the  Miechów  Low
(MIEL).  The  Pomeranian  Low  is  a  very  big  negative
anomaly  between  the  Southern  Baltic  High  and  the
Mazury-Mazovia  High  and  belongs  to  the  EEC,  but  looks
quite  different  from  its  neighbours.  It  is  homogenized  to  a
very  high  degree  without  the  distinct  anomalies  seen  in
both  adjacent  EEC  units.

On  the  basis  of  gravity  modelling  along  the  LT-7  profile,

Petecki  (2002)  pointed  out  that  the  Pomeranian  Low  is  in
part  caused  by  a  source  situated  in  the  uppermost  mantle
beneath  the  marginal  zone  of  the  EEC.  Seismic  data  along
the  LT-7  profile  (Guterch  et  al.  1994)  do  not  indicate  the
occurrence  of  anomalously  low  upper  mantle  velocities,  but
on  the  P2  profile  a  low-velocity  body  has  recently  been  in-
dicated  at  the  base  of  the  crust  beneath  the  cratonic  edge
(Janik  et  al.  2002).  It  may  indicates,  however,  the  occur-
rence  of  a  transitional  zone  between  the  crust  and  upper
mantle  as  a  result  of  the  underplating  of  mantle  material.

Kujawy  Low,  the  Podlasie  Low  and  the  Lublin  Low

have  a  similar  character.  The  Lublin  Low  extends  into  the
Ukraine  and  Romania.  The  new  lithosphere  depth  map
(Dérerová  et  al.  2005)  shows  there  a  sharp  increase  of
lithosphere  thickness  which  coincides  with  a  gravity  low
both  in  Ukraine  and  Romania.  The  sources  of  the  KL  are
mainly  situated  within  the  Zechstein-Mesozoic  sedimen-
tary  complex  (Petecki  2000).

The  central  part  of  the  Mid-Polish  Collision  Zone  forms

gravity  highs  connected  with  the  Mid-Polish  Swell  in  geo-
logical  nomenclature.  The  Pomeranian  High  is  the  north-
ernmost  part  of  the  gravity  high.  Near  the  Baltic  coast  it
bifurcates  to  two  parts.  The  northern  part  continues  to
Bornholm  and  the  southern  to  Danish  Ringkøbing—Fyn
High.  The  source  of  this  anomaly  high  is  situated  partly  in
the  Permian-Mesozoic  positive  structure  and  partly  deep
in  the  crust.  On  the  basis  of  the  analyses  of  gravity  anoma-
lies  from  the  sub-Zechstein  basement  in  the  Pomeranian
segment  of  TESZ  (Królikowski  &  Petecki  1997,  2002;
Petecki  2002)  the  PH  was  interpreted  as  being  caused  by
upper  crustal  intrusions  of  high  density  and  increased  den-
sity  of  the  lower  crust  and  upper  mantle  in  the  TTZ.  The
Kujawy  High  is  different  from  the  Pomeranian  High.  Prob-
ably  the  sources  are  connected  with  the  Permian-Mesozoic
structure  (here  –  the  Kujavy  Swell)  and  also  by  older  and
deep-seated  sources,  as  indicated  by  Petecki  (2000).  On

background image

153

GRAVITY ANOMALY MAP OF THE CELEBRATION 2000 REGION

the  “stripped”  gravity  anomaly  map  caused  by  the  struc-
tures  below  the  Zechstein,  the  KH  adjoins  the  strongly  ex-
pressed  Mazury-Mazovia  High,  located  within  the  EEC
(Petecki  2000).  The  results  of  interpretation  of  gravity
data,  in  particular  2D  gravity  modelling,  indicate  that  the
edge  of  the  elevated  crystalline  basement  of  the  EEC  is
situated  along  the  SW  boundary  of  the  KH,  expressed  by  a
very  strong  gravity  gradient  (Petecki  2000).

The  Małopolska  High  unit  is  not  a  homogenous  zone.  It

covers  several  geological  units  of  distinctly  different  char-
acter  and  evolution.  They  are  separated  by  major  fault
zones  (Dadlez  2001).  The  MH  is  separated  into  two  re-
gional  segments  by  an  approximately  NW—SE  trending  nar-
row  belt  of  local  negative  gravity  anomalies.  It  also
coincides  with  a  boundary  between  crustal  units  of  different
magnetic  character  (Petecki  et  al.  2003).  The  results  of  inter-
pretation  of  geophysical  data,  in  particular  2D  gravity  and
magnetic  modelling,  indicate  that  the  edge  of  the  crystal-
line  basement  of  the  East  European  Platform  is  situated
along  this  line  (Grabowska  &  Bojdys  2001).  The  sources  of
gravity  highs  in  the  NE  part  of  the  MH  are  huge  dense  intru-
sive  bodies  which  penetrated  the  cratonic  crust.  It  is  also
confirmed  by  seismic  investigation  along,  for  example,  the
CEL01  seismic  profile.  In  the  area  at  the  SW  margin  of  the
EEC,  anomalously  high  velocities  of  about  7.0 km/s  were
found  at  depth  of  about  15 km  (Środa  at  al.  2003).

The  Szczecin  Low,  the  Mogilno  Low  and  the  Miechów

Low  form  a  wide  band  of  low  gravity  values  extending
from  Szczecin  in  the  north-western  corner  of  the  country
and  joining  the  Carpathian  low  in  south-eastern  corner  of
Poland.  The  Szczecin  Low  occupies  a  geological  unit
called  the  Szczecin  Trough  which  is  a  part  of  the  Polish
Basin.  According  to  recent  interpretations,  together  with
the  Pomerania  High  they  form  the  easternmost  part  of  the
Avalonia  Terrane,  but  the  lower  crust  can  be  of  Baltica  ori-
gin.  The  shape  of  the  MGL  is  similar  to  that  of  a  geologi-
cal  unit  called  the  Mogilno-Łódź  Depression,  also  a  part
of  the  Polish  Basin.  Interpretation  of  gravity  anomalies
from  the  sub-Zechstein  basement  (Petecki  2000)  indicates
that  the  MGL  is  also  attributed  to  the  presence  of  pre-
Zechstein  Paleozoic  deposits  of  considerable  thicknesses.
MIEL  occupies  the  Miechów  Trough  (called  also  the  Nida
Trough)  and  the  south-eastern  part  of  the  Silesia-Cracow
Monocline.  The  sources  of  these  three  negative  anomalies
are  not  fully  known.  Most  researchers  assume  a  prevailing
influence  of  the  crystalline  basement  on  their  origin.

In  the  South-Western  part  the  Lower  Silesian  High

(LSH),  the  Sudetes  High  (SUH),  the  Sudetes  Low  (SUL)
and  the  Opole  Low  (OL)  can  be  observed,  which  form  the
northern  part  of  the  Bohemian  Massif.  The  Southern  part
of  Poland  is  characterized  by  the  Upper  Silesian  High
(USH)  and  the  Carpathian  Low  (CL).  The  LSH  gravity  unit
is  close  to  the  Fore-Sudetic  Monocline.  It  is  formed  by
Variscan  externides.  Its  high  gravity  values  are  caused  by
a  shallower  Moho  depth.  The  USH  is  a  northern  part  of  the
Bruno-Silesian  Terrane  called  also  Bruno-Vistulian,  which
begins  in  Austria,  goes  across  Czech  Republic  and  ends
in  Poland  where  it  covers  the  Upper  Silesian  Basin  and
the  Cracow  Monocline.  The  SUH  is  called  a  Fore-Sudetic

Block  in  geological  nomenclature  and  consists  of  differ-
ent  Paleozoic  rocks  and  mafic  intrusions.  The  NW  parts  of
the  LSH  and  SUH  are  crossed  by  the  P4  seismic  profile
(Grad  et  al.  2003).  The  seismic  data  clearly  indicate  that
the  sources  of  these  anomalies  are  related  to  the  elevated
upper  crustal  structure.  The  LSH  is  bounded  to  the  north
by  a  regional  gravity  gradient  zone  which  corresponds  to
the  Dolsk  fault  zone.  This  fault  zone,  expressed  also  as  a
magnetic  lineament  (Petecki  et  al.  2003),  is  certainly  re-
lated  to  the  major  crustal  discontinuity  related  to  funda-
mental  change  in  crustal  structure  (Grad  et  al.  2003).  An
integrated  gravity  and  magnetic  model  along  the  P4  seis-
mic  profile  (Petecki  2005)  provides  evidence  of  the
bivergent  nature  of  the  Dolsk  fault  zone.  While  the  con-
tact  in  the  upper  part  of  the  crust  shows  a  dip  to  the  NE  the
contact  in  the  middle  and  lower  crust  dips  to  the  oppo-
site  side.  The  SUL  forms  two  different  subunits:  the
Karkonosze  Mts.  Low  with  the  North-Sudetic  Trough  Low
in  the  west  and  the  Kłodzko  Low  in  the  middle  of  the
Sudetes.  Their  sources  are  granite  massifs  of  Variscan  ori-
gin.  The  OL,  which  is  on  the  eastern  end  of  the  Sudetes,
has  the  same  origin.

Slovak  Republic

The  gravity  field  of  Slovakia  can  be  divided  into  two

parts:  the  Western  Carpathian  gravity  low  zone  and  the
Western  Carpathian  gravity  high  zone.

The  prevailing  part  of  the  Western  Carpathian  gravity

low  zone  extends  over  the  territory  of  northern  and  partly
also  central  Slovakia.  Its  westernmost  part  interferes  with
the  region  of  the  Czech  Republic  and  Austria  and  its
northernmost  part  extends  into  Polish  territory.  The  West-
ern  Carpathian  gravity  low  zone  consists  of  two  parts:
the  Outer  Western  Carpathian  gravity  low  (OWCGL)  and
the  Inner  Western  Carpathian  gravity  low  (IWCGL).  The
OWCGL  is  associated  with  the  Outer  Western  Carpathians.
The  prevailing  source  of  the  low  is  the  Outer  Flysch  Belt
including  its  basement  (the  Outer  Carpathian  Foredeep).
Other  deeper  inhomogeneities  probably  participate  in  its
effect  only  minimally.  The  IWCGL  is  associated  with  the
Central  Western  Carpathians.  The  anomalous  section  is  in-
terpreted  as  an  effect  of  greater  crustal  thickness  which  is,
according  to  some  authors  (Buday  1991),  related  to  the
continuation  of  the  European  plate  deeper  beneath  the
Carpathians.  Several  authors  (Ibrmajer  1958;  Tomek  et  al.
1979;  Pospíšil  &  Filo  1980;  Obernauer  &  Kurkin  1983;
Pospíšil  &  Mikuška  1983)  worked  on  the  interpretation  of
this  striking  anomaly  and  they  had  different  opinion  on
the  source  inducing  the  minimum  (e.g.  low  density  and
porous  Flysch  and  molasse  deposits  or  granitoid  rocks
having  lower  density  in  the  Tatric  area).  The  effect  of  the
Moho  dipping  from  south  to  north  is  confirmed  by  the  re-
sults  of  deep  seismic  measurements  (Tomek  et  al.  1979;
Mayerová  et  al.  1985).

The  Western  Carpathian  gravity  high  zone  continues

from  the  area  of  the  Central  and  Inner  Western  Carpathians
to  Hungary.  It  is  mainly  induced  by  deep  density  inhomo-
geneities.  The  positive  effect  of  the  Moho  elevation  as

background image

154

BIELIK and CELEBRATION 2000 Working Group

well  as  the  high  density  upper  and  lower  crustal  anoma-
lous  bodies  (core  mountains,  pre-Tertiary  basement  eleva-
tions,  basaltic  volcanism,  metamorphic  and  basic  rocks)  in
the  area  superimpose  the  negative  gravity  effect  of  the  as-
thenosphere.  The  whole  area  is  divided  into  three  parts:
Danube-Váh,  South  Slovak  and  East  Slovak.  The  Danube-
Váh  gravity  high  (DVGH)  can  be  observed  in  the  western
part  of  Slovakia.  It  is  a  result  of  the  superposition  of  posi-
tive  and  negative  gravity  effects.  The  positive  anomalies
are  caused  by  the  Core  Mountains,  submerged  ridges  of  the
Tertiary  basement  and  the  Moho  elevation.  The  negative
effects  are  due  to  the  Tertiary,  partly  Paleogene  cover  of  the
Danube  Basin  and  the  intramountain  depressions.  In  this
zone  the  effect  of  the  deep  lithospheric  structure  (Moho  and
upper  crust  elevations)  is  dominant  (Sitárová  et  al.  1984;
Šefara  et  al.  1987,  1996;  Nemesi  et  al.  1996).  The  South
Slovak  gravity  high  (SSGH)  region  is  divided  into  three
parts.  The  positive  anomalies  are  due  to  the  elevation  of  the
pre-Tertiary  basement  (western  part),  the  youngest  basaltic
volcanism  (central  part)  and  the  basaltic  volcanics,  Paleo-
zoic  metamorphites  and  the  core  mountains  (eastern  part).
In  this  region  local  negative  anomalies  can  be  observed  too.
They  result  from  low  density  depression  fills  and  granite
rocks.  The  East  Slovak  gravity  high  (ESGH)  region  is  due
mostly  to  the  deep  structure  of  the  lithosphere  (Moho  and
upper  crust  elevations),  Core  Mountains  and  neovolcanics.
Local  negative  anomalies  are  due  to  depressions  and  the
central  volcanic  zone.

Conclusion

The  newly  compiled  gravity  map  is  a  result  of  a  huge  ef-

fort  of  many  peoples  who  participated  in  acquiring  gravity
data  during  the  past  years  of  this  and  the  past  century.  In
all  five  CELEBRATION  2000  countries  the  total  gravity
data  set  contains  more  than  1,620,000  measurement  points
and  the  average  station  density  is  approximately  2.4  sta-
tions/km

2

.

The  regional  gravity  anomalies  of  the  compiled

Bouguer  gravity  anomaly  map  reflect  the  main  tectonic
units  of  Central  Europe.

The  highest  topography  of  the  Eastern  Alps  is  characterized

by  the  most  intensive  regional  gravity  low  ( < — 180 mGal).
The  crust-mantle  boundary  gravity  (CMB)  low  is  due  to
the  large  crustal  thickness  ( > 50 km)  beneath  the  Eastern
Alps.

In  the  Variscan  Orogene  (Bohemian  Massif)  several  sub-

parallel  belts  with  predominantly  NE—SW  orientation
dominate,  which  in  some  cases  does  not  correspond  to  the
regional  geological  subdivision  of  the  Bohemian  Massif.
The  negative  gravity  zones  reflect  mostly  the  low  density
of  the  granitic  intrusions  [the  Granitic  intrusion  gravity
low  (GI),  the  Krušné  hory  (Erzgebirge)—Krkonoše  Zone
(KKZ),  the  Karlovy  Vary  pluton  (KVP),  the  Central  Bohe-
mian  Suture  (CBS),  Moldanubian  sub-region  (MS),  the
Orlice-Kłodzko  sub-region  (OKS]  that  exhibit  large  thick-
ness  in  many  cases.  Several  local  gravity  anomalies  are
caused  by  basic  Devonian  volcanites.  The  northern  mar-

gin  of  the  Bohemian  Massif  occurs  in  Poland  and  is  repre-
sented  by  the  Lower  Silesian  High  (LSH),  the  Sudetes
High (SUH), the Sudetes Low (SUL), the Opole Low (OL).

Other  well  pronounced  negative  anomaly  features  are

those  caused  by  the  Molasse  (MOL)  and  Vienna  Basin
(VB),  as  well  as  local  negative  anomalies  that  image  the
sedimentary  fillings  of  large  Alpine  valleys  like  the  Inn
(IN), Salzach (SV) and Drau (DV) valleys.

In  contrast  to  high  density  metamorphic  rocks,  spilite

belts  with  accumulations  of  basic  volcanites,  mafic  rocks
and  huge  basic  and  ultra  basic  bodies  result  in  gravity  highs
[the  metamorphic  rocks  density  high  (MR),  the  Barrandian-
Broumov  Zone  (BBZ),  the  Teplá-Barrandian  sub-region
(TBS),  the  Labe  (Elbe)-Broumov  sub-region,  Železné  hory
sub-region  (ŽHS),  Moravian  sub-region  (MOS)].

The  regional  gravity  anomaly  pattern  of  the  Western

Carpathians  can  be  divided  into  two  parts:  the  Western
Carpathian  gravity  low  zone  and  the  Western  Carpathian
gravity  high  zone.

The  first  part  consists  of  two  gravity  lows:  the  Outer

Western  Carpathian  gravity  low  (OWCGL)  and  Inner
Western  Carpathian  gravity  low  (IWCGL).  The  OWCGL
(< —60 mGal)  is  considerably  less  than  the  Eastern  Alpine
gravity  low  CMB  (< —180 mGal).  This  gravity  low  contin-
ues  along  the  Carpathian  orogene  arc  with  amplitude  in-
creasing  over  the  Eastern  and  Southern  Carpathians
(> —100 mGal).  The  prevailing  source  of  the  Western
Carpathians  low  is  the  Outer  Flysch  Belt  including  its
basement  (the  Outer  Carpathian  Foredeep).  Other  deeper
inhomogeneities  probably  contribute  only  minimally.  But
this  does  not  hold  in  the  Eastern  and  Southern
Carpathians,  where  the  influence  of  the  increasing  depths
of  the  crust-mantle  boundary  ( > 50 km)  and  the  lithos-
phere-asthenosphere  boundary  ( > 200 km)  also  plays  a
very  important  role.

The  second  part  (Western  Carpathian  gravity  high)

continues  from  the  area  of  the  Central  and  Inner  Western
Carpathians  to  Hungary.  It  is  mainly  induced  by  deep
density  inhomogeneities  (mostly  by  Moho  elevation,
then  by  outcrop  and  elevation  of  the  pre-Tertiary  base-
ment  as  well  as  the  high  density  upper  and  lower  crustal
anomalous  bodies).

The  long  wavelength  Pannonian  gravity  high  is  mainly

induced  by  deep-seated  density  inhomogeneities.  The  posi-
tive  effect  of  the  Moho  is  the  main  source  of  this  regional
gravity  high,  to  which  the  upper  and  lower  crustal  high  den-
sity  anomalous  bodies  (Core  Mountains,  pre-Tertiary  base-
ment  elevations,  basaltic  volcanism,  metamorphic  and
basic  rocks)  contribute  additionally.  The  most  characteristic
features  of  the  Pannonian  gravity  high  are  elongated
anomalies  striking  NE-SW.  Note  that  its  W  and  NW  part  is
accompanied  by  lower  gravity  values  than  those  in  the  S
and  SE  part  even  though  the  thickness  of  sedimentary  fill-
ing  of  the  Pannonian  Basin  is  larger  in  the  S  and  SE  part
than  in  the  W  and  NW  one.  This  abnormal  phenomenon
could  be  explained  by  an  influence  of  high  density  deep-
seated  crustal  sources,  which  are  in  the  S  and  SE  part  in
higher  position  (Bielik  1988a,b;  Szabó  &  Páncsics  1999).
Both  parts  are  divided  by  the  Mid-Hungarian  Line.

background image

155

GRAVITY ANOMALY MAP OF THE CELEBRATION 2000 REGION

In  the  regional,  long  wavelength  Pannonian  gravity  high

several  relative  gravity  lows  can  be  observed  [Danube-Rába
Basin (DRB), Zala Basin (ZB), Dráva Basin (DB)].

The  North-Eastern  part  of  Poland  is  covered  by  the  East

European  Craton  (Baltica)  gravity  high,  which  consists  of
the  Southern  Baltic  High  (SBH),  the  Mazury-Mazovia  High
(MMH)  and  the  Podlasie  High  (POH).  Each  of  these  highs
has  a  different  source.  The  first  gravity  high  results  from
thinner  crust,  the  second  one  is  connected  with  the  high
crustal  density  of  mafic  rocks  and  the  last  one  is  due  to  the
Proterozoic  Podlasie  Metamorphic  Belt.  The  TESZ  includes
several  positive  and  negative  gravity  anomaly  zones  with
different  wavelength  and  amplitude.  The  central  part  of  the
Mid-Polish  Collision  Zone  forms  the  gravity  highs  con-
nected  with  the  Mid-Polish  Swell.  The  Pomeranian  High
(PH)  is  the  northernmost  part  of  this  gravity  high,  the
Kujawy  High  (KH)  can  be  observed  in  the  central  part  and
the  Małopolska  High  (MH)  spreading  in  the  south  eastern
part  of  Poland.  The  Szczecin  Low  (SZL),  the  Mogilno  Low
(MGL),  Miechów  Low  (MIEL)  form  a  wide  band  of  low
gravity  extending  from  Szczecin  in  the  north-western  corner
of  the  country  and  joining  the  Carpathian  low  in  south-
western  corner  of  Poland.  It  is  supposed  that  their  main
source  is  the  crystalline  basement.

Acknowledgments:  Special  thanks  are  addressed  to  all
people  who  have  been  participating  in  the  acquisition  of
gravity  data  during  a  long  history.  The  paper  is  a  part  of  the
research  program  of  the  Department  of  Applied  and  Envi-
ronmental  Geophysics,  Comenius  University  in  Bratislava,
Slovak  Republic  and  the  Geophysical  Institute,  of  the  Slo-
vak  Academy  of  Sciences  (VEGA  Grants  No. 2/3004/25,
2/3057/25  and  Grant  No.  APVT-51-002804).  In  Austria  re-
search  has  partly  been  funded  by  the  Austrian  Science  Fund
(FWF)  Grants  S47/11  and  P12343-GEO  as  well  as  by  the
Central  Institute  of  Meteorology  and  Geodynamics).  In  the
Czech  Republic  the  research  has  been  founded  by  the  Min-
istry  of  the  Environment  as  a  Project  No. VaV/630/3/02
and  by  the  Ministry  of  Education,  Youth  and  Sports  as  a
Research  Plan  MSM  No. 21600412.

References

Bérczi  I.  &  Jámbor  Á.  1998:  The  stratigraphy  of  geological  structures

of  Hungary.  MOL  Hungarian  Oil  and  Gas  Company  Ltd.  and
Geological Institute of Hungary,
 Budapest, 1—46 (in Hungarian).

Bielik  M.  l988a:  A  preliminary  stripped  gravity  map  of  the

Pannonian basin.  Phys.  Earth  Planet.  Inter.  51,  185—189.

Bielik  M.  l988b:  Analysis  of  the  stripped  gravity  map  of  the

Pannonian basin. Geol. Zbor.  Geol. Carpath. 39, 99—108.

Buday  T.,  Bezák  V.,  Potfaj  M.  &  Suk  M.  1991:  Discussion  on  the

interpretation  of  reflection  seismic  profiles  in  the  Western
Carpathians. Miner. Slovaca 23, 275—276 (in Czech).

Bureau  Gravimétrique  International  1996:  Global  gravity  data.

Land data. Version 1.0, CD-ROM.

Cassinis  G.  1930:  Formula  for  calculation  international  normal

gravity field. Geodetical Bull. No. 26, 40—49.

Cordell L., Phillips J.D. & Godson R.H. 1992: U.S. Geological Survey

potential  field  software,  version  2.0,  Open-File  Report  92—18.
U.S.G.S., Denver.

Dèzes P. & Ziegler P.A. 2001: Map of the European Moho, version

1.3.,  EUCOR  URGENT,  Upper  Rhine  Graben  Evolution  and
Neotectonics,  http://comp1.geol.unibas.ch/index.php.

Dérerová  J.,  Zeyen  H.,  Bielik  M.  &  Karmah  S.  2006:  Application

of  integrated  geophysical  modelling  for  determination  of  the
continental  lithospheric  thermal  structure  in  the  Eastern
Carpathians. Tectonics (in print).

Ehrismann W., Götze H.J., Leppich W., Lettau O., Rosenbach O.,

Schöler  W.  &  Steinhauser  P.  1976:  Gravimetrische  Feld-
messungen  und  Modellberechnungen  im  Gebiet  des  Krim-
mler  Ache  Tales  und  Obersulzbachtales  (Großvenediger
Gebiet/Österreich). Geol. Rdsch. 65, 2, 767—778.

Ehrismann W., Leppich W., Lettau O., Rosenbach O. & Steinhauser

P.  1973:  Gravimetrische  Detail-Untersuchungen  in  den
westlichen Hohen Tauern. Z. F. Geoph. 39, 115—130.

Ehrismann  W.,  Rosenbach  O.  &  Steinhauser  P.  1969:

Vertikalgradient  und  Gesteinsdichte  im  Schlegeisgrund
(Zillertaler Alpen) auf Grund von Stollenmessungen. Sitz.-Ber.
Österr. Akad. Wiss., Math.-Naturwiss. Kl
. Abt. I, 178, 9—10.

Fülöp  J.  &  Dank  V.  1987:  Geological  map  of  Hungary  without

Cainozoic. Geol. Inst. Hung. Budapest.

Götze  H.J.  &  Lahmeyer  B.  1988:  Application  of  three-dimensional

interactive  modeling  in  gravity  and  magnetics.  Geophysics  53,
1096—1108.

Götze H.J., Rosenbach O. & Schöler W. 1978: Gravimetric measure-

ments on three N-S profiles through the Eastern Alps – Obser-
vational  results  and  preliminary  modeling.  In:  Alps,  Apennines,
Hellenides.  Inter-Union  Comm.  on  Geodynamics,  Scient.  Rep.,
Stuttgart  38,  44—49.

Götze  H.J.,  Rosenbach  O.  &  Schöler  W.  1979:  Gravimetrische

Untersuchungen  in  den  östlichen  Zentralalpen.  Geol.  Rdsch.
68,  1,  61—82.

Grabowska T. & Bojdys G. 2001: The border of the East-European

Craton  in  south-eastern  Poland  based  on  gravity  and  magnetic
data. Terra Nova 13, 92—98.

Grad M., Jensen S.L., Keller G.R., Guterch A., Thybo H., Janik T.,

Tira  T.,  Yliniemi  J.,  Luosto  U.,  Motuza  G.,  Nasedkin  V.,
Czuba  W.,  Gaczyński  E.,  Środa  P.,  Miller  K.C.,  Wilde-Piórko
M.,  Komminaho  K.,  Jacyna  J.  &  Korabliova  L.  2003:  Crustal
structure  of  the  Trans-European  suture  zone  region  along
POLONAISE’97  seismic  profile  P4.  J.  Geophys.  Res.  108,
B11, ESE 12, 1—24.

Grand  T.,  Šefara  J.,  Pašteka  R.,  Bielik  M.  &  Daniel  S.  2001:

Gravimetry. In: Kubeš P. (Ed.): Atlas of geophysical maps and
profiles.  Final  report.,  MS  Geofond  67,  ŠGÚDŠ,  Bratislava,
(in  Slovak).

Guterch A., Grad M., Janík T., Materzok R., Suosto U., Yliniemi J.,

Lück  E.,  Schulze  A.  &  Förster  K.  1994:  Crustal  structure  of
the  transition  zone  between  Precambrian  and  Variscan  Europe
from  new  seismic  data  along  LT-7  profile  (NW  Poland  and
eastern Germany). C. R. Acad. Sci. Paris Sér. Geophysics 319,
1489—1494.

Guterch  A.,  Grad  M.  &  Keller  G.R.  2001:  Seismologists  celebrate

the  new  millenium  with  and  experiment  in  Central  Europe.
EOS Trans. AGU 82, 529, 534—535.

Guterch  A.,  Grad  M.,  Keller  G.R.,  Posgay  K.,  Vozár  J.,  Špičák  A.,

Bruckl E., Hajnal Z., Hegedus E., Thybo H., Selvi O. & CEL-
EBRATION  2000  Experiment  team  2003b:  CELEBRATION
2000  seismic  experiment.  Stud.  Geophys.  Geod.  47,  659—669.

Guterch  A.,  Grad  M.,  Špičák  A.,  Bruckl  E.,  Hegedus  E.,  Keller

G.R.,  Thybo  H.  &  CELEBRATION  2000,  ALP  2002,
SUDETES  2003  Working  group  2003a:  An  overview  of  re-
cent  seismic  refraction  experiments  in  Central  Europe.  Stud.
Geophys.  Geod
.  47,  651—657.

Ibrmajer  J.  &  Suk  M.  1989:  Geophysical  picture  of  the  ČSSR.

ÚÚG, Academia, Praha 1—354 (in Czech).

background image

156

BIELIK and CELEBRATION 2000 Working Group

Ibrmajer  J.  1958:  Gravimetric  map  of  the  ČSSR  at  the  scale

1 : 200,000.  Geofond,  Praha  (in  Czech).

Janik  T.,  Yliniemi  J.,  Grad  M.,  Thybo  H.,  Tiira  T.  &  POLONAISE

P2  Group,  2002:  Crustal  structure  across  the  TESZ  along
POLONAISE’97  profile  P2  in  NW  Poland.  Tectonophysics
360,  129—152.

Kilényi  E.  &  Šefara  J.  1989:  Pre-Tertiary  basement  countour  map

of  the  Carpathian  Basin  beneath  Austria,  Czechoslovakia  and
Hungary.  ELGI,  Budapest.

Klingele  E.,  Lahmeyer  B.  &  Freeman  R.  1992:  Bouguer  gravity

data.  In:  Blundell  D.,  Freeman  R.  &  Mueller  St.  (Eds.):  A  con-
tinent  revealed:  The  European  geotraverse  database.  Cam-
bridge  University  Press
,  Cambridge,  27—31.

Królikowski  Cz.  &  Petecki  Z.  1995:  Gravimetric  atlas  of  Poland.

Państw.  Inst.  Geol.,  Warszawa.

Królikowski  Cz.  &  Petecki  Z.  1997:  Crustal  structure  at  the  Trans-

European  Suture  Zone  in  northwest  Poland  based  on  the  grav-
ity  data.  Geol.  Mag.  134,  5,  661—667.

Królikowski  Cz.  &  Petecki  Z.  2002:  Lithospheric  structure  across

the  Trans-European  Suture  Zone  in  NW  Poland  based  on
gravity  data  interpretation.  Geol.  Quart.  46,  3,  235—245.

Lemoine F.G., Smith D.E., Kunz L., Smith R., Pavlis E.C., Pavlis N.K.,

Klosko  S.M.,  Chinn  D.S.,  Torrence  M.H.,  Williamson  R.G.,  Cox
C.M.,  Rachlin  K.E.,  Wang  Y.M.,  Kenyon  S.C.,  Salman  R.,  Trim-
mer  R.,  Rapp  R.H.  &  Nerem  R.S.  1997:  The  development  of  the
NASA  GSFC  and  NIMA  joint  geopotential  model.  In:  Segawa  J.,
Fujimoto H. & Okubo S. (Eds.): Gravity, geoid and marine geod-
esy  symposia.  Springer  Verlag,  461—469.

Mayerová  M.,  Nakládalová  Z.,  Ibrmajer  I.  &  Herrmann  H.  1985:

Planary  distribution  M-discontinuity  in  Czechoslovakia  from  the
results  of  DSS  profiling  measurements  and  technical  explosion.  In:
Sbor. Referátů 8. Celostát. Konference geofyziků, České Budejovice,
Sekce  S1
,  Manuscript,  Geofyzika  Brno,  41—53  (in  Czech).

Meurers  B.  1992:  Untersuchungen  zur  Bestimmung  und  Analyse

des  Schwerefeldes  im  Hochgebirge  am  Beispiel  der  Ostalpen.
Österr.  Beitr.  Met.  Geoph.  6,  146.

Meurers  B.,  Ruess  D.  &  Graf  J.  2001:  A  program  system  for  hight

precise  Bouguer  gravity  gravity  determination.  Proc.  8

th

  Int.

Meeting  on  Alpine  Gravimetry,  Leoben  2000.  Österr.  Beitr.
Met.  Geoph.
  217—226.

Meurers  B.,  Ruess  D.  &  Steinhauser  P.  1987:  The  gravimetric  Alpine

Traverse.  In:  Flügel  H.W.  &  Faupl  P.  (Eds.):  Geodynamics  of
the  Eastern  Alps.  Verlag  Deuticke,  Wien,  334—344.

Moritz  H.  1984:  Geodetic  reference  system  1980.  Bull.  Geod.  54,

3,  395—405.

Nemesi  L.,  Šefara  J.,  Varga  G.  &  Kováczsvölgyi  S.  1996:  Result  of

deep  geophysical  survey  within  the  framework  of  the
DANREG  project.  Geophys.  Transactions  41,  133—159.

Obernauer  D.  &  Kurkin  M.  1983:  Deep  geophysical  profiles  across

the  West  Carpathians  (central  part).  Proc.  of  the  29

th

  Intern.

Geoph.  Symposium,  Balatonszemes,  part  I.,  Budapest  423—434.

Petecki  Z.  2000:  Processing  and  interpretation  of  potential  field

data  at  the  Teisseyre-Tornquist  Zone  and  the  western  part  of  the
Precambrian  Platform.  Biul.  Państw.  Inst.  Geol.  392,  75—120
(in  Polish  with  English  summary).

Petecki  Z.  2002:  Gravity  and  magnetic  modelling  along  LT-7  profile.

Przegl.  Geol.  50,  7,  630—633  (in  Polish  with  English  summary).

Petecki  Z.  2005:  Integrated  gravity  and  magnetic  modelling  along

P4  seismic  profile.  In:  P.  Krzywiec  (Ed.):  Structure  of  the
lithosphere  in  northern  Poland  (area  of  the  POLONAISE’97
project)  based  on  integrated  analysis  of  geophysical  and  geo-
logical  data.  Prace  Państw.  Inst.  Geol.  (in  print),  (in  Polish
with  English  summary).

Petecki  Z.,  Polechońska  O.,  Wybraniec  S.  &  Cieśla  E.  2003:  Mag-

netic  anomaly  map  of  Poland.  Państw.  Inst.  Geol.,  Warszawa.

Posch  E.  &  Walach  G.  1989:  Das  Bouguerschwerefeld  in

Vorarlberg  und  im  Bereich  der  Übergangszone  zwischen
West-  und  Ostalpen.  5.  Int.  Alpengrav.  Koll.,  Graz  1989.

Österr.  Beitr.  Met.  Geoph.  2,  147—151.

Pospíšil  L.  &  Filo  M.  1980:  The  West  Carpathian  central  gravity

minimum  and  its  interpretation.  Miner.  Slovaca  12,  149—164
(in  Slovak  with  English  summary).

Pospíšil  L.  &  Mikuška  J.  1983:  Deep  geophysical  profiles  across  the

West  Carpathians  (central  part).  Proc.  of  the  29

th

  Intern.  Geoph.

Symposium,  Balatonszemes,  part  I.,  Budapest,  435—444.

Ruess  D.  1988:  Stand  des  Österreichischen  Schweregrundnetzes

und  des  digitalen  Geländemodells.  4.  Int.  Alpengrav.  Koll.,
Wien  1986,  Ber.  Tiefbau  Ostalpen,  13
,  Zentralanstalt  Met.  u.
Geodynamik,
  Wien,  323,  159—164.

Sandwell  D.T.  &  Smith  W.H.F.  1997:  Marine  gravity  from  Geosat

and  ERS  1  satellite  altimetry.  J.  Geophys.  Res.  102,  B5,
10039—10054.

Schmidt  S.  1985:  Untersuchungen  zum  regionalen  Verlauf  des

Vertikalgradienten  der  Schwere  im  Hochgebirge.  Ph.D.  The-
sis
,  TU  Clausthal,  1—116.

Senftl  E.  1965:  Schwerekarte  von  Österreich.  1 : 1,000,000.  BEV,

Wien.

Sitárová  A.,  Bielik  M.  &  Burda  M.  1984:  Interpretácia  kolárovskej

tiažovej  anomálie.  Geol.  Práce,  Spr.  81,  GÚDŠ,  Bratislava
171—182  (in  Slovak).

Środa  P.  &  CELEBRATION  2000  Working  Group  2003:  Crustal

structure  along  CELEBRATION  2000  profiles  extending  from
Precambrian  Europe  towards  the  Carpathians.  Geophys.  Res.
Abstr.
  5,  0268.

Steinhauser  P.,  Meurers  B.  &  Ruess  D.  1990:  Gravity  investigations

in  mountainous  areas.  Exploration  Geophys.  21,  161—168.

Šefara  J.,  Bielik  M.,  Bodnár  J.,  Čížek  P.,  Filo  M.,  Gnojek  I.,  Grecula

P.,  Halmešová  S.,  Husák  .,  Janoštík  B.,  Král  M.,  Kubeš  P.,  Ku-
charič  .,  Kurkin  M.,  Leško  B.,  Mikuška  J.,  Muška  P.,  Ober-
nauer  D.,  Pospíšil  L.,  Putiš  M.,  Šutora  A.  &  Velich  R.  l987:
Structural-tectonical  map  of  the  Inner  Western  Carpathians  for
the  purpose  of  prognosis  of  deposits  –  geophysical  interpreta-
tion.  SGÚ,  Bratislava  –  Geofyzika,  n.p.,  Brno  –  Uran.  priemy-
sel,  
Liberec,  267  (in  Slovak).

Šefara  J.,  Bielik  M.,  Konečný  P.,  Bezák  V.  &  Hurai  V.  1996:  The

latest  stage  of  development  of  the  lithosphere  and  its    interac-
tion  with  the  astenosphere  (Western  Carpathians).  Geol.
Carpathica
  47,  339—347.

Švancara  J.  2004:  Gravimetric  map  of  the  Czech  Republic.

Československý  časopis  pro  fyziku  54,  4,  2004,  217—220
(in  Czech).

Szabó  Z.  &  Páncsics  Z.  1999:  Bouguer  gravity  anomaly  map  of

Hungary  corrected  using  variable  density.  Geophys.  Transac-
tions
  42,  1—2,  29—40.

Tomek  Č.,  Švancara  J.  &  Budík  L.  1979:  The  depth  and  the  origin

of  the  West  Carpathian  gravity  low.  Earth  Planet.  Sci.  Lett.  44,
39—42.

Torge  W.  1989:  Gravity.  Walter  de  Gruyter,  Berlin,  New  York,

1—465.

Wenzel  F.  1985:  Hochauflösende  Kugelfunktionsmodelle  für  das

Gravitationspotential  der  Erde.  Wiss.  Arb.  Fachr.  Vermes-
sungswesen  Univ.  Hannover
  137.

Wessel  P.  &  Smith  W.H.F.  1998:  New,  improved  version  of  Ge-

neric  Mapping  Tools  released,  EOS  Trans.  Amer.  Geophys.  U.
79,  579.

Wybraniec  S.  1999:  Transformations  and  visualization  of  potential

field  data.  Polish  Geol.  Inst.  Spec.  Pap. 1,  1—28.

Zeyen  H.,  Dérerová  J.  &  Bielik  M.  2002:  Determination  of  the  con-

tinental  lithospheric  thermal  structure  in  the  Western
Carpathians:  integrated  modelling  of  surface  heat  flow,  gravity
anomalies  and  topography.  Physics  Earth  Planet.  Interiors
134,  1—2,  89—104.

Zych  D.  1988:  30  Jahre  Gravimetermessungen  der  ÖMV

Aktiengesellschaft 

in 

Österreich 

und 

ihre 

geologisch-

geophysikalische  Interpretation.  Arch.  f.  Lagerstforsch.  Geol.
B.
A.  9,  155—175.