background image

www.geologicacarpathica.sk

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

, JUNE 2011, 62, 3, 251—266                                                            doi: 10.2478/v10096-011-0020-0

Miocene vegetation pattern and climate change in the

northwestern Central Paratethys domain

(Czech and Slovak Republic)

MARIANNA KOVÁČOVÁ

1

, NELA DOLÁKOVÁ

and MICHAL KOVÁČ

1

1

Department of Geology and Paleontology, Faculty of Sciences, Comenius University, Mlynská dolina, 842 15 Bratislava,

Slovak Republic;  kovacova@fns.uniba.sk;  kovac@fns.uniba.sk

2

Institute of Geological Sciences, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic;  nela@sci.muni.cz

(Manuscript received October 13, 2010; accepted in revised form December 16, 2010)

Abstract: The case study area covers the slopes of the tectonically quiet European platform and foreland of the tectonically
active  Carpathian  mountain  chain  (Carpathian  Foredeep  and  Vienna  Basin).  Therefore  the  research  on  pollen  spectra
mirrors not only  the evolution of landscape in two areas with different geodynamics, but also climatic changes in the
Central Paratethys domain during the studied time interval. According to the pollen data, the Early to Middle Miocene
vegetation reflects subtropical climate with very mild (negligible) cooling events during this period. This is indicated by
common occurrence of thermophilous taxa in the whole sedimentary record. The Middle Miocene landscape evolution,
conditioned by uplift of the Carpathian mountain chain and subsidence of adjacent lowlands, led to commencement of the
altitudinal zonation. The terrestrial and aquatic ecosystems confirm a subtropical climate (Miocene Climatic Optimum,
Mi3 event) with some possible long term changes in humidity. The Late Miocene paleogeographical changes, but also
general climatic oscillations in the northwestern Central Paratethys realm, resulted in decrease of the number of thermo-
philous taxa during this time (change in latitudinal position of the vegetation cover). Variously high mountain relief of
the uplifted mountain chains (altitudinal zonality) created ideal conditions for mixed mesophytic forests (to open wood-
land – open grassland type), still with presence of evergreen taxa. A subtropical climate with gradual transition to
warm temperate climatic conditions is supposed on the basis of the reconstructed vegetation cover.

Key words: Miocene, Paratethys, Carpathian Foredeep, Vienna Basin, paleoclimate, palynology.

Introduction

The  Miocene  vegetation  pattern  and  climatic  changes  were
studied by means of palynology in the northwestern part of the
Central  Paratethys  domain  (Fig. 1).  To  determine  changes  in
vegetation  pattern  (altitudinal  zonation)  and  influence  of  the
global  climatic  changes  (latitudinal  zonation)  two  areas  with
different geodynamics and therefore also with different land-
scape  evolutions  have  been  choosen.  To  the  West  there  was
the  tectonically  quiet  Variscan  Bohemian  Massif,  and  to  the
East the neo-Alpine tectonically active uplifting Western Car-
pathian mountain chain. The samples were taken from marine,
brackish to freshwater sediments of the Carpathian Foredeep
(Czech  Republic)  and  Vienna  Basin  (Czech  and  Slovak  Re-
public)  in  the  time  interval:  Early  to  Late  Miocene—Eggen-
burgian  to  Pannonian  (Burdigalian  to  Tortonian,  sensu
Harzhauser & Piller 2007). The analysed sediments were well
biostratigraphically  dated  (Hladilová  1988;  Nehyba  et  al.
1997; Doláková et al. 1999; Rögl et al. 2003; Hudáčková et al.
2003; Kováč et al. 2004, 2006, 2007, 2008).

Paleogeography

The study area – the contact zone between the North Eu-

ropean Platform and Western Carpathian orogen had a very
complicated  Neogene  geodynamic  history  (e.g.  Royden

1985,  1988;  Ratschbacher  et  al.  1991a,b;  Kováč  &  Hók
1993; Lankreijer et al. 1995; Meulenkamp et al. 1996; Nehyba
et al. 1997; Kováč et al. 1997, 1998a,b, 2001, 2003; Kováč
2000;  Kvaček  et  al.  2006;  Harzhauser  &  Piller  2007).  All
processes  such  as  subduction,  collision,  back  arc  basin  de-
velopment and its tectonic inversion are recorded in great pa-
leogeographical  changes  (Tomek  &  Hall  1993;  Konečný  et
al. 2002). These changes strongly influenced not only the re-
lation between areas flooded by the sea and continental   ar-
eas, but also development of landscape and the evolution of
altitudinal zonation in this region (Fig. 2).

The Early Miocene geodynamic development of the Bohe-

mian  Massif  and  Western  Carpathians  junction  area  was
strongly  affected  by  subduction  of  the  flysch  troughs  base-
ment below the East Alpine—Western Carpathian orogen and
development  of  the  Outer  Western  Carpathian  accretionary
wedge  from  Flysch  Belt  units  (Kováč  et  al.  1997,  1998a;
Kováč 2000; Konečný et al. 2002; Kvaček et al. 2006). Ter-
ritory  in-between  the  platform  and  the  front  of  the  Car-
pathian  orogen  was  covered  by  a  wide  arm  of  the  Central
Paratethys  Sea  during  this  time.  The  Eggenburgian  marine
transgression flooded the Carpathian Foredeep on the slopes
of the Bohemian Massif in the West, continuing eastwards to
the Pouzdřany and Ždánice residual flysch troughs. The east-
ern margin of the Early Miocene sea arm was represented by
the  western  and  northern  parts  of  the  present  Vienna  Basin
(Fig. 2A).  This  sea  arm  represented  a  system  of  particular

background image

252

KOVÁČOVÁ, DOLÁKOVÁ and KOVÁČ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

basins  with  highly  complicated  shoreline  contours  and  a
variable  mutual  communication  with  the  open  sea.  As  well
as a shallow marine environment with common lagoons and
deltas  at  the  sea  margin  (Nehyba  et  al.  1997;  Kováč  et  al.
1998a,b, 2004), a bathyal to neritic deep water sedimentary

Fig. 1. Geographical position of studied floral sites.

environment  with  proved  upwelling  in  the  axial  part  of  the
basin was documented (residual flysch troughs), still during
the Ottnangian (Roetzel et al. 2006; Grünert et al. 2010). The
Early Miocene transgression, following sea connection with
the Mediterranean via the Alpine Foredeep, can be correlated

background image

253

MIOCENE VEGETATION AND CLIMATE CHANGE IN CENTRAL PARATETHYS (CZECH AND SLOVAK REPUBLIC)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Fig. 2. Paleogeography of the Central Paratethys (according to Kováč 2000).

with the first Burdigalian global sea-level rise (sensu Vail et
al. 1977; Haq et al. 1988; Haq 1991; Kováč 2000).

At  the  end  of  the  Ottnangian,  the  transpressive  tectonics

resulted  in  a  partial  uplift  of  the  Alpine-Carpathian  chain,
followed by closing of the sea connections with the Mediter-
ranean in front of the Alps. Short term isolation of the West-
ern  Carpathian  sedimentary  basins  took  place.  This  process
was  accompanied  by  closing  of  the  residual  flysch  troughs
and  folding  and  thrusting  of  their  sedimentary  fill  towards
the platform. Gradual uplift of the Outer Western Carpathian
accretion  wedge  started  (Kováč  et  al.  1998a).  On  the  other
side, initial rifting of the Pannonian back arc basin began in
the Western Carpathians hinterland (Horváth et al. 1988).

The  Karpatian  transpressive  tectonics  led  to  extrusion  of

the  Western  Carpathian  orogene  (ALCAPA  Microplate)
from the Alpine domain (Ratschbacher et al. 1991a,b; Kováč
et al. 1998a). Oblique collision between the orogen and the
Bohemian Massif resulted in left lateral displacement along
this  zone  followed  by  opening  of  the  Vienna  Basin  “pull

apart”  depocentres  (Royden  1985;  Tomek  &  Hall  1993;
Lankreijer et al. 1995; Fodor 1995; Kováč et al. 2004). Ini-
tial rifting in the Pannonian back arc basin opened new ma-
rine connections in this time. The sea transgression from the
Mediterranean  advanced  via  the  Trans-Tethydian  Trench
Corridor  (Rögl  1998;  Pavelič  2001).  The  broad  Karpatian
sea flooding extended beside the back arc basin also into the
Vienna Basin and the Western Carpathian Foredeep domain
(Fig. 2B). The continental areas were represented beside the
European platform by uplifted parts of internal zones of the
Eastern Alps and Western Carpathians; the accretion wedge
of the Outer Carpathian Flysch Belt showed a minimal uplift
in its western part only.

The Middle Miocene geodynamic development influenced

factors such as the end of subduction in front of the Western
Carpathian  orogen,  its  soft  docking  on  the  slopes  of  the
European platform (Konečný et al. 2002) and back arc syn-
rift  subsidence  in  the  Pannonian  Basin  domain  (Horváth  et
al.  1988).  Voluminous  acid  and  calc-alkaline  volcanism  is

background image

254

KOVÁČOVÁ, DOLÁKOVÁ and KOVÁČ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

observed during this time. The Central Paratethys Sea can be
characterized  in  this  time  as  an  epicontinental  sea  with  a
number of archipelagoes and a lot of separate basins. The sea
flooding extended in front of the orogen (foredeep basin), as
in  the  Pannonian  back  arc  basin  area.  In  the  study  area
(southern  part  of  the  Carpathian  Foredeep  and  Vienna  Ba-
sin),  the  late  Early  Badenian  transgression  was  completely
controlled by tectonics (Lankreijer et al. 1995; Kováč et al.
2001,  2004)  and  associated  with  basin  subsidence  and  con-
tinuous mountain chain uplift. During the Middle Badenian a
part of the Western Carpathian basins were isolated with the
resulting salinity crisis (Kováč et al. 1998b); in the southern
part  of  the  Carpathian  Foredeep  the  sedimentation  ended.
The Vienna Basin still subsided and was connected towards
the  Pannonian  domain  by  straits  in  the  uplifting  Malé  Kar-
paty and Leitha Mountains. The changes in relief led to de-
velopment  of  a  drainage  system,  the  paleo-Danube  river
delta  entered  the  Vienna  Basin  and  voluminous  deltaic  se-
quences started to be deposited (Kováč et al. 2004; Lambert
et al. 2008). The Late Badenian flooding covered the whole
northen  part  of  the  Pannonian  back  arc  basin  system
(Fig. 2C). In the Vienna Basin the transgression was accelerat-
ed by basin subsidence and sea-level rise (Kováč et al. 2001,
2006).  The  basins  were  filled  by  clastic  material  transported
by rivers, entering the basin from elevated mountain ranges in
the basin surroundings. In front of the orogene, the Carpathian
Foredeep started to disintegrate and depocentres moved from
West towards East (Meulenkamp et al. 1996). During the Sar-
matian, closing of the Central Paratethys Sea connections with
the Mediterranean Sea led to isolation and salinity decrease in
all the Western Carpathian basins. The sea started to be shal-
lower, but its extent did not change significantly.

The Late Miocene geodynamic development represents the

final stage of the Pannonian back arc basin evolution, with re-
lated  thermal  subsidence  (Horváth  1988;  Kováč  et  al.  1993;
Lankreijer et al. 1995; Konečný et al. 2002). The Vienna Ba-
sin represented a partly isolated bay at its northwestern bound-
ary during this time (Kováč et al. 1998a; Kvaček et al. 2006).
Uplift of the Western Carpathian mountain chain was accom-
panied  by  the  next  development  of  the  river  net,  resembling
the  Pliocene  paleogeography  (Fig. 2D).  The  Central  Para-
tethys  brackish  sedimentary  environment  –  represented  by
Lake Pannon in the study area (Magyar et al. 1999) gradually
changed  into  a  freshwater  lake  environment,  particularly  in
the back arc basin domain. During the Pannonian, the Vienna
Basin  was  filled  by  a  huge  amount  of  deltaic  sediments
(Kováč et al. 1998, 2004, 2006; Harzhauser et al. 2004). The
shallow-water  fluvial  to  lacustrine  environment  changed  to
swamps and alluvial plains with ephemeral lakes representing
the greater part of its territory until the end of the Late Mio-
cene. The Pannonian and Pontian mountain ranges gained fea-
tures similar to their present form.

Material and methods

In this study, 44 outcrops and boreholes (Carpathian Fore-

deep – Eggenburgian—Early Badenian (23 localities), Czech
and Slovak parts of Vienna Basin –  Karpatian—Pannonian

(21  localities))  were  analysed.  Due  to  the  absence  of  index
fossils,  the  studied  Lower  Miocene  sediments  are  undistin-
guishably  (Upper  Eggenburgian—Ottnangian).  The  analysed
samples come from the localities in the southern part of the
Carpathian Foredeep – boreholes Šafov 12, Šafov 13, Čej-
kovice, Únanov, Miroslav, Trboušany, Nosislav 3, Židenice.
Carpathian Foredeep marine and brackish sediments, Karpa-
tian in age, were evaluated from several stratotype localities
Slup,  Hevlín,  Dolní  Dunajovice,  Medlov,  boreholes  No-
sislav 3,  Ždánice 67,  68  and  from  the  Vienna  Basin  bore-
holes  Zohor 1  and  Gbely 139  were  analysed  (Doláková  &
Slamková 2003). Palynological data, Early Badenian in age,
come from the Carpathian Foredeep marine sediments from
the  localities  Židlochovice,  Lysice,  boreholes  Moravské
Knínice,  Sivice,  Chrlice,  Opatovice  and  Otmarov.  Pollen
data,  Late  Badenian  in  age,  come  from  outcrop  Devínska
Nová Ves and borehole Lozorno 1 in the Vienna Basin. Stud-
ied  sediments,  Late  Miocene  in  age,  with  well-determined
plant macrofossils (Knobloch 1968, 1985) come from the Poš-
torná, Dubňany, Moravská Nová Ves outcrops; clay pit Gbely,
boreholes  Suchohrad 32,  Suchohrad 38,  Jakubov 54  and  six
shallow Pohansko boreholes near Břeclav city.

In  the  chemical  treatment  20—30 g  of  dry  sediment  was

used. The samples were treated with cold HCl (35%) and HF
(70%), removing carbonates and silica. Separation of the pa-
lynomorphs from the rest of the residue was carried out using
ZnCl

2

 (density = 2 g/cm

3

). Sieving was done using 10 µm ny-

lon  sieve.  The  palynological  residue,  mixed  with  glycerine,
was  prepared  on  slides.  A  transmitted  light  microscope  with
250, 400, 630, 1000 (oil immersion) magnifications and SEM
microscope  was  used  for  pollen  counting  and  identification.
Original micrographs are housed at the Institute of Geological
Sciences MU in Brno. The pollen diagrams have been created
using POLPAL 4 software (Walanus & Nalepka 1999).

To have a better idea about the vegetation composition the

differentiated  vegetation  groups  (zonal,  azonal,  extrazonal)
were used sensu Kovar Eder et al. (2008a,b) and Kvaček et
al. (2006). A semiquantitave evaluation of climate evolution
has been done based on the proportion of paleotropical (ther-
mophilous)  and  arctotertiary  elements  (sensu  Mai  1981,
1991) in terms of mesophytic plants. We devided the floris-
tic elements of zonal vegetation into two groups.

In the thermophilous-mesophytic group we included Engel-

hardia,  Sapotaceae,  Palmae,  evergreen  Fagaceae  (including
morphospecies  Quercoidites  microhenrici  and  Quercoidites
henrici
),  Trigonobalanopsis,  Symplocos,  Cornaceaepollis
satzveyensis
Tricolpopollenites liblarensis, Araliaceae, Ruta-
ceae. Mostly broad-leaved deciduous elements of warm-tem-
perate  mixed  mesophytic  forests  such  as  Quercus,  Celtis,
CaryaTilia,  ZelkovaOstrya,  Carpinus,  Betula,  Juglans  are
included into the group of arctotertiary—mesophytic elements.
Extrazonal  mountain  vegetation  is  represented  by:  Cedrus,
Tsuga,  Picea,  Cathaya.  Azonal  vegetation  is  influenced  by
edaphic  factors  and  in  our  study  it  is  represented  by  riparian
forests  with  Alnus,  Salix,  Ulmus,  swamps  with  Taxodiaceae,
Myricaceae, Nyssaceae and aquatic plant communities.

All the studied material is housed at the Institute of Geo-

logical Sciences MU in Brno and the Faculty of Sciences of
Comenius University in Bratislava.

background image

255

MIOCENE VEGETATION AND CLIMATE CHANGE IN CENTRAL PARATETHYS (CZECH AND SLOVAK REPUBLIC)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Results and discussion

Early Miocene

Eggenburgian—Ottnangian—Karpatian  (Late  Aquitanian—

Late Burdigalian)

During the Early Miocene thermophilous taxa Engelhardia,

Platycarya,  Sapotaceae,  Palmae  and  ferns  Lygodium,  Pteri-
daceae,  ?Davalliaceae,  Schizaeaceae—Cyatheaceae  were  fre-
quent.  Evergreen  Fagaceae  were  represented  by  the
Trigonobalanopsis  type,  morphotaxa  Tricolporopollenites
microhenrici 
and Tricolpopollenites liblarensis, Tricolporopol-
lenites  henrici
.  Also  Symplocos,  Reevesia,  Parthenocissus,
Araliaceae,  Rutaceae  and  morphotaxa  Cornaceaepollis
satzveyensis
,  Tricolporopollenites  pseudocingulum  were  com-
mon  in  pollen  spectra.  Arctotertiary  elements  Carya,  Juglans,
QuercusBetulaLiquidambar were less frequent (Fig. 3).

The vegetation of the salt marshes and also insolated places

(Chenopodiaceae up to 37 %, Ilex, Tamarix, Ericaceae, Poaceae
less Ephedra, Asteraceae and Buxaceae) was typical. Due to
the salinity oscillations as well as occasional higher evapora-
tion sensu Hladilová (1988), the coasts of individual sea gulfs
and lagoons could be repeatedly salinized and overgrown by
the halophilous flora (Doláková et al. 1999). Pollen grains of
the  formal  genus  Monocirculipollis  assigned  to  the  family
Caryophyllaceae (sensu Doláková 2004), were typical for this
time  span  being  absent  in  younger  ones  (Fig. 6).  Salt  marsh
vegetation was sometimes replaced by swamp plants.

Taxodiaceae,  Myricaceae,  Cyrillaceae,  Gleicheniaceae,

Decodon,  Lygodium,  Selaginella.  Even  the  aquatic  flora  ap-
peared  –  Sparganium,  Potamogeton,  Onagraceae,  Nelumbo,
Cyperaceae  (Figs. 3,  5,  7).  The  genus  Platanus  was  the  com-
mon member of the pollen spectra since this time span. A per-
manently  low  amount  of  intrazonal  elements  (Taxodiaceae,
Myricaceae and ferns) without strong oscilation occurred in the
palynospectra. Regularly higher ratios of Fagaceae, Carya and
also  heliophilous  taxa  were  observed.  Pinaceae  (up  to  40 %)
and extrazonal vegetation, including abundant Cathaya and less
frequent  CedrusPicea,  Abies,  occurred  frequently  (Fig. 3).  A
high  proportion  of  Ulmaceae,  Myrica,  Alnus  was  observed  in
sediments of the Eggenburgian—Ottnangian. Pollen spectra con-
tain a larger amount of spores of thermophilous ferns as Lygodi-
um
  (up  to  5 %),  Pteridaceae,  Gleicheniaceae  together  with
Selaginella and bryophyte Riccia (Fig. 3). These findings are in
a  good  conformity  with  macrofloristic  results  of  Knobloch
(1982) who described a unique oryctocoenosis from the rhyolite
tuffites  at  Znojmo  and  Přímětice.  He  considered  them  as  the
shrubby – arboreal heliophilous vegetation with mostly ever-
green  fine  dentate  or  spiny  leave  (sclerophyllous)  similar  to
Mediterranean “macchias”. Swamp vegetation with Glyptostro-
bus
,  Myrica,  aquatic  flora  with  Salvinia,  Potamogeton,  Nym-
phaea 
and coastal reed with Typha, Decodon, Sparganium were
identified  based  on  macrofloristic  remains  too  (Knobloch
1982). The accumulations of Limnocarpus fruits growing in the
brackish water were described by Knobloch (1984). The pollen
often  found  in  clumps  (Myricaceae,  Chenopodiaceae,  Caryo-
phyllaceae,  Oleaceae,  Onagraceae,  Platanus)  support  the  low
water dynamics and a short transport (Figs. 5, 6, 7).

During the Karpatian the thermophilous elements like Ruta-

ceae,  Symplocos  and  Platanus  occurred  less  regularly.  Tem-
perate  taxa  are  represented  generally  in  low  frequencies,  but
the  amount  and  diversity  of  the  temperate  mesophytic  ele-
ments  slightly  increased  (Fig. 4).  Mountain  vegetation  with
Tsuga and Abies was common (Fig. 4). Subtropical humid cli-
mate  was  also  supported  by  the  macrofloristic  remains  de-
scribed  from  the  stratotype  localities  Slup  and  Dolní
Dunajovice.  Leaves  of  the  family  Lauraceae  predominated
with  small  proportion  of  deciduous  trees  in  this  association
(Knobloch 1967, 1982; Kvaček 2003). The azonal vegetation
is  represented  by  swamp  and  riparian  forests  dominated  by
Glyptostrobus and Myrica.

Marshy-palm  forest  with  Calamus,  Poaceae,  Lygodium,

Sparganium,  Potamogeton  and  riparian  forest  with  Alnus,
Ulmus,  Myricaceae,  Lythraceae  or  Selaginella  are  frequent
(Figs. 4, 8). The associations with Taxodiaceae, Craigia and
Pteridaceae (up to 10 %) and Polypodiaceae document a well
developed  swamp  environment  (Figs. 4, 8).  During  the
present time the genus Craigia occurs in broad-leaved ever-
green  and  deciduous  mixed  forests  and  seasonally  wet  for-
ests. However, according to Kvaček et al. (2002), ecological
tolerances of its fossil representatives may have been greater
during the Tertiary. This tree surely tolerated swampy condi-
tions and entered even coal-forming forests in wetland habi-
tats  namely  swamp  forests  dominated  by  the  Taxodiaceae
and  many  other  swampy  and  riparian  woody  plants  as  well
aquatic herbs. Konzalová (1976) described a very similar ho-
rizon  with  Intratriporopollenites  insculptus  Mai  (Craigia)
from  the  coal  seam  formation  and  Cypris  claystones  of  the
North Bohemian basins.

During this time interval the plant assemblages with high-

er portion of arctotertiary elements were described by several
authors from the Silesian part of the Carpathian Foredeep in
the Polish Lowland (Oszast & Stuchlik 1977; Stuchlik 1980;
Sadowska  1989;  Ważyńska  et  al.  1998).  The  decrease  of
thermophilous elements during the Ottnangian—Early Karpa-
tian  has  been  recognized  and  defined  as  the  microfloristic
Zone  MF-3  by  Planderová  (1990)  and  Planderová  et  al.
(1993a,b).  Such  an  event  has  never  been  found  in  the  Car-
pathian  Foredeep.  This  fact  is  probably  related  to  different
paleogeography. The most similar pollenspectra of Karpatian
age  was  published  by  Nagy  (1999)  from  the  Mecsek  Mts.
Environmental  interpretation  of  data  from  the  Carpathian
Foredeep is similar to the conditions in the Korneuburg Basin
(Hofmann  et  al.  2002),  except  for  absence  of  Avicenia  and
the  lower  portion  of  the  Palmae  in  the  studied  area.  Early
Miocene was the warmest period of the Miocene in the Pan-
nonian Basin and the sporomorphs indicate a warm subtropi-
cal climate (Nagy 2005).

Middle Miocene

Badenian—Sarmatian  (Langhian—Serravallian)

Swamp elements (Taxodiaceae) have more regular occur-

rence without oscillations in comparison with the Karpatian.
Olea type pollen was less frequent in comparison with Low-
er Miocene pollen spectra. In the Badenian pollen spectra the

background image

256

KOVÁČOVÁ, DOLÁKOVÁ and KOVÁČ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Fig. 3.

 Vegetation 

assemblage 

distribution 

during 

the 

Eggenburgian—Ear

ly 

Badenian 

time 

intervals.

background image

257

MIOCENE VEGETATION AND CLIMATE CHANGE IN CENTRAL PARATETHYS (CZECH AND SLOVAK REPUBLIC)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Fig. 4.

 Vegetation 

assemblage 

distribution 

during 

the 

Late 

Badenian—Pa

nnonian 

time 

intervals.

background image

258

KOVÁČOVÁ, DOLÁKOVÁ and KOVÁČ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Fig. 5. Early Miocene sporomorphs from the studied area. 1 – Chenopodiaceae accumulation, 2 – Asteraceae—Asteroideae – Tricolporopollen-
ites grandis
 Nagy, 3 – Asteraceae—Cichorioideae – Cichoreacidites gracilis Nagy, 4 – Oleaceae – (Oleoidearumpollenites sp.), 5 – Oleaceae
accumulation, 6 – Ephedra sp. + Chenopodiaceae, 7 – Ericaceae (Ericipites callidus (Potonié) Krutzsch), 8 – Caryophyllaceae (Monocircu-
lipollis 
sp. Krutzsch), 9 – Caryophyllaceae accumulation, 10 – Mastixia – (Tricolporopollenites satzvayensis Pflug), 11 – Myrica accumu-
lation, 12 – Taxodiaceae – ?Glyptostrobus sp., 13 – Potamogeton – (Potamogetonicidites paluster (Mamten) Mohr), 14 – Nelumbo sp.
(Nelumbopollenites europaeus (Tarasewich) Skawińska), 15 – Cyperaceae – (Cyperaceaepollis piriformis Thile-Pfeifer).

background image

259

MIOCENE VEGETATION AND CLIMATE CHANGE IN CENTRAL PARATETHYS (CZECH AND SLOVAK REPUBLIC)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Fig. 6.  Eggenburgian palynomorphs. 1a,b, 3, 4a,b – Tamarix sp.; 1, 3, 4 – LM 1000 ; 1a – SEM 5500 ; 1b – SEM 12,000 ;  4a – SEM
5500 ; 4b – SEM 12,000 . 2 – Tamarix gallica – recent – LM 1000 ; 2a – SEM 6000 . 5a,b, 6 – Salix sp.; 5 – LM 1000 ; 5a – SEM
5000 ; 5b – SEM 12,000 . 6 – SEM 6000 . 7a,b, 8, 9 – Rutaceae; 7, 8, 9 – LM 1000 ; 7a – SEM 5000 ; 7b – SEM 12,000 . 10, 11,
12 – Platanus sp.; 10a,b, 11, 12 – LM 1000 ; 10a – SEM 4000 ; 10b – SEM 10,000 .

background image

260

KOVÁČOVÁ, DOLÁKOVÁ and KOVÁČ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Fig. 7. Karpatian sporomorphs from the studied area. 1 – Engelhardia sp. with cavities after pyrite crystals; 2 – Palmae – Monocolpopolle-
nites tranquillus 
(Potonié) Thomson & Pflug; 3 – Palmae – Arecipites sp.; 4 – Poaceae – Graminidites sp.; 5 – Sparganium sp. – (Spar-
ganiaceaepollenites neogenicus
 Krutzsch); 6 – Alnus sp. – (Alnipollenites verus (Potonié) Potonié); 7 – Myrica sp. (Myricipites coryphaeus
(Potonié) Potonié); 8 – Myrica sp. (Myricipites peregriniformis (Gladkova) Grabowska &Wazynska); 9, 10 – Lythraceae; 11, 12 – Craigia
sp.  (Intratriporopollenites  insculptus  Mai);  13  –  Taxodiaceae  –  ?Glyptostrobus  sp.;  14  –  Selaginella  sp.  (Echinatisporis  miocenicus
Krutzsch  &  Sontag  in  Krutzsch);  15  –  Pteris  sp.  –  (Polypodiaceoisporites  muricinguliformis  Nagy);  16  –  Ilex  sp.  –  (Ilexpollenites
margaritatus
 (Potonié) Raatz); 17 – Tsuga sp. – (Tsugaepollenites maximus (Raatz) Nagy; 18 – Lygodium sp. (Leiotriletes maxoides
maxoides
 W.Kr.).

background image

261

MIOCENE VEGETATION AND CLIMATE CHANGE IN CENTRAL PARATETHYS (CZECH AND SLOVAK REPUBLIC)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Fig. 8. Badenian sporomorphs from the studied area. 1 – Mastixia sp. – (Tricolporopollenites satzvayensis Pflug); 2 – Sapotaceae – (Sapota-
ceoipollenites sapotoides
 (Pflug & Thomson) Potonié); 3 – Quercoidites henrici (Potonié) Potonié, Thomson & Thiergart; 4, 5 – Quercoidites
microhenrici
 (Potonié) Potonié, Thomson & Thiergart; 6, 7 – Q. robur (Quercoidites granulatus (Nagy) Slodkowska); 8 – Quercoidites sp.;
9 – Zelkova sp. – (Zelkovaepollenites potoniei Nagy), 10 – Tilia sp. — (Intratriporopollenites instructus (Potonié) Thomson), 11 – Loran-
thaceae – Gothanipollenites gothani Krutzsch; 12 – Symplocos sp. – Symplocoipollenites vestibulum (Potonié) Potonié, 13 – Cercidiphyllum
sp. – (Cercidiphyllites minimireticulatus (Trevisan) Ziembińska-Tworzydło); 14, 15 – Distylium  Parrotia type – (Tricolporopollenites in-
determinatus  
(Romanovicz)  Ziembińska-Tworzydło);  16  –  Platanus  sp.;  17  –  Pteridaceae  –  (Segmentizonosporites  paucirugosus  (Nagy)
Stuchlik); 18 – Caryophyllaceae (Caryophyllidites microreticulatus Nagy); 19 – Marine dinoflagellates; 20 – foraminiferal lining.

background image

262

KOVÁČOVÁ, DOLÁKOVÁ and KOVÁČ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

higher differentiation of the Fagaceae in thermophilous ever-
green  (morphotypes  Tricolporopollenites  henrici  and  Tri-
colporopollenites  microhenrici
)  and  deciduous  oaks,  some
thermophilous taxa Gothanipollenites gothani (Loranthaceae)
or  Tricolporopollenites  indeterminatus  (Hammamelidaceae)
occurred (Fig. 9). Herbs such as Caryophyllaceae (Minutipol-
lis granulatus
 Krutzsch) were common. Early Badenian Lau-
raceae  and  Betulaceae  leaves  from  the  Carpathian  Foredeep
have been found at the Smolín locality (Sitár et al. 1978). Dur-
ing the Late Badenian the following were frequently present:
Pinaceae (Pinus, Picea, Abies, Tsuga) and deciduous elements
with Quercus, Alnus, Ulmus, Carya. Subtropical taxa are com-
monly  represented  by  Magnolia,  Platycarya,  Engelhardia,
Myrica,  Trigonobalanopsis  and  Distylium.  Paleoecological
conditions favoured development of swamp forests with Taxo-
diaceae, Nyssa  and  Myrica  and  riparian  forest  elements  with
Alnus,  Ulmus  and  Pterocarya.  Drier  areas  were  overgrown
with mixed mesophytic forest represented by PinusJuglans,
Carya, Sciadopitys and the extrazonal vegetation type is docu-
mented by the presence of Picea, Tsuga and deciduous oaks.
Herbs  are  represented  mostly  by  Poaceae.  During  the  Early
Sarmatian time interval the azonal vegetation was well devel-
oped  in  swamps  with  Taxodiaceae,  Myrica,  Nyssa  and  salty
marshes  with  Poaceae  and  halophytes  (Chenopodiaceae).
Riparian forests with Alnus, Salix and Ulmus were also com-
mon.  The  extrazonal  vegetation  portion  increased  mainly  in
the mountain vegetation elements. The decrease to disappear-
ance  of  the  Taxodiaceae,  Nyssaceae,  Myricaceae  and  halo-
phytes  suggests  a  large  reduction  of  the  swamp  biotops.
Riparian  forests  with  Ulmus,  Salix,  Alnus  and  Poaceae  were
still present. Gradual decrease of thermophilous taxa indicates
moderate cooling. Syabryaj & Vodoryan (1975) described simi-
lar,  well  diversified  pollen  spectra  from  the  NE  Carpathian
territory in Čop—Munkacevo. Ivanov (1995) and Ivanov et al.
(2002)  described  presence  of  Symplocos  in  Badenian  pollen
spectra from NW Bulgaria. In our studied material we noticed
Symplocos presence only from Early Miocene localities, prob-
ably due to temperature gradient.

There  was  a  warm  subtropical  climate.  Early  Badenian

transgression and uplift of the Alpine and Carpathian Moun-
tains  produced  favourable  local  climate  for  vegetation
change (Nagy 2005).

Late Miocene

Pannonian—Pontian  (Tortonian—Messinian)

In  the  pollen  spectra  from  the  Early  Pannonian  sensu

Harzhauser et al. (2004) or Early Tortonian sensu Harzhauser &
Piller  (2007),  mostly  broad-leaved  deciduous  elements  domi-
nate,  with  some  thermophilous  elements  admixture  of  Engel-
hardia
,  Ilex,  Castanopsis  and  Castanea,  suggesting  a  warm
temperate mixed mesophytic forest with low representation of
evergreen  elements.  The  proportion  of  NAP  –  non  arboreal
pollen  –  Ericaceae  and  Chenopodiaceae  is  higher  (10  and
14 %  respectively)  suggesting  local  marshes  and  open  herba-
ceous plant communities within the forests. Mountain conifers,
such as Picea,  Tsuga, Abies, Cedrus are common accessories.
Lowland vegetation was comprised of the azonal Alnus, Pinus,

Ulmus  mixed  and  broad-leaved  riparian  forest  with  common
deciduous oaksand swamp taxa Taxodiaceae, NyssaMyrica.
Sporadic  occurrences  of  dinoflagellates  and  green  algae  Tas-
manaceae indicate a slightly higher salinity, Botryococcus can
thrive  in  both  brackish  or  freshwater  environments,  whereas
green  algae  Pediastrum,  Mougeotia,  aquatic  ferns  Azolla,  and
aquatic  and  coastal  plants  (Nelumbo,  Nymphaea,  Myriophyl-
lum
SparganiumPotamogeton etc.) represent a freshwater en-
vironment (Doláková & Kováčová 2008). In the pollen spectra,
from the middle Pannonian (sensu Harzhauser et al. 2004), co-
niferous  woody  plants  of  mountain  vegetation  (Picea,  Abies,
Tsuga, CedrusPinus) and deciduous oaks were abundant. An-
giosperm  trees  and  shrubs  with  Alnus,  Betula,  Liquidambar,
Myrica, Nyssa and Salix indicate a well developed riparian for-
est. The subdominance of herb species is good evidence of the
local open woodland environment.

The facies mutually changing in time and space in individ-

ual pollen spectra are created by azonal types of vegetation
(marshes,  riparian,  coastal  and  aquatic)  or  by  high  amounts
of  herbaceous  plants  Artemisia,  Plantago,  Polygonum,
Asteraceae, Lamiaceae, Daucaceae, Caryophyllaceae,  which
indicate existence of local open areas.

In the Slovak part of the Danube Basin Planderová (1972,

1990) described reduced marshes, isolated lakes surrounded
by  steppe  meadows  (dominance  of  Artemisia)  with  rare
woody  plants.  In  comparison  with  Hungary  she  considered
the climate cooler and drier (Nagy 1985; Nagy & Planderová
1985;  Planderová  1990).  Hoffmann  &  Zetter  (2005)  deter-
mined a pollen assemblage rich in herbs from the Late Pan-
nonian in the Styrian Basin.

The extensive Pannonian and Pontian sea and the protec-

tive mountain range provided a very equable, warm temper-
ate climate, where even the summer season was not too dry
(Nagy 2005).

Conclusions

Development of Miocene vegetation patterns in the area of

the  northwestern  Central  Paratethys  was  derived  (above  all)
from  palynological  analysis.  The  case  study  area  covers  the
slopes  of  the  tectonically  quiet  European  platform  and  the
foreland of the tectonically active Carpathian mountain chain
(Carpathian  Foredeep  and  Vienna  Basin).  Interpretation  of
pollen  spectra  reflects  both,  the  landscape  evolution  in  two
areas with different geodynamics, and the climatic changes in
the  Central  Paratethys  domain  during  the  studied  time  inter-
vals. Based on pollen data, the Early to Middle Miocene vege-
tation  document  a  subtropical  climate  with  very  mild
(negligible)  cooling  during  this  period.  This  is  indicated  by
common  occurrence  of  thermophilous  taxa:  Sapotaceae,
Palmae,  Engelhardia,  Platycarya  and  Tricolporopollenites
henrici
Lygodium and Pteridaceae. ReevesiaCornus-Mastixia,
Symplocos,  Parthenocissus,  Tricolporopollenites  pseudocin-
gulum
,  Rutaceae  and  Araliaceae.  The  proportion  of  the  tem-
perate  elements  such  us  Carya,  Pterocarya,  Juglans,  Celtis,
Fagus  is  noticeably  lower.  The  lower  portion  of  extrazonal
(mountain)  vegetation  and  well  developed  riparian  forests
with AlnusCraigia, Pteridaceae, Polypodiaceae, Lythraceae,

background image

263

MIOCENE VEGETATION AND CLIMATE CHANGE IN CENTRAL PARATETHYS (CZECH AND SLOVAK REPUBLIC)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Fig. 9. Pannonian palynomorphs from the studied area. 1 – Picea sp. – (Piceapollis sp.); 2 – Nyssa sp. – (Nyssapollenites rodderensis
(Thiergart) Kedves); 3 – Quercus robur type; 4 – Salixipollenites sp. + Alnipollenites sp.; 5 – Rosaceae gen. indet.; 6, 7 – Artemisia div.
sp.; 8 – Cichorioideae – (Cichoreacidites gracilis Nagy); 9 – Asteroideae — (Tubulifloridites macroechinatus (Trevisan) Nagy); 10 – Cen-
taurea jacea
 type; 11 – Daucaceae gen. indet.; 12 – Caryophyllaceae gen. indet.; 13 – Polygonum persicaria – (Persicarioipollis  plioceni-
cus 
Krutzsch); 14 – Pediastrum simplex Meyen; 15 – Microsporangium with glochidium of  Azolla bohemica Pacltová.

background image

264

KOVÁČOVÁ, DOLÁKOVÁ and KOVÁČ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Cyperaceae, SparganiumPotamogetonNelumbo and swamps
with  Taxodiaceae,  Myricaceae  alternated  with  salt  marshes
represented by Chenopodiaceae up to 37 %, Poaceae, Caryo-
phyllaceae,  Asteraceae,  Ericaeae,  Lythraceae,  which  docu-
ment  a  moderate  relief  of  landscape  during  the  whole  Early
Miocene. The frequent pollen clumps support a theory of the
low water dynamics and a short transport distance. The alter-
ation in palynomorphs caused by the crystallization of pyrite
in anoxic conditions was observed.

The  Middle  Miocene  landscape  evolution,  conditioned  by

the uplift of the Carpathian mountain chain and subsidence of
adjacent lowlands, led to commencement of the altitudinal zo-
nation. This process is documented by changes in paleovege-
tation cover. In spite of this presence of zonal vegetation with
evergreen  broadleaved  forests  supplemented  by  azonal  vege-
tation (riparian forests, swamps) is typical of the Early Bade-
nian. Only several thermophilous plants, such as Engelhardia
and Platycarya, which were frequent in all of the Early Mio-
cene  associations,  decreased  in  the  Early  Badenian  pol-
lenspectra.  From  the  Late  Badenian  a  higher  proportion  of
extrazonal (mountain) vegetation were present in pollen spec-
tra (Picea, Abies, Tsuga, Cedrus). The terrestrial and aquatic
ecosystems confirm a subtropical climate with visible changes
at the boundary between the Early and Late Badenian. An in-
creased  proportion  of  the  arctotertiary  taxa  during  the  Late
Badenian is documented in pollenspectra by QuercusUlmus
and Carya, whereas Platycarya, Engelhardia, Myrica, Distylium
and thermophilous Fagaceae are less frequent. Herbs are rep-
resented mainly by the halophytes (Chenopodiaceae).

Vegetation  during  the  Early  Sarmatian  time  interval  was

formed  by  swamp  elements  with  Taxodiaceae,  Myricaceae,
Nyssaceae.  High  elevation  species  of  woody  plants  Tsuga,
Picea, Cedrus, Abies are indicative of mountainous relief re-
sulting from volcanic activity. During the Late Sarmatian the
proportion  of  swamp  elements  decreased  and  was  replaced
mostly by riparian forests.

The  Late  Miocene  paleogeographical  changes  and  general

climatic  oscillations  in  the  northwestern  Central  Paratethys
realm  reflected  the  decrease  especially  of  the  thermophilous
taxa EngelhardiaCastanea, evergreen Fagaceae Quercoidites
microhenrici
,  and  to  a  lesser  extent  of  Quercoidites  henrici,
TrigonobalanopsisSymplocos, Cornaceaepollis satzveyensis,
Tricolpopollenites  liblarensis.  An  apart  from  the  mountain
vegetation the amount of herbaceous plants in the pollen spec-
tra increased during this time span. The varying height’s of the
moutain  relief    of  the  uplifted  mountain  chains  (altitudinal
zonality)  created  ideal  conditions  for  extrazonal  vegetation
(Cedrus, Tsuga, Picea) and dominance of mixed mesophytic
forests  with  Quercus,  Celtis,  Carya,  Tilia,  Zelkova,  Ostrya,
Liquidambar,  Carpinus,  Betula,  Juglans  and  with  regular
presence of evergreen taxa.

The  swamp,  riparian,  often  hydrophilous  (Azolla,  Nym-

phaea,  Potamogeton)  and  halophytic  (Chenopodiaceae)
plants  represent  coastal  swamps,  local  lagoons,  and  marsh-
lands. The higher percentage of the herbs (Artemisia, Aster-
aceae, Lamiaceae, Polygonum, Daucaceae, Caryophyllaceae,
Plantago) and shrubs in the comparison with older time in-
tervals, shows that local open woodland  – open grassland
started to develop during the Pannonian.

The gradual retreat of areas flooded by the sea, as well as

following  retreat  of  the  lake  and  swamp  environment  was
confirmed by the decrease of azonal vegetation towards the
end  of  this  period.  The  reconstructed  vegetation  cover  sug-
gest  a  subtropical  climate  with  gradual  transition  to  warm
temperate climatic conditions.

Acknowledgments: The authors wish to express their grati-
tude  to  reviewers  L.  Hably,  Z.  Kvaček  and  D.  Ivanov  for
useful and constructive comments. This work was supported
by the Slovak Research and Development Agency under the
contracts  APVV-LPP  0120-06,  APVV-0280-07,  ESF-EC-
0006-07,  ESF-EC-0009-07  and  the  Slovak  Grant  Agency
VEGA (Projects No. 2/0060/09, 1/0483/10) and Czech Grant
Agency under the contract No. 205/09/0103.

References

Doláková N. 2004: Discussion on some Thermophile palynomorphs

from  the  Miocene  sediments  in  the  Carpathian  Foredeep
(Czech  Republic)  and  Modrý  Kameň  Basin  (Slovakia).  Acta
Paleobot. 
44, 1, 79—85.

Doláková N. & Kováčová M. 2008: Pannonian vegetation from the

northern part of Vienna Basin. Acta Mus. Nat. Pragae, Ser. B,
64 (2—4), 163—171.

Doláková N. & Slamková M. 2003: Palynological characteristics of

Karpatian sediments. In: Brzobohatý R., Cicha I., Kováč M. &
Rögl  F.  (Eds.):  The  Karpatian  a  lower  Miocene  stage  of  the
Central Paratethys. Masaryk University Brno, 325—346.

Doláková N., Hladilová Š. & Nehyba S. 1999: Development of sed-

imentation, molluscs and palynospectra in the Lower Miocene
of the south-western Part of the Carpathian Foredeep in Mora-
via (Czech Republic). Acta Palaeobot., Suppl. No. 2, 269—278.

Fodor  L.  1995:  From  transpression  to  transtension:  Oligocene—Mi-

ocene  structural  evolution  of  the  Vienna  basin  and  the  East  Al-
pine-Western Carpathian junction. Tectonophysics 242, 151—182.

Grünert P., Soliman A., Harzhauser M., Müllegger S., Piller W.E.

&  Rögl  F.  2010:  Upwelling  conditions  in  the  Early  Miocene
Central Paratethys Sea. Geol. Carpathica 61, 2, 129—145.

Haq B.U. 1991: Sequence stratigraphy, sea-level change and signif-

icance for the deep sea. Spec. Publ. Int. Ass. Sed. 12, 3—39.

Haq  B.U.,  Hardenbol  J.  &  Vail  P.R.  1988:  Mesozoic  and  Cenozoic

chronostratigraphy  and  cycles  of  sea  level  changes.  In:  Wilgus
C.K.,  Hastings  B.J.,  Posamentier  H.,  van  Wagoner  J.C.,  Ross
C.A. & Kendall C.G. St. C. (Eds.): Sea  level  changes:  an  inte-
grated approach. SEPM Spec. Pub. 42, 71—108.

Harzhauser  M.  &  Piller  E.W.  2007:  Benchmark  data  of  changing

sea – Palaeogeography, palaeobiogeography and events in the
Cenral  Paratethys  during  the  Miocene.  Palaeogeogr.  Palaeo-
climatol. Palaeoecol.
 253, 8—31.

Harzhauser M., Daxner-Höck G. & Piller E.W. 2004: An integrated

stratigraphy  of  the  Pannonian  (Late  Miocene)  in  the  Vienna
Basin. Austrian J. Earth Sci. 95/96, 6—19.

Hladilová  Š.  1988:  Palaeoecology  of  Eggenburgian  Molluscs  (Bi-

valvia,  Gastropoda)  from  the  HV-301  Čejkovice  borehole
(Moravia). Čas. Miner. Geol. 3, 1—33 (in Czech).

Hofmann Ch.Ch. & Zetter R. 2005: Reconstruction of different wet-

land plant habitats of the Pannonian Basin System (Neogene,
Eastern Austria). Palaios 20, 266—279.

Hofmann Ch.Ch., Zetter R. & Draxler I. 2002: Pollen- und Sporen-

vergesellschaftungen  aus  dem  Karpatium  des  Korneuburger
Beckens (Niederösterreich). Beitr. Paläont. 27, 17—43.

background image

265

MIOCENE VEGETATION AND CLIMATE CHANGE IN CENTRAL PARATETHYS (CZECH AND SLOVAK REPUBLIC)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Hochuli P.A. 1978: Palynologische Untersuchungen im Oligozän und

Untermiozän  der  Zentralen  und  Westlichen  Paratethys.  Beitr.
Paläont Österr.
 4, 1—132.

Horváth  F.,  Dovenyi  P.,  Szalay  S.  &  Royden  L.H.  1988:  Subsid-

ence,  thermal  and  maturation  history  of  the  Great  Hungarian
Plain.  In:  Royden  L.H.  &  Horváth  F.  (Eds.):  The  Pannonian
Basin. AAPG Memoir 45, 355—372.

Hudáčková N., Halásová E., Fordinál K., Sabol M., Joniak P. & Krá

J.  2003:  Biostratigraphy  and  radiometric  dating  in  the  Vienna
Basin Neogene (Slovak part). Slovak Geol. Mag. 9, 4, 233—235.

Ivanov  D.A.  1995:  Palynological  data  about  the  presence  of  the

family Symplococaceae in the Miocene of Northwestern Bul-
garia. Geol. Carpathica 46, 1, 37—40.

Ivanov  D.,  Ashraf  A.R.,  Mosbrugger  V.  &  Palamarev  E.  2002:  Pa-

lynological evidence for Miocene climate change in the Forecar-
pathian Basin (Central Paratethys, NW Bulgaria). Palaeogeogr.
Palaeoclimatol. Palaeoecol
. 178, 19—37.

Knobloch E. 1967: Pflanzenfunde aus der karpatischen Serie in der

Vortiefe  in  Mähren.  In:  Cicha  I.,  Seneš  J.  &  Tejkal  J.  (Eds.):
Chronostratigraphie  und  Neostratotypen,  Miozän  M3  –  Kar-
patien. SAV, Bratislava, 244—256.

Knobloch E. 1968: The plant association in Czechoslovakian Ter-

tiary.  Čas.  Miner.  Geol.  13,  1,  109—118  (in  Czech,  German
summary).

Knobloch E. 1982: The Early Miocene flora from South Moravia.

Zemní Plyn Nafta XXVII, 415—428 (in Czech).

Knobloch E. 1984: Die Halophile Gattung Limnocarpus C. Reid im

Neogen von Mähren. Věst. Ústř. Úst. Geol. 59, 2, 155—165.

Knobloch E. 1985: Die floren des Pannonien im Wiener Becken und

in  der  Donauebene.  In:  Papp  et  al.  (Eds.):  Chronostratigraphie
und Neostratotypen. Miozän M6 Pannonien. Jugosl. Serb. Akad.
Wiss. Künste
, Zagreb/Beograd, 616—631.

Konzalová M. 1976: Microbotanical (palynological) research of the

Lower Miocene of Northern Bohemia. Rozpr. Čes. Akad. Věd
86, 12, 1—75.

Konečný V., Kováč M., Lexa J. & Šefara J. 2002: Neogene evolu-

tion  of  the  Carpatho-Pannonian  region:  An  inter-play  of  sub-
duction  and  back-arc  diapiric  uprise  in  the  mantle.  EGS
Stephan Mueller Spec. Publ. Ser
. 1, 105—123.

Kováč M. 2000: Geodynamic, paleogeographic and structural evo-

lution  of  the  Carpathian-Pannonian  region  in  the  Miocene:
New view on the Neogene basins of Slovakia. VEDA, Bratisla-
va, 1—202 (in Slovak).

Kováč M., Nagymarosy A., Soták J. & Šutovská K. 1993: Late Ter-

tiary paleogeographic evolution of the West Carpathians. Tec-
tonophysics
 226, 1—4, 401—416.

Kováč M., Bielik M., Lexa J., Pereszlényi M., Šefara J., Túniy I. &

Vass D. 1997: The  Western Carpathian intramountain basins.
In: Grecula et al. (Eds.): Geological evolution of the Western
Carpathians. Miner. Slovaca, 43—65.

Kováč M., Nagymarosy A., Oszczypko N., Ślączka A., Csontos L.,

Marunteanu M., Matenco L. & Márton E. 1998a: Palinspastic
reconstruction  of  the  Carpathian-Pannonian  region  during  the
Miocene. In: Rakús M. (Ed.): Geodynamic development of the
Western Carpathians. Geol. Surv. Slovak Republic, Bratislava,
189—217.

Kováč M., Baráth I., Kováčová-Slamková M., Pipík R., Hlavatý I.

& Hudáčková N. 1998b: Late Miocene paleoenvironments and
sequence stratigraphy: Northern Vienna Basin. Geol. Carpathi-
ca
 49, 6, 445—458.

Kováč M., Nagymarosy A., Holcová K., Hudáčková N. & Zlinská A.

2001:  Paleogeography,  paleoecology  and  eustacy:  Miocene  3rd
order  cycles  of  relative  sea-level  changes  in  the  Western  Car-
pathian – North Pannonian basins. Acta Geol. Hung. 44/1, 1—45.

Kováč  M.,  Andreyeva-Grigorovich  A.S.,  Brzobohatý  R.,  Fodor  L.

Harzhauser M., Oszczypko N., Pavelič D., Rögl F., Saftič B.,

Sliva L. & Stráník L. 2003: Karpatian paleogeography, tectonics
and eustatic changes. In: Brzobohatý R., Cicha I., Kováč M. &
Rögl  F.  (Eds.):  Karpatian  –  a  Lower  Miocene  Stage  of  the
Central Paratethys. Masaryk University Brno, 49—72.

Kováč  M.,

 

Baráth  I.,  Harzhauser  M.,  Hlavatý  I.

 

&  Hudáčková  N.

2004: Miocene depositional systems and sequence stratigraphy
of  the  Vienna  Basin.  Cour.  Forsch.-Inst.  Senckenberg  246,
187—212.

Kováč  M.,  Baráth  I.,  Fordinál  K.,  Grigorovich  A.S.,  Halásová  E.,

Hudáčková  N.,  Joniak  P.,  Sabol  M.,  Slamková  M.,  Sliva  L.,
Töröková I. & Vojtko R. 2006: Late Miocene to Early Pliocene
sedimentary environments and climatic changes in the Alpine-
Carpathian-Pannonian  junction  area:  a case  study  from  the
Danube Basin northern margin (Slovakia). Paleogeogr. Paleo-
climatol. Paleoecol.
 238, 32—52.

Kováč  M.,  Andreyeva-Grigorovich  A.,  Bajraktarević  Z.,  Brzobo-

hatý  R.,  Filipescu  S.,  Fodor  L.,  Harzhauser  M.,  Nagymarosy
A.,  Oszczypko  N.,  Pavelić  D.,  Rögl  F.,  Saftić  B.,  Sliva  .  &
Studencka  B.  2007:  Badenian  evolution  of  the  Central  Parat-
ethys  Sea:  paleogeography,  climate  and  eustatic  sea-level
changes. Geol. Carpathica 58, 6, 579—606.

Kováč M., Hudáčková N., Hlavatá J., Sopková B., Andrejeva-Grig-

orovič A., Halásová E., Kováčová M., Kováčová P., Sliva  . &
Baráth  I.  2008:  Miocene  deposits  in  the  boreholes  from  the
Záhorska lowland area: sedimentology, biostratigraphy and en-
vironmental condition. Geol. Práce, Spr. 114, 7—49 (in Slovak,
English abstract).

Kováč P. & Hók J. 1993: The Central Slovak Fault System – field

evidence of a strike-slip. Geol. Carpathica 44, 3, 155—160.

Kovar-Eder J., Jechorek H., Kvaček Z. & Parashiv V. 2008a: The

integrated  plant  record:  An  essential  tool  for  reconstructing
Neogene zonal vegetation in Europe. Palaios 23, 97—11.

Kovar-Eder J., Suc J.-P. & Kvaček Z. 2008b: Definition of relevant

botanical terms and vegetation units. www.neclime.de Krutzsch
W. 1989: Palaeogeography and historical phytogeography (pale-
ochorology) in the Neophyticum. Pl. Syst. Evol. 162, 5—61.

Kvaček  Z.  2003:  The  flora  and  vegetation  of  the  Karpatian.  In:

Brzobohatý R., Cicha I., Kováč M. & Rögl F. (Eds.): The Kar-
patian  a  lower  Miocene  stage  of  the  Central  Paratethys.
Masaryk University Brno, 347—356.

Kvaček Z., Manchester S.R., Zetter R. & Pingen M. 2002: Fruites and

seeds of Craigia bronni (Malvaceae—Tilioideae) and associated
flower  buds  from  the  Late  Miocene  Inden  Formation,  Lower
Rhine Basin, Germany. Rev. Paleobot. Palynol. 119, 311—324.

Kvaček  Z.,  Kováč  M.,  Kovar-Eder  J.,  Doláková  N.,  Jechorek  H.,

Parashiv V., Kováčová M. & Sliva  . 2006: Miocene evolution
of  landscape  and  vegetation  in  the  Central  Paratethys.  Geol.
Carpathica
 57, 4, 295—310.

Lambert O., Schlögl J. & Kováč M. 2008: Middle Miocene toothed

whale with Platanista-like teeth from the Vienna Basin (West-
ern Carpathians, Slovakia). Neu. Jb. Geol. Paläont. Abh. 250,
2, 157—166.

Lankreijer  A.,  Kováč  M.,  Cloetingh  S.,  Pitoňák  P.,  Hlôška  M.  &

Biermann  C.  1995:  Quantitative  subsidence  analysis  and  for-
ward modelling of the Vienna and Danube Basins: thin skinned
versus thick skinned extension. Tectonophysics 252, 433—451.

Magyar  I.,  Geary  D.H.,  Sütő-Szentai  M.,  Lantos  M.  &  Müller  P.

1999:  Integrated  biostratigraphical,  magnetostratigraphic  and
chronostratigraphic  correlations  of  the  Late  Miocene  Lake
Pannon deposits. Acta Geol. Hung. 42, 1, 5—31.

Mai  H.D.  1981: Entwicklung  und  klimatische  Differenzierung  der

Laubwaldflora Mitteleuropas in Tertiär. Flora 171, 525—582.

Mai H.D. 1991: Palaeofloristic changes in Europe and the confirma-

tion of the Arctotertiary – Palaeotropical concept. Rev. Palae-
obot. Palynol.
 68, 1, 29—36.

Meulenkamp J.E., Kováč M. & Cicha I. 1996: On Late Oligocene to

background image

266

KOVÁČOVÁ, DOLÁKOVÁ and KOVÁČ

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2011, 62, 3, 251—266

Pliocene  depocentre  migration  and  the  evolution  of  the  Car-
pathian-Pannonian system. Tectonophysics 266, 301—317.

Nagy  E.  1985:  Sporomorphs  of  the  Neogene  in  Hungary.  Geol.

Hung.Ser. Palaeont. 47, 1—470.

Nagy E. 1999: Palynological correlation of the Neogene of the Cen-

tral Paratethys. Geol. Inst. Hung., Budapest, 1—126.

Nagy E. 2005: Palynological evidence for Neogene climatic change

in  Hungary.  Occass.  Pap.  Geol.  Inst.  Hung.,  Budapest,  Vol.
205, 120.

Nagy  E.  &  Planderová  E.  1985:  Palynologische  Auswertung  der

Floren  des  Pannonien.  In:  Papp  A.,  Jámbor  Á.  &  Steininger
F.F.  (Eds.):  Chronostratigraphie  und  Neostratotypen:  Miozän
der Zentralen Paratethys, Band VII. M6, Pannonien. Akadémiai
Kiadó
, Budapest, 586—615.

Nehyba  S.,  Hladilová  Š.  &  Doláková  N.  1997:  Sedimentation  and

fossil  assemblages  development  during  the  Early  Miocene  in
Southwest  part  of  Carpathian  Foredeep  in  Moravia.  In:
Hladilová Š. (Ed.): Dynamics of marine and continental envi-
ronment  relationships.  Grant  Project  report  GAČR  205/95/
1211
, Brno, 47—58 (in Czech).

Oszast  J.  &  Stuchlik  L.  1977:  Vegetation  in  Podhala  during  the

Neogene. Acta Paleobot. XVIII, 1, 45—86 (in Polish).

Pacltová B. 1982: Organically preserved microfossils as indicators

of  the  paleoenvironment.  In:  Novák  V.J.A.  &  Mlíkovský  J.
(Eds.): Evolution and environment. ČSAV, Praha, 757—773.

Pavelić D. 2001: Tectonostratigraphic model for the North Croatian

and  North  Bosnian  sector  of  the  Miocene  Pannonian  Basin
System. Basin Research 13, 359—376.

Planderová E. 1972: Pliocene sporomorphs from the Western Car-

pathians Mountains and their stratigraphic interpretation. Geol.
Práce, Spr.
 59, 209—283.

Planderová  E.  1990:  Miocene  microflora  of  Slovak  Central  Para-

tethys  and  its  biostratigraphical  significance.  Geol.  Inst.  D.
Štúra
, Bratislava, 1—144.

Planderová  E.,  Ziembińska-Tworzydło  M.,  Grabowska  I.,  Kohlman-

Adamska A., Konzalová M., Nagy E., Pantić N., Ryłova T., Sa-
dowska  A.,  Słodkowska  B.,  Stuchlik  L.,  Syabraj  S.  &
Zdražílková  N.  1993a:  On  palaeofloristic  and  palaeoclimatic
changes during the Neogene of Eastern and Central Europe on
the basis of palynological research. Proceedings of the Interna-
tional  Symposium:  Palaeofloristic  and  palaeoclimatic  changes
during Cretaceous and Tertiary. Dionýz Štúr Inst. Geol., 119—129.

Planderová E., Ziembińska-Tworzydło M., Grabowska I., Kohlman-

Adamska  A.,  Sadowska  A.,  Słodkowska  B.,  Stuchlik  L.  &
Ważyńska H. 1993b: Climate in Central Europe during the Neo-
gene  based  on  presence  palaeotropical  and  arctotertiary  sporo-
morphs.  Przegl.  Geol.,  41,  12,  Państw.  Inst.  Geol.,  Bratislava,
829—834 (in Polish).

Ratschbacher  L.,  Merle  O.,  Davy  P.  &  Cobbols  P.  1991a:  Lateral

extrusion in the Eastenn Alps. Part 1. Boundary conditions and
experiments scaled for gravity. Tectonics 10, 245—256.

Ratschbacher L., Frisch W., Linze H.G. & Merle O. 1991b: Lateral

extrusion  in  the  Eastern  Alps.  Part 2.  Structural  analysis.
Tectonics 10, 257—271.

Roetzel  R.,  Ćorić  S.,  Galović  I.  &  Rögl  F.  2006:  Early  Miocene

(Ottnangian) coastal upwelling conditions along the southeast-
ern  scarp  of  the  Bohemian  Massif  (Parisdorf,  Lower  Austria,
Central Paratethys). Beitr. Paläont. 30, 387—413.

Royden L.H. 1985: The Vienna basin: a thin skinned pull apart ba-

sin. In: Biddle K.T. & Christie-Blick N. (Eds.): Strike-slip de-
formation,  basin  formation  and  sedimentation.  Soc.  Econ.
Paleont. Mineralogists, Spec. Publ
., Tulsa 37, 319—339.

Royden L.H. 1988: Late Cenozoic tectonics of the Pannonian basin

system. In: Royden L. & Horváth F. (Eds.): The Pannonian Ba-
sin: A study in basin evolution. AAPG Memoir 45, 27—48.

Rögl F. 1998: Paleogeographic considerations for Mediterranean and

Paratethys  Seaways  (Oligocene  to  Miocene).  Ann.  Naturhist.
Mus. Wien
 99A, 279—310.

Rögl  F.,  Brzobohatý  R.,  Cicha  I.,  Ćorić  S.,  Daxner-Höck  G.,  Dolá-

ková  N.,  Harzhauser  M.,  Hladilová  Š.,  Kroh  A.,  Kvaček  Z.,
Mandic O., Olshtynska A., Pisera A., Reichenbacher B., Schultz
O., Švábenická L., Tempfer P., Vávra N. & Zorn I. 2003: Paleo-
biological  characterization  of  the  Karpatian  Stage.  In:  Brzobo-
hatý R., Cicha I., Kováč M. & Rögl F. (Eds.): The Karpatian a
lower Miocene stage of the Central Paratethys. Masaryk Univer-
sity Brno
, 357—360.

Sadowska A. 1989: Miocene palynostratigraphy of the Silesian part

of the Paratethys Basin. Cour.-Forsch. Inst. Senckenberg 109,
229—235.

Sadowska A. 1993: The stratigraphical table of the Neogene floras

from  Poland.  Proceedings  of  the  International  Symposium:
Palaeofloristic and  palaeoclimatic changes during Cretaceous
and Tertiary. Dionýz Štúr Inst. Geol., Bratislava, 133—139.

Sitár V., Knobloch E., Roman S. & Ticleanu N. 1978: Die Makrof-

lora  des  Badenian  (Rumänien  und  Tschechoslowakei).  In:
Papp A., Cicha I., Seneš J. & Steininger F.F. (Eds.): Chronos-
tratigraphie  und  Neostratotypen.  Miozän  der  Zentralen  Para-
tethys. M

4

 Badenien. (Moravien, Wielicien, Kosovien). Veda,

Bratislava, 555—563.

Stuchlik  L.  1980:  Chronostratigraphy  of  Neogene  in  the  South  of

Poland (North part of Paratethys) based on palaeobotanical re-
search. Przegl. Geol. 8, 443—448 (in Polish).

Syabryaj  S.V.  &  Vodoryan  N.S.  1975:  Vegetation  and  paleogeo-

graphical conditon of Middle Sarmatian in the Carpathian area
from  the  data  of  diatom,  spore  and  pollen  analysis.  Ukraine
Bot. Zsurnal
 33, 1, 71—77.

Tomek Č. & Hall J. 1993: Subducted continental margin imaged in

the Carpathians of Czechoslovakia. Geology 21, 535—538.

Walanus  A.  &  Nalepka  D.  1999:  POLPAL.  Program  for  counting

pollen  grains,  diagrams  plotting  and  numerical  analysis.  Acta
Paleobot.
, Suppl. 2, 659—661.

Ważyńska  H.  (Ed.)  1998:  Palynology  and  paleogeography  of  the

Neogene in the Polish Lowlands. Pr. Panstw. Inst. Geol., 1—160.

Vail P.R., Mitchum R.M.J., Todd R.G., Widmier J.M., Thompson

S.,  Sangree  J.B.,  Bubb  J.N.  &  Hatlelid  W.G.  1977:  Seismic
stratigraphy and global changes of sea level. In: Clayton C.E.
(Ed.): Seismic stratigraphy – application to hydrocarbon ex-
ploration. Amer. Assoc. Petrol. Geol. Mem. 26, 49—212.