background image

GEOLOGICA CARPATHICA

, DECEMBER 2016, 67, 6, 595 – 605

doi: 10.1515/geoca-2016-0037

www.geologicacarpathica.com

An integrated paleomagnetic and magnetic anisotropy 

study of the Oligocene flysch from the Dukla nappe,  

Outer Western Carpathians, Poland

DÁNIEL KISS

1,2,3

, EMŐ MÁRTON

2

 and ANTEK K. TOKARSKI

4

1

Eötvös Loránd University, Department of Geophysics and Space Science, Budapest, Hungary; dan.kiss.91@gmail.com

2

Geological and Geophysical Institute of Hungary, Paleomagnetic Laboratory, Budapest, Hungary; paleo@mfgi.hu

3

University of Lausanne, Institute of Earth Sciences, Lausanne, Switzerland (from September 2015)

4

Institute of Geological Sciences, Polish Academy of Sciences, Research Centre in Kraków, Poland; ndtokars@cyf-kr.edu.pl

(Manuscript received December 23, 2015; accepted in revised form September 22, 2016)

Abstract: The Dukla Nappe belongs to the Outer Western Carpathians, which suffered considerable shortening due to the 

convergence and collision of the European and African plates. In this paper we present new paleomagnetic and magnetic 

anisotropy results from the Polish part of the Dukla Nappe, based on 102 individually oriented cores from nine geo-

graphically distributed localities. Susceptibility measurements and mineralogy investigations showed that paramagnetic 

minerals  are  important  contributors  to  susceptibility  anisotropy  (AMS).  The AMS  fabrics  are  related  to  deposition/ 

compression (foliation) and weak tectonic deformation (lineation). The AARM fabric, that of the ferrimagnetic minerals, 

seems to be a less sensitive indicator of tectonic deformation than the AMS fabric. The inclination-only test points to the 

pre-folding age of the remanent magnetizations. Seven localities exhibit CCW rotation, a single one shows CW rotation. 

The CCW rotated paleomagnetic directions form two groups, one showing large, the other moderate CCW rotation.  

Previously  published  paleomagentic  directions  from  the  Slovak  part  of  the  same  nappe  exhibit  smeared  distribution 

between  them. The  declination  of  the  overall-mean  paleomagnetic  direction  for  the  Dukla  nappe  is  similar  to  those 

observed in the neighbouring Magura and Silesian nappes, but it is of poorer quality. 

The AMS lineations at several 

localities are deviating more to the west from the present north than that of the local tectonic strikes. A possible expla-

nation for this is that the AMS lineations were imprinted first, probably still in the Oligocene, while the sediments were 

soft (ductile deformation) and the folding and tilting took place during the CCW rotation.

Keywords: Outer Western Carpathians, Dukla nappe, Oligocene, flysch, paleomagnetism, anisotropy of susceptibility, 

anisotropy of remanence.

Introduction

The Carpathians belong to the European Alpine system, which 

was formed during the convergence and collision of the Euro-

pean  and  African  plates.  They  have  an  arcuate  shape  that 

extends  over  1300 km  from  the  Danube  valley  in  Eastern 

Austria to the Danube valley on the border between Romania 

and Serbia (Fig. 1). Diachronous  collision of the two plates 

started in the Late Jurassic and has continued to the Present. 

Fragments of continental blocks between the two plates were 

displaced and rotated in the  process of collision and initiated 

folding/trusting  and  nappe  transport  in  the  present  Outer 

 Carpathians  during  the  Tertiary  (Oszczypko  2006  and  refe-

rences therein). The result is a considerable shortening com-

pared  to  the  original  width  of  sedimentary  basins  (e.g., 

Nemčok et al. 2000). 

The process of the shortening in the Outer Western Carpa-

thians has been investigated with paleomagnetic and magnetic 

anisotropy  methods.  Koráb  et  al.  (1981)  published  paleo-

magnetic  results  from  the  Slovak  part  of  the  Dukla  Nappe 

(Fig. 2)  suggesting  moderate  CCW  rotation.  They  confined 

their study to localities where the local strike correlated with 

the general tectonic trend of the nappe. Their results repre sent 

red  pelitic  sediments  (Submenilite  Beds)  of  early  to  middle 

Eocene age, as the grey sediments sampled by them did not 

yield  a  stable  paleomagnetic  signal.  Márton  et  al.  (2009) 

 studied  the  paleomagnetism  and  the  magnetic  aniso tropy  of 

the Paleogene (subordinately Lower Miocene) grey clay, silt 

and  mudstones  from  the  Magura  and  the  Silesian  Nappes. 

Their  results  pointed  to  a  general  50° CCW  rotation  of  the 

Magura nappe and of the central and eastern segment of the 

Silesian nappe, and somewhat larger for the western part of the 

Silesian Nappe), which must have taken place after the Oligo-

cene (Márton et al. 2016). The AMS (anisotropy of magnetic 

susceptibility) measurements revealed that the magnetic folia-

tion was due to compaction and the magnetic lineation to weak 

compressional  deformation.  The  Czech  part  of  the  Outer 

Western Carpathians was studied extensively with magnetic 

anisotropy, which revealed that the magnetic fabrics are due to 

weak  tectonic  deformation  or  compaction  and  sedimentary 

transport (for a summary see Hrouda et al. 2009).

This  study  presents  new  paleomagnetic  and  magnetic 

anisotropy results of the Oligocene flysch from the Polish part 

of  the  Dukla  Nappe.  The  paleomagnetic  directions  were 

background image

596

KISS, MÁRTON and TOKARSKI

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

obtained  with  standard  methods,  and  so  were  the  low  field 

magnetic susceptibility anisotropy (AMS) and the anisotropy 

of  anhysteric  remanent  magnetization  (AARM)  measure-

ments.  Supplementary  mineralogy  investigations  also  were 

carried out to determine the carrier of the remanence and the 

contributors  of  the  ferri  and  paramagnetic  minerals  to  the 

AMS fabric. Finally the data were interpreted in the terms of 

the rotational and strain history of the nappe.

Geological background and sampling

Geological background

The  Western  Carpathians  have  been  subdivided  into  two 

parts, the Inner Carpathians and the Outer Carpathians, which 

are separated by the Pieniny Klippen Belt. The Outer Carpa-

thians contain the sediments of several basins that were located 

between  Africa  and  Stable-Europe  during  the  Cretaceous   

and  Paleogene.  The  present-day  tectonic  features  were  

formed  mostly  in  the  early-middle  Miocene  as  a  result  

of  the  thrusting  and  folding  during  the  convergence  and 

 collision of the ALCAPA and the European plates (Oszczypko 

2006). 

The Western Outer Carpathians are a north-verging thrust-

and-fold belt composed largely of Lower Cretaceous to Lower 

Miocene  flysch,  but  Upper  Jurassic  and  Lower  Cretaceous 

volcanics  and  carbonates  are  also  present  (e.g.,  Kováč  & 

Plašienka 2002). The studied, Polish part of the belt comprises 

five rootless nappes that are completely detached from their 

basement and form an accretionary wedge with northern ver-

gency.  The  nappes  are  the  following,  from  south  to  north: 

Magura, Dukla, Silesian, Subsilesian and Skole (Fig. 2). They 

are of different lithostratigraphic composition and structure. 

The wedge is flatly thrust over the Miocene sediments of the 

Carpathian Foredeep. It is 70 – 80 km wide on the surface and 

in the south it reaches the depth of 15 – 20 km (Tomek 1993; 

Tomek & Hall 1993). In the traditional view, the wedge started 

to form in the Oligocene (Pescatore & Ślączka 1984; Roca et 

al.  1995;  Oszczypko  2006).  More  recently  synsedimentary 

deformation  studies  (Swierczewska  &  Tokarski  1998)  sug-

gested that deformation in the Magura Nappe started in the 

Eocene and a similar conclusion was reached from balanced 

cross sections (Nemčok et al. 2006). 

The present study deals with the Polish part of the Dukla 

Nappe, which continues in Slovakia and in Ukraine and a large 

part of it is situated below the Magura Nappe (Ślączka et al. 

2005). The Magura and Silesian nappes (Fig. 2) are composed 

Fig. 1. The tectonic subdivision of the Carpatho–Pannonian region. The yellow area of the Outer Carpathians characterized by Tertiary nappe 

transport and the arrows refer to the rotation of the microplates (after Márton et al. 2009). The study area is indicated with a rectangle (for more 

precise location see Figs. 2 and 3).

background image

597

PALEOMAGNETIC AND MAGNETIC ANISOTROPY STUDY OF OLIGOCENE FLYSCH FROM DUKLA NAPPE

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

of large scale folds and thrust sheets whereas the Dukla and 

Skole  nappes  are  characterized  by  imbricated  thrusts  (e.g., 

Mastella 1988). The former nappe shows widespread presence 

of olistostromes (Cieszkowski et al. 2009). The sequence of 

the  Dukla  Nappe  starts  with  Cretaceous  sediments  and  is 

 terminated by the Oligocene Krosno beds. The latter are made 

of calcareous sandstones and calcareous claystones (Ślączka 

et al. 2005). 

Paleomagnetic sampling

Based on previous experience with the Outer Western Car-

pathian Paleogene, the Oligocene Krosno beds were selected 

for the investigations in the Dukla nappe. The mudstone mem-

bers of the Krosno beds, as documented by the results from the 

Silesian Nappe (Márton et al. 2009), have favourable lithologi-

cal properties for paleomagnetic as well as magnetic anisotropy 

studies.  This  formation  was  sampled  at  nine  geo graphically 

 distributed localities (102 individually orien ted samples) dis-

tributed over the Polish segment of the nappe. At eight loca-

lities  claystones/mudstones  were  drilled  and  at  one  locality 

(locality  1)  siltstones  (1a)  and  sandstones  (1b)  were  also 

 sampled  (Fig.  3). The  samples  were  drilled  with  a  portable 

drill and oriented in situ with a magnetic compass. For each 

sampled bed, the azimuth and angle of the dip was recorded.

Methods

Paleomagnetic measurements

The samples drilled and oriented in the field were cut into 

standard-size specimens. The natural remanent magnetization 

(NRM) of each specimen was measured in the natural state 

using JR-4 and JR-5A spinner magnetometers. One specimen 

per  sample  was  stepwise  demagnetized  with  the  alternating 

field (AF) or with the thermal method till the NRM signal was 

lost.  It  was  usually  the  AF  method,  which  yielded  better 

results. This was due to the carrier of the remanent magneti-

zation,  which  was  magnetite,  while  the  decomposition  on 

heating  of  the  invariably  present  pyrite  resulted  in  spurious 

magnetization  seriously  distorting  the  NRM  signal  from 

400° C  on.  The  demagnetization  curves  were  analysed  for 

 linear  segments  and  the  components  decaying  towards  the 

 origin were evaluated to define the locality mean paleomag-

netic directions. 

Anisotropy of magnetic susceptibility (AMS)

  AMS  provides  information  about  the  magnetic  fabric. 

Studying the magnetic fabric has the potential to unravel, for 

example,  the  strain  history  of  the  rock  and/or  sedimentary 

Fig. 2. The location and structure of the Outer Western Carpathians (dark) (the Subsilesian Nappe — located at the northern boundary of the 

Silesian nappe — is not indicated).

background image

598

KISS, MÁRTON and TOKARSKI

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

transport directions. Depending on the value of the mean sus-

ceptibility, AMS can be sensitive to different groups of mine-

rals. If the susceptibility is below or in the range of 10

-4

 [SI] 

both  the  ferrimagnetic  and  the  paramagnetic  minerals  (e.g., 

pyrite, limonite and Fe bearing clay minerals) can be impor-

tant contributors to the AMS fabric.

The  intensity  and  orientation  of  the  magnetic  fabric  is 

expressed by a second-rank symmetrical susceptibility tensor. 

Geometrically  it  is  represented  by  an  ellipsoid  with  the  

k

max 

≥ k

int 

≥ k

min

  principal  susceptibilities.  In  this  terminology 

k

max

  is  referring  to  the  magnetic  lineation  direction  and  k

min

 

refers to the pole of the magnetic foliation (terms lineation and 

foliation used in the following refer to the magnetic fabric). 

From  the  principal  directions  several  parameters  can  be 

 calculated. In this study we used the following parameters (see 

 Tarling & Hrouda 1993): degree of anisotropy (P = k

max 

/ k

min

), 

degree of foliation (F = k

int 

/ k

min

), degree of lineation (L = k

max 

/ k

int

and mean susceptibility (k

m 

= ( k

max 

+ k

int 

+ k

min 

) /3).

The AMS fabric of every individually oriented sample was 

determined  from  low  field  susceptibility  measurements  in  

15 positions with a KLY-2 Kappabridge (Jelínek 1973, 1980). 

The  susceptibility  tensor  was  computed  from  the  results  by  

a program written by Bordás (1990) based on Jelínek (1977). 

The locality mean tensors were evaluated using the Anisoft 4.2 

program (Jelínek 1978; Hrouda et al. 1990; Chadima & Jelínek 

2008). 

Anisotropy of anhysteric remanent magnetization (AARM)

The  AARM  provides  information  about  the  ferromagnetic 

fabric without the effect of para- and diamagnetic minerals. 

During the measurement the specimens are firstly demagne-

tized then magnetized in a given orientation and finally the 

remanent magnetization is measured. These steps are repeated 

in several positions and the results are evaluated in a mathe-

matically analogous way to the susceptibility tensor. The ten-

sor is also represented by an ellipsoid and the same parameters 

(P, F, L, k

m

) are calculated.

During this study, the AARM was measured on specimens, 

which had not been thermally treated before. The specimens 

were  demagnetized  (LDA-3A  demagnetizer,  at  100 mT AF) 

and  magnetized  (AMU-1A  anhysteric  magnetizer,  at  80 mT 

AF and 50 µT DF) in 12 positions, and the remanent magneti-

zation was measured on JR-4 spinner magnetometer after each 

magnetization step. The data were computed with the AREF 

program (Jelínek 1993) and the locality means were evaluated 

with Anisoft 4.2 (Jelínek 1978; Hrouda et al. 1990; Chadima 

& Jelínek 2008).

Mineralogy and photo-statistics

During  the  study  magnetic  mineralogy  experiments,  IRM 

(Isothermal Remanent Magnetization) acquisition and thermal 

demagnetization  of  three-component  IRM  accompanied  by 

the susceptibility monitoring were carried out. These methods 

are  suitable  to  investigate  sediments,  they  are  based  on  the 

different coercivites and unblocking temperatures of the mag-

netic minerals (Lowrie 1990).

Thin-sections made from some samples were the subjects 

for  a  basic  petrography.  Rock  forming  minerals  were 

 identified and micas and opaque accessories were observed. 

Polished  sections  were  prepared  from  a  claystone/ 

mudstone and a siltstone sample and ore minerals and their 

orientation observed. Two samples with similar grain sizes 

were  used  for  XRD  (X-Ray  Diffraction)  measurements  to 

identify which minerals are present in larger concentrations 

than 5 %. 

Oriented  thin-sections  cut  along  the  bedding  plane  were 

used for photo statistics to unravel the statistical alignment of 

elongated particles. This method has been used previously to 

determine  sedimentary  transport  direction  in  ignimbrites 

(Capaccioni & Sarocchi 1996; Capaccioni et al. 1997; Biró et 

al.  2015).  The  x  and  z  directions  were  marked  on  the  thin 

 sections, so the comparison between the anisotropy principal 

directions  and  any  grain  fabric  orientation  direction  was 

 possible.  For  the  photo-statistical  grain  shape  analysis  the 

scanned thin-sections (scanned with 2000 dpi resolution) were 

processed in ENVI EX 4.8 and ESRI ArcGIS 10.0 Desktop 

environment. ENVI EX 4.8 was used for automatized detec-

tion of grains based on spatial and spectral features. On the 

scanned images individual minerals (especially mica) are not 

distinguishable  so  microphotos  were  also  made.  As  the 

 contrast  was  too  small  for  the  automatized  method,  distin-

guishable micas were digitized manually. The azimuth of the 

a-axis and the elongation (a-axis / b-axis) of each grain-derived 

polygon were calculated using the Zonal Geometry as Table 

Tool  function  of  ESRI ArcGIS  10.0.  Further  processing  of  

the  attributes  related  to  individual  grains  was  done  using 

GEOrient 9.5 software. 

Fig. 3. The Polish part of the Dukla Nappe, with the localities and the 

locality mean AMS lineation directions (at locality 1 directions are 

enlarged for better visibility and at locality 2 locality mean direction 

cannot be given).

background image

599

PALEOMAGNETIC AND MAGNETIC ANISOTROPY STUDY OF OLIGOCENE FLYSCH FROM DUKLA NAPPE

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

Results

Paleomagnetism

The  paleomagnetic  directions  with  statistical  parameters 

were  determined  for  eight  localities  (Table  1).  The  locality 

mean  paleomagnetic  directions  are  highly  scattered  before  

tilt  corrections  (Fig.  4a). After  correction  for  local  tilts,  the 

inclinations  become  less  scattered  than  before,  the  inclina-

tion-only test is positive at 100 % for the seven CCW rotated 

localities (k

2 

/ k

1

= 3.95 with the limit = 2.69 and I° = + 49.7°) and 

for all of the localities (k

2 

/ k

1 

= 3.48 with the limit = 2.48 and 

I° = + 47.4°),  suggesting  that  the  remanences  were  acquired 

before folding. The above inclinations are shallower than the 

expected inclinations in a European framework (+ 59.7° and 

+ 63.4°  calculated  from  the  European  APWs  by  Besse  and 

Courtillot  2002  and  Torsvik  et  al.  2012,  respectively).  Five 

locality mean directions cluster (localities 1a, 4, 7, 8 and 9), 

exhibiting large CCW rotations. Two of the remaining loca-

lities  (3  and  5)  suggest  significantly  smaller  CCW  rotation, 

one locality (6) exhibits CW rotated declination (Fig. 4b). 

Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS)

AMS measurements revealed that the locality mean suscep-

tibilities  are  in  a  range  of  1–3*10

-4

 [SI] and the degrees of 

anisotropy are between 0.9 % and 8.7 % (Table 2). For most 

localities,  the  AMS  fabrics  are  foliated  and  the  minimum 

directions are sub-vertical after tilt correction. Exceptions are 

localities 1, 6 and some samples from locality 2. The AMS 

fabrics of both the siltstone (1a) and the sandstone (1b) are 

lineated  and  the  poles  of  foliations  are  somewhat  deflected 

from the vertical. Samples from locality 6, and three samples 

from locality 2 (drilled from the same bed) exhibit horizontal 

poles of foliations (Fig. 5), and the magnetic fabric is inverse 

(PL 1456, 0 °C; max: 336/72, int: 74/3, min: 165/18). Inverse 

fabric can be due to the presence of either single domain mag-

netite  or  siderite  (Tarling  &  Hrouda  1993;  Chadima  et  al. 

2006). In the present case, after heating the samples to 460 °C, 

the  fabric  becomes  normal  (PL  1456,  460  °C  max:  162/18,  

int:  71/5,  min:  327/71),  which  points  to  the  decomposition  

of siderite, similarly to the case in the Skole nappe (Márton et 

al. 2010).

All localities, no matter whether the fabrics are dominantly 

foliated  or  lineated,  are  characterized  by  well-defined AMS 

lineations. Some of them are aligned with the general NW–SE 

tectonic trend of the Dukla nappe, others are quite different 

(Fig. 3).

Anisotropy of Anhysteric Remanent Magnetization (AARM)

The  sandstone  at  locality  1  (1b)  exhibits  highly  scattered 

AARM  directions,  and  only  two  samples  were  measurable 

from locality 2. For the rest, the AARM fabrics are dominantly 

foliated (Table 2). As in the case of AMS, the foliation poles 

are typically within 10° of the vertical, except at localities 1a 

and 9. AARM lineations are well grouped on the locality level 

for localities 4, 5, 6, and 7, but exhibit moderate or large  scatter 

at the other localities.

Mineralogy and photo-statistics

The IRM acquisition curve and the three-component IRM 

demagnetization  show  that  a  low-coercivity  mineral  domi-

nates (Fig. 6). It is most probably magnetite, since the IRM 

signal still exists at the temperature of dramatic increase of  

Locality

Lat.N, Lon.E

Lithology

n/no

K

α

95

°

D

C

°

I

C

°

k

α

95

°

dip

1a

Lipowica 1

PL 1514-527

49°31’43”

21°40’51”

claystone

silt

12/14

90

– 39

11

14

110

– 65

11

14

70/30

1b

Lipowica 2

PL 1555-561

49°31’49”

21°40’45”

sandstone

0/7

Unstable NRM

280/40

280/60

2

Lipowica stream

PL 1562-567

49°31’30”

21°41’04”

claystone/

mudstone

0/6

Disintegrated during measurement

45/45

60/30

3

Jaśliska

PL 1258-269

49°26’09”

21°48’07”

11/12

341

+44

43

7

348

+42

43

7

50/8

4

Posada Jaśliska

PL 1445-455

49°26’34”

21°28’17”

10/11

334

+68

51

7

273

+47

51

7

240/40

5

Wisłok Wielki

PL 1246-257

49°24’27”

21°58’49”

12/12

178

– 8

32

8

174

– 31

32

8

200/25

6

Wisłok Wielki 2

PL 1456-467

49°23’19”

21°59’28”

11/12

42

+62

42

7

48

+32

42

7

55/30

7

Smolnik 1

PL 1409-420

49°15’21”

22°06’56”

8/12

318

+66

115

5

274

+38

115

5

245/40

8

Smolnik 2

PL 1421-432

49°14’38”

22°07’58”

10/12

317

+65

32

9

264

+54

32

9

220/30

9

Michów

PL 1395-408

49°13’18”

22°11’38”

13/14

331

+65

44

6

240

+61

44

6

200/40

Table 1:  Summary  of  locality  mean  paleomagnetic  directions  based  on  the  results  of  principal  component  analysis  (Kirschvink  1980).   

Localities are numbered according to Fig. 3. Key: Lat.N, Lon.E — Geographical coordinates (WGS84) measured by GPS, n/no: number of 

used/collected samples (the samples are independently oriented cores); D, I (Dc, Ic) — declination, inclination before (after) tilt correction;  

k and α

95

 — statistical parameters (Fisher 1953).

background image

600

KISS, MÁRTON and TOKARSKI

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

the susceptibility at 400 °C (probably due to decomposition of 

pyrite) which prevents obtaining stable IRM components up to 

the Curie point of magnetite. The simultaneous existence of 

magnetite and pyrite in the Krosno beds was also observed in 

the Silesian Nappe (Márton et al. 2009). 

In  thin  sections  quartz  and  carbonates  as  the  main  ingre-

dients  but  also  opaque  minerals,  limonite  and  mica  (mostly  

in  the  siltstone)  were  found.  Ore-microscopy  proved  that  

the opaque minerals are indeed magnetite and pyrite (Fig. 7). 

The  XRD  measurements  showed  that  in  addition  to  quartz, 

calcite, dolomite, albite more than 5 percent of clay minerals, 

probably with Fe content, are present in the studied samples.

The  2000  dpi  resolution  was  not  enough  to  detect  the 

required  number  of  grains  in  the  claystone/mudstone  thin- 

sections and they also lacked the required number of micas for 

statistical evaluation. In the siltstone both methods (scanned 

image  and  micro  photo)  revealed  a  lineated  fabric,  but  the 

directions obtained are perpendicular to each other (Fig. 8).

Discussion

The majority of, the Oligocene paleomag-

netic  directions  from  the  Polish  part  of  the 

Dukla nappe indicate CCW rotation. In this 

sense,  the  situation  is  similar  to  the  Slovak 

part of the nappe (Koráb et al. 1981) and to 

the  Silesian  and  Magura  nappes  (Márton  et  

al.  2009).  However,  in  the  Polish  part  of  

the  Dukla  nappe  the  locality  mean  paleo     -

mag 

netic directions define three groups, 

 

the  majority  of  the  localities  exhibit  large, 

two  localities  moderate  CCW  rotations  

(Fig.  4b)  and  one  locality  (6)  suggests  CW 

rotation. 

It was mentioned in a previous section that 

some  of  the  locality  mean  paleomagentic 

inclinations,  after  tilt  correction,  are  shal-

lower,  than  those  expected  in  a  European 

Locality

N mean K

(10

-6 

SI)

Max.

conf. 

angle

Int.

conf. 

angle

Min.

conf. 

angle P (%) L (%) F (%)

1a Lipowica, clay and silt

PL 1514-527

AMS 12

155

192

9

8/7

99

18 20/18

307

70

20/8

0.9

0.6

0.3

AARM 10

67

4

26/7

336

21

27/9

167

68

13/6

8.2

2.5

5.6

1b Lipowica, sandstone

PL 1555-561

AMS

6

69

217

8

8/5

125

13

15/4

336

75

15/7

1.4

0.9

0.6

AARM 6

significant scatter

2 Lipowica stream

PL 1562-567

AMS

6

two AMS clusters of 3-3 samples. statistics cannot calculated for less than 5 samples

AARM 2

3 Jasliska

PL 1258-269

AMS 12

222

290

2

10/7

200

1

10/4

76

88

7/3

6.7

0.8

5.8

AARM 8

353

3

35/3

83

2

35/8

220

86

8/2

7.3

0.9

6.3

4 Posade Jasliska PL 

1421-432

AMS 11

186

109

1

11/3

19

6

11/5

210

84

6/3

7.8

0.6

7.1

AARM 5

84

2

8/3

354

12

9/5

184

78

5/3

11.7

1.9

9.6

5 Wislok Wielki 1 

PL 1246-257

AMS 13

210

255

9

14/11

345

0 13/10

76

81

12/9

0.8

0.3

0.6

AARM 6

161

2

8/3

251

6

13/5

53

84

11/2

10.2

1.4

8.6

6 Wislok Wielki 2

PL 1456-467

AMS

8

287

35

81

3/1

240

8

18/1

150

4

18/1

4.8

4.2

0.5

AARM 5

156

4

14/2

247

1

14/2

352

86

2/2

11.3

2.3

8.8

7 Smolnik 1

PL 1409-420

AMS 12

235

121

3

9/3

30

10

9/3

229

80

5/2

8.7

0.6

8.1

AARM 5

96

5

9/1

5

6

13/4

226

82

10/2

10.3

2.3

7.8

8 Smolnik 2

PL 1421-432

AMS

6

195

291

2

4/2

22

5

5/1

175

85

3/2

7.8

1.4

6.3

AARM 6

102

4

22/5

12

4

22/8

238

85

8/6

9.4

2.1

7.1

9 Maniow

PL 1395-408

AMS 14

166

275

9

7/3

184

7

10/3

58

78

10/7

3.1

1.0

2.1

AARM 7

225

16

30/6

317

7

30/7

69

73

10/4

8.3

1.0

7.3

Table 2: Summary of tilt corrected locality mean anisotropy directions (both AMS and AARM). Localities are numbered according to Fig. 3 

and lithology is claystone/mudstone except if it is stated otherwise. Key: n/no — number of used/collected samples (the samples are inde-

pendently oriented cores); K — mean susceptibility; D, I, conf angles — declination, inclination and the related confidence ellipse of the 

maximum (lineation), intermediate and minimum (pole of foliation) directions; P, L, F — degree of anisotropy, lineation, foliation.

Fig. 4. Locality mean paleomagnetic directions with α

95

 before (left side) and after (right 

side) tilt correction shown in lower hemisphere equal angle projections and the inclina-

tion-only test.

a

b

background image

601

PALEOMAGNETIC AND MAGNETIC ANISOTROPY STUDY OF OLIGOCENE FLYSCH FROM DUKLA NAPPE

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

framework. Therefore, we investigated the possibility of incli-

nation  flattening,  which  is  a  well-known  phenomenon  in 

 clastic sediments, and it is related to com paction. The degree 

of the anisotropy of remanence, which is the expression of the 

fabric of the ferromagnetic minerals, can be used to decide if 

the  paleomagnetic  inclination  could  have  been  flattened. 

According to Stephenson et al. (1986) inclination flattening 

can be ruled out if the degree of AARM aniso tropy (P) is lower 

than  5  percent.  The  P  parameters  we  measured  exceed  this 

limit (Table 2). However, they are very similar (7.3 –11.7 %) 

for  localities  with  higher  and  lower   inclinations  (Table  1),  

and there is only a weak correlation (R

2 

= 0.19) between the 

locality  mean  inclinations  and  the  degree  of AARM  aniso-

tropy. Thus, it is more likely that a small, unremovable over-

print is responsible for shallower than expected inclinations or 

the magnetization was acquired during folding, as the cluster 

of  the  locality  mean  paleo magnetic  directions  is  tightest  at 

45 % unfolding.

Fig. 5. Anisotropy directions of the studied localities on lower hemisphere equal angle projections. In the most case foliation is dominant 

(exceptions: AMS 1a, AMS 1b, AMS 6).

background image

602

KISS, MÁRTON and TOKARSKI

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

The Slovak part of the Dukla nappe also suggests a general 

CCW  rotation  (Koráb  et  al.  1981).  Disregarding  locality  6, 

which is an outlier, the overall-mean paleomagnetic direction 

for the Polish segment of the nappe is D° = 312.3°, I° = + 57.3°, 

k = 9.2,  α = 20.9°, N = 7 (synfolding at 45 % unfolding). This 

result, combined with the tilt corrected locality mean direc-

tions for the Slovak segment (Koráb et al. 1981, neither direc-

tions before tilt corrections nor the tectonic tilt is documented), 

yields  D° = 328.0°,  I° = + 50.7°,  k = 9.7,  α =14.7°,  N=12.  

The general CCW rotation is poorly constrained in both cases. 

Nevertheless, they are in line with the findings from the neigh-

bouring Silesian and Magura nappes (Márton et al. 2009, Fig. 9).

Tectonic deformation in the Dukla nappe produced imbri-

cated thrusts on the large scale and also imprinted the domi-

nantly  sedimentary  magnetic  fabrics. The  deformation  must 

have  been  weak,  since  pencil  fabric  occurs  only  at  a  single 

locality  (Fig.  5).  Well-defined  AMS  lineations  (on  locality 

level) are typical. They are related to tectonic deformation as 

the principal agent for the following reasons. One is that the 

studied samples (except locality 1b) are fine-grained, and they 

were deposited in the final stage of sedimentation from a tur-

bidite. Furthermore, the samples typically represent more than 

one bed from the same locality, yet the AMS lineation direc-

tions are well grouped on the locality level. Finally, the AMS 

lineations correlate with the local strikes. However, the local 

strikes  and  the  corresponding  AMS  lineations  are  variable 

within the Dukla nappe. Some are near-parallel to the general 

trend of the nappe, some are close to N–S or E–W. Assuming 

that this phenomenon is due to local tectonic disturbances, we 

can apply “rotation corrections” to the paleomagnetic decli-

nations.  The  method  uses  the  angle  and  sense  of  deviation 

from the general NW–SE tectonic trend of the nappe as a cor-

recting  factor.  The  correction  resulted  in  more  incoherent 

paleomagnetic directions than before. When AMS lineations 

are used as proxies for the strikes the result is similar. Thus, 

local tectonic disturbances in the form of local rotations are 

not likely to explain the deviations from the general trend of 

the nappe. A more likely mechanism may be the strain parti-

tioning within the nappe.

The  studied  localities  typically  exhibit  AMS  lineations, 

which  systematically  depart  in  the  CCW  sense  from  the 

respective local strikes (Fig. 10). This phenomenon suggests 

that the ductile deformation resulting in the AMS lineations 

commenced  before  the  folds  were  formed,  with  the  former 

coming  into  being  while  the  sediments  were  soft,  probably 

still in the late Oligocene, the latter somewhat later, during the 

rotation process. 

Fig. 6. IRM acquisition, normalized three- component IRM demagne-

tization and  susceptibility vs.  temperature  curves  (from  top  to  bot-

tom). The IRM saturates fast (0.2 T) which refers to low-coercivity 

magnetic  minerals  and  the  three-component  IRM  demagnetization 

also supports that. There is an increase of susceptibility after 300 °C, 

which  is  typical  for  iron-sulphides. After  400 °C  (vertical,  dashed 

line) the susceptibility is increasing dramatically which shows that the 

sample  became  unstable,  so  the  demagnetization  have  not  been 

continued.

Fig. 7. Ore-microscopy images of polished thin sections. Pyrite (P) 

and magnetite (M) were recognized as ore-minerals (a). The pyrite is 

characterized by framboidal structure (b).

background image

603

PALEOMAGNETIC AND MAGNETIC ANISOTROPY STUDY OF OLIGOCENE FLYSCH FROM DUKLA NAPPE

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

The  fabrics  of  the  magnetic  minerals 

(AARM) seem to be less sensitive to defor-

mation than those of the AMS. The sandstone 

of locality 1 (1b) is not oriented (solemarks 

show  that  strong  paleocurrents  affected  the 

sandstone  beds).  At  the  other  localities  the 

AARM foliation similarly to the AMS folia-

tion  is  near-parallel  to  the  bedding  plane. 

AARM  lineations  are  quite  scattered  in  the 

siltsone of locality 1 and localities 3 and 9 and 

the  mean  AARM  lineation  directions  are 

 different  from  those  of  the AMS  lineations. 

We  infer  that  the  ferromagnetic  grains  in 

these cases were basically oriented by sedi-

mentary  transport,  since  in  the  siltstone  of 

locality  1  the  micas  seem  perpendicularly 

arranged  with  respect  to  the  iron  minerals 

(Fig. 8), showing that they are imbricated by 

the current.

At  the  remaining  localities,  the  AARM 

 lineations are clustered on the locality level. 

At localities 4, 7, 8 and 6 (at the last after the 

decomposition  of  siderite),  the  AMS  and 

AARM  lineations  are  close  to  each  other. 

Thus, at these localities the AARM lineations 

may be of the same origin as the AMS linea-

tions.  At  locality  5  the  AARM  lineation  is 

very  well  defined,  yet  it  is  almost  perpen-

dicular to the AMS lineation. In this case, the 

ferrimagnetic  grains  must  have  been  quite 

strongly  oriented  by  water  flow,  and  could 

not be affected by weak compression.

Conclusions

The susceptibility measurements indicated 

and  mineralogy  investigations  (magnetic 

mineralogy, petrography, ore-microscopy and 

XRD) confirmed that paramagnetic minerals 

are important contributors to the AMS fabric 

of  the  Krosno  beds  of  the  Dukla  nappe.  

The  contribution  of  the  ferromagnetic 

Fig. 8. The distribution of particle long-axis orientations in the plane of bedding (after 

tilt correction). The data was obtained by photo-statistics from a siltstone pilot sample 

(Pl  1521)  from  locality  1a.  Both  the  micas  (a)  and  the  scanned  particles  (b)  show 

 lineation, but they are perpendicular to each other. Most probably the micas are imbri-

cated by the paleoflow so they are apparently lineated perpendicular to the flow  direction 

in the bedding parallel section. The elongated scanned particles are aligned parallel to 

the paleoflow, therefore both methods refers to the same sedimentary transport direction, 

which lies within the confidence interval of the AARM lineation of locality 1a.

Fig. 9. Locality mean paleomagnetic directions with α

95

 from both the Polish (this study, 

without the outlier locality 6) and the Slovak (Koráb et al. 1981) parts of the nappe 

(squares  and  diamonds,  respectively),  and  the  overall  mean  direction  of  the  nappe  

(full circle) with α

95

 (left side). The overall mean paleomagnetic directions of Dukla 

nappe, Magura nappe, Oravska Magura (Krs et al. 1991), Silesian nappe (Central + Eastern 

part, prefolding magnetization) and Silesian nappe (Eastern part postfolding magneti-

zation) (right side).

Fig. 10. On the left the AMS directions are plotted 

as a function of the local strike, and the 45° line is 

indicated. All points are close to the reference line, 

the  AMS  lineation  directions  correlate  with  the 

local  strikes  at  all  localities,  but  the  points  are 

located systematically below the line except three 

points. Localities 1a and 1b are above the line and 

locality 6 is on the line (here the AARM lineation 

is  indicated  due  to  the  presence  of  siderite).  

The mean AMS lineation and strike directions with 

confidence intervals of the six localities are shown 

on the right. This systematic westward deflection 

of the AMS lineations coincides with the general 

CCW rotation.

a

b

6.1–7

5.5 – 6.1

5 – 5.5

4.4 – 5

3.8 – 4.4

3.3 – 3.8

2.7– 3.3

2.1– 2.7

1.6 – 2.1

1–1.6

background image

604

KISS, MÁRTON and TOKARSKI

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

mineral  to  the  AMS  (identified  by  IRM  experiment  and 

ore-microscopy as magnetite), must be subordinate, since it is 

present in very low concentration.

 At most localities, the AMS foliation is practically bedding 

parallel, indicating that the deformation was weak. Early stage 

pencil structure was observed only at one locality, suggesting 

somewhat stronger deformation.

AMS lineation directions, which are fairly well defined, can 

be related to local tectonic strikes, so they are due to tectonic 

deformation. However, there are several cases where neither 

the  local  strike,  nor  the  AMS  lineation  correlates  with  the 

 general strike of the Dukla nappe. It is quite likely that strain 

partitioning is responsible for the observed distribution of the 

markers of extension directions.

 In some cases AMS and AARM ellipsoids (the latter reflects 

the orientation of the ferromagnetic grains) are not coaxial and 

the AARM lineations are quite scattered. Thus, we can  conclude 

that the paramagnetic fabric is more sensitive to deformation 

than the ferrimagnetic fabric, which preserves the characteris-

tics of a flow-oriented arrangement of the magnetic grains. 

The  paleomagnetic  locality  mean  inclinations  respond 

 positively to the inclination-only test. However, the declina-

tions  define  three  groups.  One  with  five  members  exhibits 

large,  the  second  with  two  members  small  CCW  rotations, 

while the third has only one locality indicating slight CW rota-

tion. “Rotation corrections” were applied to remove the effect 

of possible local rotations, but they resulted in a more scat-

tered  picture.  Thus,  local  tectonic  rotation  postdating  the 

acquisition of the remanence cannot account for the results.

It  is  beyond  doubt  that  the  Dukla  nappe  suffered  post- 

Oligocene  CCW  rotation,  but  the  magnitude  is  statistically 

poorly  defined. 

The  orientations  of  the  AMS  lineations  at 

 several  localities  are  deviating  more  to  the  west  from  the 

 present north than that of the local tectonic strikes. A possible 

explanation for this is that the AMS lineations were imprinted 

first, probably still in the Oligocene, while the sediments were 

soft  (ductile  deformation)  and  the  folding  and  tilting  took 

place during the CCW rotation.

Acknowledgements: We thank Tamás Biró, István Dódony, 

Gabriella Kiss and Sándor Józsa for their guidance when car-

rying out the non-magnetic mineralogy investigations and we 

also thank the Eötvös Loránd University for providing access to 

the instruments and laboratories. We thank Ludivine Sadeski, 

a student of EOST - University of Strasbourg, who started the 

AARM measurements of the samples from the Dukla nappe 

during her internship at the Paleomagnetic Laboratory. This 

work  was  partly  financed  by  the  Hungarian  Research  Fund 

(OTKA) project no. K105245 and from a joint project of the 

Academies of Science of Poland and Hungary.

References

Besse J. & Courtillot V. 2002: Apparent and true polar wander and the 

geometry  of  the  geomagnetic  field  over  the  last  200  Myr.  

J. Geophys. Res. 107, 6, 1–31.

Biró T., Karátson D., Márton E., Józsa S. & Bradák B. 2015Paleo-

flow  directions  from  a  subaqueous  lahar  deposit  around  the 

 Miocene Keserűs Hill lava dome complex (north Hungary) as 

constrained  by  photo-statistics  and  anisotropy  of  magnetic 

 susceptibility  (AMS).  J. Volcanol. Geotherm. Res.  302, 

141–149.

Bordás R. 1990: Aniso — Anisotropy program package for IBM PC. 

ELGI, Budapest.

Capaccioni B. & Sarocchi D. 1996: Computer-assisted image analysis 

on  clast  shape  fabric  from  the  Orvieto-Bagnoregio  ignimbrite 

(Vulsini District, central Italy): implications on the emplacement 

mechanisms. J. Volcanol. Geotherm. Res. 70, 1–2, 75–90.

Capaccioni B., Valentini L., Rocchi M.B.L., Nappi G. & Sarocchi D. 

1997:  Image  analysis  and  circular  statistics  for  shape-fabric 

analysis: applications to lithified ignimbrite. Bull. Volcanology 

58, 7, 501–514.

Chadima  M.,  Pruner  P.,  Šlechta  S.,  Grygar  T.  &  Hirt A.M.  2006: 

 Magnetic  fabric  variations  in  Mesozoic  black  shales,  northern 

Siberia, Russia: Possible paleomagnetic implications. Tectono-

physics 418, 1–2, 145–162.

Chadima  M.  &  Jelínek  V.  2008:  Anisoft  4.2.  —  Anisotropy  data 

browser. Contrib. Geophys. Geodesy 38, 41.

Cieszowski M., Golonka J., Krobicki M., Ślączka A, Oszczypko N., 

Waśkowska A. & Wendorff M. 2009: The Northern Carpathians 

plate tectonic evolutionary stages and origin in of olistoliths and 

olistostromes. Geodinamica Acta 22, 1–3, 1–26.

Fisher R. 1953: Dispersion on a sphere. Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. A. 

217, 295–305.

Hrouda F., Jelínek V. & Hrušková L. 1990: A package of programs for 

statistical evaluation of magnetic anisotropy data using IBMPC 

computers. EOS Trans. AGU. Fall meeting 1990.

Hrouda F., Krejčí O., Potfaj M. & Stráník Z. 2009: Magnetic fabric 

and weak deformation in sandstones of accretionary prisms of 

the Flysch and Klippen Belts of the Western Carpathians: Mostly 

offscraping indicated. Tectonophysics 479, 254–270. 

Jelínek V. 1973: Precision A. C. bridge set for measuring magnetic 

susceptibility of rocks and its anisotropy. Studia Geophys. Geod. 

17, 1, 36–48.

Jelínek  V.  1977:  The  statistical  theory  of  measuring  anistropy  of 

 magnetic susceptibility of rocks and its application. Geofyzika

s.p., Brno, 1–88.

Jelínek  V.  1978:  Statistical  processing  of  magnetic  susceptibility 

 measured on groups of specimens. Studia Geophys. Geod. 22, 1, 

50–62.

Jelínek V. 1980: Kappabridge KLY-2. A precision laboratory bridge 

for measuring magnetic susceptibility of rocks (including aniso-

tropy). Leaflet, Geofyzika, Brno.

Jelínek  V.  1993:  Theory  and  measurement  of  the  anisotropy  of 

 isothermal remanent magnetization of rocks. Trav. Geophys. 37, 

124–134.

Kirschvink  J.L.  1980:  The  least-squares  line  and  plane  and  the 

 analysis  of  palaeomagnetic  data.  Geophys. J.R. Astr. Soc. 62, 

699–718.

Koráb T., Krs M., Krsová M. & Pagáč P. 1981: Paleomagnetic Inves-

tigations  of Albian(?)–Paleocene  to  Lower  Eocene  Sediments 

from  the  Dukla  Unit,  East  Slovakian  Flysch,  Czechoslovakia. 

Západné Karpaty, sér geológia 7Geol. Úst. D. Štúra, Bratislava, 

127–149.

Kováč  M.  &  Plašienka  D.  2002:  Geological  Structure  of  the 

Alpine-Carpathian-Pannonian  Junction  and  Neighbouring 

Slopes of the Bohemian Massif. University textbook, Comenius 

University, Bratislava, 17–24.

Krs M., Krsová M., Chvojka R. & Potfaj M. 1991: Paleomagnetic 

investigations  of  the  flysch  belt  in  the  Orava  region,  Magura 

unit,  Czechoslovak  Western  Carpathians.  Geologické práce, 

Správy  92, 135–151.

background image

605

PALEOMAGNETIC AND MAGNETIC ANISOTROPY STUDY OF OLIGOCENE FLYSCH FROM DUKLA NAPPE

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2016, 67, 6, 595 – 605

Lowrie W. 1990: Identification of ferromagnetic minerals in a rock by 

coercivity and unblocking temperature properties. Geophys. Res. 

Lett. 17, 2, 159–162.

Márton E., Rauch-Włodarska M., Krejčí O., Tokarski A.K. & Bubík 

M. 2009: An integrated palaeomagnetic and AMS study of the 

tertiary flysch from the Outer Western Carpathians. Geophys. J. 

Int. 177, 3, 925−940.

Márton E., Bradák B., Rauch-Włodarska M. & Tokarski A.K. 2010: 

Magnetic  anisotropy  of  clayey  and  silty  members  of  tertiary 

 flysch from the Silesian and Skole Nappes (Outer Carpathians). 

Stud. Geophys. Geod. 54, 121−134.

Márton  E.,  Grabowski  J., Tokarski A.K.  & Túnyi  I.  2016:  Palaeo-

magnetic  results  from  the  fold  and  thrust  belt  of  the  Western 

 Carpathians:  an  overview.  In:  Pueyo  E.L.,  Cifelli  F.,  Sussman 

A.J.  &  Oliva-Urcia  B.  (Eds):  Palaeomagnetism  in  Fold  and 

Thrust Belts: New Perspectives. Geol. Soc., London, Spec. Publ

425, 7–36.

Mastella L. 1988: Structure and evolution of Mszana Dolna tectonic 

window,  Outer  Carpathians,  Poland.  Annales Societatis 

Geologorum Poloniae 58, 1–2, 53–173 (in Polish with English 

summary).

Mattei M., Sagotti L., Faccena C. & Funiciello R. 1997: Magnetic 

fabric  of  weakly  deformed  clay-rich  sediments  in  the  Italian 

 peninsula.:  Relationship  with  compressional  and  extensional 

tectonics. Tectonophysics 271, 107–122. 

Nemčok M., Nemčok J., Wojtaszek M., Ludhova L., Klecker R.A., 

Sercombe W.J., Coward M.P. & Keith J.F. Jr. 2000: Results of 

2D  balancing  along  20◦  and  21◦30’  longitude  and  pseudo-3D  

in  the  Smilno  tectonic  window:  Implications  for  shortening 

mechanisms of the West Carpathian accretionary wedge. Geol. 

Carpath. 51, 5, 281–300.

Nemčok M., Krzywiec P., Wojtaszek M., Ludhová L., Klecker R.A., 

Secombe W.J. & Coward M.P. 2006: Tertiary development of the 

Polish and eastern Slovak parts of the Carpathian accretionary 

wedge:  insights  from  balanced  cross-sections.  Geol. Carpath. 

57, 5, 355–370.

Oszczypko N. 2006: Late Jurassic–Miocene evolution of the Outer 

Carpathian fold-and-thrust belt and its foredeep basin (Western 

Carpathians, Poland). Geol. Quat. 50, 1, 169–194.

Pescatore  T.  &  Ślączka A.  1984:  Evolution  models  of  two  flysch 

basins:  the  Northern  Carpathians  and  Southern  Appennines. 

 Tectonophysics 106, 1–2, 49–70.

Roca  E.,  Bessereau  G.,  Jawor  E.,  Kotarba  M.  &  Roure  F.  1995: 

Pre-Neogene  evolution  of  the Western  Carpathians:  Construc-

tions from the Bochnia-Tatra Moutains section (Polish Western 

Carpathians). Tectonics 14, 4, 855–873.

Stephenson A., Sadikun S. & Potter D.K. 1986: A theoretical compa-

rison  of  the  anisotropies  of  magnetic  susceptibility  and  rema-

nence  in  rocks  and  minerals.  Geophys. J. Royal Astronom. 

Society 84, 185–200.

Ślączka A.,  Krugłov  S.,  Golonka  J.,  Oszczypko  N.  &  Popadyuk  I. 

2005:  Geology  and  Hydrocarbon  Resources  of  the  Outer 

 Carpathians, Poland, Slovakia, and Ukraine: General Geology. 

In: J. Golonka & F. J. Picha (Eds.): The Carpathians and their 

foreland:  Geology  and  hydrocarbon  resources:  AAPG Memoir 

84, 221–258.

Świerczewska  A.  &  Tokarski  A.K.  1998:  Deformation  bands  and  

the  history  of  folding  in  the  Magura  Nappe,Western  Outer 

 Carpathians (Poland). T

ectonophysics 297, 1–4, 73–90.

Tarling D.H. & Hrouda F. 1993: The Magnetic anisotropy of rocks. 

Chapman & Hall, London, 1–217.

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

the Carpathians of Czechoslovakia. Geology 21, 6, 535–538.

Tomek Č. 1993: Deep crustal structure beneath the central and inner 

West Carpathians. Tectonophysics 226, 1–4, 417–431.

Torsvik T.H., Müller D.M., Van der Voo R., Steinberger B. & Gaina 

C. 2008: Global Plate Motion Frames: Toward a Unified Model. 

Rev. Geophysics 46, RG3004, 1–44.