background image

GEOLOGICA CARPATHICA

, FEBRUARY 2018, 69, 1, 89–113

doi: 10.1515/geoca-2018-0006

www.geologicacarpathica.com

Lower Badenian coarse-grained Gilbert deltas in the 

southern margin of the Western Carpathian Foredeep basin   

SLAVOMÍR NEHYBA

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

(Manuscript received May 15, 2017; accepted in revised form December 12, 2017)

Abstract: Two coarse-grained Gilbert-type deltas in the Lower Badenian deposits along the southern margin of the 

 Western  Carpathian  Foredeep  (peripheral  foreland  basin)  were  newly  interpreted.  Facies  characterizing  a  range  of 

 depositional processes are assigned to four facies associations — topset, foreset, bottomset and offshore marine pelagic 

deposits. The evidence of Gilbert deltas within open marine deposits reflects the formation of a basin with relatively steep 

margins connected with a relative sea level fall, erosion and incision. Formation, progradation and aggradation of the 

thick coarse-grained Gilbert delta piles generally indicate a dramatic increase of sediment supply from the hinterland, 

followed by both relatively continuous sediment delivery and an increase in accommodation space. Deltaic deposition is 

terminated by relatively rapid and extended drowning and is explained as a transgressive event. 

The lower Gilbert delta 

was significantly larger, more areally extended and reveals a more complicated stratigraphic architecture than the upper 

one. Its basal surface represents a sequence boundary and occurs around the Karpatian/Badenian stratigraphic limit. Two 

coeval deltaic branches were recognized in the lower delta with partly different stratigraphic arrangements. This different 

stratigraphic architecture is mostly explained by variations in the sediment delivery and /or predisposed paleotopography  

and  paleobathymetry  of  the  basin  floor.  The  upper  delta  was  recognized  only  in  a  restricted  area.  Its  basal  surface 

 represents a sequence boundary probably reflecting a higher order cycle of a relative sea level rise and fall within the 

Lower Badenian. Evidence of two laterally and stratigraphically separated coarse-grained Gilbert deltas indicates two 

regional/basin wide transgressive/regressive cycles, but not necessarily of the same order.  Provenance analysis reveals 

similar  sources  of  both  deltas.  Several  partial  source  areas  were  identified  (Mesozoic  carbonates  of  the  Northern 

 Calcareous Alps and the Western Carpathians, crystalline rocks of the eastern margin of the Bohemian Massif, older 

sedimentary infill of the Carpathian Foredeep and/or the North Alpine Foreland Basin, sedimentary rocks of the Western 

Carpathian/Alpine Flysch Zone). 

Keywords: coarse-grained Gilbert deltas, facies analysis, key stratal surfaces, depositional settings, provenance

Introduction

All  major  architectonic  elements  of  the  foreland  basins  are 

conventionally  considered  to  accumulate  due  to  flexural 

 subsidence  of  the  foreland  plate,  with  typical  regional 

 orogen- ward thickening on a basinal scale (Beaumont 1981). 

The classical wedge shape of the basin infill with distinct four 

depozones, namely wedge-top, foredeep, forebulge, and back-

bulge was introduced by DeCelles & Giles (1996). However, 

modern  foreland  basins  contain  a  number  of  smaller-scale 

depositional features and sedimentary trends, which might be 

unrecognized  in  ancient  successions  owing  to  the  fact  that 

 regional  data  sets  are  required  for  their  identification  (e.g., 

 DeCelles & Cavazza 1999; Shukla et al. 2001; Hartley et al. 

2010;  Weissmann  et  al.  2010).  When  reconstructing  fluvial 

and  deltaic  stratigraphy  it  is  especially  necessary  to  obtain 

a  regional,  three-dimensional  data  set.  Collecting  of  such 

a data set is time consuming and complicated. On the other 

hand, data about the depositional architecture of deltas provide 

a useful tool in reconstructing the complicated synsedimentary 

history  (interplay  between  tectonics,  eustasy,  climate,  basin 

physiography  and  sediment  supply)  of  the  foreland  basin.  

The Neogene Carpathian Foredeep basin provides an oppor-

tunity to study the characteristics of a series of marine coarse-

grained deltaic systems. 

The  main  aims  of  the  presented  paper  are:  a)  to  propose 

a novel interpretation of the Lower Badenian “basal or mar-

ginal coarse clastics” in the southernmost part of the Western 

Carpathian  Foredeep  as  deposits  of  coarse-grained  Gilbert 

deltas; b) to reconstruct the stratigraphic architecture of these 

deltas to demonstrate coarse grain delta deposits as an indi-

cator  of  the  infill  history  of  the  basin,  especially  along  the 

basin margins where biostratigraphic evidence is poor; and c) 

identification of the source area of the deltas. 

Geological setting

The Western Carpathian Foredeep Basin represents a peri-

pheral foreland basin formed during the lithospheric flexure of 

the  Bohemian  Massif  in  response  to  the  thrust  load  of  the 

Western Carpathians and the Eastern Alps. The studied area is 

part  of  the  southernmost  segment  of  the  basin  where  the 

Carpathian Foredeep continues into the North Alpine Foreland 

Basin (Alpine Molasse Zone) in the southwest (see Fig. 1A). 

The stratigraphic range of the sedimentary infill of the basin 

background image

90

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

Fig. 

1.

 Geographical 

loca

tion 

of 

the 

area 

under 

study 

with: 

A

 — 

position 

of 

the 

studied 

area 

within 

the 

Carpatho-

Pannonian 

region; 

B

 — 

position 

of 

evaluated 

boreholes, 

outcrops 

and 

cross-sections. 

The 

location 

of 

the 

adjacent 

borehole Roggendorf-1 is also indicated.

background image

91

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

segment  is  Oligocene/Lower  Miocene  (Egerian)  to  Middle 

Miocene  (Lower  Badenian)  (Brzobohatý  &  Cicha  1993).  

The  study  area  is  located  above  the  Iváň  canyon,  which 

 represents a shelf-indenting canyon that formed due to a com-

bination of isostatic rebound along a terminating thrust front 

and  sea-level  change  during  the  terminal  Early  Miocene/

Karpatian (Dellmour & Harzhauser 2012).     

The  Lower  Badenian  deposits  of  the  Western  Carpathian 

Foredeep reveal distinctive basin infill geometry because they 

almost  symmetrically  thicken  towards  the  basin  centre 

(Nehyba & Šikula 2007). Two lithofacies strongly dominate, 

both  areally  and  volumetrically.  The  first  lithofacies  are 

monotonous basinal pelites (“tegel”) with a maximum thick-

ness of  ~ 600 m in the central part of the basin. The pelites 

reflect  a  marine  depositional  environment  of  the  middle  to 

outer  shelf  and  their  abundant  fossil  content  indicates  the 

Middle  Miocene  (Lower  Badenian  of  Central  Paratethys 

regional  stages)  age  with  some  evidence  for  Zone  NN 5 

(Tomanová-Petrová  &  Švábebnická  2007).  A  changeable 

paleoenvironment, especially sea-level fluctuation and unstable 

conditions were documented (Nehyba et al. 2008). Rare and 

thin interlayers of acidic tuffs and tuffites are interpreted as 

distal tephra fallout (Nehyba et al. 1999). 

Pelites  commonly  overlie  the  other  dominant  lithofacies, 

namely “basal or marginal coarse clastics”. These sandy gra-

vels and gravelly sands have been evaluated without detailed 

sedimentological studies by Menčík (1973), Krystek (1974), 

Novák (1985, 1986a,b) and Stráník et al. (1999) and are known 

by several local names. They were recognized as a product of 

Lower Badenian transgression and interpreted as gravel beach 

deposits  (Menčík  1973;  Krystek  1974),  or  shoreline  marine 

bars and marine deltas formed during the end of the Karpatian 

and  start  of  the  Badenian  (Stráník  et  al.  1999).  The  Lower 

Badenian  age  of  the  gravels  was  documented  by  Uvigerina 

macrocarinata and Orbulina suturalis, which were recognized 

in clayey and sandy intercalation in gravels (Čtyroký 1993). 

These  gravels  represent  an  important  aquifer  of  the  area 

(Kryštofová 2007). 

Red-algal  limestones  widely  known  from  the  Lower 

Badenian succession of the basin (Doláková et al. 2008) are 

very exceptional in the studied area. Thin lignite beds were 

rarely  described  within  the  Lower  Badenian  deposits  in  the 

area under study.   

Methods 

The study area is located in south-eastern Moravia between 

the border of the Czech Republic and Austria in the south and 

the  town  of  Pohořelice  in  the  north.  Individual  exposures  

are rare and not extensive here. The paper presented is based 

on  the  study  of  4  outcrops  (Novosedly  48°50’58.2” N,  

16°30’47.6” E;  Troskotovice  48°54’41.7” N,  16°25’18.4” E; 

Brod nad Dyjí  48°52’22.3” N, 16°33’24.1” E; Iváň 48°55’47.8” N, 

16°34’18.9”E)  and  the  results  of  71  boreholes. These  bore-

holes have been drilled during the last six decades and mostly 

only  general  descriptions  of  lithology  and  stratigraphy  are 

available. Preserved cores are rare, discontinuous and small. 

The exceptions are represented by two relatively modern bore-

holes (Iváň 1 and 22-41 D Pasohlávky). Locations of both out-

crops and boreholes are shown in Fig. 1B.  

Conventional  field  methods  of  sedimentological  analysis 

were used, such as detailed logging, measurement of bedding 

attitude and paleocurrent directions, and a line drawing of bed-

ding  architecture  on  outcrop  photomosaics  (Tucker  1988; 

Walker  &  James  1992;  Collinson  et  al.  2006).  Lithofacies 

analysis  in  the  outcrops  is  based  on  primary  sedimentary 

structures and textures. However, facies analysis of borehole 

cores  is  based  mainly  on  grain-size,  because  sedimentary 

structures were obliterated by drilling in these loose deposits 

and/or were not recognized in primary descriptons. Lithofacies 

were grouped into facies associations, meaning assemblages 

of spatially and genetically related facies, which are also the 

expressions of different sedimentary environments. 

Pebble and cobble petrography, shape and roundness were 

determined both in outcrops (clasts larger than 1.6 cm) and in 

borehole  cores  (data  from  8  boreholes  —  clasts  larger  than 

8 mm). Shape and roundness were estimated mostly visually 

using  the  methods  of  Zingg  (1935)  and  Powers  (1953).  

The maximum pebble/cobble size represents an average of the 

longest  axis  (A  axis)  of  the  10  largest  found  extraclasts  in 

a locality. 

Heavy minerals were studied in 18 samples from 4 outcrops 

and 6 boreholes in the grain size fraction 0.063–0.125 mm. 

The chemistry of garnet was analysed for 151 grains and the 

chemistry of rutile is based on data from 31 grains. Electron 

microprobe  analysis  was  done  on  a  CAMECA  SX  electron 

microprobe analyser (Faculty of Science, Masaryk University, 

Brno). Samples for the chemistry of garnet and rutile origi-

nated from the Novosedly and Troskotovice outcrops and the 

N 1 Novosedly, HJ 401 Troskotovice and IK 1 Iváň boreholes 

(see Fig. 1).  

Ground penetrating radar (GPR) scanning using Pulse Ekko 

Pro radar, manufactured by the Canadian company Sensor & 

Software, at a frequency of 50 MHz with an antenna distance 

of 3 m was employed. The measurement interval was 0.5 m. 

The field measurement and processing of the data were pro-

vided by Kolejkonzult Brno co. A map of the thickness was 

created in Surfer 7 software (gridding method).

Results

Facies analysis, sedimentology

Sedimentological study of the outcrops led to the distinction 

of 9 lithofacies and 8 facies have been identified within the 

borehole cores. Detailed descriptions (lithology, stratification 

and sedimentary structures) and interpretation of each facies 

are given in Table 1A,B. The examples of both lithofacies and 

facies associations within the logged section can be followed 

in Figs. 2 and 3. 

background image

92

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

Table 1A:
Topset (subhorizontal)
Symbol Description

Interpretation

Gm

Clast- to matrix-supported pebble to cobble gravel, massive.  Subrounded to well-rounded 

clasts mostly up to 10 cm in diameter.  Matrix formed by coarse grained sand to gravelite. Bed 

thickness ranges from 25 to 60 cm. Erosive slightly undulated base. Openwork horizons of 

coarsest clasts (rare cobbles A max. 20 cm) along the base locally with a ‘rolling’ a(t) b(i) 

fabric. Rarely flat lying cobbles along the top of the beds. Tabular beds with flat or convex up 

top. 

Sheetflood deposits, bedload deposition of gravel bars — 

sheet bars  (Nemec & Postma 1993)

Gi

Openwork cobble to pebble gravel, Erosive base. Well rounded cobbles up to 25 cm. Rare 

intraclasts up to 50 cm to the top of the beds. Pebble horizons along the base with ‘rolling’ a(t) 

b(i) fabric. Broadly lensoidal beds, bed thickness ranges from 25 to 35 cm, width of the beds 

over 2m.  

Tractional deposition of bedload gravel as pavement and 

sheet bars (Nemec & Postma 1993; Miall 1996).

Foreset (steeply inclined 20-25

o

)

Gms

Massive/structureless gravelite to pebble gravel, pebble to cobble gravel, mostly clast-

supported less commonly clast to matrix (very coarse sand–gravelite) supported, non-graded or 

coarse-tail inversely graded, forming solitary or amalgamated beds 20 to 350 cm thick with 

non-erosional bases. Cobbles (extraclasts) up to 15 cm, intraclast up to 60 cm.  Mostly non 

preferred orientation of pebbles, rarely elongated pebbles arranged parallel to bedding.  

Flat slightly irregular non-erosional top and bases, occasional listric shearing bands. Rare  

shell debris. 

Cohesionless debris flows subject to a low to moderate-rate 

strain (frictional shear regime (Gobo et al. 2015).

Go

Discontinuous horizons or thin lenses of openwork gravel commonly one clast/cobble or 

boulder thick, or isolated large subspherical clasts. Thickness varies between  15 to 100 cm, 

clasts commonly oriented parallel to bedding thick, with cobbly downslope ‘heads’ and 

upslope-fining pebbly ‘tails’. Boulders (intraclasts) up to 350 cm, extraclasts up to 90 cm. 

Deposition by debris fall (Nemec 1990), or  modified beds 

by erosional stripping of an overpassing turbidity current 

(Gobo et al. 2015) 

Gs

Alternation of massive clast supported pebble gravel or gravelite beds (2 to 6 cm thick) and 

thicker (5 to 10 cm thick) beds of very coarse sand to gravelite, faintly laminated. Some beds 

contain scattered very coarse pebbles at the base. Tabular shape of the beds. Composed beds are 

up to 250 cm thick. 

Deposition of high density turbidity currents (sensu Lowe 

1982). 

Sl

Mostly fine to medium sand, poorly sorted due to admixture of very coarse sand and rare 

granules, plane parallel stratification, inclined bedding, bed thickness 4–10 cm, commonly 

fining upward trend in beds, flat slightly undulated top and bases

Tractional deposition by low density turbidity current 

(hyperpycnal flow (sensu Lowe 1982).

Smg

Medium to coarse sand, massive, normal distributional grading, sometime passing upward into 

faintly planar parallel-stratified sand.Bed thickness varies between 10 ad 20 cm.

Deposition by high density turbidity current (sensu Lowe 

1982).

Sg

Coarse to very coarse sand, poorly sorted, scattered granules or small pebbles up to 1 cm in 

diameter, outsized clast are commonly aligned parallel to bedding, massive to faint lamination, 

alternation slightly finer and coarser grains. Bed thickness varies between 20 ad 40 cm. 

Sandy debris flow accompanied or

followed by low density turbidity current 

(Postma et al. 1988; Mulder & Alexander 2001).

Ml

Alternation of laminas or thin beds of very fine sand, planar parallel laminated, micaceous, 

relatively well sorted, and laminas of dark brown green silt to silty sand, calcareous, faintly 

laminated to massive.  

Traction to suspension deposits of low density turbidity 

currents

Table 1B:
Symbol Description

Interpretation

G1

Massive/structureless pebble gravel, clast to matrix supported, cobbles up to 10 cm. Well 

rounded pebbles, limestone dominate in the pebble spectra. Both subhorizontal and inclined 

beds. Horizon thickness highly varies and can reach tens of meters.   

Subhorizontal beds — tractional deposition of bedload 

gravel (Nemec & Postma 1993; Miall, 1996) (Equivalent to  

Gm, Gi in outcrops). Steeply inclined beds — mass flow 

deposits, most probably products of cohesionless debris 

flows, outsized cobbles might be connected with debris fall 

(Equivalent to  Gms, Go in outcrops). 

G2

Beds of very coarse sand to gravelite, Some beds contain scattered very coarse pebbles to small 

cobbles at the base. Large scale cross bedding /foreset sometimes evident. Composed beds are 

tens of meter thick.

Mass flow deposits, most probably products of cohesionless 

debris flows, debris fall and turbidity currents. (Equivalent to 

lithofacies Gs in outcrops)

S1

Fine to medium grained sand, faint to well developed planar paralel stratification. 

Subhorizontal beds.  

Deposition from low density turbidity currents (sensu Lowe 

1982). (Equivalent to lithofacies Sl in outcrops).

S2

Medium grained sand, structureless, relatively well sorted. Subhorizontal beds, bed thickness 

about 20 cm. 

Deposition from mass flows - sandy debris flow to high 

density turbidity currents (sensu Lowe 1982).    

S3

Fine to very fine sand, massive scattered pebbles to small cobbles (up to 10 cm in diameter). 

Sand relatively well sorted. Limestone pebbles dominate in pebble spectra. Subhorizontal beds, 

thickness of amalgamated beds up to 1.4m.

Deposition from low density turbidity currents (sensu Lowe 

1982). Pebbles/cobbles can originate from debris fall.  

S4

Rhythmic alternation of laminas of very fine sand and silt, planar parallel laminated or massive 

silty mud. Typical occurrence of scattered pebbles up to 3 cm diameter, rare cobbles up to  

10 cm. Pebble strings or even thin beds (up to 6 cm thick) of gravel (pebbles up to 5 cm in 

diameter). Pebbles are well rounded, limestone dominates in pebble spectra. Pebble gravels  

are clast supported to openwork. Subhorizontal beds, individual bed thickness about  

20 cm, amalgamated beds several m thick. 

Deposition from low density turbidity currents (sensu Lowe 

1982), attributed to river-generated hyperpycnal flows 

descending subaqueous delta slope (Nemec 1995). Scattered 

pebbles can originate from debris fall. Isolated thin interbeds 

of facies S4 within monotonous gravel succession can also 

represent large intraclasts.    

S5

Fine to medium grained sand, well sorted, calcareous, massive, shell debris. Subhorizontal 

beds, bed thickness up to 1 m. Alternation with beds of facies M1. 

Occasional input of the sandy material is connected with 

storms or mass flows into open marine environment.  

M1

Grey, green-grey massive silty claystone, calcareous, well sorted, occurrence of shell debris. 

Subhorizontal beds, bed thickness more than 10 m. 

Open marine suspension deposits, hypopycnal suspension 

plumes? (Nemec 1995)

Table 1A — Descriptive summary list of lithofacies of the studied deposits distinguished in the studied outcrops. B — Descriptive summary 

list of lithofacies of the studied deposits distinguished in the studied boreholes.

background image

93

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

Fig. 2. Selected examples of lithofacies and facies associations: A — deposits of FA 1 (topset) — facies Gm and Gi; B — contact of FA 1 

(topset) and FA 2 (foreset) facies Ml, Gi and Gm; C — deposits of FA 2 — large foresets;  D — deposits of FA 2 (topset) — alternation of facies 

Gm and Go; E — large intraclasts in an early stage of desintegration; F — large intraclasts in an advanced stage of disintegration (notice pebble 

intrusions, coated rims, rounded irregular shape); G — facies Gms; H — facies Go.

background image

94

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

Four facies associations (FA) were identified and for sim-

plicity labelled with interpretive genetic names of depositional 

environments, but their descriptions are separated from inter-

pretations  in  the  text.  They  partly  (FA 1–3)  correspond  to 

a  complete  tripartite  (proximal  to  distal)  Gilbert  type  delta 

profile. FA 1(topset) and FA 2 (foreset) were clearly identified 

in outcrops. However, in many boreholes, commonly “a joint” 

FA 1+ 2 is declared due to problems with clear identification of 

FA 1  and  FA 2  (poor  primary  description).  FA 3  (bottomset) 

and  FA 4  (offshore  marine  pelagic  deposits)  were  identified 

only in boreholes. Logs illustrating the distribution of facies 

associations both from outcrops and boreholes are presented 

in Figs. 4, 5 and 6.     

FA 1 — topset deposits

Topset deposits were identified in only one outcrop. Here 

the  facies  associations  consist  of  poorly  sorted  gravels  of 

facies  Gm  and  Gi  forming  subhorizontal  tabular  packages 

about 4 m thick with internal subhorizontal erosional surfaces 

with relief of several dm (Fig. 2 A, B).  The presence of fossils 

was not observed. FA 1 deposits are present in some boreholes 

(facies G1 in the uppermost part of the succession covering 

facies S1), where they reach a thickness of about 12 m.  A fining 

upward trend is evident. Deposits of FA 1 overlie deposits of 

FA 2. Deposits of FA 1 or FA 1+2 are mostly overlain by depo-

sits of FA 4, rarely by deposits of FA 3.

Interpretation: Recognized facies are interpreted as bed-

load deposits (gravel pavement and sheet bars). The sheet-like 

geometry, limited incision and the lack of cross-stratification 

suggest  deposition  of  poorly  confined  flows,  in  broad  and 

shallow braided channels or overflows during periods of high 

discharge.  Rare  evidence  of  FA 1  (compared  to  FA 2)  could 

point  to  its  basinward  thinning  and/or  its  formation  domi-

nantly during the terminal stage of the delta building. Deposits 

of  FA 1  are  interpreted  as  fluvial-dominated  topset.  Marine 

influence (wave, tide) was not recognized. 

FA 2 — foreset deposits

FA 2 represents the volumetrically dominant facies associa-

tion. It consists of steeply inclined (15–25

o

), tangential, late-

rally continuous, sandy to gravelly beds oriented at directions 

of 262

o 

059

o

. The  logged  thickness  of  FA 2  varies  between  

4 and 21 m; however, its base was not reached (Fig. 2 C, D). 

The thickness of FA 2 (or FA 1 + FA 2) in boreholes can reach 

up to 160 m. Deposits of FA 2 here cover deposits of FA 3 of 

FA 4 and are covered by FA 1 or FA 4.  

FA 2 includes ten lithofacies (i.e. Gms, Go, Gs, Sl, Smg, Sg, 

G1,  G2,  S2  and  S4);  however,  only  six  of  them  (Gms,  Go,  

Gs, Sl, G1 and G2) form the larger portion of the association  

(Fig. 3A, B). Common inclined planar parallel stratification is 

obvious due to minor vertical changes in clast sizes between 

adjacent strata — commonly only one clast thick — and is 

highlighted by a plane-parallel clast orientation. Facies G1 and 

G2 strongly predominate in boreholes, forming 89.5 to 100 % 

of FA 2 there (see Fig. 6). The rest of facies (S2 and S4) form 

0 to 10.5 %. Lithofacies Gms and Go (Fig. 2 G, H and Fig. 3 A, B) 

mostly  predominate  on  outcrops,  forming  38.9  to  100 %  of  

FA 2 there (see Figs. 4 and 5). Lithofacies Gs and Sl (Fig. 3 C 

and D) form a significant portion of FA 2 in one outcrop and 

represent  34  to  57 %  of  the  facies  succession  there  (see  

Fig.  4 B, C).  Cobbles  and  boulders  of  mudstone  intraclasts 

were recognized in various stages of disintegration (angular 

boulders with well preserved internal stratification vs. highly 

irregular, rounded cobbles with irregular intrusions of pebbles; 

sharp  margin  of  clasts  vs.  coated  rim  of  small  pebbles)  

(Fig. 2 E, F).  

Interpretation:  Lithofacies  Gms  represents  cohesionless 

debris flows, lithofacies Go is interpreted as debris fall depo-

sits.  Lithofacies  Gs  and  Sl  are  deposits  of  high-  and  low 

 density turbidity currents. Facies G1 and G2 are interpreted as 

gravity flow deposits — products of cohesionless debris flows, 

debris fall and high density turbidity currents. Facies S2 and 

S4 are products of sandy debris flows or low and high density 

turbidity currents. The lithofacies assemblage suggests steep 

delta  foresets  dominated  by  the  deposition  of  gravity  flows 

(Nemec  1990b).  Evidence  of  a  large  scale  foreset  clearly 

points to a Gilbert type delta. Gilbert deltas (Gilbert 1885) are 

defined by their tripartite geometry of sub-horizontal topsets, 

steeply  inclined  foresets  and  sub-horizontal  bottomsets. 

Gilbert-type  deltas  form  in  settings  where  the  depth  ratio 

(channel depth over basin depth) is small and where bedload 

transport is high. Variations in the direction of the dip of fore-

set are explained by evidence of several shifting deltaic lobes. 

Superposition  of  shifting  lobes  was  evident  also  from  the 

facies architecture of the outcrop. The progradation generally 

towards WNW-NE points to the position of the deeper parts of 

the basin.   

The situation on the outcrops points to either debrite-domi-

nated foreset deposits (more common) and/or turbidite-domi-

nated  foreset  deposits  (less  common)  (Gobo  et  al.  2015).  

The  different  delta-slope  sedimentation  processes  in  these 

cases might reflect the delta-front morphodynamic responses 

to base-level changes, namely either (relatively more common 

in  the  studied  case)  increased  accommodation  (relative  sea 

level rise) or deficit of the delta-front accommodation (still-

stand or relative sea level fall) (Gobo et al. 2015). 

The  described  Gilbert-type  delta  deposits  consist  mainly  

of  sandy  gravels  and  gravelly  sand.  Paucity  of  mud  in  the 

matrix and the common occurrence of mud intraclasts is typi-

cal.  The  separation  of  the  muddy  fraction  from  the  coarse 

(sand +gravel)  fraction  is  explained  by  the  density  contrast 

between the sea water and the inflowing river water. Whereas 

low-density  fresh  water  plumes  carried  suspended  sediment 

out to sea, bedload sediment was damped close to the river 

mouth.  Mud-poor  gravel  mixtures  avalanched  for  relatively 

short  distances;  the  lack  of  mud  results  in  strong  frictional 

forces between the clasts. This lowers the mobility of the sedi-

ments and thus increases the stability of the slope and allows 

the  development  of  steep  coarse-grained  foresets  (Nemec 

1990 b).

background image

95

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

Fig. 3. Selected examples of lithofacies and facies associations: A — facies Go; B — alternation of facies Gms and Go; C — facies Gs;  

D — alternation of facies Gms and Sl; E — facies G2; F — facies Ss; G — facies Smg; H — facies M1.

background image

96

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

The presence of floating intraclast indicates that the gravity 

flows  were  erosive  at  some  stage.  These  intraclasts  were 

mostly  eroded  from  exposed  older  Neogene  basin  infill  or 

from  a  delta  plain.  The  semi-consolidated  mud  clasts  will 

 normally  become  subject  of  disintegration  during  transport. 

However,  if  an  initial  damping  of  turbulence  occurs  at  the 

same  stage  as  erosion  (rapid  transformation  of  the  flow 

behaviour),  the  suspended  intraclasts  may  survive  intact 

(Postma et al. 1988). The mud clasts largely moved over rather 

short distances (a few hundred metres) and came to rest upon 

the steep foresets. The outsized clasts are randomly scattered 

within the succession of FA 2, occasionally forming clusters. 

Occurrence of outsized boulders suggests a steep slope over 

which  sediments  can  gain  high  downslope  mobility  over-

coming the frictional resistance of the substratum.

The  steeply  inclined  bedding,  parallel  to  the  depositional 

slope, and large height of the preserved delta slope deposits 

suggest that the coarse-grained Gilbert delta was formed along 

a steep margin. The 150 m thickness of FA 2 points to a rela-

tively  deep  basin  (a  reasonable  minimum  estimation  of  the 

paleowater depth is the second tens of m) and intense sediment 

supply.  With  sufficient  bedload  material  transported  to  the 

delta rim, the delta slope may have prograded as a result of 

semicontinuous to continuous downslope movement of sedi-

ment (Nemec 1990b; Eilertsen et al. 2011). Heavily laden trac-

tion currents at the river mouth may have continued downslope 

as gravity-driven underflows during major floods (Massari & 

Parea 1990). 

FA 3 — bottomset and prodelta deposits

The thickness of this facies association varies between 0 and 

58 m. FA 3 shows flat laying beds and comprises five litho-

facies (lithofacies G1, S1, S2, S3 and S4). Whereas occurrence 

of lithofacies G1 and S1 is rare (they are commonly missing, 

rarely reach up to 8 %) and they form relative thin interbeds, 

lithofacies S4 is the most common (Fig. 3 F). Two lithofacies 

assembleges  were  identified:  i)  monotonous  monofacies 

assemblages (mostly lithofacies S4, rarely S2); ii) interbedded 

lithofacies assembleges (lithofacies G1, S1, S2, S3 and S4; but 

with a strong prevalence of lithofacies S3 and S4) with gene-

rally coarsening upward trends. Both the top and base of FA 3 

are sharp and abrupt. Deposits of FA 3 mostly overlie deposits 

of FA 4, less commonly deposits of FA 1–2. Deposits of FA 3 

are mostly overlain by deposits of FA 1–2, less commonly by 

deposits of FA 4.

Interpretation: The dominant lithofacies S4 and also litho-

facies S1, S2, and S3 are interpreted as deposits of high- or 

low density turbidity currents. Unique occurrence facies G1 is 

interpreted as an arrival of mass flow deposits (cohesionless 

debris flow) on the shallowly dipping delta front or deposits of 

hyperpycnal  flows  (Mutti  et  al.  2003).    These  observations 

correspond to the deposition of a subaqueous delta base where 

foresets pass into more gently dipping horizontal bottomsets 

(Backert et al. 2010). The coarsening upward trend is explained 

by transition from distal to proximal bottomset. 

Bottomsets  were  defined  by  Gilbert  (1885)  as  gently 

inclined  (≤ 10

o

)  fine  grained  sediments.  Similarly  Colella 

(1988) or Nemec (1990a) point to their “low angle” dip  and 

Massari & Parea (1990) or Chough & Hwang (1997) point to 

their ‘fine-grained’ nature.  Bottomsets are here defined simi-

larly as by Ford et al. (2007) or Backert et al.  (2010) as the 

down-dip terminations of foresets, where the facies associa-

tion is transitional, deposited by both gravitational flow and 

suspension  fallout  processes.  The  facies  transition  can  be 

abrupt or very gradual. Variations in thickness of the bottom-

set deposits probably reflect a lobate shape, common at the 

base  of  steep-gradient  delta  slopes  (Lee  &  Chough  1999).  

The pebble- to cobble-sized openwork gravel lenses in thin to 

medium-thick  sandstone  beds  are  typical  of  mass-flow- 

dominated deposits at the base of gravelly steep-gradient delta 

slopes  and  prodelta  environments  (Postma  &  Cruickshunk 

1988; Lee & Chough 1999). The scattered pebbles and  c obbles 

were emplaced by coeval debris falls from the steep foreset 

slope  (Nemec  et  al.  1999)  or,  alternatively,  may  represent 

 outrunning  clasts  from  cohensionless  debris  flows  (Sohn  

et al. 1997).  

FA 4 — offshore marine deposits

The facies association comprises tens to hundreds of metre-

thick successions, in which mudstones (facies M1) absolutely 

predominate (Fig. 3 H). The mudstones are generally massive 

to  faintly  laminated  and  contain  thin  sandstone  interbeds 

(facies S5) or randomly scattered sandy grains. Mudstones are 

calcareous and rich in marine fossil content. FA 4 occurs either 

above or below FA 1, FA 2 and FA 3. FA 4 was rarely recog-

nized interfingering within deposits of FA 3 and FA 2. 

Interpretation: Deposits of FA 4 are interpreted as suspen-

sion  fallout  deposits  in  an  offshore  marine  pelagic  environ-

ment. The transport of the mud into the basin might be (partly?) 

connected with river-derived hypopycnal suspension plumes 

(Nemec 1995).  Contact of the basinal clays (FA 4) and gravels 

(FA 1+2) is attested as the topset breakpoint path (Backert et al 

2010). Such a topset breakpoint path is a key stratal surface, 

which records a significant landward facies shift and indicates 

a rapid increase in accommodation/sediment supply. Deposits 

of FA 4 occur below and above the deposits of coarse grained 

deltas, so they are either Karpatian or Lower Badenian in age 

(Čtyroký  1993;  Stráník  et  al.  1999;  Tomanová-Petrová  & 

Švábenická 2007; Nehyba et al. 2008). 

Areal distribution and stratigraphic architecture

Investigations into the stratigraphic architecture are based 

mainly on borehole data. The total thickness of the “basal or 

marginal coarse clastics“ (namely the Gilbert delta deposits) 

ranges from zero to 158.5 m (Fig. 7) in the area under study 

and  the  greatest  one  was  found  around  borehole  HJ 417. 

Menčík (1973) estimated their maximum thickness at about 

190 m. Coarse clastics are generally prolonged in the SW–NE 

direction along the active margin of the basin with a general 

background image

97

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

A

B

C

D

(m)

0

1

2

3

4

Gi

Ml

Gm

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

COB

Lithofacies

Sedimentary structures

Lithology

Facies

association

FA1

FA2

Lithofacies

(m)

Gs

Sl

Sm

g

Sg

Gms

Go

Sedimentary structures.

Lithology

FA2

Facies

association

0

1

2

3

4

5

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

COB

Lithofacies

(m)

0

1

2

3

4

5

Gs

Sl

Sm

g

Sg

Gms

Go

Sedimentary structures.

Lithology

FA2

Facies

association

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

COB

Lithofacies

(m)

0

1

2

3

4

Go

Gms

FA2

Sedimentary structures

Lithology

Facies

association

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

COB

Brod nad Dyjí

T

roskotovice 

1

T

roskotovice 

2

Ivá

ň

Fig. 4

. Sedimentological core logs of outcrops: 

A

 — Brod nad Dyji; 

B

 — 

Troskotovice

 1; 

C

 — 

Troskotovice

 2; 

D

 — Iváň.

background image

98

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

they  are  in  contact  with  each  other  in  a  landward  position.  

The northern branch is prolonged by about 6 km in a SE–NW 

direction and by about 7 km in a NE–SW direction, so it  covers 

a surface area of about 28 km

2

. The southern branch is pro-

longed  by  about  9  km  in  a  SE–NW  direction  and  of  about 

5.5 km in a NE–SW direction, so it covers a surface area of 

about 30 km

2

. The spatial position of the two branches resem-

bles  two  divergent  aprons  (see  Fig.  7).  The  partly  different 

stratigraphic arrangement and different occurrence of KSS can 

be followed in these two deltaic branches. The northern delta 

branch is characterized by the spread of FA 1+2 deposits over 

a wide area, relatively uniform lithology, evidence of only two 

KSS (KSS 1 on the base and KSS 7 on the top) and significant 

thickness (up to 110 m). However, variations in the tilt of both 

KSS 1  and  KSS 7,  together  with  variations  of  thickness  of  

FA 1+2 in individual cores in the basinward direction and the 

vertical and lateral arrangement of the deposits (see Fig. 8A), 

all point to more complex pattern of the northern branch of 

D 1. The southern branch is characterized by multiple alterna-

tion  of  FA 1+2  and  FA 3  deposits,  their  interfingering  with  

FA  4 (especially in the southern margins of the delta), rela-

tively common and thick FA 3 deposits spread over a relatively 

wide area and significant total thickness of deltaic deposits (up 

Fig. 5. A — Sedimentological core logs of the Novosedly outcrop and 

B — an explanatory legend to symbols used in Figs. 4–6.

Log legend

Pebble to cobble gravel

Gravelite,
pebbly sand

Sand

Outsized cobbles/boulders

Intraclats of mudstone

Sandy mud, silt

Shells

Orientation of foreset dip

Imbrication of pebbles

A

B

SB

RSFE

TS

FS

Flooding surface

Transgressive surface

Regressive surface of marine erosion

Sequence boundary

F

A

2

Lithofacies

(m)

11

0

12

1

13

2

14

15

16

17

18

19

20

21

3

4

5

6

7

8

9

10

Go

Gms

Sedimentary structures
Lithology

M

ud

VFS

FS

MS

C

S

VCS

GRA

N

P

E

B

COB

BOLD

Novosedly

Facies

association

trend  of  basinward  (westward)  thickening.  The  area  of  the 

maximum total thickness of clastics generally coincides with 

the area of the maximum thickness of total succession of the 

Lower Badenian deposits (Nehyba & Šikula 2007). A signifi-

cant role of post Badenian tectonics was not documented from 

the area under study.  

Delta architecture is simplified and projected onto two pro-

files,  one  NW  to  SE  (Fig.  8A)  and  the  other  NNE  to  SSW   

(Fig.  8B).  The  borehole  data  shows  that  two  deltas  can  be 

identified in the area under study with different areal extent, 

thickness  and  stratigraphic position.  Several  key  stratal sur-

faces (KSS) separating individual FA packages are identified 

and correlated across significant parts of the deltas. 

The lower delta (D 1) represents the main deltaic body with 

significantly higher thickness and areal extent than the upper 

delta (D 2). The lower boundary/base of D 1 deposits, namely 

KSS 1 corresponds to the laterally traceable surface, separa-

ting the underlying basinal mudstones of FA 4 and overlaying 

coarse grained deposits of FA 1+2 or FA 3. The D 1 occurs in 

two  segments/deltaic  branches.  The  thickest  deposits  repre-

sent the axial portion of the delta branch. Lateral (interbranche) 

and distal areas are represented by thinner deposits. The two 

deltaic branches are partly spaced in a basinward position and 

background image

99

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

G1

S4

G2

S2

M1

Facies

FA1+2

FA3

FA4

Facies

associations

100,

0

120,

0

40,

0

20,

0

0,

0

60,

0

80,

0

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

COB

Sedimentary structures.

Lithology

(m)

P

P

P

C

C

C

HJ 501

A

B

C

D

E

F

G1

M1

S3

S5

S4

S2

Facies

FA1+2

FA3

FA4

Facies

associations

160,

0

120,0

180,

0

140,

0

100,

0

200,

0

220,

0

240,

0

260,

0

40,

0

20,

0

60,

0

280,

0

300,

0

80,

0

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

COB

P

P

C

C

C

P

Sedimentary structures

Lithology

(m

)

HJ 418

0,0

20,0

40,0

60,0

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

G2

M1

S5

S3

S4

Quaternary

cobbles

Facies

Sedimentary structures

Lithology

(m

)

Facies

association

FA1+2

FA4

FA3

HJ 401

200,

0

160,

0

220,

0

180,

0

240,

0

260,

0

280,

0

300,

0

320,

0

340,

0

360,

0

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

COB

G1

S4

S3

M1

FA1+2

FA3

FA4

Facies

Sedimentary structures.

Lithology

(m)

Facies

associatio

n

HJ 419

SB/

RSFE

TS

160,0

120,0

180,0

140,0

200,0

220,0

240,0

260,0

280,0

300,0

320,0

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

G1

S2

M1

FA1+2

FA4

FA3

Facies

Sedimentary structures

Lithology

(m

)

Facies

association

HJ 417

SB/

RSFE

SB/

RSFE

SB/

RSFE

SB/

RSFE

TS

SB/

RSFE

TS

TS

TS

TS

TS

FS

RSFE

(m

)

86,0

82,0

88,0

84,0

80,0

90,0

92,0

94,0

96,0

66,0

56,0

46,0

42,0

62,0

52,0

58,0

48,0

44,0

68,0

64,0

54,0

60,0

50,0

70,0

72,0

74,0

76,0

98,0

100,0

78,0

Mud

VFS

FS

MS

CS

VCS

GRAN

PEB

COB

G1

G2

M1

S1

S4

S3

S2

Facies

Sedimentary structures

Litholog

y

22-41D

TS

FA1

FA4

FA2

FA3

Facies

association

Fig. 6.

 Sedimentological 

core 

logs 

of 

the 

selected 

boreholes: 

A

 — 

22-41

 D 

Pasohlávky; 

B

 — 

HJ

 417; 

C

 — 

HJ

 419; 

D

 — 

HJ

 401; 

E

 — 

HJ

 418; 

F 

— 

HJ

 501. 

The 

logs 

show 

the 

stratigraphic 

 distribution of sedimentary facies (letter codes as in 

Table

 1) and  distinction of facies associations (F

A

 1–4).

background image

100

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

to 150 m). Such an arrangement points to alternation of delta 

progradation, retrogradation and aggradation. Several stratal 

surfaces  are  identified  in  the  southern  part  of  the  southern 

branch.  KSS 2  separates  underlying  FA 3  deposits  and  over-

lying  FA 1+2,  reflecting  a  D 1  progradation  stacking  pattern 

(followed by aggradation). KSS 3 separating FA 1+2 and over-

lying  (onlapping)  FA 4  continues  towards  the  N  into  KSS 4 

separating  FA 1+2  and  overlying  FA 3.  Both  surfaces  reflect 

a  retrograding  stacking  pattern.  KSS 5  separating  FA 4  and 

overlying  FA 3  reflects  a  renewed  progradation  of  the  delta 

branch.  Further  progradation  is  also  reflected  by  successive 

KSS 6 separating FA 3 and overlying FA 1+2. All KSS 2–6 are 

not laterally continuous through D 1, but disappear towards the 

north within a uniform FA 1+2 package. The final KSS 7 repre-

sents the top of the D 1 and separates underlying FA 1+2 or  

FA 3 deposits and overlying FA

 

4. KSS

 

7 records a significant 

retrogradation/landward shift in the topset breakpoint path and 

finally termination of the deposition of D 1. 

Upper delta D 2 was recognized only in the southernmost 

part of the area under study (see Fig. 7). D 2 is significantly 

smaller in both thickness and areal extent than the lower delta 

D 1. The maximum total thickness of D 2 reaches 33 m. D 2 is 

markedly prolonged in the NE–SW direction, where its radius 

reaches  about  5  km.  However,  prolongation  in  the  SE–NW 

direction is only 1.5 km. D 2 covers a surface area of about  

7  km

2

.  Lateral  and  vertical/stratigraphical  separation  of  D 1 

and D 2 suggests migration of the delta depocentre and evolu-

tion of the basin margin. Several stratal surfaces are identifed 

in D 2. KSS

 

8 separates underlying pelagic mudstones of FA

 

from over lying FA

 

1+2 or FA

 

3 reflects relative sea level fall 

followed by progradation and aggradation of D 2. KSS

 

9 sepa-

rating underlaying FA

 

3 deposits and overlying FA

 

1+2 reflects 

D 2 progradation (followed by aggradation). KSS10 represents 

the top of D 2 and separates underlying FA

 

1+2 and overlying 

FA

 

4.  KSS

 

10 records a significant retrogradation/landward 

shift in the topset breakpoint path and finally termination of 

the deposition of D 2.

Interpretation:  The  stratigraphic  arrangement  of  Gilbert 

deltas  is  directed  by  the  interplay  between  the  available 

accommodation space/A and the sediment supply/S, expressed 

as the “A/S ratio” (Jervey 1988; Muto & Steel 1992, 1997; 

Dart et al. 1994; Martinsen et al., 1999; López-Blanco et al. 

2000; Backert et al. 2010; Martini et al. 2017). Accommodation 

can be created by several factors, most notably tectonic-driven 

subsidence and rises in base level and sea level (Gawthorpe & 

Collela  1990; 

Blum 

&

  Tornqvist  2000

).  When  0 < A/S < 1 

 progradational stacking patterns are developed, when A/S > 1 

retrogradational  stacking  patterns  are  developed  and  when   

A/S = 1,  aggradational  patterns  are  observed  (Shanley  & 

McCabe 1994). Each recognized KSS represents a change in 

A/S ratio (Backert et al. 2010).  

The basal surface KSS

 

1 of D 1 reflects incision, significant 

migration of the basin depocentre and the start of development 

of the Gilbert-delta, which is interpreted as reflecting a new 

basin  physiography  with  relatively  steep  margins  connected 

with a relative sea level fall (Sohn et al. 2001). The evident 

convex down shape of KSS

 

1 (see Fig. 8 A) points to a major 

erosion surface incising downward several tens of m into the 

Karpatian Laa Fm. and also several km basinward. KSS

 

1 is 

regarded as a sequence boundary (similarly Nehyba & Šikula 

2007).  Progradation  (followed  by  aggradation)  of  the  FA

 

deposits  and  significant  km-long  progradation  of  stacked 

packages  of  FA

 

1+2  gravels  observed  above  KSS1  indicate 

a dramatic increase of sediment supply from the hinterland. 

Arrangement of the northern branch of D 1 reveals a strong 

progradation and aggradation stacking pattern of the deposi-

tional system, a relatively “continuous” sediment supply and 

“continuous”  low  available  accommodation  space  over  the 

time available. Spread of the thick monotonous coarse grained 

FA

 

1+2  deposits  might  suggest  a  general  progradation  and 

aggradation motif for the northern branch — namely A/S > 1 or 

A/S = 1. However, the northern branch of the D 1 succession is 

composed of multiple stacked retrograding deltaic clinoforms 

(instead of one thick delta pile). Although the generally retro-

grading  stacking  patterns  are  evident  from  the  Fig.  8 A,  the 

clear  identification  of  individual  stages  of  D 1  evolution  or 

identification of individual deltaic clinoforms is not possible. 

 On the other hand, the succession in the southern branch of 

D 1 reveals a more complicated arrangement with alternation 

of phases of progradation (A/S > 1) and retrogradation (A/S < 1). 

KSS

 

2 suggests a relative increase in A/S ratio, continuing 

Fig. 7. Areal extent and map of thickness of deposits of both Lower 

and Upper Gilbert delta (northern branch of lower delta D 1, southern 

branch of lower delta D 1).

background image

101

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

B

Karpatia

n

Karpatian

Lower Badenian

Lower Badenian

HJ404

cfMuš

43

HJ417

HJ419

cfMuš

4

HJ418

HJ501

HJ502

HV103

HV102

HV510

0

12

34

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18 km

SSW

NNE

200

150

100

50

0

-50

-100

-150

-200

(m a.s.l.)

1

1

2

2

3

4

5

6

7

7

7

8

9

9

10

10

1

Explanations

Deposits of F

A1 and 

FA

2

Deposits of 

FA

3

Deposits of 

FA

4

Key stratal surface / KSS

(Retrogradation

A/S

>

1)

(Progradation

A/S

< 1)

(A/S

<<

1)

KSS1 and 

8

A

0

12

34

5

6

7

8 km

HJ404

HV105

cfM41

HJ415

Pas1

1

Karpatian

Lower Badenian

Karpatian

1

m a.s.l

200

150

100

50

0

-50

-100

-150

-200

NW

SE

W

. Carpathian

Flysch Zone

7

7

not in scale

KSS 2,5,6,9

KSS 3,4,7,10

Sequence boundary

Fig. 

8.

 Representative 

cross-sections 

across 

the 

studied 

part 

of 

basin 

with 

occurrence 

of 

Gilbert 

deltas 

with 

position 

of 

key 

stratal 

surfaces: 

A

 — 

cross-section 

oriented 

in 

NW–SE 

direction; 

 

B

 — cross-section oriented in NNE–SSW

 direction.

background image

102

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

progradation and aggradation of D 2 after the start of its depo-

sition. Local evidence of KSS

 

2 points to a cuspate shape of 

the surfaces cut down into FA

 

3 beds by overlying large foreset 

packages (FA

 

1+2) and may be related to local erosional pro-

cesses at the foot of prograding foresets.

The thick pile of FA

 

1+2 above KSS

 

2 reveals a continuing 

progradation and aggradation stacking pattern (A/S close to 1). 

Especially  KSS

 

3 and KSS

 

4  are  obvious  expressions  of 

an  increase  in  A/S  ratio  and  retrograding  stacking  pattern.  

KSS

 

5 and KSS

 

6 points to a decrease in A/S ratio and renewed 

progradation of the delta branch. The KSS

 

3,

 

4,

 

5 and 6 reveal 

the same stacking pattern in different (i.e. proximal vs. distal) 

settings.  The  deposition  of  both  northern  and  southern 

branches  is  terminated  by  KSS

 

7  and  connected  with  the 

drowning of the D 1 delta plain/topset. KSS

 

7 therefore reveals 

a  significant  rapid  increase  in A/S  ratio,  rapid  retrograding 

stacking pattern, landward shift of the topset breakpoint and 

termination of D 1 deposition and therefore is connected with 

a transgressive event.  

The  stratigraphic  evidence  suggests  coeval  deposition  of 

both the delta branches, so the climatic and eustatic sea level 

factors influenced the whole of D 1 in the same way. Although 

the total thickness of coarse-grained delta deposits is generally 

comparable in both branches, a greater thickness was recog-

nized in the southern branch. Similar evidence of progradation 

above  the  basal  surface  KSS

 

1  reflects  that  erosional  period 

which occurred during a relative sea-level fall was followed 

by an increase in A/S ratio. Such a situation indicates that the 

accommodation space was initially formed almost uniformly 

in  the  whole  area  under  study.  Thus,  the  differences  in  the 

stratigraphic architecture of the northern and southern branch 

of D

 

1 might be connected with variations in sediment delivery 

(Martini et al. 2017) or might result from predisposed paleo-

topography  (by  incision)  and  paleobathymetry  of  the  basin 

floor. Lateral shifts of position of D 2 compared to D 1 gene-

rally towards the SSE, both the more complex stratigraphic 

architecture and the higher thickness of southern branch of D 1 

towards the southern margin of D 1 might reflect varied posi-

tion of the deltaic entry to the basin and/or indicate a relatively 

rapid formation of accommodation space towards the southern 

part  of  the  basin  during  the  studied  stratigraphic  interval.  

This  situation  might  be  connected  with  the  position  of  the 

drainage  system,  or  with  possible  connection  between  the 

Vienna  Basin  and  the  Carpathian  Foredeep  (Brzobohatý  & 

Stráník 2011). 

The evolution of D 2 is less complicated as it predominantly 

records progradation. KSS

 

8 as the base of D 2 reflects a signi-

ficant  decrease  in  A/S  ratio  (interpreted  as  a  relative  sea  

level fall) and “localized” formation of a steep basin margin. 

The  pro gress  of  progradation  and  aggradation  of  coarse-

grained  Gilbert  delta  deposits  is  connected  with  increase  of 

accommodation space. KSS

 

9 suggests a relative increase A/S 

ratio, continuing progradation and aggradation of D 2. Local 

evidence of KSS

 

9 points to a cuspate shape of the surfaces cut 

down into FA

 

3 beds by overlying large foreset packages. It is 

proposed  that  KSS

 

2,

 

6 and 9 record local erosion due to 

emplacement  processes  at  the  base  of  prograding  foresets 

(FA

 

1+2).  These  surfaces  are  therefore  autocyclic  erosional 

surfaces  that  post-date  the  increase  in  A/S  (Backert  et  al. 

2010). The thick pile of FA

 

1+2 above KSS

 

9 reveals a con-

tinuing  progradation  and  aggradation  stacking  pattern,  so 

an A/S ratio close to 1. KSS

 

10  representing  the  top  of  D 2 

records a significant retrogradation stacking pattern, flooding, 

landward shift in the topset breakpoint and finally termination 

of the deposition of D 2, all indicating a rapid further increase 

in A/S ratio due to transgression. The KKS

 

10 is relatively flat, 

pointing  to  a  flat  delta  plain  and  rapid  flooding.  Debrite-

dominated foreset deposits are typical for the upper delta D 2.  

A marked bathymetric gradient towards the west or north-

west and south-west in the area under study indicate that the 

basin  axis  was  probably  influenced  by  the  active  (eastern) 

basin margin. Although the position of studied coarse grained 

deltas generally coincides with eastern wall of the Karpatian 

Iváň  canyon  (Dellmour  &  Harzhauser  2012),  the  studied 

 deltas are not parts of the canyon infill. The top part of the 

canyon was eroded around the Early/Middle Miocene boun-

dary,  capped  by  marine  marls  during  the  subsequent  early 

Middle Miocene transgression, and also the seismic data does 

not  show  the  presence  of  deltaic  foresets  (see  Dellmour  & 

Harzhauser 2012). However, presence of this structure might 

have  affected  the  predominant  Neogene  drainage  system  of 

the area (differential subsidence and more rapid formation of 

the  accommodation  space)  and  the  actual  position  of  the 

 deltas. The marked prolongation of D 2 in the N–S/SW direc-

tion together with the orientation of the foreset dip on outcrops 

(NNE-NE ward) point to the existence of several delta lobes 

and complex progradation generally basinwards. 

Ground penetrating radar

Two georadar cross sections were measured in the locality 

of Novosedly. The longer cross section L 0 shows the internal 

organization of the studied deposits of upper delta D 2 in the 

NW–SE direction and the shorter cross section L1 reflects the 

internal  organization  of  D 2  in  the  NNE–SSW  direction  

(Fig. 9 A, B, D). Georadar profiles were oriented along the out-

cropped walls of the sand pit, so the image can be to some 

extent  calibrated  by  the  visually  observed  depositional  set-

tings. Four main georadar units (GRU) were defined based on 

the  characteristic  reflection  configuration  (parallel  to  sub-

parallel reflections in each unit) (Fig. 9 C, E). 

GRU 1 is characterized by continuous, horizontal, planar to 

slightly  undulated  parallel  reflections  and  was  developed  in 

the uppermost part of the profile. GRU 1 is of tabular shape, its 

thickness is relatively stable between 1 and 1.5 m and its base 

is almost flat. GRU 2 is characterized by low amplitude, highly 

variable (slightly undulated to almost planar, short, horizontal 

to subhorizontal, sub-parallel) reflection. GRU 2 is of slightly 

irregular shape with both base and top undulated; however, the 

base is significantly more uneven than the top. The thickness 

of the unit varies between 0.5 and 1.5m (due to the uneven 

base), but is mostly about 1 m. The base of the unit truncates 

background image

103

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

B

10

0

20

30

40

50

60

70

80

90

100 

m

L1

10

m

20

26

D

L0

10

m

20

26

0

50

200

250

300 

m

100

150

0

0

1

00

100

2

00

300

L0

L1

1:2 000

X

outcrop

Novosedly

N

A

C

GRU 

1

GRU2

GRU

3

GRU

4

Foreset

Quaternary Topse

t

Bottomest

+

Of

fshore mud

GRU 

1

GRU2

GRU3

GRU4

E

Foreset

Quaternary

T

opset

Bottomest

+

Of

fshore mud

NE

SW

NW

SE

Fig. 9.

 Ground 

penetrating 

radar 

profiles 

across 

the 

Novosedly 

outcrop. 

A

 — 

Location 

of 

profiles; 

B

 — 

Profile 

L1 

- raw 

data; 

C

 — 

Profile 

L1 

- interpretation; 

D

 — 

Profile 

L0 

- raw 

data; 

E

 — 

Profile 

L0 - interpretation. 

White arrows mark scoop-shaped scours.

background image

104

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

the  underlying  reflections  of  GRU

 

3. GRU

 

3 is generally 

charac terized by the dominance of steeply inclined reflections. 

These  reflections  are  generally  continuous  and  parallel. 

Occasionally, short, horizontal, concave up and concave down 

reflections  occur  between  more  continuous  dipping  reflec-

tions.  The  top  of  GRU

 

3  is  slightly  irregular  (undulated).  

The base of GRU

 

3 is very uneven, with numerous significant 

undulations (see white arrows in Fig. 9 D). The thickness of 

GRU

 

3  ranges  from  6  to  12  m  and  the  unit  is  of  generally 

 tabular to wedge shaped. GRU

 

4 is generally characterized by 

mostly discontinuous, short, horizontal, planar to concave up 

or concave down reflections. GRU

 

4 forms the lower parts of 

the profile. The contact between GRU

 

3 and GRU

 

4 is mostly 

sharp  and  very  uneven. Transition  from  GRU

 

3 into GRU

 

was observed only rarely and is connected with the gradual 

passage of inclined reflections to flat laying horizontal ones 

(gradual decrease of the dip). 

Interpretation: The comparison of the GPR profiles with 

depositional  setting  in  the  outcrop  walls  shows  that  GRU

 

represents the Quaternary sedimentary cover. GRU

 

2 is inter-

preted as deposits of FA

 

1. Continuous, horizontal to subpa-

rallel, and in places hummocky reflections sharply truncating 

underlying inclined reflections of foreset are typical of fluvial 

topsets of Gilbert deltas in GPR cross sections (Jol & Smith 

1991), and are generally also characteristic for alluvial hori-

zontally  bedded  sands  and  gravels  (Ékes  &  Friele  2003).  

GRU

 

3 is compared with FA

 

2. This interpretation is confirmed 

by inclined continuous (large scale) parallel reflections with 

some  differences  in  the  dip,  which  are  typical  of  the  GPR 

record of the foreset (Roberts et al. 2003; Eilertsen et al. 2011). 

The upper boundary of GRU

 

3 with overlying GRU

 

2 is inter-

preted as toplap, and contact with underlying GRU

 

4 as down-

lap.  Toplap  of  inclined  reflections  (GRU

 

3)  in  contact  with 

subhorizontal reflections (GRU

 

2) reveals the erosional rela-

tion  of  the  topset  and  foreset.  Variations  in  continuity,  fre-

quency  and  also  in  the  orientation  of  the  dip  of  individual 

series of inclined reflections reveal variations in the type of 

mass flows (turbidity currents vs. debris flows). Short subhori-

zontal  reflections  recognized  within  a  series  of  continuous 

inclined ones are interpreted as backset bedding, cut and fill 

(chutes)  or  slope  failure  structures  (Roberts  et  al.  2003; 

Eilersten  et  al.  2011).  Progradation  of  foresets  towards  the 

S-SSE  is  evident  from  the  position  of  profiles  (Fig.  9 A). 

Comparison with the situation in the outcrop (Fig. 5 A) where 

the  transport  direction  was  generally  towards  the  NNE-NE 

points  to  the  existence  of  several  deltaic  lobes.  Deposits  of 

GRU

 

4 are not outcropped. They have been interpreted either 

as FA

 

3 or as FA

 

4 and so also with respect to the results of the 

drillings  in  the  close  surrounding.  Parallel  reflections  with 

a low, subhorizontal angle of dip which underlie the inclined 

reflections of the foreset are commonly interpreted as bottom-

set deposits of Gilbert deltas (Jol & Smith 1991; Eilersten et 

al.  2011).  Locally  observed  lateral  transition  of  steeply 

inclined reflections of GRU

 

3 into low-inclined reflections of 

GRU

 

4 (white arrows in Fig. 9 D) can be interpreted as repre-

senting  basinward  transition  of  the  foreset  to  the  bottomset 

(Eilersten  et  al.  2011). They  overlie  the  basal  unconformity 

and  show  scoop-shaped  scours  (about  1  m  deep  and  about 

10 m wide). These structures resemble “spoon-shaped depres-

sions” (Breda et al. 2007, 2009; Leszczyński & Nemec 2015) 

formed by turbidity currents descending a steep subaqueous 

slope and undergoing a hydraulic jump at its toe. However, 

sharp contact of gravels and underlying offshore mudstones of 

FA

 

4 is very common in the surrounding drill holes. Downlap 

of the inclined reflection of GRU

 

3 on the highly irregular top 

of GRU

 

4  with  little  preservation  of  their  transition  reveals 

prograding of the foreset on the eroded top of underlying beds. 

Variations in occurrence of the bottomset might also be partly 

attributed to the bedrock morphology. 

Provenance analysis

Provenance analysis is based on the pebble petrography and 

analyses of heavy minerals.  

Petrography and size of pebbles and cobbles, shape and 

roundness of pebbles

The  gravels  can  be  classified  as  polymict.  Dominance  of 

light beige, brown, grey, dark in colour, bituminous, micritic 

or bioclastic limestone and dolomite pebbles and cobbles is 

a  typical  feature.  The  content  of  carbonates  usually  varies 

between 30 % and 82.0 % (average/AVG 40.9 %). The cobbles 

or  boulders  of  carbonates  typically  form  the  largest  found 

extraclast  (max.  65  cm)  (Fig.  2 D).  Carbonate  pebbles  are 

mostly discs (38–49 %), less common are spheres (27–29 %), 

blade  pebbles  (16–22 %)  or  rods  (8–15 %).  Their  average 

value of form ratio (Sneed & Folk 1958) varies between 0.27 

and 0.43. The average value of sphericity (Sneed & Folk 1958) 

varies between 0.65 and 0.68 and average value of sphericity 

(Krumbein  1941  in  Carver  1971)  between  0.69  and  0.7.  

The average value of flatness ratio (Cailleux 1945 in Carver 

1971)  varies  between  1.94  and  2.04.  The  average  value  of 

isometry index (Sarkisjan & Klimova 1955) varies between 

1.02 and 1.04. The average elongation index (Folk 1965) is 

between 0.73 and 0.75 (equant). The average value of round-

ness index (Wentworth 1933 in Carver 1971) varies between 

0.73 and 0.75 (well rounded). 

Quartz pebbles are also quite common forming 4.4–49.9 % 

(AVG  18.4 %)  of  the  pebble  spectra.  Various  varieties  of 

quartz are present. Whitish, milky quartz is the main one, with 

dark  or  light  grey  and  pinkish  types  subordinating.  Quartz 

pebbles  are  mostly  discs  (49 %),  less  common  are  spheres 

(19 %), blades (16 %) or rods (16 %) with maximum diameter 

dominantly between 1 and 5 cm. The average value of form 

ratio  (Sneed  &  Folk  1958)  of  quartz  pebbles  is  0.39,  and  

the  average  value  of  sphericity  pebbles  is  0.65  as  defined  

by  Sneed  &  Folk  (1958)  and  0.69  as  defined  by  Krumbein 

(1941 in Carver 1971). Their average value of flatness ratio  

(as  defined  by  Cailleux  1945  in  Carver  1971)  is  2.04.  

The average value of isometry index (Sarkisjan & Klimova 

background image

105

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

1955)  is  1.01. The  average  elongation  index  (Folk  1965)  is 

0.74  (equant).  The  average  value  of  roundness  index 

(Wentworth 1933 in Carver 1971) is 0.74 (well rounded).

Sandstone pebbles (fine, middle or coarse-grained arkoses, 

greywackes,  quartzose  sandstones,  calcareous  sandstones) 

were  identified  in  all  samples,  exceptionally  forming  up  to 

32.2 % of the pebble spectra (AVG 9.7 %). Presence of cherts 

(dark grey, brown or red brown) is typical, which can reach up 

to 11.9 % (AVG 10.4 %). A radiolarite pebble was described 

by  Přichystal  (2009). Typical  occurrence  of  mudstone  (silty 

clays) intraclasts can exceed 10 % of the pebble spectra, how-

ever  their  content  is  often  difficult  to  quantify  in  relatively 

small  drill  cores.  The  intraclasts  are  typically  significantly 

larger than the associated extraclasts and their size can some-

times  reach  over  one  metre  in  diameter  (max.  3.5  m). 

Micropaleontological  study  of  intraclasts  (Švábenická  & 

Čtyroká 1999; Petrová 2002) confirms the source mostly from 

the deposits of the Laa Fm. (Karpatian), less commonly from 

the  Grund  Fm.  (Early  Badenian)  and  canibalization  of  the 

older  basin  infill.    Čtyroký  (1993)  connected  the  source  of 

intraclasts  with  processes  in  the  thrust  front.  Coal  cobbles 

were recognized exceptionally (Nehyba et al. 2008).  

Crystalline rocks in general form only the minor portion of 

the  pebble  suite;  however,  exceptionally,  they  can  represent 

more than 30 % (AVG 8.2 %). Metamorphic rocks are a stable 

pebble component and are mostly represented by gneisses (up 

to  22 %),  quartzites  (up  to  7.4 %)  or  mica  schists  (up  to 

11.9 %).  Pebbles  of  magmatic  rocks  were  described  in  the 

majority of samples forming up to 8.1 % (AVG 2.4 %). Two 

types of magmatites were recognized, namely granitic rocks 

(granites,  granodiorites,  aplites)  and  volcanic  (melaphyre, 

 diabase,  rhyolites)  rocks  (similarly  Přichystal  2009).  Some 

differences  in  the  content  of  individual  rocks  in  the  pebble 

spectra are influenced by varied grain size of the samples (out-

crops vs. borehole cores).

Heavy minerals 

Heavy minerals are sensitive indicators of the provenance, 

weathering,  transport,  deposition  and  diagenesis  (Morton  & 

Hallsworth 1994) especially if combined with the chemistry of 

selected  heavy  minerals  (Morton  1984).  The  ZTR  ( zircon +  

 tourmaline  +  rutile) index is widely accepted as a criterion for 

the  mineralogical  “maturity”  of  heavy  mineral  assemblages 

(Hubert 1962; Morton & Hallsworth 1994) in the case of deri-

vation from a similar source. Garnet and rutile represent com-

mon heavy minerals in the studied deposits, being relatively 

stable in diagenesis and having a wide compositional range, 

thus enabling further evaluation in detail.

Heavy mineral assemblages

Garnet always dominates in the heavy mineral spectra and 

its  content  varies  between  69.1  and  93.4 %  (AVG  77.6 %). 

Zircon (0.5–11.9 %, AVG 5.4 %), represents the second most 

common  mineral.  Staurolite  (0.7–5.2 %, AVG  6.0 %),  rutile 

(0.3–8.2 %,  AVG  4.3 %),  disthene  (0 – 6.4 %,  AVG  3 %), 

 apatite (0 –7.0 %, AVG 2.6 %), tourmaline (0.2– 6.0 %, AVG 

1.5 %) and amphibole (0 –8.5 %, AVG 0.1 %) represent acces-

sory but relatively common heavy minerals. The presence of 

titanite, anatase, epidote, monazite, andalusite, pyroxene and 

sillimanite was rather exceptional. The heavy mineral assem-

blage  can  be  mostly  (89.5 %)  described  as  garnet  rarely 

(10.5 %) as garnet-zircon. The value of ZTR ranges between 

1.9 and 11.8 (AVG 7.8).

Garnet

The chemistry of detrital garnet is widely used for the deter-

mination of provenance (Morton 1991).

The garnet composition was typical with its predominance 

of  an  almandine  component.  Ten  garnet  types  (T 1–T 10)  

were  determined  in  detail.  The  most  common  T 1  forms  

35.5 % of the garnet spectra and is represented by gros sular–

almandine  garnets  with  a  composition  in  the  range  

Alm

58–78

Grs

10–32

Prp

3–9

Sps

0–9

.  T 2  forms  21.5 %  and  is  com-

posed by pyrope–almandine garnets with their typical compo-

sition  in  the  range  Alm

53–85

Prp

11–45

Grs

0–9

Sps

0–8

.  T 3  forms  

20 %  and  is  represented  by  grossular-almandine  garnets  

with  increased  contents  of  pyrope  and  compositions  of  

Alm

47–75

Grs

13–30

Prp

10–24

Sps

0–5

.  T 4  forms  6.5 %  and  is  com-

posed of almandine garnets with low contents of pyrope, gros-

sular and spessartine components and the usual composition is 

in the range Alm

80–86

Prp

5–9

Grs

0–9

Sps

1–9

. T 5 and T 6 both equally 

form  5 %  of  the  garnet  spectra.  T 5  consists  of  pyrope– 

almandine garnets with increased grossular contents and the 

composition Alm

52–71

Prp

12–20

Grs

11–17

Sps

0–2

. T 6 is represented by 

gros sular–almandine  garnets  with  an  increased  content  of 

spessartine  and  a  composition  in  the  range  Alm

65–66

Grs

18–19 

Sps

10–11

Prp

4–5

.  T 7  is  represented  by  spessartine–almandine 

 garnets with a composition of Alm

48–76

Sps

14–38

Prp

3–9

Grs

3–8 

and 

forms 4.8 %. T 8 forms 2.5 % and is composed of spessartine–

almandine garnets with an enriched grossular component and 

composition  in  the  range Alm

58–72

Sps

12–19

Grs

10–17

Prp

4–6

.  Both 

T 9 and T 10 are very rare and make up 0.5 % of the garnet 

spectra equally. T 9 is represented by spessartine–almandine 

garnets with an increased content of pyrope and composition 

Alm

68

Sps

15

Prp

12

Grs

4

. T 10 is composed of grossular-almandine 

garnets with an increased content of both pyrope and spessar-

tine and composition Alm

62

 Grs

15

Sps

11

Prp

10

.

Classification diagrams (Mange & Morton 2007; Aubrecht 

et al. 2009; Krippner et al. 2014) were used for evaluation of 

the  potential  primary  sources.  The  PRP−ALM+SPS−GRS 

diagram (Mange & Morton 2007) in Figure 10A reflects the 

most  important  role  (59.6 %)  of  garnets  from  amphibolite–

facies metasedimentary rocks; significantly less common are 

garnets from intermediate to felsic igneous rocks (24.0 %)  or 

garnets  from  high-grade  granulite  facies  metasediments  and 

intermediate felsic igneous rocks (12 %). Only garnets from 

high-grade  mafic  rocks  are  exceptional  (4.4 %).  The  PRP–

ALM–GRS  diagram  (Aubrecht  et  al.  2009)  in  Figure  10B 

indicates  the  most  dominant  (84.5 %)  primary  source  of 

background image

106

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

garnets  derived  from  gneisses  and  amphibolites  metamor-

phosed  under  amphibolite-facies  conditions.  Garnets  reflec-

ting the source from gneisses or amphibolites metamorphosed 

under  pressure  and  temperature  conditions  transitional  to 

granulite-  and  amphibolite-facies  metamorphism  are  not 

 common (8.5 %), similarly to garnets derived from granulites 

(7.0 %). 

The GRS–SPS–PRP diagram (Fig. 10 C) allows comparison 

with  possible  source  rocks  along  the  eastern  margin  of  the 

Bohemian Massif (Otava et al. 2000; Čopjaková et al. 2002, 

2005; Čopjaková 2007; Buriánek et al. 2012). Some garnets 

can be compared to the Moravian Zone, the Moldanubicum, or 

the  Brno  Massif;  however,  they  are  commonly  outside  the 

diagnostic  fields.  The  results  are  aligned  with  a  noticeable 

 lateral elongation in the PRP–GRS line. This distribution sig-

nificantly  differs  from  the  distribution  recognized  for  the 

Myslejovice Fm. of Moravian–Silesian Paleozoic (Culmian) 

deposits  (Otava  et  al.  2000),  where  the  source  of  Neogene 

deposits  of  the  Carpathian  Foredeep  is  commonly  traced 

(Hladilová et al. 2014; Holcová et. al. 2015). The composed 

diagram  (Fig. 11)  allows  comparison  with  garnets  from 

Krosno and Ždánice–Hustopeče Fm. of the Western Carpathian 

Flysch Zone, which represents an active margin of the basin. 

Only part of the studied data fits with the diagnostic fields, 

however; commonly bi-lateral distribution of the results can 

be followed outside the diagnostic field. 

Rutile

Rutile,  which  represents  one  of  the  most  stable  heavy 

 minerals, is commonly used for provenance analyses (Force 

1980; Zack et al. 2004 a, b; Triebold et al. 2007).

The  concentration  of  the  main  diagnostic  elements  (Fe,  

Nb,  Cr  and  Zr)  varies  significantly  in  the  studied  samples.  

The concentration of Nb ranges between 388 and 5800 ppm 

(average 1854.7 ppm), the concentrations of Cr vary between 

418 and 1998 ppm (average 418 ppm), of Zr between 50 and 

5389 ppm (average 429 ppm), and the value of log Cr/Nb is 

mostly  negative  (76.5 %).  The  discriminate  plot  Cr  vs.  Nb 

(Fig. 12) shows two different trends in the rutile provenance 

GRS

SPS

PRP

PRP

ALM+SPS

GRS

1

2

3

4

A

B

C

PRP

ALM

GRS

1

2

3

4

1
2
3
4
5
6
7

Fig. 10.  Ternary  diagrams  of  the  chemistry  of  detrital  garnets  

(ALM — almandine, GRS — grossular, PRP — pyrope, SPS — spes-

sartine).  A  —  Discrimination  diagram  according  to  Mange  and 

Morton (2007) (1– pyroxenes and peridotites, 2 – high-grade  granulite 

facies metasediments and intermediate felsic igneous rocks, 3 – inter-

mediate to felsic igneous rocks, 4 – amphibolite facies metasedimen-

tary rocks); B — Discrimination diagram according to Aubrecht et al. 

(2009)  (1  –  pyroxenes  and  peridotites,  2  –  felsic  and  intermediate 

granulites,  3  –  gneisses  and  amphibolites  metamorphosed  under 

 pressure  and  temperature  conditions  transitional  to  granulite  and 

amphibolite  facies  metamorphism,  4  –  gneisses  metamorphosed 

under amphibolite facies conditions); C — Ternary diagram of the 

chemistry of detrital garnets in comparison with possible source areas 

(1  –  the  Moravian  Zone,  2  –  the  Moldanubicum,  3  –  the  Svratka 

Crystalline Complex, 4 – granites of the Brno Massif, 5 – migmatites 

of  the  Brno  Massif,  6  –  younger  part  of  the  Moravian–Silesian 

Palaeozoic/Culmian, 7 – samples from studied coarse-grained deltas). 

Data from source rocks according to Otava et al. (2000); Čopjaková 

et al. (2002, 2005); Čopjaková (2007) and Buriánek et al. (2012).

background image

107

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

well. The majority of rutiles originated from metapelitic rocks 

(64.7 %),  whereas  origins  from  metamafic  rocks  (23.5 %)  

or  pegmatites  (11.8 %)  are  less  common.  The  Zr-in-rutile 

thermo metry  of  metapelitic  zircons  only  (see  Zack  et  al. 

2004 a, b; Meinhold et al. 2008) indicates that 58.8 % of these 

metapelitic rutiles belong to green schist metamorphic facies 

and 41.2 % to the amphibolite/eclogite facies. The calculated 

temperatures range between 246 –753 °C (equation Zack et al. 

2004 b) showing the significant role of low-medium tempera-

ture  metamorphic  rocks  in  the  source  area.  The  diagnostic 

criteria  of  Triebold  et  al.  (2012)  confirm  prevailing  prove-

nance  from  metapelites  (61.8 %)  over  metamafic  sources 

(26.5 %). 

These results differ from the data known for the Karpatian 

or the Lower Badenian deposits of the Carpathian Foredeep 

(Francírek & Nehyba 2016; Nehyba et al. 2016) and indicate 

a different provenance of rutile in this case.  

Interpretation of the provenance data

Polymict gravels with a dominance of Mesozoic carbonates, 

broad spectra of further sedimentary rocks, and a content of 

magmatic and metamorphic rocks all point to sources in the 

Alpine–Carpathian orogene (cf. Nehyba & Roetzel 2004; 2011). 

The high similarity in shape characteristics and well round-

ness  of  both  carbonate  and  quartz  pebbles  reveal  multiple 

sources  and  the  role  of  redeposition. Abundant  intraforma-

tional clasts suggest enhanced erosion of subaerially exposed 

distal  offshore  deposits  (both  Karpatian  schlier  and  Lower 

Badenian tegel), significant relative sea-level fall, large-scale 

slope failures during deposition and attendant sediment gra-

vity flow processes. 

The heavy mineral assemblage is very typical for the Lower 

Badenian deposits of the Carpathian Foredeep. The dominant 

presence of garnet confirms the important role of metamor-

phic complexes (crystalline schists) in the source area. Zircon, 

tourmaline  and  rutile  are  common  in  acidic  to  intermediate 

magmatic  rocks,  as  in  selected  metamorphic  rocks  (von 

Eynatten & Gaupp 1999) or can be connected with redepo-

sition from older deposits. The relatively stable heavy mineral 

assemblage together with low and varied content of low- stabilty 

heavy  minerals  (apatite,  pyroxene,  amfibole  etc.)  point  to 

 relatively weathered rocks in the primary source area, formed 

by  both  crystalline  schists  and  magmatic  rocks  (a  mature 

 continental crust). Low values of ZTR index are  typical for 

immature clastic deposits with a relatively low role of recy-

cling (or significant role of carbonates in the source area). 

Dominance of almandine garnets is a very common feature 

of the garnet spectra in the deposits along the eastern margin 

of  the  Bohemian  Massif.  These  are  recognized  in  the 

Moravian–Silesian  Paleozoic  (Culmian)  rocks  (Otava  et  al. 

2000; Čopjaková et al. 2002, 2005; Čopjaková 2007), Permo–

Carboniferous  deposits  (Nehyba  et  al.  2012;  Nehyba  & 

Roetzel  2015),  Jurassic  deposits  of  both  the  Gresten  and 

Nikolčice  Formations  (Nehyba  &  Opletal  2016;  2017), 

Paleogene  deposits  of  the  Western  Carpathian  Flysh  Zone  

(Otava 1998; Otava et al. 1997; Stráník et al. 2007), and also 

in  Eggenburgian  and  Ottnangian,  Karpatian  (Francírek  & 

Nehyba  2016)  and  Lower  Badenian  (Nehyba  et.  al.  2016) 

deposits of the Carpathian Foredeep itself. However, the dis-

tribution of recognized garnet types varies within these depo-

sits.  Obtained  garnet  data  can  to  some  extent  be  compared 

either  with  the  results  from  the  depositional  unit III  of 

Karpatian deposits (Francírek & Nehyba 2016), or with the 

Lower Badenian deposits along the marginal flank of the crys-

talline basement (Nehyba et al. 2016). However, here also the 

studied garnet spectra differ in detail. The occurrence of spes-

sartine–almandine garnets (T 7–9) is remarkable and signifies 

a source from the crystalline rocks of the basement, because 

such  garnets  are  generally  very  common  in  the  gneisses, 

migmatites  and  mica  schists  of  the  Bohemian  Massif 

(Čopjaková 2007; Francírek & Nehyba 2016). A direct source 

from  the  passive  margin  of  the  basin  formed  by  crystalline 

rocks of the Bohemian Massif is highly improbable due to the 

Metamafic
Rocks

Metapelites

0

1000

2000

3000

4000

5000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Nb (ppm)

Cr (ppm)

ALM

GRS

PRP

ALM

SPS

ALM

Ždánice-Hustopece Fm.

Krosno Fm.

Lower Badenian
coarse-grained delta

Fig. 12. Discrimination plot of Cr vs. Nb of investigated rutiles.

Fig. 11. Ternary diagram of the chemistry of the detrital garnets and 

comparison with garnets from Krosno and Ždánice–Hustopeče Fm. of 

the Western Carpathian Flysch Zone (ALM – almandine, GRS – gros-

sular, PRP – pyrope, SPS – spessartine).

background image

108

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

basin  configuration,  position  of  the  studied  deposits  in  the 

basin and the depositional environment of the studied depo-

sits.  Both  diagrams  (Fig.  10A, B)  reveal  the  dominance  of  

the  garnets  from  amphibolites  and  metamorphosed  rocks  of 

amphibolite facies and a relatively uniform primary source. 

The obtained provenance data can be summarized: 1) The 

prove nance of the gravels is specific and partly differs from 

the known data from the sedimentary infill of the Carpathian 

Foredeep.  2)  Several  partial  sources  can  be  recognized:  a) 

provenance  from  Mesozoic  carbonates  of  the  Alpine–

Carpathian orogeny, b) crystalline rocks of the eastern margin 

of  the  Bohemian  Massif,  c)  older  sedimentary  infill  of  the 

Carpathian  Foredeep  and/or  Alpine  Molasse  Zone,  and  

d) sedi mentary rocks of the Carpathian Flysch Zone. The role 

of these sources varies in individual samples (see the common 

bilateral  distribution  of  garnet  data  in  diagrams).  A  source 

from an area now below the surface is highly probable.  

The  composition  of  garnet,  rutile  and  also  pebble  petro-

graphy of the deposits studied significantly differs from simi-

lar data obtained for the autochthonous Jurassic beds along the 

eastern margins of the Bohemian Massif (Nehyba & Opletal 

2016, 2017). This result indirectly challenges the provenance 

of carbonate pebbles only from Jurassic beds (see Eliáš 1981; 

Řehánek 2001). Part of the carbonates could originate from 

older Triassic carbonate units of the Northern Calcareous Alps 

(similarly  Přichystal  2009).  Several  authors  (Menčík  1973; 

Eliáš 1981; Stráník et al. 1999; Řehánek 2001) supposed the 

source to be from autochthonous (subsurface) Jurassic depo-

sits  of  the  SE  margin  of  the  Bohemian  Massif.  However, 

a detailed microfacies and provenance study of these carbo-

nates is missing.

Discussion 

The  creation  of  an  adequate  initial  bathymetry  and  topo-

graphy  necessary  for  the  initiation  of  deposition  of  Gilbert 

delta foresets is connected with the formation of a significant 

basinward  dip  of  the  depositional  slope  (Postma  1990).  So, 

especially KSS 1 and partly also KSS 8 are interpreted as the 

result of a significant fall in base level. Further Gilbert delta 

growth  requires:  (i)  a  high  sediment  supply;  (ii)  high  water 

flux; and (iii) high creation of accommodation space (Postma 

1990). Deposition of both D 1 and D 2 reveals a general increase 

of bathymetry. The sedimentary record of D 1 and D 2 is domi-

nated by large-scale prograding and aggrading topset and fore-

set  packages  which  mainly  record  the  creation  and  fill  of 

available accommodation space. Such stratigraphic architec-

ture reflects a low and gradual rate of creation of accommoda-

tion space. As the delta records essentially vertical stacking of 

gravel  beds,  and  as  the  proportion  of  fine-grained  facies  is 

very low, the distal part of the basin was never filled by deltaic 

deposition and the basin gradually deepened with time, thus 

allowing foreset heights to increase (Backert et al. 2010). Sea-

level  rise  corresponds  to  rapid  transgression  across  the  D 1 

delta top (KSS 7) and termination of deltaic deposition in the 

study  area.  Similarly  also  the  termination  of  D 2  (KSS 10) 

could be connected with transgression as a transgressive sur-

face, however it could also represent the flooding surface due 

to smaller scale of D 2 delta. Hypothetical reconstruction of 

the depositional setting during the evolution of both the lower 

delta D 1 and upper delta D 2 are presented in Fig. 13.

The dimensions of the studied Gilbert deltas can be partly 

compared with the data in literature, taking into account dating 

of  their  development.  Backert  et  al.  (2010)  estimated  that 

a giant Gilbert-type delta (thickness > 600 m) was deposited 

during a period of 500 to 800 ky. Breda et al. (2007) supposed 

that steep dipping clinoforms 50 to 250 m thick were formed 

during  4

th

-order  (0.2–0.5  Ma)  cycles.  Similarly  Benvenuti 

(2003) estimates that the evolution of a 20 m coarse-grained 

delta  took  about  100  ky.  According  to  Gobo  et  al.  (2015) 

a Gilbert delta about 100 m thick formed during approx. 50 ky. 

Significantly  more  rapid  constructions  of  deltas  were  docu-

mented  by  Corner  (2006)  and  Eilertsen  et  al.  (2011)  who 

reported coarse-grained deltas about 60 m thick formed during 

less than 10 ky. Similarly Postma & Cruickshank (1988) docu-

mented  prograding  of  Gilbert  type  delta  about  15  m  thick 

during approx. 2 ky. Likewise Rhine & Smith (1988) described 

approx.  20 m  thick  coarse-grained  delta  deposited  during 

a time period of 1700 years. Even more rapid formation was 

documented  by  Plink-Björklund  &  Ronnert  (1999),  who 

described a coarse deltaic clastic wedge 20–80 m thick depo-

sited during a period of about 100 years. Similarly Nehyba et 

al. (2017) documented progradation of about 4 m thick Gilbert 

delta during less than 20 years. Although there is no simple 

positive correlation between the time period of delta formation 

and volumetry/scale of deltaic body it is obvious that D 1 and 

D 2 have different scales. Similarly, although the evidence of 

two  laterally  and  stratigraphically  separated  coarse-grained 

Gilbert deltas indicate two cycles of sea-level change, these 

cycles could have different regional/basin extent/significance 

and could be of different orders (3

rd

 vs. 4

th

 order). However, 

different  paleoslope  or  variations  in  the  ratio  of  water/sedi-

ment discharge can also affect the scale and distribution of the 

coarse  grained  deltaic  deposits.  With  a  high  ratio  of  water/

sediment discharge, the feeder system is likely to be a sheet 

flow  that  can  aggrade  more  uniformly  along  the  shoreline.  

As the ratio of water/sediment discharge decreases, the stream 

channel sedimentation becomes dominant, and also the lateral 

mobility of the feeder flow is reduced (Muto & Steel 2001).

The deep scours/KSS 1 and 8 that occur at the bases of the 

Gilbert  deltas  D 1  and  D 2  successions  are  interpreted  as 

sequence  boundaries/regressive  surfaces  of  fluvial  erosion. 

They are results of forced regression and relative sea level fall 

(downstepping,  sediment  by-pass,  basinward  shift  of  facies 

belt,  negative  accommodation).  More  extended  basinward 

progradation,  deeper  incision  and  larger  thickness  point  to 

more pronounced sea-level fall during the formation of KSS 1 

then KSS 8. 

The  sedimentary  infill  (or  its  substantial  part)  of  studied 

Gilbert deltas is connected with ongoing normal regression, 

which  is  typified  by  the  rate  of  accommodation  lower  than  

background image

109

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

the  sediment  supply.  In  such  circumstances  prograding  and 

aggrading  foresets  thicken  downdip,  dominant  progradation 

driven by sediment supply is followed with some aggradation. 

Moreover,  whereas  the  rates  of  progradation  decrease  with 

time, the rates of aggradation increase with time (as a result of 

accelerating relative sea level rise). This situation is reflected 

by the stacked retrograding pattern of deltaic clinoforms in the 

northern branch of D1. The sedimentary infills are capped by 

transgressive surfaces. 

The  differences  in  the  stratigraphic  architecture  of  the 

 northern and southern branch of D1 could have resulted from 

predisposed  paleotopography  (by  incision)  and  paleobathy-

metry  of  the  basin  floor  and/or  local  variation  of  sediment 

supply effecting  on A/S ratio. 

Two  almost  coeval  coarse-grained  Gilbert  deltas  docu-

mented  in  the  depositional  succession  of  the  Western 

Carpathian  Foredeep  basin  reflect  two  base  level  cycles/

sequences probably of different scale. However, deltas D1 and 

D 2 could also represent two different Early to Middle Miocene 

3

rd

  order  cycles,  namely  TB 2.3.  and  TB 2.4.  (Kováč  et  al. 

2004; Hohenegger et al. 2014). Moreover, two scales of base 

level cycles were recognized in the depositional succession of 

lower D1 delta.  Such a complex state represents a compli cation 

for the basin lithostratigraphy. Recognition of a longer- term 

cycle (probably 3

rd

 order cycle TB 2.3. sensu Haq et al. 1988) 

and high-frequency cycles (4

th

 to 5

th

 order) constitute a challange 

for the further research in the Western Carpathian Foredeep 

basin.  Adequate  biostratigraphical  and  litho stratigraphical 

correlations  of  the  Early  Badenian  sedimentary  succession 

within the Carpathian Foredeep and the Alpine Molasse Basin 

based  on  facies  architecture  of  marginal  and 

basinal  facies  are  necessary  to  understand  the 

actual role of local and regional ruling factors and 

the establishment of reliable sequence stratigra-

phy of Early to Middle Miocene deposits. 

Two Lower Badenian gravel beds (13 and 15 m 

thick) separated by an about 77 m thick interbed 

of  fine  sands  and  silty  shales  were  also  recog-

nized in the Roggendorf-1 borehole (see Fig. 1) 

drilled in the Early to Middle Miocene deposits 

of  the  Alpine–Carpathian  Foredeep  approx. 

40 km SW of the area under study (Ćorić & Rögl 

2004). Both gravels contain abundant limestone 

and dolomite pebbles which originated from the 

Calcareous Alps and Flysch Unit. The boundary 

between  zones  NN 4  and  NN 5  was  observed 

within the fine-grained interbed. The basal gra-

vels are regarded as the transgressive base of the 

Badenian  in  the  Molasse  Basin  north  of  the 

Danube (Ćorić & Rögl 2004). The upper gravels 

are considered to be the coarse basal transgres-

sion level of the Grund Formation. Remarkable 

similarity in petrography and stratigraphic posi-

tion might point to a link between these gravel 

beds and D1+ D 2 deposits as a response to ade-

quate factors/processes affecting the basin archi-

tecture.  However,  such  a  simple  link  might  be  misleading. 

Coarse-grained  Gilbert  deltas  are  highly  prone  to  rapid 

changes  in  basin  configuration,  sea-level,  climate  and  sedi-

ment supply during the evolution of the system (Nemec 1990a; 

Postma  1990)  as  a  result  of  dynamic  equilibrium  between 

sedi ment supply, basin energy conditions, accommodation and 

the  overall geological framework. 

The  studied  Gilbert  deltas  represent  infill  of  two  incised- 

valley systems as defined by Zaitlin et al. (1994). The confi-

guration of the alluvial feeder system has a crucial influence 

on the gross geometry of deltas (Postma & Roep 1985; Kim & 

Chough  2000).  The  scale  (lateral  extent  and  thickness)  of 

 deltaic deposits, incised base and provenance analyses all point 

to an extensive fluvial system with a large catchment basin. 

Sediment and water flux in this fluvial system would therefore 

reflect  regional  tectonics  and  climatic  variations.  The  very 

similar  provenance  of  D1  and  D 2  joined  both  deltas  into 

a  common  fluvial  system.  Jiříček  (2002)  supposed  that  the 

partially  comparable  Matzen  delta  in  the  Vienna  basin  was 

formed by a Badenian Paleo-Danube. The position of the flu-

vial entry into the basin implies incised valley/valleys formed 

within the active basin margin (wedge-top) oriented perpen-

dicularly to oblique to the foredeep part of the foreland basin. 

This allochthonous part of the basin is not preserved or does 

not  outcrop. Tectonic  predisposition  of  such  a  valley  (avai-

lable morphology of the piggy-back sub-basin?) is probable.  

It is also possible that the fluvial system was initially oriented 

in  the  NNE–SSW  direction  (the  axis  of  the  flexure  and  the 

basin). The tectonic setting at the margin of a thrust belt and 

morphology of adjacent parts of the Waschberg–Ždánice unit 

1

2

3

4

5

6
7

A

B

Fig. 13. Schematic model of the deposition condition of the lower Gilbert delta (A

and upper Gilbert delta (B) (1 — topset deposits, 2 — foreset deposits, 3 — bottom-

set deposits, 4 — older basin infill/mostly Karpatian in age, 5 — older basin infill/

mostly Lower Badenian in age, 6 — sea level, 7 — former position of sea level).

background image

110

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

(accelerated  by  a  sea-level  drop)  diverted  the  drainage  into 

a western direction. Further tectonic activity finally switched 

the drainage system towards the east into the subsiding and 

opening Vienna Basin.  

Conclusions

The Lower Badenian “basal or marginal coarse clastics” in 

the  southernmost  part  of  the  Western  Carpathian  Foredeep 

were  interpreted  as  deposits  of  two  coarse-grained  Gilbert 

 deltas based on the study of both outcrops and boreholes. 

Four  facies  associations/principal  depositional  environ-

ments have been identified in the studied deposits. Three of 

them  correspond  to  a  tripartite  Gilbert  type  delta  profile. 

Facies association 1 is interpreted as topset, facies association 2 

as foreset and facies association 3 as bottomset. The remaining 

FA 4 represents open marine pelagic deposits.

The lower delta is significantly thicker (up to 160 m), more 

areally extended and reveals a more complicated stratigraphic 

architecture  than  the  upper  delta.  The  laterally  traceable 

boundary/base  of  the  lower  Gilbert  delta  is  connected  with 

a  significant  migration  of  basin  depocentre,  a  new  basin 

physio graphy  with  relatively  steep  margins,  which  is  inter-

preted as a consequence of a relative sea level fall, followed by 

major erosion and incision several tens of m downward and 

several  km  basinward.  This  surface  represents  a  sequence 

boundary and is also arbitrarily used as the Karpatian/Badenian 

boundary. Formation, progradation and aggradation of the thick 

coarse-grained Gilbert delta pile generally indicate a dramatic 

increase of sediment supply from the hinterland, followed by 

both relatively continuous sediment supply and an increase of 

accommodation space over the available time (interpreted as 

lowstand  normal  regression).  Two  coeval  deltaic  branches 

were recognized in the lower delta with partly different strati-

graphic arrangements (directed by the interplay between the 

available  accommodation  space  and  the  sediment  supply), 

confirmed  by  identified  key  stratal  surfaces.  The  northern 

delta branch is typical with generally uniform lithology and 

reflects delta progradation, aggradation and final retrograda-

tion. The southern branch is characterized by a more compli-

cated lithology due to multiple alternation of facies associations 

and  a  slightly  higher  total  thickness.  Such  an  arrangement 

points to alternation of phases of delta progradation and retro-

gradation  (followed  by  aggradation).  The  differences  in  the 

stratigraphic  architecture  of  the  branches  are  explained  by 

variations in the sediment delivery, inherited paleotopography 

and by a possibly relatively more rapid formation of accom-

modation  space  towards  the  southern  part  of  the  basin. 

Termination of deposition of the lower delta is connected with 

relatively rapid and extended drowning of the delta plain and 

is explained by a transgressive event (Lower Badenian in age).  

The upper delta was recognized only in a restricted area and 

its maximum total thickness reaches 33 m. The lower boun-

dary of this delta reflects a significant decrease in the ratio of 

accommodation  space/sediment  supply,  which  is  interpreted 

as a relative sea level fall and a sequence boundary (within the 

Lower Badenian). Subsequent progradation and aggradation of 

coarse-grained Gilbert delta deposits is connected with a fol-

lowing increase of accommodation space and intense, spatially 

localized sediment supply. The flat upper surface of this Gilbert 

delta is connected with a landward shift in the topset break-

point and rapid flooding (all Lower Badenian in age). 

Lateral  and  vertical/stratigraphical  separation  of  both 

Gilbert deltas suggests migration of the delta depocentre and 

evolution of the basin margin. The evidence of two laterally 

and  stratigraphically  separated  coarse-grained  Gilbert  deltas 

indicates  two  regional/basin  wide  sea-level  cycles/deposi-

tional sequences, but not necessarily of the same order. 

Provenance  analysis  did  not  recognize  significant  diffe-

rences  between  the  deposits  of  the  two  Gilbert  deltas,  but 

revealed  their  multiple  sources  and  the  role  of  basin  canni-

balism. The studied gravels are polymict with a dominant role 

of Mesozoic carbonates, which make them specific in the sedi-

mentary infill of the Carpathian Foredeep. Although the heavy 

mineral assemblage of the studied deposits is very typical for 

the Lower Badenian deposits of the Carpathian Foredeep, the 

garnet spectra differ in detail from available data from the basin. 

The provenance analysis identified several partial source areas 

(Mesozoic carbonates of the Northern Calcareous Alps and/or 

the  Western  Carpathians,  crystalline  rocks  of  the  eastern 

 margin  of  the  Bohemian  Massif,  older  sedimentary  infill  of  

the Carpathian Foredeep and/or Alpine Molasse Zone, sedi-

mentary  rocks  of  the  Carpathian / the  Alpine  Flysch  Zone). 

A source from an area now below the surface is highly pro-

bable. The scale (lateral extent and thickness) of deltaic depo-

sits,  their  deeply  incised  base  and  provenance  all  point  to 

an extensive fluvial system with large catchment basin. 

Acknowledgements: The manuscript highly benefited from 

thoughtful  reviews  of  two  unknown  reviewers.  The  author 

also thanks the Czech Geological Survey for giving access to 

the Iváň 1 and 22-41 D Pasohlávky boreholes.

References

Aubrecht R., Méres Š., Sýkora M. & Mikuš T. 2009: Provenance of 

the detrital garnets and spinels from the Albian sediments of the 

Czorsztyn  Unit  (Pieniny  Klippen  Belt,  Western  Carpathians, 

Slovakia). Geol. Carpath. 60, 463–483.

Backert N., Ford M. & Malartre F. 2010:  Architecture and sedimen-

tology  of  the  Kerinitis  Gilbert-type  fan  delta,  Corinth  Rift, 

Greece. Sedimentology 57, 2, 543–586. 

Beaumont  C.  1981:  Foreland  basins.  Geoph. Journal of the Royal 

 Astronomical  Society 55, 291–329.

Benvenuti M. 2003: Facies analysis and tectonic significance of 

 lacustrine  fan-deltaic  successions  in  the  Pliocene-Pleistocene 

Mugello Basin, Central Italy. Sediment. Geol. 157, 197–234.

Blum M.D. & Törnquist T.E. 2000: Fluvial responses to climate and 

sea-level change. A review and look forward. Sedimentology 47, 

S1, 2–48.

Breda A.,  Mellere  D.  &  Massari  F.  2007:  Facies  and  processes  in 

a  Gilbert-delta-filled  incised  valley  (Pliocene  of  Ventimiglia, 

NW Italy). Sediment. Geol. 200, 31–55.

background image

111

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

Breda A., Mellere D., Massari F. & Asioli, A. 2009: Vertically stacked 

Gilbert-type  deltas  of  Ventimiglia  (NW  Italy):  the  Pliocene 

 record of an overfilled Messinian incised valley. Sediment. Geol

219, 58–76.

Brzobohatý R. & Cicha I. 1993: Carpathian Foredeep. In: Přichystal 

A.,  Obstová  V.  &  Suk  M.:  Geology  of  Moravia  and  Silesia. 

MZM, PřF MU, 123–128 (in Czech with English abstract).

Brzobohatý  R.  &  Stráník  Z.  2011:  Paleogeography  of  the  Early 

 Badenian  connection  between  the  Vienna  Basin  and  the  Car-

pathian Foredeep. Central European Journal of Geosciences 4, 

1, 126–137. 

Buriánek D., Tomanová Petrová P. & Otava J. 2012: Where is the source 

of the clastic deposits of Miocene deposits in the surroundings of 

Brno? Acta Musei Moraviae, Scientae geologicae 97, 153–166 

(in Czech with English abstract).

Carver  R.E.  1971:  Procedures  in  Sedimentary  petrography.  John 

 Wiley & Son, New York, 1–653. 

Chough S.K. & Hwang I.G. 1997: The Duksung fan delta, SE Korea: 

growth  of  delta  lobes  on  a  Gilbert-type  topset  in  response  to 

 relative sea-level rise. J. Sediment. Res. 67, 725–739.

Colella, A. 1988: Pliocene-Holocene fan deltas and braid deltas in the 

Crati Basin, southern Italy: a consequence of varying tectonic 

conditions.  In:  Nemec  W.  &  Steel  R.J.  (Eds.):  Fan  Deltas: 

 Sedimentology and Tectonic Settings. Blackie, London, 50–74.

Collinson J., Mountney N. & Thompson D. 2006: Sedimentary Struc-

tures, Terra Publishing, Harpenden, Hertfordshire, England, 1–292. 

Čopjaková  R.  2007:  The  reflection  of  provenance  changes  in  the 

 psefitic  and  psamitic  sedimentary  fraction  of  the  Myslejovice 

Formation (heavy mineral analysis). Doctoral thesisMasaryk 

University, Brno, 1–137 (in Czech). 

Čopjaková  R.,  Sulovský  P.  &  Otava  J.  2002:  Comparison  of  the 

chemistry  of  detritic  pyrope-almandine  garnets  of  the  Luleč 

Conglomerates with the chemistry of granulite garnets from the 

Czech  Massif.  Geologické  výzkumy  na  Moravě  a  ve  Slezku 

v roce 2001, Brno, 44–47 (in Czech).

Čopjaková R., Sulovský P. & Paterson, B.A. 2005: Major and trace 

elements in pyrope–almandine garnets as sediment provenance 

indicators of the Lower Carboniferous Culm sediments,  Drahany 

Uplands, Bohemian Massif. Lithos 82, 51–70.

Ćorić S. & Rögl F. 2004: Roggendorf-1 borehole, a key-section for 

Lower Badenian transgressions and the stratigraphic position of 

the  Grund  Formation  (Molasse  Basin,  Lower  Austria).  Geol. 

Carpath. 55, 2, 165–178.

Corner G.D. 2006: A transgressive-regressive model of fjord valley 

fill: stratigraphy, facies and depositional controls. In: Dalrymple 

R.W.,  Leckie  D.A.  & Tillman  R.W.  (Eds.):  Incised Valleys  in 

Time and Space. SEPM Spec. Publ. 85, 161–178.

Čtyroký  P.  1993:  New  data  to  Miocene  stratigraphy  on  the  map  

34-23  Břeclav. Zpr. geol. výzk. v roce 1992,  Prague,  18–21  

(in Czech).

Dart C.J., Collier R.E.L., Gawthorpe R.L., Keller J.V.A. & Nichols G. 

1994: Sequence stratigraphic of (?) Pliocene-Quaternary synrift, 

Gilbert-type  fan  deltas,  northern  Peloponnesos,  Greece.  Mar. 

Petrol. Geol. 11, 545–560.

DeCelles P.G. & Cavazza W. 1999: A comparison of fluvial megafans 

in the Cordilleran (Upper Cretaceous) and modern Himalayan 

foreland basin systems. Geol. Soc. Am. Bull. 111, 1315–1334.

DeCelles  P.G.  &  Giles  K. A.  1996:  Foreland  basin  systems.  Basin 

Research 8, 105-123.

Dellmour  R.  &  Harzhauser  M.  2012:  The  Iváň  Canyon,  a  large 

 Miocene  canyon  in  the  Alpine-Carpathian  Foredeep.  Mar. 

 Petrol.  Geol. 38, 83–94.  

Doláková N., Brzobohatý R., Hladilová Š. & Nehyba S. 2008: The 

red-algal facies of the Lower Badenian limestones of the Car-

pathian Foredeep in Moravia (Czech Republic). Geol. Carpath

62, 2, 133–146.

Eilertsen R.S., Corner G.D., Aasheim O. & Hansen L. 2011: Facies 

characteristics and architecture related to palaeodepth of Holo-

cene fjord-delta sediments. Sedimentology 58, 1784–1809.

Ékes C. & Friele P. 2003: Sedimentary architecture and post-glacial 

evolution of Cheekye fan, southwestern British Columbia, Can-

ada.  In:  Bristow  C.S.  &  Jol  H.M.  (Eds.):  Ground  Penetrating 

Radar in Sediments. The Geological Society London, Bath, UK, 

87–98.

Eliáš M. 1981: Facies and paleogeography of the Jurassic of the Bo-

hemian Massif. Sborník geol. Věd, Geol. Praha, 35, 75–144.

Folk R.L. 1965: Petrology of sedimentary rocks. Hemphill´s, 1–159. 

Force  E.R.  1980:  The  provenance  of  rutile.  J. Sediment. Res. 50,  

485–488.

Ford M., Williams E.A., Malartre F. & Popescu S.M. 2007: Strati-

graphic  architecture,  sedimentology  and  structure  of  the 

 Vouraikos  Gilbert-type  fan  delta,  Gulf  of  Corinth,  Greece.  

In:  Nichols  G.,  Williams  E.  &  Paola  C.  (Eds.):  Sedimentary 

 Processes, Environments and Basins. A Tribute to Peter Friend. 

Int. Assoc. Sedimentol. Spec. Publ. 38, 49–90.

Francírek M. & Nehyba S. 2016: Evolution of the passive margin of 

the  peripheral  foreland  basin:  an  example  from  the  Lower 

 Miocene Carpathian Foredeep (Czech Republic). Geol. Carpath

67, 1, 39–66. 

Gawthorpe  R.L.  &  Colella  A.  1990:  Tectonic  controls  oncoarse- 

grained delta depositional systems in rift basins. In: Collela A. & 

Prior D.B. (Eds.): Coarse-Grained Deltas. Int. Assoc. Sedimentol. 

Spec. Publ. 10, 113–127.

Gilbert G.K. 1885: The topographic features of lake shores. Ann. Rep

U.S. geol. Survey. 5, 69–123.

Gobo K., Ghinassi M. & Nemec W. 2015: Gilbert-type deltas recor-

ding short-term base-level changes: Delta-brink morphodynam-

ics and related foreset facies. Sedimentology 62, 1923–1949.

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

chronostratigraphy  and  cycles  of  sea-level  change.  In: Wilgus 

C.K., Hastings B.S., Kendall C.G.S.C., Posamentier H.W., Ross 

C.A.,  Van  Wagoner  J.C.  (Eds.):  Sea-level  Changes:  An  Inte-

grated Approach. SEPM Spec. Publ. 42, 71–108.

Hartley A.J., Weissmann G.S., Nichols G.J. &  Warwick G.L. 2010: 

Large distributive fluvial systems: characteristics, distribution, 

and controls on development. J. Sediment. Res. 80, 167–183.

Hladilová Š., Nehyba S., Zagoršek K., Tomanová-Petrová P., Bitner 

M.A. & Demeny A. 2014: Early Badenian transgression on the 

outer  flank  of  Western  Carpathian  foredeep,  Hluchov  area, 

Czech Republic. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 84, 

3, 259–279.

Hohenegger J., Ćorić S. & Wagreich M. 2014: Timing of the Middle 

Miocene  Badenian  Stage  of  the  Central  Paratethys.  Geol. 

 Carpath. 65, 1, 55–66.

Holcová K., Brzobohatý R., Kopecká J. & Nehyba S. 2015: Recon-

struction of the unusual Middle Miocene (Badenian) palaeoenvi-

ronment of the Carpathian Foredeep (Lomnice/Tišnov denuda-

tional relict, Czech Republic). Geol. Quarterly. 59, 4, 654–678. 

Hubert J.F. 1962: A zircon-tourmaline-rutile maturity index and the 

interdependence  of  the  composition  of  heavy  mineral  assem-

blages  with  the  gross  composition  and  texture  of  sandstones.  

J. Sediment. Petrol. 32, 440–450.

Jervey M.T. 1988: Quantitative Geological Modeling of Siliciclastic 

Rock Sequences and their Seismic Expression. In: Wilgus K.W., 

Posamentier  H.,  Hastings  B.S.,  van Wagoner  J.,  Ross  C.A.  & 

Kendall  C.G.St.C.  (Eds.):  Sea-level  Changes:  An  Integrated 

 Approach. Society of Economic Paleontologists and Mineralo-

gists Spec. Publ. 42, 47–69.

Jiříček R. 2002: The Evolution of the Molasse in the Alpino-Carpa-

thian  Foredeep  and  the  Vienna  Basin.  EGRSE,  International 

Journal of Exploration GeophysicsRemote Sensing and Envi-

ronment 9, 1–2, 4–178 (in Czech). 

background image

112

NEHYBA

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

Jol H.M. & Smith D.G. 1991: Ground penetrating radar of northern 

lacustrine deltas. Can. J. Earth Sci. 28, 1939–1947.

Kim J.W. & Chough S.K. 2000: A gravel lobe deposit in the prodelta 

of the Doumsan fan delta (Miocene), SE Korea. Sediment. Geol

130, 183–203. 

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. 

Krippner A.,  Meinhold  G.,  Morton A.C.  &  von  Eynatten  H.  2014: 

Evaluation of garnet discrimination diagrams using geochemical 

data derived from various host rocks. Sediment. Geol. 306, 36–52.

Krystek I. 1974: Výsledky sedimentologického výzkumu sedimentů 

spodního  bádenu  v  karpatské  předhlubni  (na  Moravě).  Folia 

Univ. Purkyn. Brün. Geol. Brno, 15, 8. 

Kryštofová E. 2007: An Important Afuifer of Lower Badenian Clastic 

Sediments in Carpathian Foredeep. Scripta Fac.Sci. Nat. Univ. 

Masaryk. Brunn., Geology, 36, 73–75.

Lee S.H. & Chough S.K. 1999: Progressive changes in sedimentary 

facies  and  stratal  patterns  along  the  strike-slip  margin,  north-

eastern Jinan Basin (Cretaceous), southwest Korea: implications 

for differential subsidence. Sediment. Geol. 123, 81–102.

Leszczyński S. & Nemec W. 2015: Dynamic stratigraphy of compo-

site peripheral unconformity in a foredeep basin. Sedimentology 

62, 645–680.

Lowe  D.R.  1982:  Sediment  gravity  flows:  II.  Depositional  models 

with special reference to the deposits of high-density turbidity 

currents. J. Sediment. Petrol. 52, 279–297.

López-Blanco M., Marzo M. & Piña J. 2000: Transgressive–regres-

sive  sequence  hierarchy  of  foreland,  fan-delta  clastic  wedges 

(Montserrat and Sant Llorenç del 

Munt, Middle Eocene, Ebro Basin, NE Spain). Sediment. Geol. 138, 

41–69.

Mange M.A. & Morton A.C. 2007: Geochemistry of heavy minerals. 

Developments in Sedimentology 58, 345–391.

Martini I., Ambrosetti E. & Sandrelli F. 2017: The role of sediment 

supply  in  large-scale  stratigraphic  architecture  of  ancient 

 Gilbert-type  deltas  (Pliocene  Siena-Radicofani  Basin,  Italy). 

Sediment. Geol. 350, 23–41. 

Martinsen O., Ryseth A., Helland-Hansen W., Flesche H., Torkindsen 

G. & Idil S. 1999: Stratigraphic base level and f luvial architec-

ture: Ericson Sandstone (Campanian), Rock Springs Uplift, SW 

Wyoming, USA. Sedimentology 46, 235–259.

Massari F. & Parea G.C. 1990: Wave–dominated Gilbert–type gravel 

deltas  in  the  hinterland  of  the  Gulf  of  Taranto  (Pleistocene, 

southern  Italy).  In:  Colella  A.  &  Prior  D.B.  (Eds.):  Coarse–

Grained Deltas. Int. Assoc. Sedimentol. Spec. Publ. 10, 311–331.

Meinhold  G., Anders  B.,  Kostopoulos  D.  &  Reischmann  T.  2008: 

 Rutile  chemistry  and  thermometry  as  provenance  indicator: 

An  example  from  Chios  Island,  Greece.  Sediment. Geol. 203, 

98–111.

Menčík  E.  1973:  Contact  of  the  Bohemian  Massif  and  the  West 

 Carpathians Mts. In: Guide to excursion of X Congress of Carpa-

thian-Balkan Geological Association. Bratislava, 1–30. 

Miall   A.D.  1996:  The  Geology  of  Fluvial  Deposits:  Sedimentary 

 Facies,  Basin  Analysis,  and  Petroleum  Geology.  Springer-V-

erlag, Berlin, 1–582.

Morton A.C.  1984:  Stability  of  detrital  heavy  minerals  in  Tertiary 

sandstones from the North Sea Basin. Clay Miner. 19, 287–308.

Morton A.C. 1991: Geochemical studies of detrital heavy minerals 

and  their  application  to  provenance  research.  In:  Morton 

A.C.,Todd  S.P.  &  Haughton  P.D.W.  (Eds.):  Developments  in 

Sedimentary  Provenance  Studies.  Geol. Soc.  London, Spec. 

Publ. 57, 31–45.

Morton A.C. & Hallsworth C.R. 1994: Identifying provenance-spe-

cific  features  of  detrital  heavy  mineral  assemblages  in  sand-

stones. Sediment. Geol. 90, 241–256.

Mulder T. & Alexander J. 2001: The physical character of subaqueous 

sedimentary density flows and their deposits. Sedimentology 48, 

269–299.

Muto T. & Steel R.J. 1992: Retreat of the front in a prograding delta. 

Geology 20, 967–970.

Muto T. & Steel R.J. 1997: Principles of regression and transgression: 

the  nature  of  the  interplay  between  accommodation  and  sedi-

ment supply. J. Sediment. Res. 67, 994–1000.

Muto  T.  &  Steel  R.J.  2001: Autostepping  during  the  transgressive 

growth of deltas: results from flume experiments. Geology 29, 

771-774.

Mutti E., Tinterri R., Benevelli G., di Biase D. & Cavanna G. 2003: 

Deltaic,  mixed  and  turbidite  sedimentation  ofancient  foreland 

basins. Mar. Petrol. Geol. 20, 733–755.

Nehyba S. & Opletal V. 2016: Depositional environment and prove-

nance  of  the  Gresten  Formation  (Dogger)  on  the  southeastern 

slopes  of  the  Bohemian  Massif  (Czech  Republic,  subsurface 

data). Austrian J. Earth Sci. 109,  2. 

Nehyba S. & Opletal V. 2017: Sedimentological study of the  Nikolčice 

Formation — evidence of the Middle Jurassic transgression onto 

the  Bohemian  Massif  (subsurface  data).Geol. Quarterly 

61, 1, 138–155. 

Nehyba S. & Roetzel R. 2004: The Hollabrunn-Mistelbach Formation 

(Upper Miocene, Pannonian) in the Alpine-Carpathian Foredeep 

and  the  Vienna  Basin  in  Lower  Austria  —  An  example  of 

a Coarse-grained Fluvial System. Jahrb. Geol. Bundesanst. 144, 

2, 191–221.

Nehyba  S.  &  Roetzel  R.  2011:  Fluvial  deposits  of  the  St.  Marein 

Freischling Formation insights into initial depositional processes 

on the distal external margin of the Alpine Carpathian Foredeep 

in Lower Austria. Austrian J. Earth Sci. 100, 2, 50–80. 

Nehyba S. & Roetzel R. 2015: Depositional environment and prove-

nance analyses of the Zobing Formation (Upper Carboni ferous–

Lower Permian), Austria. Austrian J. Earth Sci. 108, 2, 245–276.

Nehyba  S.  &    Šikula  J.  2007:  Depositional  architecture,  sequence 

stratigraphy  and  geodynamic  development  of  the  Carpathian 

Foredeep (Czech Republic).  Geol. Carpath. 58, 1, 53–69. 

Nehyba S., Roetzel R. & Adamová M. 1999: Tephrostratigraphy of 

the Neogene volcaniclastics (Moravia, Lower Austria, Poland). 

Geol. Carpath. 50, Spec. Iss. 126–128.

Nehyba S., Petrová-Tomanová P. & Zágoršek K. 2008: Sedimento-

logical  and  palaeocological  records  of  the  evolution  of  the 

south-western part of the Carpathian Foredeep (Czech Republic) 

during the Early Badenian. Geol. Quarterly 52, 1, 45–60.

Nehyba S., Roetzel R. & Maštera L. 2012: Provenance analysis of the 

Permo-Carboniferous fluvial sandstones of the southern part of 

the  Boskovice  Basin  and  the  Zöbing  Area  (Czech  Republic, 

Austria):  implications  for  paleogeographical  reconstructions  

of  the  post-Variscan  collapse  basins.  Geol. Carpath. 63, 5, 

 365–382. 

Nehyba S., Holcová K., Gedl P. & Doláková N. 2016: The Lower 

Badenian  transgressive-regressive  cycles  –  a  case  study  from 

Oslavany (Carpathian Foredeep, Czech Republic). Neues Jahrb. 

Geol. Paläontol. 279, 2, 209–238. 

Nehyba S., Hanáček M., Engel Z. & Stachoň Z. 2017: Rise and fall of 

a small ice-dammed lake - Role of deglaciation processes and 

morphology. Geomorphology 295, 662–679.

Nemec  W.  1990a:  Deltas  —  remarks  on  terminology  and  classifi-

cation.  In:  Colella  A.  &  Prior  D.B.  (Eds.):  Coarse-Grained 

 Deltas. IAS Spec. Publ. 10, 3–12.

Nemec  W.  1990b:  Aspects  of  sediment  movement  on  steep  delta 

slopes.  In:  Colella  A.  &  Prior  D.B.  (Eds.):  Coarse-Grained 

 Deltas.  IAS Spec. Publ. 10, 29–74. 

Nemec  W.  1995:  The  dynamics  of  deltaic  suspension  plumes.  In:  

Oti  M.N.  &  Postma  G.  (Eds.):  Geology  of  Deltas.  Balkema

 Rotterdam, 31–93.

background image

113

LOWER BADENIAN GILBERT DELTAS IN THE WESTERN CARPATHIAN FOREDEEP BASIN

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2018, 69, 1, 89–113

Nemec W., Lønne I. & Blikra L.H. 1999: The Kregnes moraine in 

Gauldalen, west-central Norway: anatomy of a Younger Dryas 

proglacial delta in a palaeofjord basin. Boreas 28, 454–476.

Novák  Z.  1985:  Litologická  charakteristika  sedimentů  miocénu 

na mapovém listu Pouzdřany /34-124/.  MS ČGS.

Novák  Z.  1986a:  Litologická  charakteristika  sedimentů  miocénu 

na mapovém listu Mikulov /34-142/. MS ČGS.

Novák  Z.  1986b:  Litologická  charakteristika  sedimentů  miocénu 

na mapovém listu 1: 25 000 Pohořelice /34-122/. MS ČGS.

Otava J. 1998: Trends of changes in the composition of siliciclastics 

of the Lower Carboniferous at Drahany Upland (Moravia) and 

their geotectonic interpretation. Geol. výzk. Mor. Slez. v r. 1997, 

62–64 (in Czech).

Otava J., Krejčí O. & Sulovský P. 1997: First results of electron mi-

croprobe analyses of detrital garnets from the Rača Unit of the 

Magura Group. Geol. výzk. Mor. Slez. v r. 1996, 39–42 (in Czech).

Otava J., Sulovský P. & Čopjaková R. 2000: Provenance changes of 

the  Drahany  Culm  greywackes:  statistical  evaluation.  Geol. 

Výzk. Mor. Slez. v r. 1999, 94–98 (in Czech).

Petrová P. 2002: The results of study of the intraklasts (micropaleon-

tology) at the locality Troskotovice. Geol. výzk. Mor. Slez. v r. 

2001, 40–42 (in Czech).

Plink-Björklund P. & Ronnert L. 1999: Depositional processes and 

internal architecture of Late Weichselian ice-margin submarine 

fan and delta settings, Swedish west coast. Sedimentology 46, 

215–234.

Postma G. 1990: Depositional architecture and facies of river and fan 

deltas: a synthesis. In: Colella A. & Prior D.B. (Eds.): Coarse-

Grained Deltas. IAS Spec. Publ. 10, 13–27.

Postma G. & Cruickshunk C. 1988: Sedimentology of a late Weichse-

lian  to  Holocene  terraced  fan  delta,  Varangerfjord,  norhern 

 Norway. In: Nemec W. & Steel R. (Eds.): Fand Deltas: Sedimen-

tology and Tectonic Settings. Blackie, London, 144–157. 

Postma G. & Roep T.B. 1985: Resedimented conglomerates in the 

bottomsets of Gilbert-type gravel deltas. J. Sediment. Res. 55, 

874–885.

Postma G., Nemec W. & Kleinspehn K.I. 1988: Large floating clasts 

in  turbidites:  a  mechanism  for  their  emplacement.  Sediment. 

Geol. 58, 1, 47–61.

Powers M.C. 1953: A new roundness scale for sedimentary particles. 

J. Sediment. Petrol. 23, 117–119.

Přichystal A. 2009: Petrographical analysis of pebbles from Mušov. 

In: Valoch K. (Ed.): Mušov  I (county  Břeclav) — Geological 

and  archeological  locality  on  southern    Moravia.  Studies in 

 Anthropology, palaeoethology, palaeontology and Quaternary 

Geology 30, 189–93 (in Czech with English abstract).

Řehánek J. 2001: Microscopical analysis of thin sections. MS Archive 

ÚGV PřF MU, 1–4 (in Czech). 

Rhine J.L. & Smith D.G. 1988: The late Pleistocene Athabasca braid 

delta  of  northeastern  Alberta,  Canada:  a  paraglacial  drainage 

system affected by aeolian sand supply. In Nemec W. & Steel 

R.J.  (Eds.):  Fan  Deltas:  Sedimentology and Tectonic Settings. 

Blackie and Son, 158-169.

Roberts M.C., Niller H.-P. & Helmstetter N. 2003: Sedimentary archi-

tecture  and  radar  facies  of  a  fan  delta,  Cypress  Creek,  West 

 Vancouver,  British  Columbia.  In:  Bristow  C.S.  &  Jol  H.M. 

(Eds.): Ground Penetrating Radar in Sediments. The Geological 

Society London, Bath, 111–126.

Sarkisjan S.G. & Klimova L.T. 1955: Orientation of the pebbles and 

methods  of  their  study  for  paleogeographic  constructions. 

AN SSSR, Leningrad, 1–44 (in Russian).

Shanley  K.W.  &  McCabe  P.J.  1994:  Perspectives  on  the  sequence 

stratigraphy of continental strata. AAPG Bull.  78, 544–568.

Shukla U.K., Singh I.B., Sharma M. & Sharma S. 2001: A model of 

alluvial  megafan  sedimentation:  Ganga  Megafan.  Sediment. 

Geol. 144, 243–262.

Sneed  E.D.  &  Folk  R.L.  1958:  Pebbles  in  the  lower  colorado  

River,  Texas:  a  stud  in  particle  morphogenesis.  J. Geol. 66, 

 114–150. 

Sohn Y.K., Kim S.B., Hwang I.G., Bahk J.J., Choe M.Y. & Chough 

S.K. 1997: Characteristics and depositional processes of large–

scale  gravelly  Gilbert–type  foresets  in  the  Miocene  Dousman 

fan  delta,  Pohang  basin,  SE  Korea.  J. Sediment. Res.  67, 

 130–141.

Sohn Y.K.,  Rhee  C.W.  &  Shon  H.  2001:  Revised  stratigraphy  and 

 reinterpretation  of  the  Miocenew  Pohang  basinfill,  SE  Korea: 

sequence development in response to tectonism and eustasy in 

a back-arc basin margin. Sediment. Geol. 143, 265–285. 

Stráník Z., Čtyroký P. & Havlíček P. 1999: The geological history of 

the Palava Hill. Sborník Geologických věd, Geologie 49, 5–32 

(in Czech). 

Stráník  Z.,  Hrouda  F.,  Otava  J.,  Gilíková  H.  &  Švábenická  L.  

2007:  The  Upper  Oligocene-Lower  Miocene  Krosno  litho-

facies  in  the  Carpathian  Flysch  Belt  (Czech  Republic):  sedi-

mentology, prove nance and magnetic fabrics. Geol. Carpath. 

58, 4,  321–332.

Švábenická  L.  &  Čtyroká  J.  1999:  Biostratigraphic  correlation 

 (foraminifers  and  nannofosils)  of  the  Karpathian  and  Lower 

Badenian sediments in the Alpine-Carpathian Foredeep (Moravia 

and Lower Austria). Biuletyn PIG 387, 187–189. 

Tomanová-Petrová P. & Švábenická L. 2007: Lower Badenian bio-

stratigraphy and paleoecology: a case study from the Carpathian 

Foredeep (Czech Republic). Geol. Carpath. 58, 333–352.

Triebold S., Eynatten H. von, Luvizotto G.L. & Zack T. 2007: Dedu-

cing  source  rock  lithology  from  detrital  rutile  geochemistry: 

An example from the Erzgebirge, Germany. Chem. Geol. 244, 

421–436.

Triebold S., Eynatten H. von & Zack T. 2012: A recipe for the use of 

rutile in sedimentary provenance analysis. Sediment. Geol. 282, 

268–275.

Tucker  M.  (Ed.)  1988:  Techniques  in  Sedimentology.  Blackwell 

 Science, Oxford, 1–394. 

von Eynatten H. & Gaupp R. 1999: Provenance of Cretaceous syn-

orogenic sandstones in the Eastern Alps: constraints from frame-

work petrography, heavy mineral analysis and mineral chemis-

try. Sediment. Geol. 124, 81–111.

Walker R.G . & James N.P. 1992: Facies Models: Response to Sea 

Level Changes. Geological Association of Canada, St. John’s, 

1–380. 

Weissmann G.S., Hartley A.J., Nichols G.J., Scuderi L.A., Olson M., 

Buehler H. & Banteah R. 2010: Fluvial form in modern conti-

nental sedimentary basins: distributive fluvial systems. Geology 

38, 39–42.

Zack T., von Eynatten H. & Kronz A. 2004a: Rutile geochemistry and 

its  potential  use  in  quantitative  provenance  studies.  Sediment. 

Geol. 171, 37–58.

Zack T., Moraes R. & Kronz A. 2004b: Temperature dependence of Zr 

in rutile: empirical calibration of a rutile thermometer. Contrib. 

Mineral. Petrol. 148, 471–488. 

Zaitlin  B.A.,  Dalrymple  R.W.  &  Boyd  R.  1994:  The  stratigraphic 

 organization  of  incised-valley  system  associated  with  relative 

sea-level change. In: Dalrymple R.W., Boyd R. & Zaitlin B.A. 

(Eds.):  Incised-Valley  Systems:  Origin  and  Sedimentary 

 Sequences. SEPM Spec. Publ. 51, 45-60. 

Zingg Th. 1935: Beiträge zur Schotteranalyse. Miner. Petrogr. Mitt. 

 Schweiz. 15, 39–140.