background image

GEOLOGICA CARPATHICA

, FEBRUARY 2019, 70, 1, 15–34

doi: 10.2478/geoca-2019-0002

www.geologicacarpathica.com

Provenance of synorogenic deposits of the Upper 

Cretaceous–Lower Palaeogene Jarmuta–Proč Formation 

(Pieniny Klippen Belt, Western Carpathians)

JOZEF MADZIN

1, 

, DUŠAN PLAŠIENKA

2

 and ŠTEFAN MÉRES

3

1

Earth Science Institute, Slovak Academy of Sciences, Ďumbierska 1, 974 01 Banská Bystrica, Slovakia; 

 

jozef.madzin@savba.sk

2

Department of Geology and Palaeontology, Faculty of Natural Sciences, Comenius University, Mlynská dolina, Ilkovičova 6,  

842 15 Bratislava, Slovakia; dusan.plasienka@uniba.sk

3

Department of Geochemistry, Faculty of Natural Sciences, Comenius University, Mlynská dolina, Ilkovičova 6, 842 15 Bratislava, Slovakia; 

stefan.meres@uniba.sk

(Manuscript received July 12, 2018; accepted in revised form January 11, 2019)

Abstract: The Pieniny Klippen Belt contains thickening and coarsening upwards synorogenic sedimentary successions 

witnessing the collision of the Oravic ribbon continent with the Central Carpathian orogenic wedge after the closure of 

the Vahic Ocean in the Late Cretaceous to Early Palaeogene. The sedimentary record of this event is represented by 

flysch/wildflysch deposits of the Maastrichtian–Lower/Middle Eocene Jarmuta–Proč Formation. We present results of 

the  provenance  study  of  these  deposits,  based  on  the  framework  petrography,  heavy  mineral  analysis  and  mineral 

 chemistry. Turbiditic sandstones were classified as quarzolithic to lithic arenites. Lithic fragments are predominantly 

composed of carbonate rocks and low- to medium-grade metamorphic and occasional mafic volcanic rocks. The heavy 

mineral  association  is  composed  of  both  first-cycle  derived  and  recycled  ultrastable  ZTR,  garnets  and  Cr-spinels.   

The chemistry of the detrital tourmalines and garnets suggests a derivation from various low- to medium-grade metamorphic 

rocks. High-pyrope garnets, observed in the eastern part of the PKB, which were derived from high-grade granulites and 

eclogites, represent probably lower crustal complexes exhumed during rifting of the Vahic Ocean. The Cr-spinels show  

a mixed harzburgitic and lherzolitic provenance. The harzburgitic Cr-spinels might have been recycled from older exotic 

conglomerates  of  the  Klape  Flysch,  thereby  representing  ophiolitic  detritus  of  the  Meliata  Ocean.  The  lherzolitic   

Cr-spinels might represent a new contribution of ophiolitic detritus delivered from the exhumed subcontinental mantle 

forming the Vahic oceanic floor.

Keywords:  Western  Carpathians,  Pieniny  Klippen  Belt,  synorogenic  deposits,  petrography,  heavy  mineral  analysis,   

mineral chemistry, provenance.

Introduction

The Pieniny Klippen Belt (PKB) is one of the structurally 

most  complicated  zone  of  the  Western  Carpathians  (WC), 

 separating the External Western Carpathians (EWC; Tertiary 

accretionary  complex  —  Flysch  Belt)  from  the  Central   

Western Carpathians (CWC; Cretaceous Austroalpine–Slovako-

carpathian basement–cover thrust stack) (e.g., Plašienka et al. 

1997; Plašienka 1999, 2018a; Froitzheim et al. 2008).

The PKB includes Jurassic to Palaeogene sediments 

detached from its completely subducted basement of unknown 

character. Its complex polyphase structural deformation domi-

nated by the Palaeocene to Eocene nappe thrusting resulted  

in  the  superposition  and  juxtaposition  of  numerous  litho-

logically and palaeogeographically distinct tectonic units (see 

e.g.,  Birkenmajer  1977,  1986;  Mišík  1997;  Jurewicz  2005; 

Plašienka  &  Mikuš  2010;  Plašienka  2012a).  Later,  during  

the Early and Middle Miocene, the PKB experienced further 

strong deformation including out-of-sequence thrusting, trans-

pression,  transtension,  backthrusting,  and  block  rotations, 

which obliterated original fold-and-thrust structures resulting 

in its complicated spectacular “klippen” structure (e.g., 

Ratschbacher et al. 1993; Kováč & Hók 1996; Plašienka & 

Jurewicz 2006; Plašienka 2012b, 2018b). Therefore, the PKB 

is often characterized as a peculiar block-in-matrix structure 

or  mélange  formed  by  isolated  rigid  blocks  “klippen”  com-

posed of competent Middle Jurassic to Lower Cretaceous car-

bonates surrounded by a soft matrix of the “klippen mantle” 

consisting of Lower Jurassic and Upper Cretaceous to 

Palaeogene shales, marls and flysch formations (e.g., 

Birkenmajer 1977; Plašienka & Mikuš 2010).

The main tectonic units of the PKB s.s., were derived from 

an independent palaeogeographic domain known as the Oravic 

domain  or  Oravicum  (Maheľ  1986).  It  is  thought  that  

the Oravic domain represents the continental crustal fragment 

in the Middle Penninic position (analogous to the Briançonnais 

microcontinent)  surrounded  by  North  Penninic  (Valais–

Rhenodanubian–Magura) (e.g., Schmid et al. 2008) and South 

Penninic (Ligurian–Piemont–Vahic–Iňačovce) oceanic domains 

as a continuation of the Alpine Atlantic oceanic tract from  

the Alps to the Carpathians (Plašienka 2003, 2012a; Froitzheim 

et al. 2008; Plašienka & Soták 2015). Consequently, the sup-

posed suture-like structure of the PKB, although ophiolites do 

not participate in its recent surface structure, is related to  

background image

16

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

the collision of the Oravic ribbon continent with the frontal 

parts of the CWC orogenic wedge after the closure and sub-

duction  of  the  Vahic  oceanic  domain  (Plašienka  2012a). 

Whether, and to what extent, the Vahic (South Penninic) and 

likewise the Magura (North Penninic) basins, were floored by 

an oceanic crust is still a matter of debates and controversy 

(e.g.,  Winkler  &  Ślączka  1992,  1994;  Rakús  &  Hók  2005; 

Aubrecht et al. 2009; Oszczypko et al. 2015). 

The sedimentary record of the contractional tectonic pro-

cesses is represented by a turbiditic sequence of the Turonian 

Snežnica  Fm.  and  the  Coniacian–Santonian  Sromowce  Fm. 

including  bodies  of  exotic  conglomerates  (Pieniny  Unit; 

Plašienka  2012a  and  references  therein),  and  the  Upper 

Cretaceous–Lower/Middle Eocene synorogenic flysch or 

wildflysch  Jarmuta–Proč  Formation  consisting  of  turbiditic 

sandstones  with  huge  olistostromatic  bodies  (Gregorianka 

Breccia Member of the Sub-Pieniny Unit and Milpoš Breccia 

Member of the Šariš Unit) (Plašienka & Mikuš 2010; Plašienka 

2012a; Plašienka et al. 2012).

Rocks referable to the Jarmuta Fm. or to the Jarmuta–Proč 

Fm. have been known since the 1930s (e.g., Horwitz 1932). 

However,  data  about  its  sedimentology,  petrography  (Leško 

1960; Ďurkovič 1972), heavy mineral composition (Starobová 

1962;  Łoziński  1966;  Winkler  &  Ślączka  1992,  1994),  and 

mineral  chemistry  (Salata  2002,  2004;  Oszczypko  &  Salata 

2005; Bónová et al. 2018) are contradictory in some aspects 

(e.g., Birkenmajer 1977, 1986; Nemčok et al. 1989; Plašienka 

& Mikuš 2010). On the other hand, the cited works suggest  

the crucial importance of the synorogenic sediments for under-

standing  the  early  development  of  the  PKB  (Plašienka  & 

Mikuš 2010; Plašienka et al. 2012). 

The  aim  of  this  paper  is  to  contribute  to  the  provenance 

analysis  of  the  Jarmuta–Proč  Fm.  based  on  the  framework 

petrography, heavy mineral analysis and mineral chemistry of 

detrital tourmalines, garnets and Cr-spinels.

Geological settings

Most of the samples were collected from the Pieniny, Šariš 

and  Beňatina  sectors  (according  to  the  classical  division  by 

Scheibner 1967; Vass 1988; Mišík 1997) of the PKP in eastern 

Slovakia (Fig. 1). Recently, a new model for the structure and 

development of the PKB has been demonstrated from this area 

(Plašienka & Mikuš 2010; Plašienka 2012b; Plašienka et al. 

2012). Three principal superposed Oravic tectonic units of  

the PKB have been distinguished. These are the Šariš  (formerly 

named Fakľovka Unit by Plašienka & Mikuš 2010), the Sub-

Pieniny and Pieniny thrust sheets from bottom to top. All of 

the Oravic units are characterized by varied Jurassic to Upper 

Cretaceous–Palaeogene coarsening- and thickening-upwards 

synorogenic sedimentary successions deposited in the front of 

the advancing thrust sheets (Fig. 2).

The  Šariš  unit  (for  more  details  see  Plašienka  &  Mikuš 

2010;  Plašienka  2012 a, b;  Plašienka  et  al.  2012)  occurs  in  

the lowermost structural position and includes a strongly 

dismembered basinal Jurassic to Lower/Middle Eocene sedi-

mentary succession. The top of the Šariš unit is composed of  

a hundred metres of sandstone-dominated flysch or wildflysch 

sequence  of  the  latest  Cretaceous  to  Lower/Middle  Eocene 

Jarmuta–Proč Fm. (JPF) with bodies of mass-transport depo-

sits  including  numerous  huge  olistoliths  (Milpoš  Breccia 

Member; Plašienka & Mikuš 2010). A variegated clastic mate-

rial and olistoliths were mainly derived from sedimentary suc-

cessions  of  the  overriding  Sub-Pieniny  and  Pieniny  nappes 

(Plašienka & Mikuš 2010).

The Sub-Pieniny Unit exhibits an intricate structure inclu-

ding the typical shallow-marine Middle Jurassic to Lower 

Cretaceous Czorsztyn succession, as well as the slope-derived 

“transitional” Niedzica/Czertezik successions (e.g., Ožvoldová 

et al. 2000; Wierzbowski et al. 2004). The sedimentary succes-

sion of the Sub-Pieniny Unit is terminated by comparatively 

thin calcareous sandstones of the JPF (Maastrichtian–

Danian?), which includes mass-transport deposits in the upper 

parts  (Gregorianka  Breccia  Member;  Nemčok  et  al.  1989; 

redefined  by  Plašienka  &  Mikuš  2010).  The  Gregorianka 

Breccia Member is composed of monotonous detrital material 

derived evidently from the overriding Pieniny nappe (Plašienka 

et al. 2012).

The Pieniny Unit occurs in the most internal and the upper-

most structural position of the PKB tectonic entity as a late-

rally continuous thrust sheet (Plašienka 2012b). It comprises 

mainly a deep-water Jurassic to Upper Cretaceous succession 

terminated  by  a  coarsening-  and  thickening-upwards  syn-

orogenic  turbiditic  sequence  of  the  Turonian  Snežnica  Fm. 

and  the  Coniacian–Santonian  Sromowce  Fm.  (Plašienka 

2012a).

Methods

Framework petrography

The framework petrography was carried out on 72 sand-

stone samples of the JPF taken from 15 geographically distri-

buted localities throughout the PKB (Fig. 1, Supplementary 

Table S1). Petrographic features of the sandstones including 

mineral constituents, grain size, sorting, and roundness were 

observed by using a polarizing microscope. The samples were 

selected from medium to coarse-grained sandstones in order to 

get the maximum source rock information. In order to elimi-

nate different grain size issues (Ingersoll et al. 1984), analyses 

from the individual grain-sizes were plotted separately in  

the classification diagrams (Figs. 3, 4). At least 300 grains in 

each thin section were counted. The point-counting method 

followed the approach of von Eynatten & Gaupp (1999). This 

approach is more useful in synorogenic coarse-grained sedi-

ments than the classical Gazzi–Dickinson method (the GD 

method as described by Ingersoll et al. 1984), where minerals 

or crystals ˃ 63 μm in polycrystalline fragments are counted 

separately. For example, following the GD method, a signifi-

cant amount of polycrystalline mica–quartz aggregates would 

background image

17

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

be  assigned  to  the  monocrystalline  quartz  category,  thereby  

a  metamorphic  origin  of  these  clasts  may  be  overlooked. 

Because  of  the  high  amount  of  carbonate  clasts  (L

carb

=  

limestones + dolomites), they were attributed to the category  

of  lithic  fragments  (L)  together  with  other  non-carbonate  

lithic fragments (L

s

), which is not usual in classic provenance 

studies  (Dickinson  &  Suzcek  1979;  Dickinson  1985). 

However,  carbonate  clasts  were  eroded  and  transported 

through the same processes as any clastic material and over-

looking and non-counting of the carbonate clasts would have 

led to a partly incorrect classification of the analysed rocks, 

and therefore, to a biased provenance interpretation. Carbonate 

allochems, such as intrabasinal carbonate bioclasts, following 

discrimination  criteria  proposed  by  Zuffa  (1985)  were  not 

counted.

Heavy mineral analysis

Ten samples of medium- to coarse-grained sandstones/fine-

grained  conglomerates  of  the  JPF  and  Milpoš  Breccia  Mb. 

(MB) were selected for the heavy mineral analysis (Table 1). 

The separation and preparation of heavy minerals followed  

the standard procedures described by Mange & Mauer (1992). 

The  80–250  µm  fraction  was  examined  under  both  a  pola-

rizing and a binocular microscope. At least 200 grains were 

counted using the ribbon counting method (Galehouse 1971) 

and are shown as number percentages (Table 2). 

Mineral chemistry

Detrital tourmalines, garnets and Cr-spinels from the selec-

ted sandstone samples (Table 1) were hand-picked, mounted 

in epoxy resin, polished and coated with carbon for electron 

microprobe analysis. 

The chemical composition of the separated detrital minerals 

were analysed using a CAMECA SX-100 electron microprobe 

at  State  Geological  Institute  of  Dionýz  Štúr  in  Bratislava.  

The analytical conditions were a 15 kV accelerating voltage 

and a 20 nA beam current with peak counting time of 20 s and 

a  beam  diameter  of  2–10  μm.  Raw  counts  were  corrected 

using a PAP matrix correction (Pouchou & Pichoir 1985).

To measure various elements the following natural and syn-

thetic standards were used: wollastonite (SiK

α

, CaK

α

), TiO

(TiK

α

), Al

2

O

(AlK

α

), pure Cr (CrK

α

), pure V (VK

α

), fayalite 

(FeK

α

), rhodonite (MnK

α

), forsterite (MgK

α

), willemite 

(ZnK

α

), pure Ni (NiK

α

),  albite  (NaK

α

), orthoclase (KK

α

), 

BaF2 (FK

α

) and NaCl (ClK

α

). Lower detection limits of  

the measured elements varied between 0.01 and 0.05 wt. %;  

V, Cr, Mn, Zn, Ni, F, and Cl were also below their respective 

detection limits. 

Overall 45 analyses of detrital tourmalines from five JPF 

and  two  MB  samples  were  performed  (Suppl.  Table  S2). 

Detrital  tourmalines  were  analysed  by  using  one  to  three 

 

single-spots located over centres and/or along rims of 

 

grains. The crystallo-chemical formulae of tourmaline were 

Fig. 1. A –– Location of the study areas in the frame of the Alpine–Carpathian–Pannonian–Dinaridic tectonic system; B, C — tectonic sketch 

maps with location of the sampled sites (modified after Kováč et al. 1998; Bezák et al. 2004).

background image

18

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

calculated  on  the  basis  of  15  Y + Z + T  cations, 

W

O

2− 

was 

obtained  from  the  charge-balanced  formula,  OH  was  calcu-

lated as OH = 4 − Cl − 

W

O apfu, B = 3 apfu.

Overall 35 analyses of detrital garnets separated from seven 

localities of the JPF and MB were performed (Suppl. 

 

Table S3). The crystallo-chemical formula of garnet was nor-

malized to 12 oxygens and conversion of iron valence (Fe

3+

 

and Fe

2+

) according to ideal stoichiometry. 

Chemical  compositions  of  15  detrital  Cr-spinels  from  six 

localities of the JPF and MB were examined (Suppl. Table S4). 

Analyses of detrital Cr-spinels were calculated on the basis of 

3 cations. Fe 

2+

 and Fe 

3+

 in spinel were allocated according to 

the ideal stoichiometry.

Results

Framework petrography

The JPF consist mainly of grey, grey brown, and grey blue 

fine- to coarse- and very coarse-grained sandstones/fine-

grained conglomerates with occasional intercalations of cal-

careous  grey  to  grey  brown  mudstones.  It  is  apparent  that  

the detrital material of the sandstones and their coarse-grained 

equivalents, the Milpoš Breccia Member, is the same.

Texturally,  the  studied  sandstones  can  be  regarded  as 

sub-mature,  since  they  are  moderately  sorted,  composed 

mostly of angular, sub-angular to sub-rounded grains (Fig. 5). 

Compositionally, the sandstones are immature, 

because of the high content of lithic, mostly car-

bonate  grains.  The  matrix  of  the  sandstones 

occurs very rarely and the sandstones are 

cemented mostly by carbonate cement. According 

to  the  classification  scheme  introduced  by 

Pettijohn et al. (1972), the analysed sandstones 

are  predominantly  lithic  arenites,  less  sub-lithic 

are nites and one sample is characterized as sub- 

arcosic arenite (Fig. 3A). Based on the classi fi-

cation  diagram  proposed  by  Garzanti  (2016)  

the stu  died sandstones are classified predomi-

nantly as litho–quartzitic, feldspatho–litho–  quar-

tzitic to quartzo–lithic sandstones and one sample 

as  feldspatho–quartzitic  sandstone  (Fig. 3B). 

Medium-grained sandstones plot in the classifi-

cation diagrams closer to the Q pole than their 

coarse-grained equivalents. 

The main components of the sandstones are 

quartz (Q) and lithic grains (L).

Quartz (Q

t

) is represented by both monocrystal-

line and polycrystalline forms. The monocrystal-

line  quartz  (Q

m

)  is  a  ubiquitous  component  of  

the analysed sandstones. The polycrystalline 

quartz (Q

p

) consists of either a fine-grained chert 

and/or a mica-quartz aggregate mostly of a meta-

morphic origin.

Feldspar contents (F) are usually low (on ave-

rage  about  3  %)  (Figs.  3,  4;  Suppl.  Table  S1). 

K-feldspars outweigh plagioclases and are repre-

sented  by  orthoclase,  with  occasional  perthitic 

texture. All feldspars are strongly altered.

Lithic grains constitute on average about 40 % 

of the total framework grains (Suppl. Table S1). 

They  are  represented  by  metamorphic  grains 

(L

met

), volcanic grains (L

v

), grains of siliciclastic 

sedimentary rocks (L

p

), and grains of carbonate 

rocks (L

carb

).  Grains  of  carbonate  rocks  include 

mostly limestones, marly limestones, marls (L

lim

), 

and dolomites (D).

The most common type of metamorphic grains 

(Fig. 5B–E) are mica–quartz aggregates derived 

from low- to medium-grade metamorphic rocks 

Fig. 2. Lithostratigraphic column of the Oravic tectonic units of the PKB (after 

Plašienka 2012a).

background image

19

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Fig. 3. Classification of the sandstones studied based on their grain composition: A –– Pettijohn et al. (1972); B — Garzanti (2016). Black  

dots — medium-grained sandstones; white circles — coarse-grained sandstones. Q — quartz, F — feldspar, L — lithic fragments including 

lithoclasts of carbonates.

Fig. 4. Ternary provenance discrimination diagrams for the sandstones studied (fields after Dickinson & Suczek 1979; Dickinson 1985). Black 

dots — medium-grained sandstones; white circles — coarse-grained sandstones. Q — quartz, Q

m

 — monocrystalline quartz, Q

p

 — polycrys-

talline quartz, F — feldspar, K — K-feldspar, L — lithoclasts including lithoclasts of carbonates, L

s

 — sedimentary clasts, L

t

 — total lithics 

including carbonate lithoclasts, L

v

 — volcanic clasts.

background image

20

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

(following  discrimination  criteria  by  Garzanti  &  Vezzoli 

2003). Grains of low-grade metamorphic siliciclastic sedi-

mentary rocks (Fig. 5B–C) and grains of metabasic rocks also 

occur. The amounts of metamorphic grains vary in the range of 

0.0–26 %, (on average ~ 9 %) (Suppl. Table S1).

Grains of volcanic rocks occur in the subordinate amount of 

1  %  (Suppl. Table  S1)  and  are  represented  mostly  by  basic 

volcanic rocks (Fig. 5F).

Grains  of  siliciclastic  sedimentary  rocks  constitute  about 

1 % of the whole-rock composition. Grains of carbonates of 

the klippen succession provenance (Fig. 5B) are the most fre-

quent lithoclasts in the JPF, and their content varies in the range 

from 0 to 64 % (on average of 21 %) (Suppl. Table S1).

Heavy mineral analysis

Almost all examined samples are characterized by a depleted 

ultrastable association of heavy minerals (ZTR = zircon + tour-

maline + rutile). The heavy mineral associations are composed 

either of prevailing ultrastable ZTR minerals over garnets and 

apatites (zircon/tourmaline + garnet + apatite) or prevailing gar-

nets over ultrastable ZTR (garnet + zircon/tourmaline + apatite). 

The  Milpoš  Breccia  Mb.  is  characterized  by  the  ultrastable 

ZTR heavy mineral association (Table 2). Almost all the stu-

died samples contain detrital Cr-spinel (up to 13 %). Accessories 

include epidote, sphene and minerals of the kyanite–silli-

manite–andalusite group.

Zircon (Fig. 6A–E) occurs mainly as colourless, yellow or 

pink grains, with abundant inclusions and zonation. Zircon is 

represented  by  subhedral  or  euhedral  grains  or  their  broken 

fragments. Subrounded to rounded grains are present in subor-

dinate  amount.  Short  stubby  grains  with  crystal  elongation 

(length-to-width ratio) ~2–2.5:1 are most frequent (Fig. 6A). 

Long prismatic and needle-shape grains (length-to-width  

ratio >4:1) occur as well.

Tourmaline grains (Figs. 6F–I, 7A–H) are present mostly as 

euhedral and angular broken fragments prevailing over sub-

rounded to rounded grains. The euhedral varieties very often 

contain inclusions of zircon. Angular and subrounded grains 

show initial to advanced stages of corrosion, mainly around rims 

of grains (Andò et al. 2012) (Fig. 6H). Well rounded grains occur 

only sporadically. Bright to dark brown to olive green coloured 

grains predominate. Dark green or blue varieties are less fre-

quent. Salmon pink, colourless or zonal varieties are rare.

Rutiles occur as small mostly subrounded grains and sub-

hedral  or  prismatic  fragments  (Fig.  6K–L). Yellow,  red  and 

Locality 

Sample

GPS

Litostratigraphy

Macroscopic features

N

E

Litmanová

LIT-1

49˚ 22.547’

20˚ 37.228’

Milpoš Breccia Mb. Šariš Unit

medium/coarse-grained sandstone matrix of 

coarse-grained carbonate breccia

Hajtovka

H-1B

49˚ 17.833’

20˚ 47.002’

Milpoš Breccia Mb. Šariš Unit

medium/coarse-grained sandstone matrix of 

coarse-grained carbonate breccia

Kyjov

KYJ-1

49˚ 13.115’

20˚ 57.861’

Milpoš Breccia Mb. Šariš Unit

medium/coarse-grained sandstone matrix of 

coarse-grained carbonate breccia

Milpoš

MIL-2

49˚ 11.824’

21˚ 00.204’

Milpoš Breccia Mb. Šariš Unit

medium/coarse-grained sandstone matrix of 

coarse-grained carbonate breccia

Púchov

PU-5

49˚ 06.125’

18˚ 16.798’

Jarmuta–Proč Fm. Šariš Unit 

(Javorina Beds Biele Karpaty Unit sensu Potfaj, 1993)

medium-grained sandstone

Sztolnia

SZTOL-1

49˚ 24.021’

20˚ 31.489’

Jarmuta–Proč Fm Šariš (Grajcarek) Unit

coarse-grained sanstone/fine-grained 

conglomerate

Hajtovka

H-15

49˚ 18.101’

20˚ 45.192’

Jarmuta–Proč Fm Šariš Unit

coarse-grained sanstone/fine-grained 

conglomerate

Olejníkov

DRA-B3

49˚ 11.543’

21˚ 03.033’

Jarmuta–Proč Fm Šariš Unit

medium-grained sandstone

Kračúnovce

KRC-5

49˚ 04.768’

21˚ 28.276’

Jarmuta–Proč Fm Šariš Unit

medium/coarse-grained sandstone matrix of 

coarse-grained carbonate breccia

Beňatina

BEN-5

48˚ 48.922’

22˚ 20.799’

Jarmuta–Proč Fm Šariš Unit

medium/coarse-grained sandstone matrix of 

coarse-grained carbonate breccia

Table 1: List of sampled sites for heavy mineral analysis, with their geographic coordinates, lithostratigraphy and macroscopic description.

Sample

Heavy mineral content [%]

Zrn

Tu

Rt

Grt

Ap

Sp

Ep

Ttn

Ky–Sil–And

ZTR

LIT-1

16

14

2

34

24

3

7

0

0.0

32

H-1B

24

13

10

24

16

12

0

0

0.9

48

KYJ-1

43

14

16

14

8

3

1

0

0.0

73

MIL-2

17

19

8

29

21

3

0

2

0.0

45

PU-5

28

8

9

47

7

1

0

0

0.0

45

SZTOL-1

27

6

7

50

6

6

0

0

0.0

39

H-15

14

16

6

25

33

4

0

3

0.0

36

DRAB-3

40

11

18

20

3

8

0

0

0.0

69

KRČ-5

28

6

11

46

4

4

1

0

0.0

45

BEN-5

4

8

5

70

8

1

2

0

0.4

18

Table 2: Frequencies of individual heavy minerals in the sediments studied. Abbreviations of minerals (Whitney & Evans 2010): Zrn — zircon, 

Tur — tourmaline, Rt — rutile, Grt — garnet, Ap — apatite, Spl — spinel, Ep — epidote, Ttn — titanite (sphene), Ky — kyanite, Sil — silli-

manite, And — andalusite.

background image

21

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

orange varieties are very frequent. Some rutiles show initial 

features of corrosion (Andò et al. 2012).

Garnet is represented by angular to subrounded fragments 

(Figs.  6M–O,  7I–L).  Well-rounded  grains  are  very  rare. 

Colourless or salmon pink varieties dominate. Corrosion 

 features point to initial to advanced stages of weathering or 

intrastratal dissolution (Andò et al. 2012).

Apatite  is  preserved  either  as  colourless  stubby  euhedral 

crystals (Fig. 6P) or as subrounded to rounded grains. Apatites 

often show initial features of corrosion (Andò et al. 2012).

Spinel occurs mostly as reddish brown angular, subangular 

to  subrounded  irregular  fragments  with  characteristic  con-

choidal breakage patterns (Fig. 6R–S). 

Mineral chemistry

Chemistry of detrital tourmalines

The microprobe analysis reveals homogeneous chemistry of 

the detrital tourmalines. The dominant cation occupying  

the X-site is Na with a content in the range of 0.44–0.94 apfu

Contents of Ca usually display values lower than 0.2 apfu.  

The content of K is very low, not exceeding 0.1 apfu (Suppl. 

Table S2). The X-site vacancy values do not exceed 0.46 apfu

pointing towards the Alkali tourmaline subgroup (Fig. 8A).

Dominant divalent cations in the Y-site positions are Fe and 

Mg. Their concentrations as well as the Mg / (Mg + Fe

tot

) ratio 

values vary in the range of 0.3–0.8. Therefore, the analysed 

tourmalines  can  be  attributed  to  the  schorl-dravite  series  

(Fig. 8B).

Characteristic for the studied tourmalines are common 

growth zonations (Fig. 7B–G). Inclusions, mainly of zircon, 

rutile,  and  xenotime  are  also  a  quite  common  feature  in  

the analysed tourmalines (Fig. 7H).

We  used  the  provenance  Al–Fe

tot50

Al

50

–Mg

50

Al

50

 and 

 

Ca–Fe

tot

–Mg diagrams (Henry & Guidotti 1985), where, based 

on relative contents of the four most important substituent ele-

ments namely Al, Fe, Mg, and Ca, it is possible to distinguish 

several various parent rock types (Fig. 9). The analysed det-

rital tourmalines were derived mainly from metapelites or 

metapsamites and only few can be linked to granitoid rocks 

and associated pegmatites.

Based on the Fe# value it is possible to discriminate tourma-

lines derived from granitoid rocks (0.8–1.0), hydrothermal 

vein systems, or metasedimentary rocks (0.4–0.6) (Henry & 

Guidotti 1985; Henry & Dutrow 1996). The Fe# of the ana-

lysed detrital tourmalines varies in the range of 0.31–0.83.

Chemistry of detrital garnets

The analysed detrital garnets show considerable variations 

in  the  chemical  composition  (Fig.  10,  Suppl.  Table  S3). 

According to the chemical variations, the analysed garnets can 

be divided into six different groups:

•  The first group is represented by garnets with a high content 

of the pyrope molecule (25–37 mol. %), a high content of 

grossular (18–24 mol. %) and almandine (43–53 mol. %) 

and a low content of spessartine (˂ 2 mol. %).

•  Garnets  belonging  to  the  second  group  are  characterized  

by  a  high  content  of  pyrope  (39  mol.  %)  and  almandine  

(56 mol. %) and low contents of the grossular (3 mol. %) 

and spessartine (~1 mol. %) molecules.

•  The third group of garnets is characterized by a high content 

of almandine (66–74 mol. %), a moderate content of pyrope 

Fig. 5. Types of lithoclasts of the JPF: A — medium-grained quartzo–lithic arenite; B — coarse-grained sandstone to fine-grained conglomerate 

composed of lithoclasts of limestones (L

lim

), dolomites (D), psephitic and psammitic clastic rocks (L

p

) and metamorphic rocks (L

met

);  

C–E — lithoclasts of metamorphic rocks; F — clast of a basic volcanic rock. All photographs taken under crossed polars.

background image

22

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

(16–27 mol. %), and low grossular (˂4 mol. %) and spessar-

tine (˂7 mol. %) contents.

•  The fourth group is represented by a low content of spes-

sartine molecule (8 mol. %) and lower content of almandine 

(54 mol. %) and pyrope (13 mol. %) and a higher content of 

the grossular molecule (25 mol. %) than the previous group. 

•  Most of the analysed garnets have a high content of  

the almandine molecule (46–82 mol. %), a variable content 

of spessartine (1–50 mol. %), low pyrope (˂14 mol. %) and 

low grossular (˂11 mol. %) contents. 

•  The last group is represented by garnets with the slightly 

lower content of almandine (35–74 mol. %) and spessartine 

(˂37 mol. %) and higher content of grossular (14–26 mol. %) 

than the previous group, while the content of pyrope is low 

(˂6 mol. %). 

All of the analysed garnets contain very low uvarovite  

and  andradite  amounts  of  ˂0.3  mol.  %  and  ˂3  mol.  %, 

respectively. 

Inclusions in the analysed garnets are most often repre-

sented by quartz, epidote and biotite (Fig. 7I–L). 

Fig. 6. Characteristic heavy minerals selected from the sediments studied: A–E — colourless euhedral to rounded zircons with inclusions;  

F –– euhedral tourmaline; G — broken prisms of subhedral tourmaline; H — initial to advanced features of corrosion around rims of angular 

tourmaline; I, J — variously coloured rounded tourmalines; K, L — orange and lemon yellow subrounded rutiles; M–O — colourless angular 

to subrounded garnets with facets on the surface of grains; P — subrounded apatite; R, S — grains of unaltered fresh Cr-spinels.

background image

23

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Fig. 7. Back-scattered electron (BSE) images of the separated detrital heavy minerals for the mineral chemistry study. Abbreviations of mine-

rals (Whitney & Evans 2010): Qz — quartz, Bt — biotite, Ms — muscovite, Chl — chlorite, Xtm — xenotime, Ky — kyanite, Ep — epidote.

Explanations: Grt#24, Tur#36 — numbers of the analyses in the Supplement.

background image

24

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Chemistry of detrital Cr-spinels

Based on the variability of the TiO

2

 content and the Fe

2+

/Fe

3+

 

ratio it is possible to distinguish the upper mantle or volcanic 

origin of spinels (Lenaz et al. 2000; Kamenetsky et al. 2001). 

Upper  mantle  spinels  are  generally  characterized  by  a  low 

TiO

content (˂0.2 wt. %). Their Fe

2+

/Fe

3+

 ratio is higher than 

two (˃2), within the overall range of Al

2

O

3

. Volcanic spinels 

exhibit low TiO

value only in very rare cases (e.g., some low 

TiO

2

 MORB basalts, tholeiites or boninites, Kamenetsky et al. 

2001). The amount of TiO

2

 of the analysed spinels varies in 

the range of 0.02–0.31 wt. % (Suppl. Table S4). A few spinels 

show higher TiO

contents (3.26 wt. %), but it is rather a ref-

lection of initial alteration phases (the spinels also exhibit low 

contents of Al

2

O

3

 and MgO and a higher content of Fe

2

O

3

than primary crystallization conditions (cf. Mikuš & Spišiak 

2007).

The content of Al

2

O

3

 in the JPF vary in the range of  

6.8–51.6 wt. % (Suppl. Table S4). Contents of TiO

2

 and Al

2

O

3

 

in spinels are controlled by the parent magma, so they are good 

indicators of their parent rocks (Kamenetsky et al. 2001). Based 

on the content of oxides, sources of upper mantle spinels can 

be divided into two groups, namely supra-subduction perido-

tites (SSZ peridotites; low Al

2

O

content) and MORB perido-

tites (high Al

2

O

3

 content) (Fig. 11A). Contents of Cr

2

O

3

 vary 

in the JPF in the range of 17.6–55.7 wt. %. (Suppl. Table S4).

Most of the spinels show values of the Cr# = (Cr/Cr +Al) and 

the Mg# = (Mg/Mg +Fe

2+

) in the range of 50–80 mol. % and 

39–70 mol. %, respectively. According to the Cr# and Mg#,  

the analysed spinels belong to mantle peridotites (Lenaz et al. 

2000).  In  the  Cr#  vs.  Mg#  discrimination  diagram  (Dick  & 

Bullen  1984;  Pober  &  Faupl  1988)  (Fig.  12),  the  analysed 

 spinels mainly plot in the central area of the diagram, where 

the fields largely overlap. A large majority of the analysed 

spinels show the Cr# in the range of 50–65, which is adequate 

to the type II peridotites (harzburgites). Some of the spinels of 

the JPF show lower values of the Cr# and higher values of  

the Mg#, including them in the type I peridotites (lherzolites) 

(Dick & Bullen 1984) (Fig. 12).

Besides the low TiO

2

, the analysed spinels are also charac-

terized by the low Fe

3+

 and by variable contents of Cr and Al. 

In the ternary Cr–Al–Fe

3+

 diagram (Fig. 11B), almost all 

 spinels plot along a Cr–Al trend. The Cr–Al trend is defined as 

a  relation  of  the  Cr/(Cr+Al)  vs.  Fe

2+

/(Mg+Fe

2+

) typical for 

mantle and lower crustal rocks (e.g., upper mantle xenoliths, 

ophiolites, mid-ocean peridotites) (Barnes & Roeder 2001).

Discussion

Modal composition and heavy mineral assemblage

The modal composition of the studied sandstones suggests 

their supracrustal provenance. The high amount of carbonate 

clastic material, the low feldspar and the low volcanic clast 

content together with the character of metamorphic clasts 

point to a source area composed mainly of carbonate sedimen-

tary rocks and low- to medium-grade metamorphic rocks. 

According  to  the  discrimination  diagrams  of  Dickinson  & 

Suczek (1979) and Dickinson (1985) such compositions are 

related to source areas of a recycled collisional orogen (Fig. 4). 

In our case the Q

m

FL

t

 diagram seems to be more appropriate 

than the QFL diagram of Dickinson (1985) since a conside-

ration of carbonate clasts to the L pole lead to an undissected 

arc  provenance  (cf.  von  Eynatten  &  Gaupp  1999).  Because  

the sandstone composition is size dependent (Ingersoll et al. 

1984), the individual size fractions were plotted separately 

(Figs. 3, 4). The medium-grained sandstones plot closer to  

Fig. 8. Classification of basic tourmaline groups; based on dominant occupancy at the X-site (Henry et al. 2011).

background image

25

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Fig. 10. Ternary pyrope–almandine–grossular and pyrope–almandine–spessartine provenance diagrams (Méres 2008; Aubrecht et al. 2009). 

Explanations: A — Grt derived from UHP/HP metamorphic conditions; position around number 1 — Grt derived from UHP eclogites, garnet 

peridotites and kimberlites; B — Grt derived from granulite and eclogite facies conditions; position around number 2 — Grt derived from HP 

eclogites and HP mafic granulites; position around number 3 — Grt derived from HP felsic and intermediate granulites; C — Grt derived from 

amphibolite  facies  conditions;  C1  —  Grt  derived  from  transitional  high  amphibolite  to  granulite  facies  conditions;  position  around  

number 4 — Grt derived from gneisses metamorphosed under transitional high amphibolite to granulite facies conditions; position around 

number 5 — Grt derived from amphibolites metamorphosed under transitional high amphibolite to granulite facies conditions; C2 — Grt 

derived from amphibolite facies conditions; position around number 6 — Grt from gneisses metamorphosed under amhibolite facies condi-

tions; position around number 7 — Grt from amphibolites metamorphosed under amphibolite facies conditions. Grey fields — immiscibility 

gap of end members composition.

Fig. 9. Compositional provenance diagrams for tourmalines: A — ternary Al–Fe

(tot)

–Mg diagram; B — ternary Ca–Fe

(tot)

–Mg diagram (Henry 

& Guidotti 1985).

background image

26

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

the Q pole than coarse-grained sandstones, reflecting their 

more distal deposition from the source, low resistance of car-

bonate  clasts  and/or  disintegration  of  polycrystalline  quartz 

aggregates into monocrystalline quartz grains due to mecha-

nical abrasion during transport.

Collisional orogens provide huge amounts of detrital mate-

rial derived from a great variety of rock types and multiple 

recycling of variegated material from older sedimentary forma-

tions incorporated into a prograding orogenic wedge. The ratio 

of ultrastable zircon, tourmaline and rutile to all transparent 

heavy  minerals  in  siltstones/sandstones,  i.e.  the  ZTR  index,  

is used to get information about a possible recycling of clastic 

material and maturity of sediments (Hubert 1962). The ZTR 

index in the studied sandstones ranges from 18 to 73 (Table 2). 

Accordingly,  considerable  amounts  of  the  detrital  material 

could have been recycled from older sedimentary formations. 

On  the  other  hand,  the  prevalence  of  euhedral  to  subhedral 

habit of ultrastable heavy minerals combined with a high pro-

portion of lithic carbonate clasts suggest rather local sources 

and  a  relatively  shorter  transport.  Consequently,  the  modal 

composition of the studied sediments, together with the heavy 

mineral assemblage, points to a mixed provenance of the detri-

tal material, but still from local sources. One source can be 

determined by the presence of the first-cycle derived carbo-

nate material, poor-rounded ZTR, Grt and Cr-spinels. Another 

source can be deduced by the presence of the well-rounded 

resistant  clastic  material  coupled  with  the  subrounded  to 

rounded ultrastable ZTR and Cr-spinels delivered from older 

sedimentary formations. 

As the less stable mineral phases such as epidote and sphene 

were identified, though in a minor amount, a more diverse 

original  heavy  mineral  assemblage  might  be  assumed.  Less 

stable  minerals  were  most  probably  eliminated  due  to 

mecha nical abrasion and weathering during transport and/or 

intra stratal  dissolution  during  burial  diagenesis  (Morton  & 

Hallswoth 1999, 2007; Turner & Morton 2007). 

Origin of detrital tourmalines

The chemical composition of analysed detrital tourmalines 

reveals their derivation mostly from low- to medium-grade 

metamorphic rocks and to a lesser extent from granitoid rocks 

(Fig. 9). A similar chemical composition of detrital tourma-

lines has been reported from the Lower Jurassic deposits of  

the PKB in the Orava region and from the Lower Jurassic 

deposits of the Tatric Unit of the CWC in the Malé Karpaty Mts. 

(Aubrecht  1994;  Aubrecht  &  Krištín  1995).  A  very  large 

amount of the detrital tourmalines in deposits of the Klape and 

Manín units were derived, besides metasediments, also from 

granitoid rocks (Aubrecht 2001). It has been hypothesized that 

a source of the tourmalines might have been an area composed 

of metamorphic and granitoid rocks, situated to the north of 

the Tatric realm, supplying detrital material to both the Lower 

Jurassic Tatric deposits to the south and to the Lower Jurassic 

Oravic deposits to the north (Aubrecht 2001). The sources of 

detrital tourmalines were also assumed to be in metamorphic 

rocks of the CWC tectonic units, but because of either the very 

low concentration of tourmalines in that rocks or a conside-

rably large distance to the final deposition place, these sources 

seem  to  be  very  unlikely  (cf.  Aubrecht  1994;  Aubrecht  & 

Krištín 1995 and references therein). If we assume crystalline 

rocks of the CWC as the source of detrital tourmalines, they 

should have experienced several sedimentary cycles, resulting 

in a more advanced rounding of detrital grains, which is not 

the case. For example, compositionally similar but predomi-

nantly  well-rounded  tourmalines  have  been  reported  from 

Fig.  11.  A  —  The  Al

2

O

3

 vs. TiO

2

 discrimination diagram of compositional relationships in spinels (from Kamenetsky et al. 2001).  

B — The Cr–Al–Fe

3+

 ternary plot with the main relationship trends in spinel compositions (spinel gap field after Barnes & Roeder 2001).

background image

27

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Upper Cretaceous and Oligocene flysch deposits of the EWC 

(Salata  &  Uchman  2013;  Salata  2014).  Crystalline  rocks  of  

the  Bohemian  Massif  and/or  basement  rocks  of  Bruno-

vistulicum  have  been  interpreted  as  their  primary  sources. 

These rocks had supplied the Upper Palaeozoic and partly 

Mesozoic clastic rocks deposited on the Silesia and Małopolska 

blocks, later becoming the ultimate source for flysch deposits 

of the Skole Basin (Salata 2014). Consequently, the majority 

of detrital tourmalines in clastic deposits of the PKB units 

were  most  probably  derived  from  primary  source  rocks 

 situated in more proximal areas represented by supracrustal, 

mainly low- to medium-grade metamorphic rocks either of  

the Oravic ribbon continent or more external parts of the CWC 

(cf. Aubrecht 2001).

Origin of detrital garnets

Detrital  garnets  from  the  studied  rocks  exhibit  a  conside-

rable variability of chemical composition suggesting their ori-

gin in various parent rocks types. The analysed garnets were 

derived mainly from amphibolite metamorphic facies rocks, 

transitional amphibolite to granulite facies rocks or from retro-

grade eclogites, and from HP/HT granulites and eclogites.

At five studied localities, almandine type garnets prevail. 

They were most probably derived from gneisses and amphi-

bolites  originated  under  amphibolite  facies  metamorphic 

 conditions. Garnets of this composition were also reported 

from  HP/LT  metamorphic  rocks  and  metabasic  rocks 

(blueschist facies rocks), skarns, contact metamorphic rocks, 

migmatites and various types of granitoid rocks (see Méres 

2008; Aubrecht et al. 2009). However, we have not observed 

index  minerals  of  HP/LT  metamorphism.  Detrital  garnets, 

dominantly of almandine composition, have also been reported 

from the Maastrichtian–Palaeocene Jarmuta Fm. of 

 

the Graj 

carek Unit and from the Coniacian–Santonian 

Sromowce Fm. of the Branisko Unit of the PKB in Poland 

(Salata 2004). Detrital garnets of a similar composition also 

occur  in  Jurassic  deposits  of  the  CWC  nappe  units.  Their 

source  rocks  have  been  regarded  as  low-  to  medium-grade 

metamorphic  rocks  of  the  CWC  crystalline  basement 

(Aubrecht & Méres 2000).

At the two localities from the eastern part of the PKB, 

 detrital garnets with a higher content of the pyrope molecule 

(<39  %)  were  revealed  in  the  heavy  mineral  assemblage 

(Suppl. Table S3). The chemical composition of these garnets 

suggests their derivation from granulites (Fig. 10 sector C1 

Fig. 12. The Cr# vs. Mg# bivariate plots of calculated cation ratios Cr/(Cr+Al) vs. Mg/(Mg+Fe

2+

) (the discrimination fields after Dick & Bullen 

1984; Pober & Faupl 1988).

background image

28

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

number 4) and amphibolites and/or retrograde eclogites meta-

morphosed under transitional amphibolite to granulite facies 

conditions  (Fig.  10  sector  C1  number  5).  Garnets  with  

a high content of pyrope and grossular and with a low content 

of spessartine were derived from eclogites or mafic granulites 

(Fig. 10 sector B number 2). Garnets with a high content of 

pyrope and almandine but a low content of grossular and spes-

sartine originated in felsic to intermediate granulites (Fig. 10 

sector  B  around  number  3).  Garnets  of  similar  composition 

(pyrope–almandine and pyrope–almandine–grossular) prevail 

in heavy mineral assemblages of Jurassic deposits (Aubrecht 

& Méres 2000) and also in the Albian deposits of the Czorsztyn 

succession of the PKB (Aubrecht et al. 2009). They have also 

been reported in the Cretaceous and Palaeogene flysch depo-

sits of the EWC (Otava et al. 1998; Salata 2004; Oszczypko & 

Salata 2005; Grzebyk & Leszczyński 2006). There is a lack of 

pyrope–almandine  garnets  in  crystalline  basement  rocks  of  

the CWC and Internal WC (IWC) (Aubrecht & Méres 2000 

and references therein). Accordingly, the HP/HT granulite and 

eclogite  facies  rocks  of  the  ancient  Oravic  ribbon  continent  

(or Czorsztyn Ridge) are assumed to have been a source of 

pyrope–almandine garnets within the Jurassic and Cretaceous 

sediments of the PKB. This continental fragment was derived, 

most probably, from the Moldanubian Zone of the Bohemian 

Massif  by  rifting  during  the  Middle  Jurassic  (Aubrecht  & 

Méres 2000; Aubrecht et al. 2009).

Another explanation, which should be taken into conside-

ration,  is  that  high-pyrope  garnets  could  have  been  derived 

from sub-ophiolitic high-grade metamorphic soles developed 

in SSZ settings of the Meliata–Vardar oceanic realm (e.g., 

Lužar-Oberiter  et  al.  2008;  Mikes  et  al.  2008;  Stern  & 

Wagreich 2013). The dominance of mostly harzburgitic (SSZ 

peridotites) detrital Cr-spinels may support this model.

As indicated by generally poor roundness of detrital garnets, 

a more proximal primary source should be assumed. The high- 

pyrope garnets could have been derived from HT/HP felsic or 

mafic granulite and eclogite facies rocks of a lower crust 

exhumed during formation of the Vahic oceanic basin, which 

were  later  incorporated  into  the  prograding  CWC  orogenic 

wedge in the uppermost Cretaceous to Palaeogene times. 

Palaeotransport directions reported from the Jarmuta Fm. in 

the Polish part of the PKB show that detrital material was 

delivered mainly from SE (Salata 2004; Oszczypko & Salata 

2005). Unfortunately, palaeotransport directions collected 

during our study could not be used for the identification of 

source areas due to poor outcrop conditions and problematic 

tectonic restoration. Nevertheless, our measured data roughly 

agree with the palaeotransport of detrital material from SE 

towards NW. However, the reported palaeocurrent data have 

not been corrected for the Miocene united ~50–60˚ counter-

clockwise  (CCW)  rotation  of  the Alcapa  block  revealed  by  

the palaeomagnetic studies of the Flysch Belt, PKB and 

Central Carpathian Palaeogene Basin (Márton et al. 2009a, b, 

2013).  If  the  Miocene  CCW  rotation  is  taken  into  account  

a  general  palaeotransport  of  detrital  material  from  S/SWS 

towards N/NEN is indicated (Fig. 13).

In the eastern part of the WC, the continuation of the Vahic 

oceanic system is thought to be the Iňačovce–Kričevo remnant 

oceanic  basin  (Soták  et  al.  1993,  1994,  2005;  Plašienka  & 

Soták 2015; Kováč et al. 2016). While subduction of the Vahic 

oceanic or thinned continental crust ceased at the Cretaceous/

Palaeogene  boundary  on  the  western  part  of  the  WC,  

the  Iňačovce–Kričevo  remnant  basin  was  still  active  till  

the end of the Eocene on the east (Soták et al. 1994, 2005; 

Kováč  et  al.  2016). Therefore,  this  southerly  situated  realm 

(before  Miocene  rotation)  could  have  provided  a  source  of 

high-pyrope garnets (Fig. 13). In the western part of the PKB, 

these  sources  were  already  eroded  and  did  not  exist  during 

deposition of the JPF, since it contains only almandine garnets 

derived from accreted low- to medium-grade metamorphic 

rocks of the Oravic ribbon continent.

Origin of detrital Cr-spinels

In the PKB s.l., the first occurrence of detrital Cr-spinels has 

been  revealed  in  the  Barremian–Aptian  pebble  material  of  

the Albian exotic conglomerates of the Klape Unit and in equi-

valent Coniacian–Santonian conglomerates of the Pieniny Unit 

(Mišík et al. 1980). A relatively high content of Cr-spinels has 

been reported from condensed, red marly sediments with clas-

tic admixtures of the Albian Chmielowa Fm. of the Czorsztyn 

succession  (Aubrecht  et  al.  2009).  Significant  amounts  of 

Cr-spinels were found in the Upper Cretaceous to Palaeocene 

flysch deposits of the Grajcarek and Branisko units of the PKB 

Fig. 13. Schematic palaeogeographic situation of the Pieniny Klippen 

Belt during Palaeocene–Lower Eocene (based on Soták et al. 1994, 

2005; Plašienka & Soták 2015; Kováč et al. 2016). CWC — Central 

Western Carpathians; PKB — PieninyKlippen Belt; I–K — Iňačovce–

Kričevo  remnant  oceanic  basin;  ZTR-f  —  first-cycle  poor-rounded 

ultrastable  minerals;  ZTR-r  —  recycled  well-rounded  ultrastable 

mine rals; Grt-alm — almandine garnets from low- to medium-grade 

metamorphic rocks; Grt-prp — pyrope–almandine garnets from high-

grade  metamorphic  rocks;  Cr-harz  —  Cr-spinels  of  harzburgitic 

 origin; Cr-lherz — Cr-spinels of lherzolitic origin

background image

29

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

in  southern  Poland  (Winkler  &  Ślączka  1992,  1994;  Salata 

2002, 2004; Oszczypko & Salata 2005). The pebble  material 

(Mišík  et  al.  1991)  and  sandstones  (Bónová  et  al.  2018)  of  

the  Palaeogene  Proč  Conglomerates  from  eastern  Slovakia 

contain Cr-spinels as well.

The source of the ophiolitic detritus in clastic deposits of  

the PKB has been generally considered to be the same as for 

the material of the exotic conglomerates of the Klape Unit (for 

comprehensive  review  see  e.g.,  Mišík  &  Marschalko  1988; 

Dal Piaz et al. 1995; Aubrecht et al. 2009; Plašienka 2012a; 

Plašienka  &  Soták  2015).  An  exotic  or  cryptic  (totally 

destroyed  or  buried)  ridge,  known  as  the  Pieniny  Ridge 

(Andrusov  1938,  1945;  Mišík  &  Sýkora  1981;  Mišík  & 

Marschalko 1988), or the Andrusov Ridge (Birkenmajer 1988) 

has  been  suspected  to  be  the  source  of  the  exotic  material.  

The Andrusov Ridge was supposed to occupy the position 

between the Kysuca–Pieniny (Vahic) sedimentary realm and 

the external margin of the CWC units forming the accretionary 

wedge created by the subduction of the Vahic Ocean (sensu 

Maheľ 1981, 1989; Birkenmajer 1988). Accordingly, the Cr- 

spinels in clastic sediments of the PKB could represent ophio-

litic detritus of the completely consumed Vahic oceanic crust. 

The Pieniny or Andrusov Ridge was interpreted as a compres-

sional structure (Mišík 1979; Birkenmajer 1988; Maheľ 1989), 

therefore, it should have been situated on the active continen-

tal margin, although that is not in accordance with the Upper 

Jurassic to Lower Cretaceous structural, magmatic and sedi-

mentary rock record. The Lower Jurassic to Lower Cretaceous 

period was characterized by an extensional, and not a com-

pressional tectonic regime in the north Tatric realm (Plašienka 

1995a, b, 1996). This assumption led to the alternative expla-

nation that the Klape Flysch represents an analogue to  

the Albian– Cenomanian Poruba Flysch of the Tatric and Fatric 

units of the CWC. Consequently, the Klape Unit might have 

been  derived  from  the  Fatric  Zliechov  Basin.  Therefore,  

the varie gated detrital material and the ophiolitic detritus 

could have come from source areas situated near the Veporic 

Unit being uplifted and eroded due to the closure of the Meliata 

Ocean  in  the  Late  Jurassic  (Plašienka  1995a, b,  1996).  Sub-

sequently, the nappe transport of the Fatric nappe system over 

the Tatricum took place in the Turonian and the Klape Unit 

gravitationally slid down to a false accretionary wedge posi-

tion  externally  to  the  north  Tatric  margin  (Plašienka  1997, 

1999, 2012a; Prokešová et al. 2012). 

Another interpretation assumes that the Oravic ribbon con-

tinent was placed in the lateral continuation of the CWC and 

IWC units, in a close vicinity to the Meliatic oceanic realm 

during the Jurassic. Later, during the Early to middle Cre-

taceous, the Oravic ribbon continent was separated from its 

original position, and due to a clockwise rotation of the entire 

CWC  (Aubrecht  &  Túnyi  2001)  transported  to  the  front  of  

the CWC, where together with the Meliatic ophiolite fragment 

formed the Andrusov Ridge (Aubrecht et al. 2009; Bellová et 

al. 2018). Such an assumed elevation, being created in a trans-

pressional tectonic shear zone instead of the contractional tec-

tonic regime (cf. Marschalko 1986), might have fed detrital 

material and ophiolitic detritus to both the Klape and Oravic 

basins  as  well  as  to  the  CWC  Tatric  and  Fatric  basins  for  

a  long  time  (Aubrecht  et  al.  2009).  Conversely,  there  is  no 

structural  record  of  such  a  huge  crustal  block  transport. 

Moreover, the assumed palaeogeographical interpretation, 

where the Oravic tectonic units are turned over 180°, means 

that no basin existed between the Czorsztyn Ridge and CWC 

units, while the Kysuca–Pieniny Basin was not connected to 

the Vahic Basin but to the Magura Basin in a more external 

position (Aubrecht et al. 2009, their figs. 12, 13).

Several  authors  proposed  a  recycling  model  of  exotic 

 pebbles  in  the  Senonian  and  Palaeogene  conglomerates  of  

the  WC,  whereby  most  of  their  material  was  resedimented 

from the mid-Cretaceous conglomerates of the Klape Flysch 

(Birkenmajer  1988;  Salaj  1991;  Plašienka  1995a,  2012a; 

Plašienka & Soták 2015; Plašienka et al. 2018). Thus, the same 

pebble material can be found in the Coniacian–Santonian con-

glomerates of the Sromowce Formation of the Oravic Pieniny 

Unit and then, in decreasing amounts, also in the Maastrichtian 

Jarmuta Fm. and the Palaeogene Proč Fm. of the Šariš Unit. 

Exotic pebbles have also been reported from the Senonian–

Eocene conglomerates of the Gosau Group in western 

Slovakia.  Hence,  the  problem  of  the  exotic  pebble  material 

does  not  only  concern  the  primary  source  area,  but  is  also 

reflected by their presence in units within the PKB covering  

a time span of ~ 60 Ma (Plašienka & Soták 2015).

The chemical composition of detrital Cr-spinels of the JPF 

indicates erosion of a common source composed of a transi-

tional harzburgitic/lherzolitic type (the type II peridotite sensu 

Dick & Bullen 1984; Pober & Faupl 1988). Chemical compo-

sitions of detrital Cr-spinels reported from individual tectonic 

units  of  the  WC  show  that  there  is  a  clear  prevalence  of 

 harzburgitic parent rocks. Harzburgites are characteristic for 

the  more  southern  Meliata–Vardar  provenance  as  has  been 

interpreted from many clastic deposits throughout the Alpine–

Carpathian–Dinaridic  orogenic  system  (e.g.,  Pober  &  Faupl 

1988; Árgyelán 1996; von  Eynatten & Gaupp  1999; Lužar-

Oberiter  et  al.  2008,  2012;  Mikes  et  al.  2008;  Missoni  & 

Gawlick 2011; Stern & Wagreich 2013; Gawlick et al. 2015). 

On the other hand, the chemical compositions of Cr-spinels 

derived from the Meliatic and Penninic ultramafic bodies of 

the  WC  and  eastern  part  of  the  Northern  Calcareous  Alps 

(NCA) rather correspond to a lherzolitic composition of rocks 

(Mikuš & Spišiak 2007). However, large alterations of Cr- spinels 

due to serpentinization and/or low-grade metamorphism com-

plicating their discrimination were observed (Mikuš & Spišiak 

2007; Koppa et al. 2014). Another problem may occur when 

altered spinels are plotted in the discrimination diagrams of 

Dick & Bullen (1984) and Kamenetsky et al. (2001). As shown 

by Mikuš & Spišiak (2007), a number of their analyses plot 

well within the field of SSZ peridotites or harzburgites (type 

III peridotites). However, most of the fresh spinels correspond 

to MORB peridotites or mostly to lherzolites (type I perido-

tites). If serpentinization has a significant effect on the chemis-

try of the in situ Cr-spinels, this will inevitably impact upon 

the detrital spinel chemistry. Since provenance studies usually 

background image

30

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

rely on the 63–125 µm size fraction, the context of the grain 

can be lost, especially in the case, where the entire grain is 

altered  or  only  an  altered  fragment  is  preserved  (Mikuš  & 

Spišiak 2007). Problems concerning the validity of Cr-spinels 

as reliable petrogenetic indicators have also been highlighted 

in a study on the Rum layered intrusion in Scotland (Power et 

al. 2000), where detrital spinels separated from sediments of 

streams  draining  the  ultramafic  rocks  show  considerable 

enrichment of Cr and Fe at the expense of Al. It is, therefore, 

highly recommended to use discrimination diagrams with 

more caution especially in the case of the Cr-spinels with 

 genuine higher Al content, which seem to be less resistant to 

weathering, transport and diagenetic processes (see also Mikuš 

&  Spišiak  2007;  Gawlick  et  al.  2015;  Bónová  et  al.  2017, 

2018; Bellová et al. 2018). Accordingly, it is very difficult to 

differentiate between Penninic or Meliatic sources of ophio-

litic detritus based on the spinel chemistry alone (cf. Pober & 

Faupl  1988;  Stern  &  Wagreich  2013).  Nevertheless,  some 

trend is visible in Cr-spinel compositions throughout the sedi-

mentary  sequences  of  the  PKB  and  CWC.  Cr-spinels  from  

the Coniacian–Santonian Sromowce Formation of the Pieniny 

Unit (our unpublished data) have the same harzburgitic origin 

as those reported from the Albian–Cenomanian Klape Flysch 

and  analogous  Poruba  Fm.  of  the Tatric  and  Fatric  tectonic 

units (Jablonský et al. 2001; Mikuš et al. 2006; Lenaz et al. 

2009;  Bellová  et  al.  2018). This  pattern  fits  very  well  with  

the recycling model of the exotic pebble material and ophio-

litic detritus originated in more southern Meliatic realms as has 

been proposed most recently by Plašienka (2012a), Plašienka 

& Soták (2015) and Plašienka et al. (2018).

The occurrence of lherzolitic Cr-spinels in the Maastrichtian 

to Lower/Middle Eocene JPF may suggest their delivery from 

a  different  ophiolitic  sequence,  most  probably  of  the  Vahic 

provenance. Similar changes in the proportional composition 

of detrital Cr-spinels in time and space have been observed in 

the Gosau Group sediments of the NCA and western part of 

the WC (Stern & Wagreich 2013). In the Coniacian–Santonian 

sediments, there is a dominance of harzbugitic over lherzo-

litic-spinels (75:14). The dominance of harzburgitic Cr-spinels 

is reduced during Campanian and a considerable input of lher-

zolitic Cr-spinels is evident (53:41), while in the Maastrichtian–

Palaeocene  sediments,  harzburgitic  Cr-spinels  dominate  

once again (63:30). Moreover, from the Campanian onwards, 

the heavy mineral spectra of the Gosau Group sediments 

record a dominant switchover from an ophiolite–dominated 

source area to that composed chiefly of high-grade metamor-

phic rocks (Wagreich & Faupl 1994; Stern & Wagreich 2013). 

The closure of the Vahic Ocean and the subsequent collision of 

the Oravic ribbon continent with the frontal edge of the CWC 

orogenic wedge has been roughly placed at the Cretaceous/

Palaeogene boundary (e.g., Plašienka 1997). Therefore, from 

the Campanian onwards, obduction and erosion of the Vahic 

ophiolites of the lherzolitic composition might have taken 

place. The Penninic (Vahic) oceanic basin formation is asso-

ciated with the Jurassic to Early Cretaceous extension which 

led to the exhumation of lower crustal high-grade metamorphic 

rocks  and  subcontinental  mantle  rocks  composed  mostly  of 

lherzolites  (e.g.,  Froitzheim  &  Manatschal  1996;  Plašienka 

2003; Manatschal & Münterer 2009). A lower crust composed 

of felsic to mafic granulite and eclogite facies rocks might 

then  be  a  hypothetical  source  for  the  high-pyrope  garnets 

revealed in the eastern part of the PKB. The negative correla-

tion between detrital Cr-spinels and garnets (Stern & Wagreich 

2013) may also support derivation of garnets rather from lower 

crustal granulite/eclogite facies rocks than from sub-ophiolitic 

high-grade metamorphic soles formed in SSZ settings of  

the more southern Meliatic oceanic realm (e.g., Lužar-Oberiter 

et al. 2008; Missoni & Gawlick 2011; Gawlick et al. 2015). 

Although, the negative correlation may reflect the originally 

very  low  (~2  %)  concentration of  Cr-spinels  in  their  parent 

rocks.

Conclusions

The origin of the synorogenic deposits of the PKB was rela-

ted to the collision of the ancient passive margins of the Vahic 

Ocean, namely the Oravic ribbon continent in the more exter-

nal  position  and  the  CWC  continental  margin  in  the  more 

internal position. The main aim of this paper was to find out 

how these deposits, through their composition, record infor-

mation about sources of detrital material. The main conclu-

sions of this paper are:

•  The modal composition of the studied medium- to coarse-

grained sandstones of the Maastrichtian to Lower/Middle 

Eocene Jarmuta–Proč Fm. classifies them mostly as quarzo-

lithic to lithic arenites.

•  The character of the detrital material suggests its supra-

crustal  provenance. The  high  amount  of  carbonate  clastic 

material, the low feldspar and the low volcanic clast content 

together with the character of metamorphic clasts point to  

a  source  area  composed  mainly  of  carbonate  sedimentary 

rocks and low- to medium-grade metamorphic rocks. 

•  The heavy mineral associations and the habitus of indivi-

dual heavy minerals point to a mixed provenance. One pri-

mary  source  is  revealed  by  the  presence  of  euhedral  to 

subhedral ultrastable ZTR, angular garnets and Cr-spinels. 

It suggests erosion of mainly low- to medium-grade meta-

morphic rocks of the Oravic continental fragment. Another, 

still local source, can be deduced by the presence of sub-

rounded to rounded ultrastable ZTR and Cr-spinels, recy-

cled from the older exotic conglomerates-bearing Sromowce 

Fm. of the Pieniny Unit. These two sources can be observed 

throughout the whole studied part of the PKB.

•  The chemistry of detrital tourmalines points to their deriva-

tion mainly from low- to medium-grade metasedimentary 

rocks with a minor contribution of granitoid rocks.

•  The chemistry of detrital garnets shows the dominance of 

almandine garnets derived from various types of low- to 

medium- grade metamorphic rocks. The presence of high- 

pyrope garnets in the eastern part of the PKB is striking.  

The high-pyrope garnets may have originated in high-grade 

background image

31

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

mafic and felsic granulites and eclogites representing most 

probably  a  lower  crust  exhumed  during  the  formation  of  

the  Vahic  oceanic  basin  in  Jurassic  to  Lower  Cretaceous 

times. Later in the Upper Cretaceous to Palaeocene, frag-

ments of the high-grade metamorphic rocks were incorpo-

rated  into  the  prograding  CWC  accretionary  wedge  and 

provided local sources for the clastic material.

•  The  Cr-spinels  of  the  Jarmuta–Proč  Fm.  suggest  a  mixed 

harzburgitic  and  lherzolitic  provenance.  The  harzburgitic 

Cr-spinels might have been recycled from older exotic con-

glomerates of the Sromowce Fm. and Klape Flysch, thereby 

representing ophiolitic detritus of the Upper Triassic–

Jurassic Meliata–Vardar Ocean. The lherzolitic Cr-spinels 

might  represent  a  new  contribution  of  ophiolitic  detritus 

delivered from the exhumed subcontinental mantle forming 

the Jurassic–Lower/Middle Cretaceous Vahic oceanic 

 

floor.

Acknowledgements: We would like to thank reviewers Dorota 

Salata and Wolfgang Knierzinger for their critical remarks and 

useful suggestions, which helped to improve the quality of this 

paper. The  work  of  managing  editor  Milan  Kohút  and  han-

dling editor Anna Vozárová is gratefully acknowledged. This 

work was financially supported by the Slovak Research and 

Development Agency (projects APVV-0212-12 and APVV-

17-0170) and by the VEGA Scientific Agency (projects VEGA 

1/0388/10, VEGA 2/0028/17).

References

Andrusov D. 1938: Geological study of the Inner Klippen Belt, Wes-

tern Carpathians. Part III. (Tectonics). Rozp. St. geol. Úst. Čs. 

Republ. 9, 1–375 (in Czech and French).

Andrusov D. 1945: Geological study of the Klippen Belt in the Wes-

tern Carpathians. Part IV.: Stratigraphy of Dogerian and Mal-

mian. Práce Štát. Geol. Úst. 13, 1–176 (in Slovak).

Andò S., Garzanti E., Padoan M. & Limonta M. 2012: Corrosion of 

heavy minerals during weathering and diagenesis. A catalog for 

optical analysis. Sediment. Geol. 280, 165–178.

Árgyelán B.G. 1996: Geochemical investigations of detrital chrome 

spinels as a tool to detect an ophiolitic source area (Gerecse Mts. 

Hungary). Acta Geol. Hung. 39, 341–368.

Aubrecht R. 1994: Heavy mineral analyses from „Tatric“ units of the 

Malé Karpaty Mountains (Slovakia) and their consequences for 

Mesozoic palaeogeography and tectonics. Mitt. Österr. Geol. 

Gesell. 86, 121–132.

Aubrecht R. 2001: Jurassic heavy mineral distribution provinces in 

the Western Carpathians. Mineralia Slovaca 33, 473–486.

Aubrecht R. & Krištín J. 1995: Provenance of detrital tourmaline in 

the Lower Jurassic of the Malé Karpaty Mts. Mineralia Slovaca 

27, 37–44.

Aubrecht R. & Méres Š. 2000: Exotic detrital pyrope-almandine gar-

nets in the Jurassic sediments of the Pieniny Klippen Belt and 

Tatric Zone: where did they come from? Mineralia Slovaca 32, 

17–28.

Aubrecht R. & Túnyi I. 2001: Original orientation of neptunian dykes 

in  the  Pieniny  Klippen  Belt  (Western  Carpathians):  the  first 

 results.  Contr. Geophys. Geod. 31, 3, 557–578.

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.

Barnes S.J. & Roeder P.L. 2001: The range of spinel composition in 

terrestrial mafic and ultramafic rocks. J. Petrol. 42, 2279–2302.

Bellová S., Aubrecht R. & Mikuš T. 2018: First results of systematic 

provenance analysis of the heavy mineral assemblages from the 

Albian to Cenomanian exotic flysch deposits of the Klape Unit, 

Tatricum, Fatricum and some adjacent units. Acta Geol. Slov. 10, 

1, 45–64.

Bezák V., Broska I., Ivanička J., Reichwalder P., Vozár J., Polák M., 

Havrila M., Mello J., Biely A., Plašienka D., Potfaj M., Konečný V., 

Lexa J., Kaličiak M., Žec B., Vass D., Elečko M., Janočko J., 

Pereszlényi M., Marko F., Maglay J. & Pristaš J. 2004: Tectonic 

map of Slovak Republic. MŽP SR ŠGÚDŠ, Bratislava.

Birkenmajer K. 1977: Jurassic and Cretaceous lithostratigraphic units 

of the Pieniny Klippen Belt, Carpathians, Poland. Stud. Geol. 

Pol. 45, 1–158.

Birkenmajer K. 1986: Stages of structural evolution of the Pieniny 

Klippen Belt, Carpathians. Stud. Geol. Pol. 88, 7–32.

Birkenmajer K. 1988: Exotic Andrusov Ridge: its role in plate–tec-

tonic evolution of the West Carpathian foldbelt. Stud. Geol. Pol. 

41, 7–37.

Bónová K., Spišiak J., Bóna J. & Kováčik M. 2017: Chromian spinels 

from the Magura Unit (Western Carpathians, eastern Slovakia)–

their petrogenetic and palaeogeographic implications. Geol. 

Quarterly 61, 1, 3–17.

Bónová  K.,  Mikuš  T.  &  Bóna  J.  2018:  Is  Cr-spinel  geochemistry 

enough for solving the provenance dilemma? Case study from 

the Palaeogene sandstones of the Western Carpathians (eastern 

Slovakia). Minerals 8, 543. 

Dal Piaz G.V., Martin S., Villa M.I., Gosso G. & Marschalko R. 1995: 

Late  Jurassic  blueschist  pebbles  from  the  Western  Carpathian 

orogenic  wedge  and  paleostructural  implications  for  Western 

Tethys evolution. Tectonics 14, 4, 8974–885. 

Dick H.J.B. & Bullen T. 1984: Chromian spinels as a petrogenetic 

indicator  in  abyssal  and  alpine-type  peridotites  and  spatially 

 associated  lavas.  Contrib. Mineral. Petrol. 86, 55–107.

Dickinson W.R. 1985: Interpreting provenance relations from detrital 

modes of sandstones. In: Zuffa G.G. (Ed.): Provenance of Are-

nites. Riedel, Dordrecht, 333–366.

Dickinson W.R. & Suczek C.A. 1979: Plate tectonics and sandstone 

compositions. AAPG Bull. 63, 2164–2182.

Ďurkovič T. 1972: Sedimentary and petrographical study of the Proč 

Beds of the Beňatina Flysch in eastern Slovakia. Geol. práce, 

Správy 58, 119–124 (in Slovak).

Froitzheim N. & Manatschal G. 1996: Kinematics of Jurassic rifting, 

mantle exhumation and passive-margin formation in the Austro-

alpine and Penninic nappes (eastern Switzerland). Geol. Soc. 

Am. Bull. 108, 9, 1120–1133.

Froitzheim N., Plašienka D. & Schuster R. 2008: Alpine tectonics of 

the Alps and Western Carpathians. In: McCan T. (Ed.): The Ge-

ology of Central Europe. Vol. 2: Mesozoic and Cenozoic. Geol. 

Soc. Publ. House, London, 1141–1232.

Galehouse J.S. 1971: Point counting. In: Carver R.E. (Ed.) Proce-

dures in Sedimentary Petrology. Wiley InterScience, New York, 

385–407.

Garzanti  E.  2016:  From  static  to  dynamic  provenance  analysis  — 

Sedimentary petrology upgraded. Sediment. Geol. 336, 3-13.

Garzanti  E.  &  Verzzoli  G.  2003:  A  classification  of  metamorphic 

grains in sands based on their composition and grade. J. Sedi-

ment. Res. 73, 5, 830–837.

Gawlick H.-J., Aubrecht R., Schlagintweit F., Missoni S. & Plašienka 

D. 2015: Ophiolitic detritus in Kimmeridgian resedimented 

limestones and its provenance from an eroded obducted ophio-

litic nappe stack south of the Northern Calcareous Alps (Austria). 

Geol. Carpath. 66, 6, 473–487.

background image

32

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Grzebyk J. & Leszczyński S. 2006: New data on heavy minerals from 

the  Upper  Cretaceous–Palaeogene  flysch  of  the  Beskid  Śląski 

Mts. (Polish Carpathians). Geol. Quarterly 50, 2, 265–280.

Henry D.J. & Dutrow B. 1996: Metamorphic tourmaline and its petro-

logic applications. In: Anovitz L.M. & Grew E.S. (Eds.): Boron: 

Mineralogy, petrology and geochemistry. Rev. Mineral. 33, 

 503–557.

Henry D.J. & Guidotti C.V. 1985: Tourmaline as a petrogenetic indi-

cator mineral: an example from the staurolite-grade metapelites 

of NW Maine. Am. Mineral. 70, 1–15.

Henry D.J., Novák M., Hawthorne F.C., Ertl A., Dutrow B.L., Uher P. 

& Pezzotta F. 2011: Nomenclature of the tourmaline-supergroup 

minerals. Am. Mineral. 96, 895–913.

Horwitz  L.  1932:  Compte-rendu  des  recherches  géologiques  effec-

tuées en 1931 pour la révision des feuilles Nowy Targ et Szcza-

wnica. Pos. Nauk. Panst. Inst. Geol. 33, 61–63 (in Polish with 

French title).

Hubert F.J. 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, 3, 440–450.

Ingersoll  R.V.,  Bullard T.F.,  Ford  R.L.,  Grimm  J.  P.  Pickle  J.D.  & 

Sares S.W. 1984: The effect of grain size on detrital modes: a test 

of the Gazzi-Dickinson point-counting method. J. Sediment. 

Petrol. 54, 103–116.

Jablonský J., Sýkora M. & Aubrecht R. 2001: Detrital Cr-spinels in 

Mesozoic sedimentary rocks of the Western Carpathians (over-

view of the latest knowledge). Mineralia Slovaca 33, 487–498 

(in Slovak with English summary).

Jurewicz E. 2005: Geodynamic evolution of the Tatra Mts. and the 

Pieniny Klippen Belt (Western Carpathians): problems and com-

ments. Acta Geol. Pol. 55, 295–338.

Kamenetsky  V.S.,  Crawford  A.J.  &  Meffre  S.  2001:  Factors  con-

trolling chemistry of magmatic spinel: an empirical study of 

 associated olivine, Cr-spinel and melt inclusion from primitive 

rocks. J. Petrol. 42, 655–671.

Koppa M., Koller F. & Putiš M. 2014: Petrology and geochemistry of 

a  peridotite  body  in  Central  Carpathian  Palaeogene  sediments 

(Sedlice, eastern Slovakia). Geol. Carpath. 65, 5, 387–399.

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

Marunteanu  M.,  Matenco  L.  &  Márton  E.  1998:  Palinspastic 

 reconstruction of the Carpathian–Pannonian region during the 

Miocene. In: Rakús M. (Ed.): Geodynamic Development of the 

Western Carpathians. GS SR, Bratislava, 189–217.

Kováč M., Plašienka D., Soták J., Vojtko R., Oszczypko N., Less G., 

Ćosović V.,  Fügenschuh  B.  &  Králiková  S.  2016:  Palaeogene 

palaeogeography  and  basin  evolution  of  the  Western  Carpa-

thians, northern Pannonian domain and adjoining areas. Global 

Planet. Change 140, 9–27.

Kováč P. & Hók J. 1996: Tertiary development of the western part of 

Klippen Belt. Slov. Geol. Mag. 2, 136–149.

Lenaz  D.,  Kamenetsky V.S.,  Crawford A.J.  &  Princivalle  F.  2000: 

Melt inclusion in detrital spinel from the SE Alps (Italy–Slove-

nia): a new approach to provenance studies of sedimentary 

 basins. Contrib. Mineral. Petrol. 139, 748–758.

Lenaz D., Mazzoli C., Spišiak J., Princivalle F. & Maritan L. 2009: 

Detrital  Cr-spinel  in  the  Šambron–Kamenica  zone  (Slovakia): 

evidence for an ocean-spreading zone in the Northern Vardar 

 suture?  J. Earth. Sci. (Geol. Rundsch.) 98, 345–355.

Leško B. 1960: Palaeogene of the Klippen Belt in eastern Slovakia. 

Geologický sborník 11, 1, 95–103 (in Slovak).

Łoziński J. 1966: Detrital minerals in flysch sandstones of the Pieniny 

Klippen Belt and adjacent areas. Prace  geol.  PAN  Oddział 

Kraków 37, 1–57 (in Polish with French summary).

Lužar-Oberiter  B.,  Mikes  T.,  von  Eynatten  H.  &  Babić  L.  2008: 

Ophio litic detritus in Cretaceous formations of the Dinarides 

(NW Croatia): evidence from Cr-spinel chemistry. Int J. Earth 

Sci. (Geol. Rundsch.) 98, 1097–1108. 

Lužar-Oberiter B., Mikes T., Babić L. & von Eynatten H. 2012: Pro-

venance  of  Cretaceous  synorogenic  sediments  from  the  NW 

 Dinarides  (Croatia).  Swiss J. Geosci. 105, 377–399.

Maheľ M. 1981: Island character of the Klippen Belt: Vahicum–con-

tinuation  of  the  southern  Penninicum  in  the  Western  Carpa-

thians. Geol. Zbor.–Geol. Carpath. 32, 3, 293–305.

Maheľ  M.  1986:  Geological  structure  of  the  Czechoslovak  Carpa-

thians, Paleoalpine units 1. Veda, SAS, Bratislava, 1–503 (in 

 Slovak).

Maheľ M. 1989: Pieniny Klippen belt from the geodynamic model 

aspect. Mineralia Slovaca 21, 99–108.

Manatschal  G.  &  Münterer  O.  2009:  A  type  sequence  across  

an ancient magma-poor ocean-continent transition: the example 

of the western Alpine Tethys ophiolites. Tectonophysics 473, 

4–19.

Mange  A.M.  &  Mauer  H.F.W.  1992:  Heavy  minerals  in  colour. 

 Chapman and Hall, London, 1–147.

Marschalko  R.  1986:  Development  and  geotectonic  importance  of 

Cretaceous Flysch of the Klippen Belt. Veda, SAS, Bratislava, 

1–137 (in Slovak with English summary).

Márton  E.,  Jeleńska  M.,  Tokarski  K.A.,  Soták  J.,  Kováč  M.  &  

Spišiak J. 2009a: Current–independent paleomagnetic declina-

tions in flysch basins: a case study from the Inner Carpathians. 

Geodin. Acta 22, 1–3, 73–82.

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

2009b:  An  integrated  paleomagnetic  and  AMS  study  of  the 

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

Int. 177, 924–940.

Márton E., Grabowski J., Plašienka D., Túnyi I., Krobicki M., Haas J. 

& Pethe M. 2013: New paleomagnetic results from the Upper 

Cretaceous  red  marls  of  the  Pieniny  Klippen  Belt,  Western 

 Carpathians: Evidence for general CCW rotation and implica-

tions for the origin of the structural arc formation. Tectono-

physics 592, 1–13. 

Méres  Š.  2008:  Garnets–an  important  information  resource  about 

source area and parent rocks of siliciclastic sedimentary rocks. 

In: Jurkovič Ľ. (Ed.): Conference „Cambelove dni 2008“, Ab-

stract Book. Comenius University, Bratislava, 37–43 (in Slovak 

with English summary).

Mikes T., Christ D., Petri R., Dunkl I., Frei D., Báldi-Beke M.,  Reitner 

J., Wemmer K., Hrvatović H. & von Eynatten H. 2008: Prove-

nance of the Bosnian Flysch. Swiss J. Geosci. 101, S31–S54.

Mikuš T. & Spišiak J. 2007: Chemical composition and alteration of 

Cr-spinels from Meliata and Penninic serpentinized peridotites 

(Western  Carpathians  and  Eastern Alps).  Geol. Quarterly 51, 

257–270.

Mikuš T., Spišiak J., Sýkora M. & Demko R. 2006: Chemical compo-

sition  of  spinels  from  Mesozoic  alkali  basalts  of  the  Western 

Carpathians–implications for sources of detrital spinels in flysch 

sediments. Geol. Carpath. 57, 6, 447–460.

Missoni S. & Gawlick H.J. 2011: Evidence for Jurassic subduction 

from  the  Northern  Calcareous Alps  (Berchtesgaden; Austroal-

pine, Germany). Int. J. Earth Sci. 100, 1605–1631.

Mišík M. 1979: Pieniny Klippen belt and the global tectonics model. 

In: Maheľ, M. & Reichwalder P., (Eds.): Czechoslovak geology 

and global tectonics. Veda, SAS, Bratislava, 89–102.

Mišík M. 1997: The Slovak part of the Pieniny Klippen Belt after  

the pioneering works of D. Andrusov. Geol. Carpath. 48, 4, 

209–220.

Mišík M. & Marschalko R. 1988: Exotic conglomerates in flysch se-

quences: Examples from the West Carpathians. In: Rakús M., 

Dercourt J. & Nairn E.M.A. (Eds.): Evolution of the northern 

margin of Tethys. Vol. 1. Mém. Soc. Géol. France, Paris, Nou-

velle Série 154, 95–113.

background image

33

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Mišík M. & Sýkora M. 1981: Pieniny exotic ridge reconstructed from 

pebbles of carbonate rocks of Cretaceous conglomerates of the 

Pieniny Klippen Belt and Manín Unit. Záp. Karpaty, Geológia 7, 

7–111 (in Slovak with English summary).

Mišík M., Jablonský J., Fejdi P. & Sýkora M. 1980: Chromian and 

ferrian spinels from Cretaceous sediments of the Western Car-

pathians. Mineralia Slovaca 12, 209–228.

Mišík M., Sýkora M., Mock R. & Jablonský J. 1991: Palaeogene Proč 

Conglomerates of the Klippen Belt in the Western Carpathians, 

material from Neopieninic exotic ridge. Acta Geol. Geogr. Univ. 

Comen., Geologica 46, 1–101.

Morton A.C. & Hallsworth C.R. 1999: Processes controling the com-

position of heavy mineral assemblages in sandstones. Sediment. 

Geol. 124, 3-29.

Morton  A.C.  &  Hallsworth  C.R.  2007:  Stability  of  detrital  heavy 

 minerals  during  diagenesis.  In:  Mange  M.A.  &  Wright  D.T. 

(Eds.): Heavy Minerals in Use. Developments in Sedimentology 

58, Elsevier, Amsterdam, 433–435.

Nemčok J., Kulmanová A. & Ďurkovič T. 1989: Development and 

stratigraphic position of the Gregorianka Breccia of the Klippen 

Belt in eastern Slovakia. Geol. práce, Správy 89, 11–37 (in 

 Slovak).

Oszczypko  N.  &  Salata  D.  2005:  Provenance  analyses  of  the  Late 

Cretaceous–Palaoecene  deposits  of  the  Magura  basin  (Polish 

Western Carpathians) — evidence from a study of heavy mine-

rals. Acta Geol. Pol. 55, 3, 237–267.

Oszczypko N., Ślączka A., Oszczypko-Clowes M. & Olszewska B. 2015: 

Where was the Magura Ocean? Acta Geol. Pol. 65, 319–344.

Otava J., Sulovský P. & Krejčí O. 1998: The results of chemistry of 

detrital garnets from the Cretaceous sediments of the Rača Unit, 

Magura Goup. Geol. Výzk. Mor. Slez. 4, 29–31 (in Czech).

Ožvoldová  L.,  Jablonský  J.  &  Frantová  L.  2000:  Upper  Jurassic 

radio larites of the Czertezik succession and comparison with  

the Kysuca succession in the east-Slovak part of the Pieniny 

Klippen Belt (Western Carpathians, Slovakia). Geol. Carpath. 

51, 2, 109–119.

Pettijohn  F.J.,  Potter  P.E.  &  Siever  R.  1972:  Sand  and  sandstone. 

Springer-Verlag, New York, 1–618.

Plašienka D. 1995a: Passive and active margin history of the northern 

Tatricum (Western Carpathians, Slovakia). Geol. Rundsch. 84, 

748–760.

Plašienka D. 1995b: Mesozoic evolution of Tatric units in the Malé 

Karpaty and Považský Inovec Mts.: implications for the position 

of  the  Klape  and  related  units  in  Western  Slovakia.  Geol. 

 Carpath. 46, 2, 101–112.

Plašienka  D.  1996:  Cryptic  ridges  or  collision  orogenic  belts? 

 Mineralia Slovaca 28, 1, 75–79 (in Slovak).

Plašienka  D.  1997:  Cretaceous  tectonochronology  of  the  Central 

Western Carpathians (Slovakia). Geol. Carpath. 48, 2, 99–111.

Plašienka  D.  1999: Tectonochronology  and  paleotectonic  model  of 

the Jurassic–Cretaceous evolution of the Central Western Car-

pathians. Veda, SAS, Bratislava, 1–127 (in Slovak with English 

summary).

Plašienka D. 2003: Dynamics of Mesozoic pre-orogenic rifting in the 

Western Carpathians. Mitt. Őster. Geol. Ges. 94, 79–96. 

Plašienka D. 2012a: Jurassic syn-rift and Cretaceous syn-orogenic, 

coarse-grained deposits related to opening and closure of the 

 Vahic  (South  Penninic)  Ocean  in  the  Western  Carpathians  —  

an overview. Geol. Quarterly 56, 4, 601–628.

Plašienka  D.  2012b:  Early  stages  of  structural  evolution  of  the 

 Carpathian Klippen Belt (Slovakian Pieniny sector). Mineralia 

 Slovaca 44, 1, 1–16.

Plašienka D. 2018a: Continuity and episodicity in the early Alpine 

tectonic evolution of the Western Carpathians: How large-scale 

processes are expressed by the orogenic architecture and rock 

record data. Tectonics 37, 7, 2029–2079.

Plašienka  D.  2018b: The  Carpathian  Klippen  Belt  and  types  of  its 

klippen – an attempt at a genetic classification. Mineralia 

 Slovaca 49, 1, 1–24. 

Plašienka  D.  &  Jurewicz  E.  2006:  Tectonic  evolution  of  the  

Pieniny Klippen Belt and its structural relationships to 

 

the  External  and  Central  Western  Carpathians.  Geolines 20, 

106–108.

Plašienka D. & Mikuš V. 2010: Geological setting of the Pieniny and 

Šariš  sectors  of  the  Klippen  Belt  between  Litmanová  and 

 Drienica villages in eastern Slovakia. Mineralia Slovaca 42, 2, 

155–178 (in Slovak with English summary).

Plašienka  D.  &  Soták  J.  2015:  Evolution  of  Late  Cretaceous– 

Palaeocene synorogenic basins in the Pieniny Klippen Belt and 

adjacent  zones  (Western  Carpathians,  Slovakia):  tectonic  con-

trols over a growing orogenic wedge. An. Soc. Geol. Pol. 85, 

43–76.

Plašienka D., Grecula P., Putiš M., Kováč M. & Hovorka D. 1997: 

Evolution  and  structure  of  the  Western  Carpathians:  an  over-

view. In: Grecula P., Hovorka D. & Putiš M. (Eds): Geological 

evolution of the Western Carpathians. Miner. Slov., Monograph

1–24.

Plašienka  D.,  Soták  J.,  Jamrichová  M.,  Halásová  E.,  Pivko  D.,   

Józsa Š, Madzin J. & Mikuš V. 2012: Structure and evolution of 

the Pieniny Klippen Belt demonstrated along a section between 

Jarabina and Litmanová villages in Eastern Slovakia. Mineralia 

Slovaca 44, 1, 17–39.

Plašienka  D.,  Méres  Š.,  Ivan  P.,  Sýkora  M.,  Soták  J.,  Lačný  A., 

 Aubrecht R., Bellová S. & Potočný T. 2018: Meliatic blueschists 

and their detritus in Cretaceous sediments: New data constrai-

ning  tectonic  evolution  of  the  West  Carpathians.  Swiss  

J. Geosci., https://doi.org/10.1007/s00015-018-0330-7 

Pober E. & Faupl P. 1988: The chemistry of detrital spinels and its 

application for the geodynamic evolution of the Eastern Alps. 

Geol. Rundsch. 77, 641–670.

Potfaj M. 1993: Position and role of the Biele Karpaty Unit in the 

Flysch Zone of the Western Carpathians. Geol. práce, Správy 98, 

55–78 (in Slovak with English summary).

Pouchou J.L. & Pichoir F. 1985: “PAP” (φpZ) procedure for improved 

quantitative microanalysis. In: Armstrong J.T. (Ed.): Microbeam 

Analysis. San Francisco Press, 104-106.

Power R.M., Pirrie D., Andersen C.Ø.J. & Wheeler D.P. 2000: Testing 

the validity of chrome spinel chemistry as a provenance and 

petrogenetic indicator. Geology 28, 11, 1027–1030.

Prokešová R., Plašienka D. & Milovský R. 2012: Structural pattern 

and emplacement mechanism of the Krížna cover nappe (Central 

Western Carpathians). Geol. Carpath. 63, 1, 13–32.

Rakús  M.  &  Hók  J.  2005: The  Manín  and  Klape  units:  Litostrati-

graphy, tectonic classification, palaeogeographic position and 

relationship to Vahicum. Mineralia Slovaca 37, 9–26. (in Slovak 

with English summary).

Ratschbacher L., Frisch W., Linzer H.-G., Sperner B., Meschede M., 

Decker  K.,  Nemčok  M.,  Nemčok  J.  &  Grygar  R.  1993:  

The Pieniny Klippen Belt in the Western Carpathians of north-

eastern Slovakia: structural evidence for transpression. Tectono-

physics 226, 471–483.

Salaj J. 1991: Biostratigraphic correlation of Cretaceous flysch 

 formations in the Klippen- and Peri-Klippen zones of the Middle 

Váh  river  valley  and  their  paleogeographic-tectonic  history. 

Mineralia Slovaca 23, 4, 295–113 (in Slovak with English 

 summary). 

Salata D. 2002: Provenance of chromian spinels of the Szczawnica 

(Magura nappe) and the Jarmuta (Pieniny Klippen Belt) Forma-

tions in the light of their chemical composititon. Proceedings of 

XVII. Congress of Carpathian–Balkan Geological Association, 

Bratislava, September 1st–4th 2002. Geol. Carpath., Spec. Iss. 

53, 12–13.

background image

34

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Salata D. 2004: Detrital garnets from the Upper Cretaceous–Palaeo-

gene sandstones of the Polish part of the Magura Nappe and the 

Pieniny Klippen Belt: chemical constrains. Ann. Soc. Geol. Pol. 

74, 351–364.

Salata D. 2014: Detrital tourmaline as an indicator of source rock 

 lithology:  an  example  from  Ropianka  and  Menilite  formations 

(Skole Nappe, Polish Carpathians). Geol. Quarterly 58, 1,  19–30.

Salata  D.  &  Uchman  A.  2013:  Conventional  and  high-resolution 

heavy mineral analyses applied to flysch deposits: comparative 

provenance studies of the Ropianka (Upper Cretaceous–Palaeo-

cene) and Menilite (Oligocene) formations (Skole Nappe, Polish 

Carpathians). Geol. Quarterly 57, 4, 649–664.

Scheibner E. 1967: Carpathian Klippen Belt. In: Buday T. et al. (Ed.): 

Regional  Geology  of  ČSSR,  Vol.  II  —  Western  Carpathians.  

No. 2, ÚÚG-Academia, Praha, 7–105 (in Czech).

Schmid M.S., Bernoulli D., Fügenshuh B., Matenco L., Schefer S., 

Schuster R., Tichler M. & Ustaszewski K. 2008: The Alpine–

Carpathian–Dinaridic orogenic system: correlation and evolu-

tion of tectonic units. Swiss. J. Geosci. 101, 139–183.

Soták J., Rudinec R. & Spišiak J. 1993: The Penninic “pull-apart” 

dome  in  the  pre-Neogene  basement  of  the  Transcarpathian 

 Depression (eastern Slovakia). Geol. Carpath. 44, 11–16.

Soták J., Spišiak J. & Biroň A. 1994 Metamorphic sequences with 

“Bündnerschiefer” lithology in the pre-Neogene basement of the 

East Slovakian Basin. Mitt. Öster. Geol. Ges. 86, 111–120.

Soták J., Biroň A. Dunkl I., Lebedev V. Magyar J. & Prokešová R. 

2005:  Synthesis  of  knowledge  about  Iňačovce  Unit  —  litho-

stratigraphic, metamorphic, geochronologic and structural-tec-

tonic data. Mineralia Slovaca 37, 209–213 (in Slovak with 

 English abstract).

Starobová M. 1962: Heavy minerals from Magura Flysch and Klippen 

Belt in eastern Slovakia. Geol. práce, Zošit 63, 47–52. (in Czech).

Stern G. & Wagreich M. 2013: Provenance of the Upper Cretaceous 

to Eocene Gosau Group around and beneath the Vienna Basin 

(Austria and Slovakia). Swiss J. Geosci. 106, 505–527.

Turner  G.  &  Morton  A.C.  2007:  The  effects  of  burial  diagenesis  

on  detrital  heavy  mineral  grain  surface  textures.  In:  

Mange  M.A.  &  Wright  D.T.  (Eds.):  Heavy  Minerals  in  Use. 

 Developments  in  Sedimentology 58, Elsevier, Amsterdam, 

 393–412.

Vass D., Began A., Gross P., Kahan Š., Krystek I., Köhler E., Lexa J., 

Nemčok J., Růžička M. & Vaškovský I. 1988: Explanation to 

map  Regional  division  of  Western  Carpathians  and  northern 

parts of Pannonian Basin in ČSSR 1:500,000. GÚDŠ, Bratislava, 

1–46 (in Slovak).

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.

Wagreich  M.  &  Faupl  P.  1994:  Palaeogeography  and  geodynamic 

evolution of the Gosau Group of the Northern Calcareous Alps 

(Late Cretaceous, Eastern Alps, Austria). Palaeogeogr. Palaeo-

climatol. Palaeoecol. 110, 235–254.

Whitney  L.D.  &  Evans  W.B.  2010:  Abbreviations  for  names  of 

rock-forming minerals. Am. Mineral. 95, 185–187.

Wierzbowski A., Aubrecht R., Krobicki M., Matyja B.A. & Schlögl J. 

2004: Stratigraphy and palaeogeographic position of the Jurassic 

Czertezik  succession,  Pieniny  Klippen  Belt  (Western  Carpa-

thians) of Poland and eastern Slovakia. Ann. Soc. Geol. Pol. 74, 

237–256.

Winkler Z. & Ślączka A. 1992: Sediment dispersal and provenance in 

the Silesian, Dukla and Magura nappes (Outer Carpathians, 

 Poland).  Geol. Rundsch. 2, 371–382.

Winkler Z. & Ślączka A. 1994: A late Cretaceous to Palaeogene geo-

dynamic  model  for  the  Western  Carpathians  in  Poland.  Geol. 

Carpath. 45, 2, 71–82.

Zuffa G.G. 1985: Optical analyses of arenites: Influence of metho-

dology on compositional results. In: Zuffa G.G. (Ed.) Prove-

nance of arenites. NATO ASI Series 148, Reidel, Dordtrecht, 

165–189.

background image

i

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Jarmuta–Proč Fm.

Sample

Q

m

Q

p

P

K

L

met

L

v

L

lim

D

L

p

Q

t

F

L

L

t

L

s

L

carb

L+L

carb

L

t

+L

carb

L

s

+L

carb

LIT-A10

64.8

11.3

4.2

2.6

0.0

0.3

11.6

0.0

5.2

76.1

6.8

5.5

16.8

5.2

11.6

17.1

28.4

16.8

LIT-A15

17.8

34.6

0.9

2.3

20.6

2.8

10.3

10.7

0.0

52.3

3.3

23.4

57.9

20.6

21.0

44.4

79.0

41.6

LIT-B5

56.4

18.4

5.1

13.2

1.3

0.0

0.0

1.7

3.8

74.8

18.4

5.1

23.5

5.1

1.7

6.8

25.2

6.8

LIT-B8

30.0

33.5

1.3

2.6

18.3

0.4

8.7

3.9

1.3

63.5

3.9

20.0

53.5

19.6

12.6

32.6

66.1

32.2

LIT-B9

13.1

9.5

0.0

1.5

14.6

0.0

31.7

28.6

1.0

22.6

1.5

15.6

25.1

15.6

60.3

75.9

85.4

75.9

LIT-B10

52.8

13.4

0.9

3.7

8.3

0.5

14.4

1.9

4.2

66.2

4.6

13.0

26.4

12.5

16.2

29.2

42.6

28.7

LIT-B11

24.8

22.2

1.7

3.4

18.4

0.4

17.1

9.0

3.0

47.0

5.1

21.8

44.0

21.4

26.1

47.9

70.1

47.4

LIT-B12

23.6

18.9

0.9

0.9

15.5

0.4

33.5

5.6

0.9

42.5

1.7

16.7

35.6

16.3

39.1

55.8

74.7

55.4

LIT-B13

44.3

18.3

0.9

10.4

11.7

0.4

9.1

2.6

2.2

62.6

11.3

14.3

32.6

13.9

11.7

26.1

44.3

25.7

LIT-B14

31.1

32.0

0.0

3.5

14.9

0.4

7.0

10.1

0.9

63.2

3.5

16.2

48.2

15.8

17.1

33.3

65.4

32.9

LIT-B15

16.9

37.3

0.4

3.6

18.2

0.9

8.0

14.2

0.4

54.2

4.0

19.6

56.9

18.7

22.2

41.8

79.1

40.9

LIT-B16

36.2

27.6

2.3

0.9

13.1

0.0

17.2

2.3

0.5

63.8

3.2

13.6

41.2

13.6

19.5

33.0

60.6

33.0

LIT-B17

44.3

20.1

2.0

7.4

8.6

0.4

15.2

1.2

0.8

64.3

9.4

9.8

29.9

9.4

16.4

26.2

46.3

25.8

LIT-B18

34.0

25.3

2.3

2.3

15.5

1.1

11.7

6.4

1.5

59.2

4.5

18.1

43.4

17.0

18.1

36.2

61.5

35.1

LIT-B19

34.5

12.5

0.5

6.0

9.5

2.0

29.0

3.5

2.5

47.0

6.5

14.0

26.5

12.0

32.5

46.5

59.0

44.5

L29

52.2

5.6

1.7

1.7

2.6

0.0

18.5

0.0

17.7

57.8

3.4

20.3

25.9

20.3

18.5

38.8

44.4

38.8

H-1A

42.9

14.2

0.9

2.7

11.0

0.5

25.6

1.4

0.9

57.1

3.7

12.3

26.5

11.9

26.9

39.3

53.4

38.8

H-1B

30.5

30.1

1.8

2.2

16.5

0.7

14.0

2.6

1.5

60.7

4.0

18.8

48.9

18.0

16.5

35.3

65.4

34.6

H-15

22.6

23.8

0.9

1.3

26.4

3.8

15.7

5.5

0.0

46.4

2.1

30.2

54.0

26.4

21.3

51.5

75.3

47.7

SJ-1A

18.7

16.4

1.8

0.4

18.7

1.3

24.9

16.9

0.9

35.1

2.2

20.9

37.3

19.6

41.8

62.7

79.1

61.3

SJ-1B

20.8

31.7

0.0

0.0

2.5

1.7

20.0

21.7

1.7

52.5

0.0

5.8

37.5

4.2

41.7

47.5

79.2

45.8

SJ32-1

14.1

19.0

0.0

2.3

17.5

0.8

31.2

14.8

0.4

33.1

2.3

18.6

37.6

17.9

46.0

64.6

83.7

63.9

SJ32-2

25.3

21.0

1.1

2.2

8.6

3.2

29.0

7.5

2.2

46.2

3.2

14.0

34.9

10.8

36.6

50.5

71.5

47.3

KYJ1A

61.8

18.7

2.8

0.8

4.1

0.4

7.3

2.4

1.6

80.5

3.7

6.1

24.8

5.7

9.8

15.9

34.6

15.4

KYJ1B

28.6

31.5

0.5

1.4

9.4

0.0

12.2

16.4

0.0

60.1

1.9

9.4

40.8

9.4

28.6

38.0

69.5

38.0

KYJ4-1

41.9

23.9

0.0

2.3

4.1

3.6

17.1

6.8

0.5

65.8

2.3

8.1

32.0

4.5

23.9

32.0

55.9

28.4

KYJ4-2

35.7

16.2

0.5

3.3

9.5

1.0

27.1

6.2

0.5

51.9

3.8

11.0

27.1

10.0

33.3

44.3

60.5

43.3

MILPOS-A

30.0

27.4

1.8

7.6

12.6

1.3

8.5

10.3

0.4

57.4

9.4

14.3

41.7

13.0

18.8

33.2

60.5

31.8

MILPOS-B

28.7

22.8

2.1

3.8

11.0

1.7

18.6

11.0

0.4

51.5

5.9

13.1

35.9

11.4

29.5

42.6

65.4

40.9

MILPOS-C

26.4

24.7

6.3

5.6

12.8

2.8

15.3

6.3

0.0

51.0

11.8

15.6

40.3

12.8

21.5

37.2

61.8

34.4

MIL-1A

49.8

10.0

3.5

8.3

5.7

0.9

20.5

0.0

1.3

59.8

11.8

7.9

17.9

7.0

20.5

28.4

38.4

27.5

MIL-1C

52.8

19.1

1.2

1.6

2.8

0.8

18.3

2.0

1.2

72.0

2.8

4.9

24.0

4.1

20.3

25.2

44.3

24.4

MIL-1D

44.6

22.7

1.2

3.3

5.8

0.8

10.7

8.7

2.1

67.4

4.5

8.7

31.4

7.9

19.4

28.1

50.8

27.3

MIL-1E

67.9

8.5

0.8

0.8

3.3

0.4

17.5

0.0

0.8

76.4

1.6

4.5

13.0

4.1

17.5

22.0

30.5

21.5

MIL-2A

56.3

9.7

0.0

1.9

6.8

0.0

20.9

0.0

4.4

66.0

1.9

11.2

20.9

11.2

20.9

32.0

41.7

32.0

MIL-2B

75.2

4.8

1.3

1.3

1.7

0.0

14.8

0.0

0.9

80.0

2.6

2.6

7.4

2.6

14.8

17.4

22.2

17.4

MIL-5A

47.3

16.5

1.2

3.3

6.2

0.8

22.2

2.1

0.4

63.8

4.5

7.4

23.9

6.6

24.3

31.7

48.1

30.9

MIL-5B

42.2

17.1

1.6

2.7

4.7

1.2

25.6

2.7

2.3

59.3

4.3

8.1

25.2

7.0

28.3

36.4

53.5

35.3

MIL-6

24.1

19.9

1.2

3.7

10.4

1.7

28.6

10.4

0.0

44.0

5.0

12.0

32.0

10.4

39.0

51.0

71.0

49.4

DRA-A1

45.0

20.2

0.4

0.0

10.3

0.0

22.7

0.4

0.8

65.3

0.4

11.2

31.4

11.2

23.1

34.3

54.5

34.3

DRA-A2

18.4

15.2

0.0

0.9

11.2

0.0

23.8

30.5

0.0

33.6

0.9

11.2

26.5

11.2

54.3

65.5

80.7

65.5

DRA-A4

53.4

9.2

1.2

0.4

4.4

0.0

29.3

1.2

0.8

62.7

1.6

5.2

14.5

5.2

30.5

35.7

45.0

35.7

DRA-A7

36.9

4.4

2.0

1.5

6.9

0.5

45.3

1.5

1.0

41.4

3.4

8.4

12.8

7.9

46.8

55.2

59.6

54.7

DRA-B1

60.4

15.2

1.4

0.0

3.2

0.4

14.5

0.7

4.2

75.6

1.4

7.8

23.0

7.4

15.2

23.0

38.2

22.6

DRA-B2

59.4

11.3

0.4

2.3

5.6

0.0

16.9

1.9

2.3

70.7

2.6

7.9

19.2

7.9

18.8

26.7

38.0

26.7

DRA-B3

45.7

15.6

1.1

0.7

13.0

0.4

18.1

2.5

2.9

61.2

1.8

16.3

31.9

15.9

20.7

37.0

52.5

36.6

DRA-B4

49.8

13.2

1.3

1.3

12.8

0.4

17.2

2.2

1.8

63.0

2.6

15.0

28.2

14.5

19.4

34.4

47.6

33.9

DRA-B5

53.9

16.0

0.8

1.6

7.4

0.0

16.0

2.7

1.6

69.9

2.3

9.0

25.0

9.0

18.8

27.7

43.8

27.7

DRA-B6

63.6

8.9

2.3

1.2

5.8

0.0

13.6

3.5

1.2

72.5

3.5

7.0

15.9

7.0

17.1

24.0

32.9

24.0

DRA-B7

50.4

15.8

0.9

0.4

12.4

0.0

16.2

2.6

1.3

66.2

1.3

13.7

29.5

13.7

18.8

32.5

48.3

32.5

DRA-B8

48.8

15.2

0.4

1.2

12.8

0.4

16.4

1.6

3.2

64.0

1.6

16.4

31.6

16.0

18.0

34.4

49.6

34.0

DRA-B9

36.0

19.3

0.8

0.8

14.8

0.4

17.8

9.5

0.8

55.3

1.5

15.9

35.2

15.5

27.3

43.2

62.5

42.8

DRA-B10

26.7

25.5

0.0

0.0

14.2

0.8

21.1

11.7

0.0

52.2

0.0

15.0

40.5

14.2

32.8

47.8

73.3

47.0

DRA-B11

24.7

26.4

0.4

0.8

14.6

0.4

18.0

14.6

0.0

51.0

1.3

15.1

41.4

14.6

32.6

47.7

74.1

47.3

DRA-B14

63.1

13.1

0.7

0.7

3.7

0.0

14.2

0.7

3.7

76.1

1.5

7.5

20.5

7.5

14.9

22.4

35.4

22.4

DRA-B16

59.5

14.9

0.4

1.1

7.8

0.4

13.8

0.0

2.2

74.3

1.5

10.4

25.3

10.0

13.8

24.2

39.0

23.8

DRA-B20

60.8

7.8

0.8

2.7

2.0

0.0

19.2

3.5

3.1

68.6

3.5

5.1

12.9

5.1

22.7

27.8

35.7

27.8

TR-3

30.3

17.0

0.0

1.7

12.0

0.0

27.8

10.8

0.4

47.3

1.7

12.4

29.5

12.4

38.6

51.0

68.0

51.0

TR-5A

34.9

15.5

0.0

0.4

7.8

0.0

26.0

14.3

1.2

50.4

0.4

8.9

24.4

8.9

40.3

49.2

64.7

49.2

TR-5B

49.6

11.5

0.8

1.2

6.3

0.4

25.4

4.4

0.4

61.1

2.0

7.1

18.7

6.7

29.8

36.9

48.4

36.5

DEM-4

31.5

21.0

0.7

1.1

9.7

1.5

22.8

10.9

0.7

52.4

1.9

12.0

33.0

10.5

33.7

45.7

66.7

44.2

DEM-5

36.2

23.6

0.0

0.0

7.4

4.4

11.8

16.6

0.0

59.8

0.0

11.8

35.4

7.4

28.4

40.2

63.8

35.8

TUL-3

19.3

4.7

0.5

0.0

1.9

0.5

67.9

4.7

0.5

24.1

0.5

2.8

7.5

2.4

72.6

75.5

80.2

75.0

TUL-4

27.9

7.9

0.5

0.5

6.3

1.6

44.2

11.1

0.0

35.8

1.1

7.9

15.8

6.3

55.3

63.2

71.1

61.6

PU-1

26.5

17.9

0.0

0.0

19.2

3.8

19.7

12.8

0.0

44.4

0.0

23.1

41.0

19.2

32.5

55.6

73.5

51.7

KRC2A

26.1

26.1

0.0

1.4

3.3

0.9

18.5

23.7

0.0

52.1

1.4

4.3

30.3

3.3

42.2

46.4

72.5

45.5

KRC2B

57.5

25.1

1.1

1.1

0.0

0.0

14.0

0.6

0.6

82.7

2.2

0.6

25.7

0.6

14.5

15.1

40.2

15.1

KRC4

3.5

15.3

0.6

1.8

0.0

0.0

41.2

37.6

0.0

18.8

2.4

0.0

15.3

0.0

78.8

78.8

94.1

78.8

KRC5

8.8

24.2

0.0

0.4

0.0

0.9

37.9

27.8

0.0

33.0

0.4

0.9

25.1

0.0

65.6

66.5

90.7

65.6

BEN2

32.4

27.8

0.0

0.0

4.6

0.0

20.4

14.8

0.0

60.2

0.0

4.6

32.4

4.6

35.2

39.8

67.6

39.8

BEN5A

6.4

16.5

0.0

0.0

0.0

1.6

48.9

26.6

0.0

22.9

0.0

1.6

18.1

0.0

75.5

77.1

93.6

75.5

BEN5B

55.4

19.1

0.6

0.6

0.0

1.3

22.9

0.0

0.0

74.5

1.3

1.3

20.4

0.0

22.9

24.2

43.3

22.9

Table  S1:  Modal composition data from the analysed sandstones. Q

m

 = monocrystalline  qartz;  Q

p

 = polycrystalline  quartz;  P = plagioclase; 

K = potassium feldspar; L

met

 = metamorphic clasts; L

v

 = volcanic clasts; L

lim

 = limestone clasts; D = dolomite clasts; L

p

= clasts of non-carbonate 

sedimentary rocks; total of quartzose grains  Q

t

 = Q

m

 + Q

p

; total of feldspar F = P + K; total of lithic clasts L

t

 = Q

p

 + L

met

 + L

v

 + L

p

; L = L

met

 + L

v

 + L

p

L

s

 = L

met

 + L

p

; total of carbonate clasts L

carb

 = L

lim

 + D; total of lithic clasts + carbonate clasts = L + Lc

arb

; L

t 

+ L

carb

; L

s

 + L

carb

.

Supplement

background image

ii

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Formation

JPF

Sample

PU-5

Analysis

Tur#1

Tur#2

Tur#3

Tur#4

Tur#5

Tur#6

Tur#7

Tur#8

Tur#9

Tur#10

Tur#11

Tur#12

Tur#13

Tur#14

SiO

2

36.71

36.59

36.49

36.67

36.94

36.19

36.26

37.56

36.81

36.95

36.01

36.85

36.45

36.61

TiO

2

0.51

0.77

0.76

0.92

0.83

0.65

0.85

0.17

0.11

0.84

0.35

0.56

0.51

0.31

B

2

O

3

*

10.66

10.70

10.60

10.67

10.80

10.66

10.55

10.92

10.65

10.67

10.38

10.74

10.82

10.54

Al

2

O

3

32.32

32.29

31.35

31.35

33.18

34.80

31.40

35.00

30.26

31.09

28.16

32.95

35.92

30.92

Cr

2

O

3

0.04

0.05

0.06

0.06

0.07

0.00

0.00

0.06

0.00

0.01

0.00

0.06

0.00

0.01

V

2

O

3

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Fe

2

O

3

*

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

1.62

0.00

2.80

0.00

0.00

0.00

FeO

9.55

6.68

9.42

7.18

7.40

10.73

9.78

5.22

8.41

8.06

8.79

7.55

8.19

8.43

MnO

0.01

0.01

0.00

0.02

0.03

0.08

0.04

0.01

0.01

0.01

0.02

0.03

0.07

0.01

MgO

5.54

7.27

6.00

7.45

6.35

2.86

5.65

6.93

7.43

7.10

7.11

6.44

4.31

6.98

NiO

0.00

0.02

0.01

0.02

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.05

0.01

0.00

ZnO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

CaO

0.34

0.68

0.51

0.99

0.73

0.20

0.37

0.21

0.02

0.40

0.07

0.29

0.22

0.36

Na

2

O

2.37

2.25

2.51

2.09

1.93

1.90

2.43

1.66

2.91

2.58

2.76

2.28

1.80

2.44

K

2

O

0.02

0.02

0.02

0.01

0.01

0.04

0.02

0.02

0.03

0.02

0.04

0.01

0.05

0.01

H

2

O*

3.41

3.37

3.36

3.38

3.34

3.18

3.39

3.51

3.67

3.42

3.58

3.44

3.29

3.53

F

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Cl

0.01

0.01

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.04

0.01

Total

101.47

100.70

101.09

100.83

101.60

101.30

100.76

101.28

101.93

101.16

100.09

101.24

101.67

100.14

Si

4+

5.98

5.94

5.98

5.97

5.95

5.90

5.97

5.98

6.01

6.02

6.03

5.96

5.86

6.04

Al

3+

0.02

0.06

0.02

0.03

0.05

0.10

0.03

0.02

0.00

0.00

0.00

0.04

0.14

0.00

T-sum.

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.01

6.02

6.03

6.00

6.00

6.04

B

3+

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

Al

3+

5.94

5.88

5.90

5.82

5.86

5.96

5.93

5.96

5.82

5.93

5.56

5.94

5.96

5.94

Cr

3+

0.00

0.01

0.01

0.01

0.01

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

V

3+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Mg

2+

0.06

0.12

0.09

0.17

0.13

0.03

0.07

0.04

0.00

0.07

0.01

0.05

0.04

0.06

Fe

3+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.17

0.00

0.43

0.00

0.00

0.00

Z-sum.

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

Ti

4+

0.06

0.09

0.09

0.11

0.10

0.08

0.11

0.02

0.01

0.10

0.04

0.07

0.06

0.04

Al

3+

0.26

0.25

0.14

0.17

0.38

0.62

0.14

0.59

0.00

0.04

0.00

0.31

0.69

0.07

Fe

3+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Fe

2+

1.30

0.91

1.29

0.98

1.00

1.46

1.35

0.70

1.15

1.10

1.16

1.02

1.10

1.16

Mn

2+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

Mg

2+

1.29

1.64

1.38

1.64

1.40

0.66

1.32

1.61

1.80

1.65

1.76

1.50

0.99

1.65

Zn

2+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Ni

2+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

Vac.

0.09

0.11

0.10

0.10

0.13

0.16

0.08

0.08

0.01

0.11

0.03

0.09

0.14

0.07

Y-sum.

2.91

2.89

2.90

2.90

2.87

2.84

2.92

2.92

2.99

2.89

2.97

2.91

2.86

2.93

Ca

2+

0.06

0.12

0.09

0.17

0.13

0.03

0.07

0.04

0.00

0.07

0.01

0.05

0.04

0.06

Na

+

0.75

0.71

0.80

0.66

0.60

0.60

0.78

0.51

0.92

0.81

0.90

0.71

0.56

0.78

K

+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.01

0.00

0.01

0.00

0.01

0.00

Vac.

0.19

0.17

0.11

0.17

0.27

0.36

0.15

0.45

0.07

0.11

0.08

0.23

0.39

0.15

X-sum.

0.81

0.83

0.89

0.83

0.73

0.64

0.85

0.55

0.93

0.89

0.92

0.77

0.61

0.85

F

-

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Cl

-

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

OH

-

3.71

3.65

3.67

3.67

3.58

3.46

3.73

3.73

4.00

3.72

4.00

3.71

3.53

3.88

O

2-

0.29

0.35

0.33

0.33

0.42

0.54

0.27

0.27

0.00

0.28

0.00

0.29

0.46

0.11

V+W

sum.

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

Cat.

sum.

18.72

18.73

18.79

18.73

18.60

18.48

18.76

18.47

18.93

18.80

18.92

18.68

18.47

18.81

Al

sum.

6.21

6.18

6.06

6.02

6.30

6.69

6.10

6.57

5.82

5.97

5.56

6.29

6.80

6.01

Table S2: Microprobe analyses of detrital tourmalines from the sediments studied.

background image

iii

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Table S2 (continued):

Formation

JPF

MB

JPF

Sample

PU-5

SZTOL-1

LIT-1

H-15

Analysis

Tur#15 Tur#16 Tur#17 Tur#18 Tur#19 Tur#20 Tur#21 Tur#22 Tur#23 Tur#24 Tur#25 Tur#26 Tur#27 Tur#28 Tur#29

SiO

2

36.51

36.49

36.24

37.00

35.21

36.91

36.66

36.19

36.05

35.05

34.82

36.73

37.51

36.73

37.29

TiO

2

1.05

0.85

1.34

0.48

0.78

1.18

0.59

0.76

0.69

1.08

1.14

0.78

0.86

1.02

0.60

B

2

O

3

*

10.51

10.54

10.53

10.76

10.50

10.75

10.53

10.47

10.42

10.41

10.22

10.81

10.82

10.83

10.90

Al

2

O

3

30.14

30.56

30.20

33.18

33.33

31.49

28.21

27.10

28.48

32.15

30.46

32.90

31.37

33.01

33.20

Cr

2

O

3

0.16

0.04

0.00

0.02

0.00

0.14

0.00

0.01

0.01

0.05

0.03

0.00

0.09

0.09

0.02

V

2

O

3

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Fe

2

O

3

*

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

2.44

4.56

1.81

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

FeO

10.56

10.23

11.18

9.18

13.29

7.53

9.08

8.76

12.27

8.01

8.45

5.53

5.49

5.72

5.83

MnO

0.01

0.01

0.03

0.01

0.10

0.01

0.00

0.00

0.05

0.07

0.03

0.00

0.00

0.00

0.00

MgO

5.60

5.88

5.48

5.59

2.64

7.22

7.44

7.33

5.43

5.78

6.13

7.93

8.80

7.68

7.69

NiO

0.05

0.00

0.00

0.02

0.01

0.00

0.00

0.00

0.03

0.01

0.02

0.00

0.00

0.00

0.00

ZnO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

CaO

0.30

0.32

0.46

0.15

0.48

1.01

0.06

0.05

0.06

0.81

0.35

0.85

0.41

0.95

0.75

Na

2

O

2.66

2.62

2.57

2.13

1.91

2.04

2.90

2.78

2.90

1.90

2.32

2.24

2.58

2.01

2.28

K

2

O

0.02

0.02

0.02

0.02

0.03

0.02

0.06

0.07

0.06

0.03

0.01

0.04

0.03

0.04

0.03

H

2

O*

3.35

3.42

3.40

3.54

3.42

3.35

3.63

3.61

3.59

3.27

3.34

3.37

3.49

3.35

3.36

F

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Cl

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

Total

100.93

100.97

101.46

102.10

101.70

101.66

101.61

101.70

101.84

98.63

97.33

101.20

101.45

101.45

101.96

Si

4+

6.04

6.02

5.98

5.98

5.83

5.97

6.05

6.01

6.01

5.85

5.92

5.91

6.02

5.89

5.95

Al

3+

0.00

0.00

0.02

0.02

0.17

0.03

0.00

0.00

0.00

0.15

0.08

0.09

0.00

0.11

0.05

T-sum.

6.04

6.02

6.00

6.00

6.00

6.00

6.05

6.01

6.01

6.00

6.00

6.00

6.02

6.00

6.00

B

3+

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

Al

3+

5.87

5.94

5.86

5.97

5.92

5.81

5.49

5.30

5.60

5.85

5.93

5.85

5.92

5.82

5.87

Cr

3+

0.02

0.01

0.00

0.00

0.00

0.02

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.01

0.01

0.00

V

3+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Mg

2+

0.05

0.06

0.08

0.03

0.08

0.18

0.01

0.01

0.01

0.14

0.06

0.15

0.07

0.16

0.13

Fe

3+

0.05

0.00

0.06

0.00

0.00

0.00

0.50

0.69

0.39

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Z-sum.

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

Ti

4+

0.13

0.11

0.17

0.06

0.10

0.14

0.07

0.09

0.09

0.14

0.15

0.09

0.10

0.12

0.07

Al

3+

0.00

0.00

0.00

0.32

0.41

0.16

0.00

0.00

0.00

0.33

0.09

0.29

0.02

0.31

0.32

Fe

3+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Fe

2+

1.41

1.41

1.48

1.24

1.84

1.02

1.06

1.10

1.55

1.12

1.20

0.74

0.74

0.77

0.78

Mn

2+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Mg

2+

1.33

1.39

1.27

1.32

0.57

1.56

1.82

1.80

1.34

1.30

1.49

1.76

2.04

1.67

1.70

Zn

2+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Ni

2+

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Vac.

0.13

0.09

0.08

0.06

0.07

0.12

0.05

0.01

0.01

0.11

0.07

0.12

0.10

0.12

0.13

Y-sum.

2.87

2.91

2.92

2.94

2.93

2.88

2.95

2.99

2.99

2.89

2.93

2.88

2.90

2.88

2.87

Ca

2+

0.05

0.06

0.08

0.03

0.08

0.18

0.01

0.01

0.01

0.14

0.06

0.15

0.07

0.16

0.13

Na

+

0.85

0.84

0.82

0.67

0.61

0.64

0.93

0.89

0.94

0.62

0.77

0.70

0.80

0.63

0.71

K

+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.01

0.01

0.01

0.01

0.00

0.01

0.01

0.01

0.01

Vac.

0.09

0.10

0.09

0.30

0.30

0.18

0.05

0.08

0.04

0.23

0.17

0.15

0.12

0.20

0.16

X-sum.

0.91

0.90

0.91

0.70

0.70

0.82

0.95

0.92

0.96

0.77

0.83

0.85

0.88

0.80

0.84

F

-

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Cl

-

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

OH

-

3.69

3.76

3.74

3.82

3.77

3.62

4.00

4.00

4.00

3.64

3.78

3.61

3.74

3.59

3.58

O

2-

0.31

0.24

0.26

0.18

0.23

0.38

0.00

0.00

0.00

0.36

0.22

0.39

0.26

0.41

0.42

V+W

sum.

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

Cat.

sum.

18.82

18.83

18.83

18.64

18.63

18.70

18.95

18.92

18.96

18.66

18.77

18.73

18.80

18.67

18.71

Al

sum.

5.87

5.94

5.87

6.32

6.50

6.00

5.49

5.30

5.60

6.33

6.10

6.24

5.94

6.24

6.24

background image

iv

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Table S2 (continued):

Formation

MB

JPF

JPF

Sample

MIL-2

DRAB-3

KRC-5

Analysis

Tur#30 Tur#31 Tur#32 Tur#43 Tur#43 Tur#43 Tur#36 Tur#37 Tur#38 Tur#39 Tur#40 Tur#41 Tur#42 Tur#43 Tur#44 Tur#45

SiO

2

37.40

36.16

34.71

36.32

36.32

36.32

36.80

37.44

37.19

36.86

36.39

35.65

35.76

36.32

35.81

35.84

TiO

2

0.24

0.30

4.37

0.82

0.82

0.82

0.75

1.07

0.27

1.36

0.79

0.86

0.68

0.82

0.46

0.12

B

2

O

3

*

10.88

10.53

10.27

10.68

10.68

10.68

10.69

10.79

10.93

10.63

10.51

10.65

10.56

10.68

10.48

10.31

Al

2

O

3

34.16

31.21

26.50

33.71

33.71

33.71

31.69

31.53

35.07

30.29

29.18

33.98

33.74

33.71

33.31

27.55

Cr

2

O

3

0.05

0.03

0.02

0.11

0.11

0.11

0.03

0.04

0.03

0.04

0.00

0.12

0.03

0.11

0.01

0.04

V

2

O

3

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Fe

2

O

3

*

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

1.42

0.00

0.00

0.00

0.00

2.91

FeO

5.95

9.41

11.97

5.92

5.92

5.92

7.15

7.60

5.87

8.01

6.88

5.51

9.33

5.92

11.24

8.41

MnO

0.01

0.06

0.09

0.00

0.00

0.00

0.03

0.02

0.05

0.05

0.04

0.00

0.06

0.00

0.06

0.01

MgO

7.13

6.50

5.71

6.47

6.47

6.47

7.39

7.16

6.56

7.31

8.34

6.70

4.44

6.47

3.24

7.61

NiO

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

0.02

0.00

0.01

0.01

0.00

0.00

0.04

0.00

0.01

0.00

ZnO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

CaO

0.28

0.18

1.00

0.20

0.20

0.20

0.64

0.20

0.50

0.54

0.00

1.03

0.54

0.20

0.79

0.41

Na

2

O

1.89

2.75

2.24

2.24

2.24

2.24

2.21

2.59

2.00

2.28

2.76

1.62

1.57

2.24

1.36

2.71

K

2

O

0.01

0.01

0.08

0.02

0.02

0.02

0.01

0.02

0.03

0.02

0.04

0.03

0.03

0.02

0.02

0.04

H

2

O*

3.55

3.59

3.16

3.27

3.27

3.27

3.46

3.42

3.36

3.44

3.62

3.25

3.36

3.27

3.26

3.56

F

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Cl

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

0.00

0.00

0.02

0.00

Total

101.56

100.72

100.13

99.76

99.76

99.76

100.86

101.89

101.86

100.83

99.98

99.42

100.13

99.76

100.07

99.52

Si

4+

5.97

5.97

5.87

5.91

5.91

5.91

5.98

6.03

5.92

6.03

6.02

5.82

5.89

5.91

5.94

6.04

Al

3+

0.03

0.03

0.13

0.09

0.09

0.09

0.02

0.00

0.08

0.00

0.00

0.18

0.11

0.09

0.06

0.00

T-sum.

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.03

6.00

6.03

6.02

6.00

6.00

6.00

6.00

6.04

B

3+

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

3.00

Al

3+

5.95

5.96

5.16

5.95

5.95

5.95

5.89

5.96

5.91

5.84

5.69

5.80

5.90

5.95

5.86

5.47

Cr

3+

0.01

0.00

0.00

0.01

0.01

0.01

0.00

0.01

0.00

0.01

0.00

0.02

0.00

0.01

0.00

0.01

V

3+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Mg

2+

0.05

0.03

0.18

0.03

0.03

0.03

0.11

0.03

0.08

0.09

0.00

0.18

0.10

0.03

0.14

0.07

Fe

3+

0.00

0.00

0.66

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.06

0.31

0.00

0.00

0.00

0.00

0.45

Z-sum.

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

Ti

4+

0.03

0.04

0.56

0.10

0.10

0.10

0.09

0.13

0.03

0.17

0.10

0.11

0.08

0.10

0.06

0.01

Al

3+

0.46

0.07

0.00

0.42

0.42

0.42

0.17

0.03

0.58

0.00

0.00

0.55

0.53

0.42

0.60

0.00

Fe

3+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Fe

2+

0.79

1.30

1.04

0.81

0.81

0.81

0.97

1.02

0.78

1.03

0.82

0.75

1.28

0.81

1.56

1.11

Mn

2+

0.00

0.01

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.01

0.01

0.00

0.01

0.00

0.01

0.00

Mg

2+

1.65

1.57

1.26

1.53

1.53

1.53

1.68

1.69

1.47

1.69

2.06

1.45

0.99

1.53

0.66

1.84

Zn

2+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Ni

2+

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.00

0.00

Vac.

0.07

0.01

0.13

0.14

0.14

0.14

0.08

0.13

0.13

0.10

0.02

0.14

0.09

0.14

0.12

0.04

Y-sum.

2.93

2.99

2.87

2.86

2.86

2.86

2.92

2.87

2.87

2.90

2.98

2.86

2.91

2.86

2.88

2.96

Ca

2+

0.05

0.03

0.18

0.03

0.03

0.03

0.11

0.03

0.08

0.09

0.00

0.18

0.10

0.03

0.14

0.07

Na

+

0.59

0.88

0.73

0.71

0.71

0.71

0.70

0.81

0.62

0.72

0.88

0.51

0.50

0.71

0.44

0.89

K

+

0.00

0.00

0.02

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.01

0.00

0.01

0.01

0.01

0.00

0.00

0.01

Vac.

0.36

0.09

0.07

0.26

0.26

0.26

0.19

0.15

0.29

0.18

0.11

0.30

0.40

0.26

0.42

0.03

X-sum.

0.64

0.91

0.93

0.74

0.74

0.74

0.81

0.85

0.71

0.82

0.89

0.70

0.60

0.74

0.58

0.97

F

-

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Cl

-

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

OH

-

3.79

3.95

3.57

3.55

3.55

3.55

3.75

3.67

3.57

3.75

4.00

3.54

3.69

3.55

3.61

4.00

O

2-

0.21

0.05

0.43

0.45

0.45

0.45

0.25

0.33

0.43

0.25

0.00

0.46

0.31

0.45

0.39

0.00

V+W

sum.

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

4.00

Cat.

sum.

18.57

18.90

18.80

18.61

18.61

18.61

18.73

18.75

18.57

18.75

18.89

18.56

18.51

18.61

18.47

18.97

Al

sum.

6.43

6.07

5.29

6.46

6.46

6.46

6.07

5.99

6.57

5.84

5.69

6.54

6.54

6.46

6.51

5.47

background image

v

PROVENANCE OF SYNOROGENIC DEPOSITS OF THE JARMUTA–PROČ FORMATION

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Formation

JPF

JPF

Sample

PU-5

SZTOL-1

Analysis

Grt#1

Grt#2

Grt#3

Grt#4

Grt#5

Grt#6

Grt#7

Grt#8

Grt#9

Grt#10

Grt#11

Grt#12

SiO

2

35.80

36.71

36.89

36.82

37.22

37.31

37.16

37.17

37.53

36.75

37.26

37.31

TiO

2

0.08

0.12

0.05

0.10

0.14

0.09

0.07

0.13

0.07

0.11

0.13

0.09

Al

2

O

3

20.93

21.01

21.17

21.01

21.07

21.41

21.10

21.01

21.43

21.33

21.33

21.56

FeO

29.21

29.17

37.00

35.37

28.50

25.53

27.70

26.09

33.30

34.19

31.81

32.60

MnO

10.71

8.80

2.23

2.20

3.25

11.65

9.12

6.68

0.28

5.64

6.74

4.10

MgO

1.62

1.07

1.62

1.58

0.77

2.16

0.93

0.81

1.57

1.02

1.01

1.20

CaO

1.73

3.78

2.06

3.10

9.60

3.06

3.92

8.45

6.68

2.92

3.89

5.20

Cr

2

O

3

0.07

0.02

0.00

0.00

0.01

0.06

0.02

0.01

0.03

0.04

0.02

0.02

Total

100.14

100.67

101.01

100.19

100.55

101.27

100.02

100.35

100.89

101.99

102.20

102.08

 

Formula normalization to 12 oxydes and 8 cations

Si

2.926

2.969

2.975

2.984

2.976

2.977

3.001

2.983

2.987

2.949

2.970

2.964

Al

 IV

0.074

0.031

0.025

0.016

0.024

0.023

0.000

0.017

0.013

0.051

0.030

0.036

Al 

VI

1.946

1.973

1.989

1.991

1.964

1.990

2.014

1.971

1.999

1.967

1.975

1.984

Ti

0.005

0.007

0.003

0.006

0.008

0.006

0.004

0.008

0.004

0.006

0.008

0.006

Cr

0.004

0.001

0.000

0.000

0.001

0.004

0.001

0.001

0.002

0.002

0.001

0.001

Fe

3+

0.040

0.016

0.007

0.003

0.024

0.000

0.000

0.018

0.000

0.021

0.014

0.008

Fe

2+

1.956

1.957

2.488

2.395

1.882

1.703

1.898

1.733

2.223

2.273

2.107

2.158

Mn

0.742

0.603

0.152

0.151

0.220

0.787

0.624

0.454

0.019

0.383

0.455

0.276

Mg

0.198

0.129

0.194

0.191

0.091

0.257

0.112

0.096

0.187

0.122

0.121

0.142

Ca

0.152

0.327

0.178

0.270

0.822

0.262

0.340

0.726

0.569

0.251

0.333

0.442

 

Grt end members (mol. %)

almandine

62.7

64.3

82.4

79.5

61.9

56.1

63.8

57.2

74.1

74.4

69.4

71.0

pyrope

6.8

4.3

6.5

6.4

3.1

8.6

3.8

3.2

6.2

4.1

4.1

4.8

grossular

2.9

10.2

5.6

8.9

26.4

8.6

11.4

23.4

19.0

7.3

10.4

14.4

spessartine

25.4

20.3

5.1

5.1

7.4

26.4

21.0

15.2

0.6

13.0

15.3

9.3

uvarovite

0.2

0.1

0.0

0.0

0.0

0.2

0.1

0.0

0.1

0.1

0.1

0.1

andradite

2.1

0.8

0.4

0.1

1.2

0.0

0.0

0.9

0.0

1.1

0.7

0.4

Formation

JPF

MB

JPF

MB

Sample

SZTOL-1

LIT-1

H-15

MIL-2

Analysis

Grt#13

Grt#14

Grt#15

Grt#16

Grt#17

Grt#18

Grt#19

Grt#20

Grt#21

Grt#22

Grt#23

SiO

2

37.38

37.01

37.24

36.07

34.52

35.11

36.98

37.45

37.10

36.43

36.88

TiO

2

0.03

0.05

0.09

0.00

0.05

0.07

0.07

0.08

0.03

0.05

0.05

Al

2

O

3

21.35

21.43

21.44

21.22

20.66

20.89

21.12

21.25

21.53

21.22

21.52

FeO

35.80

31.80

27.41

32.65

22.54

33.79

34.18

35.56

32.45

35.36

34.87

MnO

1.55

5.47

8.15

6.21

20.49

3.80

4.56

4.20

6.19

3.87

2.94

MgO

2.57

0.84

0.67

3.01

0.56

3.23

1.31

1.49

3.28

1.48

1.40

CaO

2.98

5.21

7.08

1.09

0.45

1.54

3.62

2.32

1.28

1.96

3.14

Cr

2

O

3

0.00

0.03

0.04

0.00

0.00

0.08

0.00

0.00

0.03

0.00

0.01

Total

101.67

101.84

102.12

100.25

99.28

98.51

101.84

102.33

101.88

100.36

100.82

 

Formula normalization to 12 oxydes and 8 cations

Si

2.971

2.957

2.957

2.922

2.886

2.893

2.960

2.983

2.945

2.961

2.966

Al

 IV

0.029

0.043

0.043

0.078

0.114

0.107

0.040

0.017

0.055

0.039

0.034

Al 

VI

1.973

1.977

1.966

1.952

1.927

1.926

1.956

1.979

1.962

1.995

2.009

Ti

0.002

0.003

0.006

0.000

0.003

0.004

0.004

0.004

0.002

0.003

0.003

Cr

0.000

0.002

0.002

0.000

0.000

0.005

0.000

0.000

0.002

0.000

0.001

Fe

3+

0.022

0.016

0.024

0.043

0.062

0.057

0.035

0.015

0.031

0.002

0.000

Fe

2+

2.358

2.109

1.797

2.169

1.514

2.271

2.253

2.353

2.123

2.402

2.362

Mn

0.105

0.370

0.548

0.426

1.451

0.265

0.309

0.283

0.416

0.266

0.200

Mg

0.305

0.100

0.079

0.364

0.070

0.397

0.156

0.176

0.388

0.179

0.168

Ca

0.254

0.446

0.602

0.094

0.040

0.136

0.310

0.198

0.108

0.171

0.271

 

Grt end members (mol. %)

almandine

77.7

69.0

58.4

69.8

45.9

72.4

73.8

78.0

69.0

79.2

78.5

pyrope

10.3

3.4

2.7

12.5

2.4

13.7

5.3

5.9

13.2

6.1

5.7

grossular

7.4

14.2

19.0

1.0

0.0

1.5

8.7

5.9

2.0

5.7

9.1

spessartine

3.5

12.5

18.5

14.6

50.3

9.2

10.4

9.5

14.1

9.0

6.8

uvarovite

0.0

0.1

0.1

0.0

0.0

0.3

0.0

0.0

0.1

0.0

0.0

andradite

1.1

0.8

1.2

2.2

1.4

3.0

1.8

0.8

1.6

0.1

0.0

Table S3: Microprobe analyses of detrital garnets from the sediments studied.

Table S3 (continued):

background image

vi

MADZIN, PLAŠIENKA and MÉRES

GEOLOGICA CARPATHICA

, 2019, 70, 1, 15–34

Formation

JPF

JPF

Sample

KRC-5

BEN-5

Analysis

Grt#24

Grt#25

Grt#26

Grt#27

Grt#28

Grt#29

Grt#30

Grt#31

Grt#32

Grt#33

Grt#34

Grt#35

SiO

2

37.46

36.81

38.69

37.21

37.91

39.36

37.86

40.02

39.17

37.17

37.56

37.92

TiO

2

0.15

0.00

0.06

0.00

0.00

0.05

0.08

0.03

0.09

0.31

0.06

0.01

Al

2

O

3

21.49

21.44

22.56

21.66

21.90

22.47

21.38

23.05

22.44

20.72

21.45

21.86

FeO

25.43

33.27

27.15

33.94

30.87

21.30

26.41

20.61

23.25

17.72

21.99

33.53

MnO

3.62

2.82

0.50

2.37

1.45

0.47

0.57

0.48

0.84

16.33

10.91

1.38

MgO

3.31

3.98

10.17

4.34

6.76

8.03

6.23

9.89

6.64

0.93

1.51

5.48

CaO

8.61

1.27

1.30

1.43

1.54

9.22

7.49

7.27

8.96

8.26

7.07

1.38

Cr

2

O

3

0.01

0.02

0.02

0.00

0.02

0.00

0.04

0.01

0.00

0.05

0.03

0.00

Total

100.08

99.61

100.44

100.95

100.45

100.90

100.05

101.36

101.38

101.48

100.58

101.56

 

Formula normalization to 12 oxydes and 8 cations

Si

2.961

2.963

2.955

2.953

2.965

2.977

2.950

2.980

2.978

2.958

2.989

2.965

Al

 IV

0.039

0.037

0.045

0.047

0.035

0.023

0.050

0.020

0.022

0.042

0.011

0.035

Al 

VI

1.965

1.998

1.987

1.980

1.986

1.981

1.920

2.005

1.990

1.907

2.003

1.981

Ti

0.009

0.000

0.003

0.000

0.000

0.003

0.004

0.002

0.005

0.018

0.004

0.000

Cr

0.000

0.001

0.001

0.000

0.001

0.000

0.003

0.000

0.000

0.003

0.002

0.000

Fe

3+

0.022

0.001

0.008

0.018

0.012

0.014

0.065

0.000

0.005

0.064

0.000

0.016

Fe

2+

1.659

2.239

1.727

2.235

2.007

1.332

1.656

1.292

1.473

1.116

1.476

2.177

Mn

0.243

0.192

0.032

0.159

0.096

0.030

0.038

0.030

0.054

1.101

0.735

0.092

Mg

0.391

0.478

1.158

0.514

0.788

0.905

0.723

1.098

0.752

0.111

0.179

0.638

Ca

0.729

0.110

0.106

0.122

0.129

0.747

0.626

0.580

0.730

0.704

0.603

0.116

 

Grt end members (mol. %)

almandine

54.0

73.7

56.1

73.1

65.8

43.5

53.0

42.7

48.4

35.2

49.2

71.5

pyrope

13.2

16.1

39.2

17.4

26.6

30.4

24.5

36.9

25.3

3.7

6.0

21.5

grossular

23.5

3.6

3.2

3.2

3.7

24.4

17.8

19.4

24.3

20.4

20.1

3.1

spessartine

8.2

6.5

1.1

5.4

3.2

1.0

1.3

1.0

1.8

37.2

24.6

3.1

uvarovite

0.0

0.1

0.0

0.0

0.1

0.0

0.1

0.0

0.0

0.2

0.1

0.0

andradite

1.1

0.0

0.4

0.9

0.6

0.7

3.3

0.0

0.2

3.2

0.0

0.8

Formation

JPF

JPF

MB

JPF

JPF

JPF

Sample

PU-5

Sztol-1

LIT-1

H-15

DRAB-3

KRC-5

Analysis

Spl#1

Spl#2

Spl#3

Spl#4

Spl#5

Spl#6

Spl#7

Spl#8

Spl#10

Spl#11 Spl#12 Spl#13 Spl#14 Spl#15

Degree of alteration

U

U

I

U

I

I

U

U

II

U

U

U

U

U

SiO

2

 

0.09

0.02

0.00

0.01

0.03

0.04

0.03

0.01

0.00

0.01

0.01

0.00

0.04

0.01

TiO

0.31

0.05

0.30

0.05

0.02

0.08

0.10

0.09

3.26

0.08

0.04

0.08

0.06

0.04

V

2

O

0.12

0.24

0.23

0.12

0.31

0.04

0.16

0.07

0.36

0.25

0.22

0.21

0.22

0.19

Al

2

O

3

36.62

23.97

12.76

42.58

19.95

25.20

36.39

51.65

6.83

23.73

19.84

26.47

26.57

25.73

Cr

2

O

3

29.69

47.46

55.73

25.73

49.55

41.63

32.67

17.63

35.05

47.35

51.53

43.51

43.23

45.44

Fe

2

O

3

*

5.48

2.40

4.16

1.98

1.22

5.56

3.08

2.14

23.89

1.57

1.50

2.25

1.49

1.73

FeO  

13.07

12.39

21.25

12.21

17.83

18.57

14.91

10.70

28.64

15.70

15.27

15.49

12.05

12.64

MnO  

0.28

0.33

0.43

0.24

0.44

0.35

0.26

0.14

0.43

0.30

0.39

0.33

0.25

0.26

MgO  

16.27

15.51

8.68

16.98

11.10

11.65

15.26

19.35

2.30

13.31

13.07

13.60

15.39

15.37

CoO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

NiO

0.11

0.13

0.04

0.24

0.02

0.10

0.12

0.28

0.34

0.11

0.07

0.07

0.15

0.14

ZnO  

0.08

0.05

0.28

0.21

0.12

0.26

0.12

0.17

0.26

0.12

0.11

0.23

0.10

0.05

Total

101.57

102.30

103.45

100.15

100.46

102.92

102.80

102.01

98.97

102.38

101.91

102.03

99.39

101.43

Based on 3 cations

Cr

0.660

1.106

1.406

0.564

1.226

0.984

0.725

0.364

0.981

1.120

1.244

1.019

1.022

1.060

Ti

0.007

0.001

0.007

0.001

0.001

0.002

0.002

0.002

0.087

0.002

0.001

0.002

0.001

0.001

V

0.002

0.005

0.005

0.002

0.006

0.001

0.003

0.001

0.008

0.005

0.004

0.004

0.004

0.004

Al

1.214

0.833

0.480

1.391

0.736

0.888

1.204

1.591

0.285

0.837

0.714

0.924

0.937

0.896

Fe

3+

0.108

0.048

0.089

0.038

0.023

0.123

0.061

0.039

0.543

0.029

0.030

0.045

0.029

0.034

Fe

2+

0.315

0.310

0.578

0.286

0.472

0.466

0.355

0.237

0.942

0.399

0.395

0.389

0.306

0.316

Mn

0.007

0.008

0.012

0.006

0.012

0.009

0.006

0.003

0.013

0.008

0.010

0.008

0.006

0.007

Mg

0.682

0.682

0.413

0.701

0.518

0.519

0.638

0.754

0.121

0.593

0.595

0.600

0.686

0.676

Co

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

Ni

0.003

0.003

0.001

0.005

0.000

0.002

0.003

0.006

0.010

0.003

0.002

0.002

0.004

0.003

Zn

0.002

0.001

0.007

0.004

0.003

0.006

0.002

0.003

0.007

0.003

0.002

0.005

0.002

0.001

Total

2.999

2.998

2.998

2.999

2.997

3.000

2.999

2.999

2.996

2.998

2.998

2.998

2.998

2.998

Cr#

35

57

75

29

62

53

38

19

77

57

64

52

52

54

Mg#

68

69

42

71

52

53

64

76

11

60

60

61

69

68

Fe

2+

/Fe

3+

2.9

6.4

6.5

7.5

20.6

3.8

5.9

6.1

1.7

13.6

13.2

8.7

10.6

9.2

Table S3 (continued):

Table  S4:  Microprobe  analyses  of  detrital  spinels  from  the  sediments  studied.  * Fe

2

O

3

  calculated  from  stoichiometry.  Cr# = Cr / (Cr + Al);  

Mg# = Mg / (Mg + Fe

2+

). Criteria for alteration degrees according to Mikuš &Spišiak (2007); U — unaltered fresh spinel.