Sedimentary aspects of the onset of Middle Triassic continental rifting in the western end of Neotethys; inferences from the Silica and Torna Nappes, NE Hungary: a review

The initiation of continental rifting from the latest Early Triassic was reconstructed by correlation of sedimentary formations deposited in the western end of Neotethys (in the Dinaric-Alpine oceanic branch). The shallow-marine and basinal strata of the Silica Nappes and the Bodvarako Series from the Torna Nappe (located in the southern part of the Inner Western Carpathians) were studied and compared to sedimentary successions described from the Alps, the Carpathians and the Dinarides. The depositional zonation, developed on the shelf during the Late Permian-Early Triassic transgression, was dissected and rearranged from the latest Early Triassic. The facies pattern and the differential sedimentary evolution of the shelf domains suggest that the accelerated subsidence began in the latest Early Triassic, and was connected to the onset of continental rifting. Three stages are reconstructed in the studied time-frame. (1) Dark grey carbonates, very poor in fossils, were deposited in restricted and hypersaline intraplatform basins in many shelf domains. In the external domains, shallow-marine carbonates, depositional gaps and terrestrial deposits are typical (formations in the Southern Alps, the External Dinarides and the Serbian-Macedonian Massif). From the latest Early Triassic, this latter shelf segment formed a threshold that restricted water circulation from the intraplatform basins. (2) Shallowing-up carbonate successions mark the next stage that implies a period of tectonic quiescence on the shelf from the late Early Anisian to late Middle Anisian. A peculiar change in biota occurring in previously restricted domains was coeval in shallow-marine and deep-marine settings. The biotic change is revealed by observations that dark grey carbonates, which are very poor in fossils, are overlain by carbonate successions rich in fossils typical for normal-marine water. The biota and environmental changes indicate the opening of a passage which allowed the circulation of well-oxygenated and normal-salinity marine water towards the previously restricted depositional areas. The geodynamic setting switching from continental rifting to spreading in the southern sector of the Dinaric-Alpine oceanic branch (Hellenides and Albanides), triggered the opening of the gateway between the future continental margins, i.e., between the External Dinaridic domain (Adria) and Serbian-Macedonian Massif (Eurasia). (3) Following the biotic event in the northern sector of the shelf, subsidence accelerated and additional intraplatform basins opened from the latest Pelsonian

Microfacies associations of Middle and Upper Triassic slope and basin carbonates deposited along the Neo-Tethyan margin, NE Hungary

Microfacies types presented here are based on thin section analysis of more than 1.500 samples from drilling cores, surface sections and several outcrops from Middle and Upper Triassic slope and basin carbonates in the Aggtelek‒Rudabánya Hills (Hungary). The observed compositional and textural types were grouped into five microfacies associations which are characteristic for slope and basin environments. The clotted micrite “boundstone” typically contains bioclasts, peloids and stromatactis structures. The inhomogeneous clotted micrite-rich groundmass suggests that the sediment originated from mats or mounds enriched in organic matter. Bioclastic wackestone with radiolarians, pelagic bivalve shells and signs of bioturbation was likely deposited in deep-water basinal environment. Bioclastic grainstone‒packstone and bivalve‒crinoid packstone deposited from turbidity currents which often occurred along the slope. The mudstones can be found after events of sudden deepening, mostly related to the drowning of the Steinalm platform. Data based on comparison of stratigraphical logs show that the Middle Triassic was characterised by rapid deepening followed by the formation and expansion of a carbonate slope. During the Late Triassic, the breakup of the Wetterstein platform had an effect on slope environment as well. Die hier präsentierten Mikrofazies-Typen basieren auf der Analyse von mehr als 1500 Proben der Region Aggtelek-Rudabanya (Ungarn). Die Proben entstammen entweder aus Bohrungen oder Oberflächenaufschlüssen, z.T. künstlicher Natur. Die beobachteten Mikrofazies-Typen wurden in fünf verschiedene Mikrofaziesassoziationen untergliedert, die typisch für Abhang- bzw. Beckenablagerungen sind. Der „clotted micritic boundstone“ führt Bioklasten, Peloide und Stromatactis-Strukturen. Der nicht homogene „clotted micrite“ erlaubt eine Interpretation, dass das Sediment von Matten bzw. Mounds, die reich an organischer Substanz sind, herzuleiten ist. Bioklastische Wackestones mit Radiolarien, offen marinen Muschelschalen und Bioturbation werden einem Tiefwasserablagerungsraum zugeordnet. Bioklastische Grainstones bzw. Packstones und Krinoiden-Muschel Packstones werden als turbiditische Ablagerungen interpretiert, wie das häufig an Abhängen zu beobachten ist. Die Mudstones treten nach Ereignissen mit abrupter Vertiefung auf und sind meist mit dem Ertrinken der Steinalm Karbonatrampe in Verbindung stehend. Basierend auf den Vergleichen verschiedener Profile kann konstatiert werden, dass die Mittel-Trias charakterisiert war durch ein rasches Vertiefen des Ablagerungsraumes,gefolgt von der Entstehung und folgender Ausdehnung von karbonatischen Abhängen. Während der Späten Trias zeigt auch das Zerbrechen der Wetterstein-Karbonatplattform einen Einfluss auf die Hangsedimentation

Anisusi mikroba-zátonyok? = Anisian microbal reefs?

Középső-triász sekélytengeri karbonátok (Aggteleki-Karszt) szedimentológiai és diagenezis vizsgálata volt a kutatási projekt témája. A vizsgált rétegsorban jelentős ökológiai és üledékföldtani változások a szivacsok és bentosz mikrobák megjelenéséhez köthetők, ami egy relatív tengerszintcsökkenéssel esett egybe. A megfigyelt szivacs-mikroba boundstone és a többi sekélyengeri fácies típus ciklikus változást mutat a 170 m vastag rétegsoron belül. Ezek vertikális változása sekélyesedő tendenciát tükröz. A szivacsok vázszerkezetének megőrződése speciális diagenetikus folyamatoknak köszönhető. A bekérgező szivacsok vázalkotó, és a mikrobák finomkristályos karbonátüledék termelésében betöltött szerepének felismerése alapvető fontosságú volt a fácies modell kidolgozásához. A képződmények lerakódása idején az üledékképződést befolyásoló tényezők a következők voltak: felgyorsult süllyedési sebesség, tengerszint-változások, félszáraz-száraz klíma, túlsós tengervíz és ennek sűrűségi rétegződése, és az élővilág evolúciója a permi végi kihalást követően. Az eredmények igen fontos adattal szolgáltak a tengeri szervezetek evolúciójának rekonstruálásához, egy viszonylag hosszú időintervallum végén, amikor a föld történetében szilárd vázzal rendelkező zátonyalkotók hiánya volt a jellemző. | In the Aggtelek Karst, north-eastern Hungary, sedimentary and diagenetic properties of the Middle Anisian dark grey carbonates of the Silica Nappe were studied. Remarkable ecological and sedimentary changes began with the colonisation by sponges and benthic microbes that occurred coevally with a relative sea-level fall. This unit is very variable in lithology and facies compared to the monotonous development of the lower units of the formation. The observed fairly regular recurrence of the sponge-microbe boundstones and the other six principal facies types suggests a cyclic deposition in 170 m thickness. The stacking pattern of the shallowing-upward cycles suggests a larger-scale shallowing-upward trend. Sponge framework was preserved via specific diagenetic processes. Recognition of the role of sponges in accumulations of soft organic substrates, and that of microbes in high rates of finely crystalline carbonate production, was essential for the interpretation of the non-skeletal carbonate factory in the Anisian western Tethys. Tectonic setting, biota evolution after the end-Permian mass extinction, relative sea-level changes, climate, and hypersalinity may have been the most important controlling factors of the non-skeletal carbonate factory which produced dark grey mud-dominated deposits. The results provide important data for the marine biota evolution during the long-lasting skeletal metazoan reef gap, which followed the end-Permian mass extinction

A kora-miocén Pétervásárai Homokkő diagenezis-története

Az eggenburgi korú, sekélytengeri környezetben képződött Pétervásárai Homokkő Formációt, mint ismert rezervoár kőzet felszíni analógját vizsgáltuk. A szemcseösszetétel, a diagenezistörténet és a porozitásfejlődés rekonstrukciójához terepi vizsgálatokat és petrográfiai megfigyeléseket végeztünk, melyeket geokémiai mérések egészítettek ki. A vizsgált, apró-durvaszemcsés, kőzettörmelékes homokkőben a komponensek mennyiségi aránya alapján négy litofácies külön - böztethető meg; ezek a porózus (LF1), mátrixgazdag (LF2), cementgazdag (LF3), és mátrix- és cementgazdag (LF4) homokkőtípusok. A diagenezis során, az eogenezis tartományában képződött autigén ásványok a glaukonit, a fram - boidális pirit, sziderit, káliföldpát továbbnövekedési cement, kaolinit és a feltételezhetően nagyon kis mennyiségű kalcit - cement. A legalább 80 °C-os hőmérsékletet elérve, a mezogenezis tartományában megjelent a kvarc tovább növekedési cement, kevert szerkezetű illit/szmektit és albit keletkezett. Így a fokozatosan betemetődött homokkőben a porozitás folyamatosan csökkent a kompakció és a megjelenő új ásványfázisok miatt. A legnagyobb mennyiségben megjelenő,egyik legkésőbbi autigén ásványfázis a kalcit. Ez főleg ásványhelyettesítésként, kisebb részben pedig cementként,elszigetelt lencsékben van jelen. A rendelkezésre álló geokémiai adatok alapján, figyelembe véve a terület földtani felépítését, a kalcit eredete több genetikai modellel is magyarázható. Ezek szerint képződhetett egyrészt a mezogenezis tartományában, az üledékkel betemetődött módosult tengeri eredetű pórusfluidumból, másrészt keletkezhetett törések mentén a kőzettestbe áramlott egzotikus fluidumból. Ez utóbbi esetben is két változat lehetséges, vagy egy magas hőmérsékletű formációs fluidumból vált ki, vagy egy mélyre cirkulált és felmelegedett meteorikus eredetű fluidumból. A homokkő jelentős porozitással rendelkezik, főleg a kalcitot nem tartalmazó részeken. Ez a porozitás a kiemelkedés során, a felszín közelében alakulhatott ki a beszivárgó meteorikus vizek oldó hatása révén. A feltárásban megjelenő különleges mállási formák kialakulásában a homokkő diagenezistörténetének jelentős szerepe volt. For this paper, the Eggenburgian Pétervására Sandstone — a shallow marine siliciclastic formation — was studied as a surface analogue for known reservoir rocks. Field observation in the area of Kishartyán, detailed petrography (including SEM, CL) and geochemical analysis (XRD, SEM-EDS, stable isotope analysis) were applied to find out more about the diagenetic processes, the burial history, the porosity evolution, and their relationship with the weathering forms. The composition of the fine to very coarse-grained sandstones varies between subarenite and litharenite. The most common detrital grains are mono- and polycrystalline quartz and sedimentary rock fragments (cherts, dolomites and metamorphic rock fragments). Ductile grains are represented by micas and altered volcanoclastic rock fragments. Based on the proportion of components, four lithofacies were distinguished: porous sandstone (LF1), matrix-rich sandstone (LF2),cement-rich sandstone (LF3), and matrix and cement rich sandstone (LF4). The eogenetic minerals are: glauconite,framboidal pyrite, flattened rhombohedral siderite crystals, K-feldspar overgrowth cement, kaolinite, and (supposedly)small amounts of calcite. The maximum burial temperature was likely reached at around 80 °C; this is indicated by the presence of quartz overgrowth cement, mixed layer illite/smectite, and replacive and cementing albite. These minerals were formed in the mesogenetic realm. During eogenesis and mesogenesis, the porosity of the sandstone progressively decreased due to compaction and the precipitation of authigenic minerals. Calcite is one of the latest diagenetic minerals and occurs both as a replacive phase and as cement. The distribution of calcite within the studied sandstone is heterogeneous. Calcite is present in elongated lenses where the sandstone has a very low porosity. Considering the geochemical data and the geological setting, the origin of the calcite can be explained by several genetic models. According to these models, the formation of the calcite may have taken place either in the mesogenetic realm from modified marine pore waters (buried together with the sediment), or from an exotic fluid channelled along fault zones. In the second scenario, there are two possibilities regarding the origin of the parent fluid: namely, (a) a formational fluid or (b) a deeply circulated, warmed-up meteoric fluid. The high porosity of the sandstone is the result of dissolution by meteoric water during uplift. Diagenetic evolution of the sandstone had a crucial role in the formation of the weathering morphology

Dolomitization of Triassic microbial mat deposits (Hungary): Origin of microcrystalline dolomite

Dolomite most commonly forms via replacement of precursor carbonate minerals. For this reason, diagnosing primarily precipitated organogenic dolomite in microbial mat deposits from the rock record is not straightforward, even though the deposits exhibit microbial fabric. Single and multiple dolomite crusts exhibiting microbial fabric occur in a pervasively dolomitized Middle Triassic platform succession. Two sections were studied in the Transdanubian Range. In both sections, two fabric types occur in the upper part of the metre-scale cycles. One of that is microbial boundstone (fabric type 1)‒‒characterised by clusters of dolomite microcrystals which display diagnostic microbial features, such as calcimicrobes, clotted–spherular aggregates and globules. The other one is different in the two studied sections. In Section 1, it is micritic dolomite (fabric type 2) that is characterised by predominantly fine crystals and contains obscured microbial components. In Section 2, it is bioclastic dolomite (fabric type 3) that is rich in reworked dasycladalean alga fragments and consists of dolomite crystals of wide size-range from fine to coarse. The precipitation of the microcrystalline dolomite phase is interpreted as being facilitated by mats and biofilms favouring/tolerating an increasing frequency of subaerial conditions in the upper intertidal setting. Petrographic analyses revealed that organogenic calcite was also precipitated, especially in mat deposits rich in bioclasts. Synsedimentary dolomitization, resulting in fine crystals, was coupled with aragonite dissolution and it postdated the organogenic precipitation. It took place only in the peritidal caps of the shallowing-upward depositional units. Petrographic analyses provide circumstantial evidence constraining that microcrystalline dolomite did not form via mimetic replacement. Accordingly the microcrystalline dolomite, which shows microbial microfabrics in the studied samples, is interpreted as an organogenic primary precipitate. Both peritidal processes, dolomite precipitation and replacement, were likely controlled by the environmental factors in a semi-arid climate. Those components of the platform succession that were not dolomitized in the peritidal environment were replaced and cemented by medium and coarsely crystalline dolomite during further burial at elevated temperature, as shown by fluid inclusion homogenisation temperature (62 to 83 °C) and negative stable oxygen isotope values. Thus, the majority of the studied formation consists of fabric-destructive dolomite (fabric type 4)

A rejtelmes dolomit = The enigmatic dolomite

A dolomit első leírása óta eltelt több mint két évszázad alatt e fontos karbonátos kőzetfajta képződésének körülményeit illetően igen lényeges tudományos eredmények születtek, és ezek alapján tudományosan megalapozott képződési modellek váltak ismertté. Hosszú vitákat követően általánosan elfogadott lett, hogy a kiterjedt dolomit kőzettestek mészüledékekből vagy mészkövekből ásványhelyettesítéssel jöttek létre, továbbá az, hogy a dolomitásvány a kőzetek pórusaiban cementként is kiválik. A cikk rövid áttekintést ad a dolomitkutatás történetének legfontosabb állomásairól bemutatva a képződési viszonyok tisztázásának nehézségeit, problémáit és azt is, hogy milyen koncepciók merültek fel a megfigyelt jelenségek magyarázatára, továbbá, hogy egy-egy új felismerés, megfigyelés nyomán milyen képződési modelleket javasoltak. A cikk bemutatja a dolomit kőzetfajták alapvető litológiai, petrográfiai és geokémiai jellegeit és az azok megfigyelésére, mérésére leggyakrabban alkalmazott vizsgálati módszereket. Áttekintést ad a dolomitképződés általános feltételeiről, legfontosabb folyamatairól a jelenlegi ismeretek szerint, és vázolja a különböző szedimentációs (tavi és tengeri) környezetekben és diagenetikus (sekély-, köztes és mélybetemetődési) tartományokban végbemenő dolomitképződési folyamatokat. A cikk második része áttekinti a hazánkban előforduló dolomit kőzetfajtákat, és tömören ismertet néhány esettanulmányt is a dolomit kőzetfajtákban igen gazdag Dunántúli-középhegység, valamint a Tiszai-főegység területéről. Az esettanulmányok azt is demonstrálják, hogy minden dolomitosodott kőzettest más és más sajátságokat mutat, amelyek gyakran több stádiumú folyamatsor eredményeként jöttek létre. Ezeket elsősorban a befogadó képződmény jellegei, a dolomitosodási folyamatok egymásutánisága, valamint lokális tektonikai és regionális geodinamikai tényezők határozzák meg

Multiphase carbonate cementation in the Miocene Pétervására Sandstone (North Hungary): implications for basinal fluid flow and burial history

The paper focuses on the reservoir heterogeneity of a sandstone formation in which the main issue is the evaluation of diagenetic features. Integrated data from field observations as well as petrographic and geochemical analyses from surface and core sections from different structural settings were applied. In the shallow marine Pétervására Sandstone, eogenetic minerals are comprised of calcite, pyrite and siderite; mesogenetic minerals are albite, ankerite, calcite, quartz, mixed layer clays and kaolinite. Dissolution occurred during mesogenetic and telogenetic phases. Ankerite is only present in the core setting, where the sandstone is at ca. 900 m depth and diagenetic calcite predates quartz cementation. Based on stable isotopic values (δ13 CV-PDB −18.3 to −11.4 ‰ and δ18 OV-PDB −9.5 to −7.2 ‰), diagenetic calcite is of mesogenetic origin and was precipitated from fluids migrated along fault zones from the underlying, organic matter-rich formation. In outcrop setting, on the other hand, calcite is present in a larger quantity and postdates quartz cementation. Carbon isotope data (δ13 CV-PDB = −9.9 to −5.1 ‰) indicate less contribution of light isotope, whereas more negative oxygen isotopic values (OV-PDB = −13.1 to −9.9 ‰) likely imply higher temperature of mesogenetic fluids. However, carbon–oxygen isotope covariation can indicate precipitation from meteoric fluid. In this case, further analyses are required to delineate the final model

A Rudabányai- és Aggteleki-hegység szerkezetföldtani vizsgálata = Structural geological research of the Rudabánya and Aggtelek Mts.

A Rudabányai- és Aggteleki-hegységben szerkezeti, metamorf kőzettani, geokronológiai és őslénytani megfigyelések, adatok alapján új szerkezeti képet készítettünk és új szerkezetfejlődési modellt állítottunk fel. A hegységeket a nem metamorf Aggteleki- és Bódvai-sorozat, valamint az anchizónás metamorfózist szenvedett jura (Telekesoldali) sorozat(ok) és az epizónás-anchizónás átalakultságú Tornai-sorozatok építik fel. A metamorfózis és a vele együtt járó többfázisú képlékeny deformáció a kréta időszak legelején mehetett végbe. Ezt követően a metamorf sorozatok a nem metamorf egységek talpa közelébe kerültek. Mintegy 110 és 90 millió évek között a metamorf és nem metamorf egységek sorrendje többször átrendeződött, és új takarók jöttek létre. A miocénben a Rudabányai-hegységben, és az azt magába foglaló Darnó-zónában 3 töréses deformációs fázis érintette a kőzeteket, melyek a hegység DK-i zónájában pikkelyeket, balos eltolódást hoztak létre. | On the basis of new structural, metamorphic petrological, geochronological and paleontological data a new structural geometry and evolution have been suggested for the Rudabánya and Aggtelek Hills. The area is composed of the non-metamorphosed Aggtelek and Bódva nappes and the Jurassic (Telekesoldal) and Triassic (Torna) series which suffered high-temperature anchi- to epizonal metamorphism, respectively. The metamorphism and the associated multiphase ductile deformation occurred probably in the beginning of the Cretaceous. After that the metamorphosed units were exhumed and placed at the base of non-metamorphosed units. Between 110 and 90 Ma the structural order of the metamorphosed and non-metamorphosed units were reorganized in several steps and new nappes formed. In the Miocene the Rudabánya Hills and the wider Darnó Zone were affected by 3 phases of brittle deformation, which resulted in the formation of scales and sinistral strike-slip faults along the SE boundary zone of the Rudabánya Hills

Mikrobialitok jellegzetességei: a biofilmek szerepe a karbonátkiválásban = Characteristic features of microbialites: role of biofilms in the carbonate precipitation

A mikrobialit az üledékes kőzeteknek egy olyan típusa, ahol a mikrobák alkotta biofilm szerves anyagának jelenléte meghatározó a kőzetképződési folyamatokban. A jelen tanulmány a biofilmek elmeszesedésével létrejött mészkőfajták kutatástörténetét, szedimentológiai és petrográfiai sajátosságait, továbbá a karbonátkiválási folyamatokra vonatkozó kutatásokat tekinti át, emellett bemutat egy negyedidőszaki és néhány hazai esettanulmányt. A mészvázzal nem rendelkező mikrobák élettevékenysége közvetlen környezetükre jelentős befolyással van, ami ásványkicsapódási folyamatokat indíthat el. A kristálykiválás tehát biológiai folyamatok által kiváltott vagy befolyásolt, szemben a mészvázú élőlények csoportjára jellemző kiválasztásra, ami az élőlények metabolizmusa által szabályozott biomineralizáció, azaz biológiai folyamatok által kontrollált. A biofilmekben a karbonátkiválás az alkalinitás növekedéséhez és a Ca2+ ionok felszabadulásához, azaz összességében a karbonátásványokra a pórusvíz telítettségének növekedéséhez vagy a pH növekedéséhez kapcsolható. A megfigyelések szerint az ásványkiválás több lépésben történik, azaz lokális alkalinitás növekedés következik be a sejten kívüli polimer mátrixban, majd az amorf CaCO3 gél képződését követően nanoszférák jelennek meg, amiken kristálycsírák képződnek. A diagenezis tartományában képződött karbonátásványoknak sajátos petrográfiai megjelenése van. A csomós mikrit szövet, valamint a kalcimikrobák és a fenesztrális pórusok azok a mikroszkópban megfigyelhető definitív bélyegek, amelyek alapján a mikrobialitok felismerhetők. A szabad szemmel megfigyelhető szerkezeti jellegek alapján elkülöníthető a lemezes sztromatolit, a foltos trombolit, a bokorszerűen elágazó dendrolit és a szerkezet nélküli leiolit. Zátonytestek elzárt üregeiben is képződhetnek biofilm eredetű kérgek, amiket szintén a mikrobialitokhoz lehet sorolni. A kőzettestek alakja és fácieskapcsolatai alapján a mikrobialitok alkothatnak mikrobazátonyokat vagy rétegkötegekből álló sztratiform lepleket

Environmental controls on the post-Permian recovery of benthic, tropical marine ecosystems in western Palaeotethys (Aggtelek Karst, Hungary)

Climate warming during the late Permian is associated with the most severe mass extinction event of the Phanerozoic, and the expansion of hypoxic and anoxic conditions in shallow shelf settings. It has been hypothesised that wave aeration provided a ‘habitable zone’ in the shallowest environments that allowed the survival and rapid recovery of benthic invertebrates during the Early Triassic.We test this hypothesis by studying the rock and fossil records of the Aggtelek Karst, Hungary. Nearshore settings recorded in the Bódvaszilas Sandstone Formation and units A and D of the Szin Marl Formation are characterised by taxonomically homogenous fossil assemblages of low diversity and low evenness. Ecological and taxonomic recovery in this environmental setting was hampered by persistent environmental stress. This stress is attributed to increased runoff related to climate warming during the Early Triassic that resulted in large salinity fluctuations, increased sedimentation rates and eutrophication that led to seasonal hypoxia and an environment only favourable for opportunistic taxa. In contrast, shoal andmid-ramp settings further offshore are characterised by high diversity faunaswith a greater functional complexity. Prior to the late Spathian Tirolites carniolicus Zone, the shelly fossils and trace fossils are limited to settings aerated by wave activity, which supports the habitable zone hypothesis. In the Tirolites carniolicus Zone, however, the oxygen minimum zone retreats offshore and the habitable deeper shelf settings are rapidly colonised by shallowwater taxa, evidenced by the highest levels of diversity and bioturbation recorded in the study. Locally, full recovery of marine ecosystems is not recorded until the Illyrian, with the establishment of a sponge reef complex