A dorozsmai márvány (Tiszai-főegység) kőzettani újravizsgálata: deformáció és fluidum hatása a mikroszerkezet fejlődésére

  • Nikoletta Papp SZTE TTIK Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék, e-mail: pappnicki@gmail.com
  • Andrea Varga SZTE TTIK Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék http://orcid.org/0000-0001-9165-5368
  • Előd Mészáros SZTE TTIK Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék
  • Béla Raucsik SZTE TTIK Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék, Vulcano Kutatócsoport http://orcid.org/0000-0002-1951-5974
Kulcsszavak: Dorozsma, márvány, petrográfia, képlékeny deformáció, metaszomatózis

Absztrakt

A márványok petrográfiai vizsgálata napjainkig alárendelt szerepet kapott a hazai földtani szakirodalomban. A márványt felépítő ásványfázisok, valamint azok szemcsemérete és a szemcsehatár jellegének meghatározása (kőzetszövet), illetve a deformációs bélyegek feltárása és értelmezése révén azonban átfogó képet kaphatunk a kőzet metamorf fejlődéséről és deformációtörténetéről, ami független bizonyítékokkal szolgálhat a befoglaló metamorf kőzettest korrelációjához.

A Békés–Codrui-egységen belül elhelyezkedő, Dorozsma környéki kristályos aljzatban egy maximum néhányszor tíz méter vastagságú, markáns töréses deformációt szenvedett márványzóna található. Tanulmányunkban az e zónát mintázó Dorozsma‒4, ‒7 és ‒54 fúrások által feltárt márványból készült archív vékonycsiszolatok petrográfiai vizsgálatát végeztük el.

A mikroszkópos vizsgálatok alapján a dorozsmai márvány döntően karbonát + kvarc + Mg-klorit ± talk összetételű, finomszemcsés, heteroblasztos szövetű márványból épül fel. A szemcsehatárok jellemzően szutúráltak, illetve beöblösödők, a deformációs ikerlemezek közül dominánsan a II. és a IV. típus van jelen. A mintákban általánosan jellemzők a kisméretű, kvarccal és karbonáttal kitöltött oldódásos üregek, amelyeket mikrokristályos karbonátból álló szegély övez. Erősen átalakult, mikrokristályos kőzetváltozat szintén megfigyelhető, valamint nagyméretű, szigmoid-alakú karbonátklasztok és rezorbeált, polikristályos, alszemcsés szerkezetű kvarcklasztok is megjelennek a mikrokristályos alapanyagban. Helyenként a nagyméretű karbonátszemcsék deformációs ikerlemezeit apró, kisméretű, zárványmentes karbonátszemcsék helyettesítik, amelyek a nagyméretű szemcsék között is megtalálhatók Mg-klorittal együtt.

Az archív vékonycsiszolatok petrográfiai vizsgálata alapján kijelenthető, hogy a vizsgált márványt többfázisú deformáció érte. A D1 esemény a szöveti bélyegek alapján nagyobb, 250 ºC-ot meghaladó hőmérsékleten mehetett végbe, amelyet később felülbélyegzett egy kis hőmérsékletű deformációs esemény (D2), amelyhez fluidumhatás társult. E fluidum gyengítő hatása okozhatta a vékonycsiszolati léptékben felismerhető képlékény alakváltozást, valamint a kis hőmérsékletű dinamikus rekrisztallizációra utaló szöveti bélyegeket.

Hivatkozások

ABU-JABER, N., AL-SAAD, Z., SHIYYAB, A. & DEGRYSE, P. 2012: Provenance of white marbles from the Nabatean sites of Qasr al Bint and the collonaded street baths at Petra, Jordan. Mediterranean Archaeology and Archaeometry 12/1, 21-29.
AL-BASHAIREH, K. & AL-HOUSAN, A., Q. 2015: Provenance investigation of white marbles of chancel screens from Rihab Byzantine churches, northeast Jordan. Journal of Cultural Heritage 16, 591-596. https://doi.org/10.1016/j.culher.2014.10.002
ANTONELLI, F., LAPUENTE, M. P., DESSANDIER, D. & KAMEL, S. 2015: Petrographic characterization and provenance determination of the crystalline marbles used in the roman city of Banasa (Morocco): New data on the import of Iberian marbles in roman North Africa. Archeometry 57, 405-425. https://doi.org/10.1111/arcm.12099
ÁRKAI, P., BÉRCZI-MAKK, A. & HAJDÚ, D. 1998: Alpine prograde and retrograde metamorphisms in an overthrusted part of the basement, Great Plain, Pannonian Basin, Eastern Hungary. - Acta Geologica Hungarica 41/2, 179‒210.
BALINTONI, I., PUȘTE, A. & STAN, R., 1996: The Codru nappe system and the Biharia Nappe System: A comparative argumentation. — Studia Universitatis Babeș‐Bolyai, Geologia 41, 101–113.
BALLA, Z. & KOROKNAI, B. 2009: Alsó-Paleozoikum, Ófalui Formációcsoport. — In: Balla, Z. & Gyalog, L.: A Mórágyi-rög északkeleti részének földtana. Magyar Állami Földtani Intézet, Budapest, 283 p.
BARBER, D. J. & WENK, H. R. 1979: Deformation twinning in calcite, dolomite, and other rhombohedral carbonates. Physics and Chemistry of Minerals 5, 141-165. https://doi.org/10.1007/bf00307550
BARKER, A. J. 1998: Introduction to Metamorphic Textures and Microstructures. Stanley Thornes Ltd, Cheltenham, 263 p. https://doi.org/10.4324/9781315831626
BÉRCZI-MAKK, A. 1986: Mesozoic formation types of the Great Hungarian Plain. Acta Geologica Hungarica 29, 261‒282.
BÉRCZINÉ MAKK, A., KONRÁD, GY., RÁLISCHNÉ FELGENHAUER, E. & TÖRÖK, Á. 2004: Tiszai egység. — In: HAAS, J. (szerk.): Magyarország geológiája, Triász. —ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 384 p.
BEST, M. G. 2003: Igneous and metamorphic petrology. Blackwell Publishing, Berlin, 749 p.
BORGHI, A., VAGGELLI, G., MARCON, C. & FIORA, L. 2009: The Piedmont white marbles used in antiquity: an archeometric distinction inferred by minero-petrographic study and C-O stable isotope study. Archeometry 51, 913-931. https://doi.org/10.1111/j.1475-4754.2008.00447.x
BOULVAIS, P., DE PARSEVAL, P., D’HULST, A. & PARIS, P. 2006: Carbonate alteration associated with talc-chlorite mineralization in the eastern Pyrenees, with emphasis on the St. Barthelemy Massif. Mineralogy and Petrology 88, 499‒526. https://doi.org/10.1007/s00710-006-0124-x
BRILLI, M., GUISTINI, F., CONTE, A. M., MERCADAL, P. M., QUARTA, G., PLUMED, H. R., SCARDOZZI, G. & BELARDI, G. 2015: Petrography, geochemistry, and cathodoluminescence of ancient white marble from quarries in the southern Phrygia and northern Caria regions of Turkey: Considerations on provenance discrimination. — Journal of Archeological Sciences, Report 4, 124-142. https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2015.08.036
BUCHER, K. & GRAPES, R. 2011: Petrogenesis of metamorphic rocks. — Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 428 p. https://doi.org/10.1007/978-3-540-74169-5
BURKHARD, M. 1993: Calcite twins, their geometry, appearance and significance as stress-strain markers and indicators of tectonical regime: a review. — Journal of Structural Geology 15, 351-368. https://doi.org/10.1016/0191-8141(93)90132-t
CAPEDRI, S., VENTURELLI, G. & PHOTIADES, A. 2004: Accessory minerals and δ18O and δ 13C of marbles from the Mediterranean area. Journal of Cultural Heritage 5, 27-47. https://doi.org/10.1016/j.culher.2003.03.003
CSÁSZÁR G. 2005: Magyarország és környezetének regionális földtana I. Paleozoikum-Paleogén. — ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 328 p.
EBERT, A., HERWEGH, M., BERGER, A. & PFIFFNER, A. 2008: Grain coarsening maps for polymineralic carbonate mylonites: A calibration based on data from different Helvetic nappes (Switzerland). — Tectonophysics 457, 128‒142. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2008.05.007
FERILL, D. A., MORRIS, A. P., EVANS, M. A., BURKHARD, M., GROSHONG, R. H. & ONASCH, C. M. 2004: Calcite twin morphology: a low-temperature deformation geothermometer. Journal of Structural Geology 25, 1521-1529. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2003.11.028
FINTOR, K., SCHUBERT F. & M. TÓTH, T. 2005: Hiperszalin paleofluidum-áramlás nyomai a Baksai Komplexum repedésrendszerében. Földtani Közlöny 138/3, 257‒278.
FÜLÖP, J. 1994: Magyarország geológiája, Paleozoikum II. Akadémiai Kiadó, Budapest, 447 p.
GARAGULY, I., VARGA, A., RAUCSIK B., SCHUBERT, F., CZUPPON, GY. & HALÁSZ-SZABÓ, K. 2016: Mélybetemetődési és telogenetikus átalakulások nyomai a Szegedi Dolomit Formációban. — In: BENKÓ, ZS. 2016: Itt az idő! Kőzettani-Geokémiai folyamatok és azok geokronológiai vonatkozásai. MTA ATOMKI, Debrecen, 124 p.
GARAGULY I., RAUCSIK, B., VARGA, A. & SCHUBERT, F. 2017: Középső-triász dolomitok képződésének története és töréses deformációja a Szegedi-medence területén. — Földtani Közlöny 147/1, 39–60. https://doi.org/10.23928/foldt.kozl.2017.147.1.39
GORGONI, C., LAZZARINI, L., PALLANTE, P. & TURI, B. 1998: An updated and detailed mineropetrographic and C-O stable isotopic reference database for the main Mediterranean marbles used in antiquity. — Proceedings of the Vth ASMOSIA Conference, 1-25.
HAAS, J. & BUDAI, T. 2010: Magyarország prekainozoos medencealjzatának földtana. Magyarázó „Magyarország pre-kainozoos földtani térképéhez” (1:500 000). — Magyar Földtani és Geofizikai Intézet, Budapest, 71 p.
HAAS, J. & PÉRÓ, CS. 2004: Mesozoic evolution of the Tisza Mega-unit. — International Journal of Earth Sciences 93, 297–313. https://doi.org/10.1007/s00531-004-0384-9
HAAS, J., KOVÁCS, S., KARAMATA, S., SUDAR, M., GAWLICK, H. J., GRĂDINARU, E., MELLO, J., POLÁK, M., PÉRÓ, CS., OGORELEC, B. & BUSER, S., 2010: Jurassic environments in the Circum‐Pannonian region. — In: VOZÁR, J., EBNER, F., VOZÁROVÁ, A., HAAS, J., KOVÁCS, S., SUDAR, M., BIELIK, M., PÉRÓ, CS. (eds.), Variscan and Alpine terranes of the Circum‐Pannonian Region. Geological Institute, SAS, Bratislava. Chapter 5, 157–202.
HERWEGH, M. & JENNI, A. 2001: Granular flow in polymineralic rocks bearing sheet silicates: new evidence from natural examples. Tectonophysics 332, 309−320. https://doi.org/10.1016/s0040-1951(00)00288-2
IANOVICI, V., BORCOȘ, M., BLEAHU, M., PATRULIUS, D., LUPU, M., DIMITRESCU, R. & SAVU, H. 1976: Geology of the Apuseni Mountains. — Academia Republicii Socialiste România, București. 631 p.
IORDANIDIS, A., CHARALAMPIDES, G., GARCIA-GUINEA, J., CORRECHER, V. & KARAMITROU- MENTESSIDI, G. 2008: A preliminary provenance study of marble artefacts from Aiani, ancient upper Macedonia, Greece. Geoarchaeology and Archaeomineralogy: Proceedings of the International Conference, 103-107.
JANSSEN, C., RYBACKI, E. & DRESEN, G. 2007: Critical re-evaluation of calcite twins as a low-temperature deformation geothermometer. — Geophysical Research Abstract, 9
KARACA, Z., HACIMUSTAFAOGLU, R. & GÖKCE, M., V. 2015: Grain properties, grain-boundary interactions and their effects on the characteristics of marbles used as building stones. — Construction and Building Materials 93, 166171. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.05.023
KENNEDY, L. A. & LOGAN, J. M. 1998: Microstructures of cataclasites in a limestone-on-shale thrust fault: implication for low-temperature recrystallization of calcite. Tectonophysics 295, 167−186. https://doi.org/10.1016/s0040-1951(98)00119-x
KOUNOV, A. & SCHMID, S. 2013: Fission-track constraints on the thermal and tectonic evolution of the Apuseni Mountains (Romania). — International Journal of Earth Sciences 102, 207–233. https://doi.org/10.1007/s00531-012-0800-5
KOVÁCS, S., HAAS, J., CSÁSZÁR, G., SZEDERKÉNYI, T., BUDA, GY. & NAGYMAROSY, A. 2000: Tectonostratigraphic terranes in the pre-Neogene basement of the Hungarian part of the Pannonian area. Acta Geologica Hungarica 43/3, 225328.
KOROKNAI, B. 2004: Tektonometamorf fejlődés az Upponyi- és Szendrői-paleozoikumban. Doktori értekezés, 239 p.
KURZ, W., NEUBAUER, F., UNZOG, W., GENSER, J. & WANG, X. 2000: Microstructural and textural development of calcite marbles during polyphase deformation of Penninic units within the Tauern Window (Eastern Alps). Tectonophysics 316, 327−342. https://doi.org/10.1016/s0040-1951(99)00257-7
LAZZARINI, L., MOSCHINI, G. & STIEVANO, B. M. 1980: A contribution to the identification of Italian, Greek and Anatolian marbles through a petrological study and the evaluation of Ca/Sr ratio. Archaeometry 22, 173‒183. https://doi.org/10.1111/j.1475-4754.1980.tb00940.x
LIU, J., WALTER, J. M. & WEBER, K. 2002: Fluid-enhanced low-temperature plasticity of calcite marble: Microstructures and mechanisms.  Geology 30/9, 787‒790. https://doi.org/10.1130/0091-7613(2002)030<0787:feltpo>2.0.co;2
LELKES-FELVÁRI, GY., FRANK, W., SCHUSTER, R. & SASSI, R. 2005: Metamorphic history of the Algyő High (Tisza Mega-unit, basement of Great Hungarian Plain) – a counterpart of crystalline units of the Koralpe-Wölz nappe system (Austroalpine, Eastern Alps).  Acta Geologica Hungarica 48/4, 371394. https://doi.org/10.1556/ageol.48.2005.4.2
LESS, GY., KOVÁCS, S., SZENTPÉTERY, I., GRILL, J., RÓTH, L., GYURICZA, GY., SÁSDI, L., PIROS, O., RÉTI, ZS., ELSHOLZ, L., ÁRKAI, P., NAGY, E., BORKA, ZS., HARNOS, J. & ZELENKA, T. 2006: Az Aggtelek-Rudabányai-hegység földtana.  MÁFI, Budapest, 92 p.
LUPU, M., BORCOŞ, M. & DIMITRESCU, R. 1966: Nota explicativa de harta geologică a Republicii Socialiste România. Foaia 1:200.000 Turda. — Comitetul de Stat al Geologiei Institutul Geologic, București, 42 p.
MÂRZA, I. 1965: Unitatea petrografică și paleostratigrafică a masivelor de carbonaţi metamorfici: Vulturese‐Scărisoara‐Leurda (Bazinul Arieșului). — Analele Universităţii București: Seria știinţele naturii. Geologie‐Geografie 14, 9–17.
MELFOS, V., VOUDOURIS, P., PAPADOPOULOU, L., SDROLIA, S. & HELLY, B. 2010: Mineralogical, petrographic and stable isotopic study of ancient white marble quarries in Thessaly, Greece – II. Chasanbali, Tempi, Atrax, Tisaion Mountain.  Bulletin of the Geological Society of Greece XLIII/2, 845855. http://dx.doi.org/10.12681/bgsg.11250
MOENS, L., ROOS, P., DE RUDDER, J., DE PAEPE, P., VAN HENDE, J. & WAELKENS, M. 1988: A multi-method approach to the identification of white marbles used in antique artifacts.  In: HERZ, N. & WAELKENS, M. (eds.): Classical marble: Geochemistry, technology, trade.  Springer, Dordrecht, 464 p. https://doi.org/10.1007/978-94-015-7795-3
M. TÓTH, T. 2008: Repedezett, metamorf fluidumtárolók az Alföld aljzatában.  Doktori értekezés, MTA, 399 p.
NÉMETH, N. & MÁDAI, F. 2004: Korai fázisú képlékeny deformációs elemek a Bükk hegység keleti részének mészköveiben II.  mikroszerkezeti jellemzők.  Földtani Közlöny 134/1, 1−28.
NEWMAN, J. & MITRA, G. 1994: Fluid-influenced deformation and recrystallization of dolomite at low temperatures along a natural fault zone, Mountain City window, Tennesse.  Geological Society of America Bulletin 106, 1267−1280. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1994)106<1267:fidaro>2.3.co;2
PANĂ, D. I. 1998: Petrogenesis and tectonics of the basement rocks of the Apuseni Mountains: Significance for the Alpine tectonics of the Carpathian-Pannonian region.  Doktori értekezés, 356 p. https://doi.org/10.7939/R38K75543
PANĂ, D. I., HEAMAN, L. M., CREASER, R. A. & ERDMER, P. 2002: Pre-Alpine Crust in the Apuseni Mountains, Romania: Insights from Sm-Nd and U-Pb Data.  The Journal of Geology 110, 341‒354. https://doi.org/10.1086/339536
PAPIU, V. C. & GHENEA, C. 1965: Nota explicativa de harta geologică a Republicii Socialiste România. Foaia 1:200.000 Arad. — Comitetul de Stat al Geologiei Institutul Geologic, București, 25 p.
PASSCHIER, C. S. & TROUW, R. A., J. 2005: Microtectonics.  Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 366 p. https://doi.org/10.1007/978-3-662-08734-3
POLIKRETI, K. 2007: Detection of ancient marble forgery: Techniques and limitations.  Archaeometry 49, 603619. https://doi.org/10.1111/j.1475-4754.2007.00325.x
POLIKRETI, K. & MANIATIS, Y. 2002: A new methodology for the provenance of marble based on EPR spectroscopy.  Archeometry 44, 121. https://doi.org/10.1111/1475-4754.00040
REISER, M.K., SCHUSTER, R., SPIKINGS, R., TROPPER, P. & FÜGENSCHUH, B. 2017a: From nappe stacking to exhumation: Cretaceous tectonics in the Apuseni Mountains (Romania). — International Journal of Earth Sciences 106, 659–685. https://doi.org/10.1007/s00531-016-1335-y
REISER, M.K., SCHUSTER, R., TROPPER, P. & FÜGENSCHUH, B. 2017b: Constraints on the depositional and tectonometamorphic evolution of marbles from the Biharia Nappe System (Apuseni Mountains, Romania). — Geologica Carpathica 68/2, 147–164. https://doi.org/10.1515/geoca-2017-0012
RICCA, M., BELFIORE, C. M., RUFFOLO, S. A., BARCA, D., BUERGO, M. A. D., CRISCI, G. M. & LA RUSSA, M. F. 2015: Multi-analytical approach applied to the provenance study of marbles used as covering slabs in the archeological submerged site of Baia (Naples, Italy): The case of the „Villa con ingresso a protiro”.  Applied Surface Science 357, 13691379. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.10.002
RUTTER, E. H. 1971: The influence of interstitial water on the rheological behaviour of calcite rocks.  Tectonophysics 14, 13−33. https://doi.org/10.1016/0040-1951(72)90003-0
RYBACKI, E., EVANS, B., JANSSEN, C., WIRTH, R. & DRESEN, G. 2013: Influence of stress, temperature, and strain on calcite twins constrained by deformation experiments.  Tectonophysics 601, 20‒36. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.04.021
SZEDERKÉNYI, T. 1984: Az Alföld kristályos aljzata és földtani kapcsolatai.  Doktori értekezés, MTA, 183 p.
SZEDERKÉNYI, T. 1996: Metamorphic formations and their correlation in the Hungarian part of Tisia Megaunit (Tisia composite terrane).  Acta Mineralogica Petrographica 37, 143‒160.
SZEDERKÉNYI, T. 2001: Tisza mega-unit. Prealpine evolution. In: HAAS, J. (ed): Geology of Hungary, Eötvös University Press, Budapest, 148161. https://doi.org/10.1007/978-3-642-21910-8
SUDAR, M. & KOVÁCS, S. 2006: Metamorphosed and ductilely deformed conodonts from Triassic limestones situated beneath ophiolite complexes: Kopanoik Mountain (Serbia) and Bükk Mountain (NE Hungary) ‒ a preliminary comparison.  Geologica Carpathica 57/3, 157‒176.
TARI, G., HORVÁTH, F. & RUMPLER, J. 1992: Styles of extension in the Pannonian Basin.  Tectonophysics 208, 203219. https://doi.org/10.1016/0040-1951(92)90345-7
ZÖLDFÖLDI, J. 2003: Provenance of the White Marble Building Stones in the Monuments of Ancient Troia.  In: WAGNER, G. A., PERNICKA, E. & UERPMANN, H. P. (eds.): Troia and the Troad, Springer, Berlin, 203−222. https://doi.org/10.1007/978-3-662-05308-9
ZÖLDFÖLDI, J. 2011: 5000 Years Marble History in Troia and the Troad, Petroarchaeological Study on the Provenance of White Marbles in West Anatolia. Doktori értekezés, Tübingen, 290 p.
Megjelent
2017-12-06
Rovat
Értekezés