450 Ma ~?**\ \\ f J ™ *■ f:-.■■■■;■'.:.-.:■ ■ /ff; .,.;■■' N5k i, ^& >i '»NO Fig. 4. Closure of the Northern lapetus Ocean and Tornquist Sea according to the three-plate collision model (Baltica, LaLirentiaand Avalonia) giving rise to formation of the Caledonides and associated suture ióne s along plate margins. (After So per etal. (1992): Meissner et al. (1994).) Kaledonsko variský orogen - hlavní události v jižní části 1) kadomská orogeneze - tvorba vulkanických oblouků a subdukce pod severní okraj Gondwany 2) extenzní období - rozpad Rodinie, fragmentace Gondwany Laurentie a Baltiky - nejvyšší proterozoikum - začátek ordoviku 3) akrece fragmentů situovaných pří jižním okraji Baltiky a Laurentie a akrece vulkanických oblouku a asociovaných hornin (takonské a pozdější fáze) 4) akrece avalonske skupina teránů s.l. - východní a západní Avalonie, (malopolský a brunovistulický terán) terán Gander terán Piedmont v severní Americe 5) akrece armorické skupiny teránů (armorický, moldanubický, iberský terán, terán Meguma) a jihoevropské skupiny teránů 7) kolize Laurussie a Gondwany- Pange Fanerozoický geologický vývoj Evropy byl určován především fragmentací Gondwany a kolizemi gondwanských bloků s jižním okrajem Evropy. Paleogeografický vývoj Na gondwanský původ kontinentálních bloků se donedávna usuzovalo kromě paleobiogeografických údajů především na základě přítomnosti hornin kadomského (panafrického) stáří hornin. V poslední době byly objeveny horniny kadomského stáří i v oblasti Uralu, což vede k přehodnocování původu některých kontinentálních bloků'jako je napr. brunovistulický nebo malopolský terán r huíhviiriíl i megalaspid « culymenucecm-dalmantíacean Laurent» ' n u. rlti BaltK Fig. 9 Simplified palacogeographic reconstructions oľthe European Variscidesshowing distribution of continents and islands in the (a) Arenig (b)Caradoc (c) Llandovery and (d) lamennian. Adapted from Cocks, 2000; Meycr-Bcrthaud et al., 1997; Servais and latka, 1997;Torsvik. 1990, 1992. North Pole Ancient Landmass Continental Sea j Oceanic Plate ) Continental Plate South Pole Modern Continent Subduction Zone - triangle pointing in direction of subduction Middle Ordovician palaeogeography EARLY PALEOZOIC EVENTS SILURIAN PALEOGEOGRAPHY 425 million years ago MAP KEY Ice caps Subduction zone Sea. floor & gladers (■'• dintition of subductiorý spreading, r d^e paleogeographie de ľEurope au Trémadoc (* = Belgique). Modifié paleogeographie de ľEurope ä ďaprěs Mc Kerrow etal. (1991). I'Arenig (* = Belgique). Modifié ďaprěs M c Kerrow et al. (1991). Ordovician Plate Tectonics Clniira "1 *> AA The Taconic collision Ordovician The start of a series of collisions! Note South Pole flächentreue Projektion Die Abbildung zeigt die Position der alten Kontinente Baltica, Laurentia und Ost-Avalonia zu verschiedenen Zeiten im Zeitraum 500 - 405 Millionen Jahre vor heute (Ober-30^ Kambrium bis Ende Silur). Evropské Kaledonidy 1) Skandinávské kaledonidy 2) Britské kaledonidy 3) Středoevropské kaledonidy KV FiiMilařd LríjJ,UíC J.l Urions nil. he CiiiJcdonhn-^Appiihchnn Orrypri in Lhrir p rc-McHiíŕnic dri ÍL oonfiyurnLionK, ühcnvin^ íiHľs <>ľ princi pa] ťkTormal ion crmls (after BaJfcr and Gayncr, l^tň}. Skandinávské kaledonidy 1) li 1111 marks ká fáze - ordovik, kolize ostrovního oblouku 2) Kolize Baltiky a Laurentie - svrch silur-spodní devon, kůra Baltiky subdukovala pod Laurentii Hlavní zóny od východu k západu jsou: Svrchní nebo nejsvrchnější alochton - fragmenty kontinentů a ostrovní oblouky Spodní a střední alochton - tektonicky zkrácený okraj Baltiky a fragmenty Lurentie Nespodnější alochton (paraautochton) - vysoce metamorfovaná západní rulová zóna Svrchní nebo nejsvrchnější alochton -fragmenty kontinentů a ostrovní oblouky Spodní a střední alochton - tektonicky zkrácený okraj Baltiky a fragmenty Laurentie espodnější alochton (paraautochton) - vyso metamorfovaná západní rulová zóna Britské kaledonidy 1) Grampianská fáze - kolize severní častí britských ostrovu s ostrovním obloukem v ordoviku 2) Mladokaledonská fáze - kolize Avalonie s Laurentii, silur/devon Contitttůtal ir nuniťiin. Iiiduiliui EngJdiil. Wal«and Northern Ľuropc G Lauientb [Noftti Ameiba] bpelus Ocean Avabnb Lauentb [rfcdti Amerba] Volcanic ar Icperus Ocean Avabnb Accretbnciy ňtsm Auabnb ZiĽfeftJliĽ ĽRJ&t CcnliriEŕnld ciust VVVJ :ddmuuntar& S Udctno Figure 1.5: Schematic- figure showing cross-sections through the Caledonian Orogeny at four different stages, (a) Prior to the Ordovician (;■ 510Ma). (b) Earliest Orodoľician (510 Ma), (c) Early Ordovioian (490 Ma), (d) Late Silurian - Main Caledonian Orogeny (410 Ma). (Adapted Irom Doyle et al. (1994)). Scotland + N Ireland Nova Scotia E Newfoundland E New England i A' / N*. V: England, Wales + S Ireland aPw 4°W 0 4° 60°N W3*»IílfuST í ' H*fidBC¥l/ ^ / /GiTtduiGtefiFouir 1 LAURENTIAN 1 &* #5^ ¥ TERRAINES 1 vfS SE INTERMEDIATE 1 S6°N fy^js^^r TERRAINES 1 w/. K tapäíjä Surure \ GONDWANAN ■ ^o\. KTERRAINES 1 b y js? ífe* 52°N y / MfcJIcndV y 1 "^VĎŕfcCún ftonľ __^n-ir^ v^ Plattem \ *^ fl Hlavní zóny od severu k jihu Erijská platforma, od grampianské zóny oddělená moinským nasunutím go. Grampianská zóna - aktivní okraj erijské platformy, horniny Laurentie a přilehlého Iapetu Laurentie Riftová zóna Midland Valley - ostrovní oblouky a akreční prisma SBrti Southern Uplands - ostrovní oblouky a akreční prisma Keltská zóna - nemetamorfované kaledonidy, sedimenty se ukládaly pří okraji Avalonie Avalonie 8PW 4°W 4°E Figure 1.1: Simplified Palaeozoic terrane map of Britain and Ireland (adapted from Woodcock and Strathan (2000)). A) Mm «d bLvdiat. ::..!.:■:..:-. HkI .: .! .-■i:!'--'. "| I.,:- 1- DiiirKT lanu Midland ;----- OjlfeňflEiM ?H-Hll !■ ■* VOCE .^&!jť~íř~ *""" \\m{ ^^ŠSTS^. \5ir^^ ^- I1-!-,- l-llll, BO ťlD.Urť Í..2 SchcniiiLic crcMS-scctions nÍLnc ĽaJcdonidca. aller Dewey (19(j9: Tigs^If. !■}. (AJ rcprcscnLs lu peius ■ liiiiii-^ ill«.- Silu rinn, i IS} shiws Lhrr -• i I ■ i. 11 i ■ • i ■ .ůi>. i ili>. collision in Lhc curly Devonian. t.t Lh omumcnL indicalinp, fold Klylc in Lower ttilucömic raeln. 13luck ureux reprrscnl volcanic* und intrusions of Lhc M.ilLml r.w Complex (WW) and ÜTfnaCJraup of Anglesey (51ft. Ys rcprescnL tipper Ondovician volcunics of Lhc Lukr DisLricL und Wales. ■,■■■■ ..n dmbruA-Siluiun ľy y A (illMtBlbf Lue lŕ ŕ " CJKäiHiLtnd-i.rmi.tiani :,a n'l nr ■Ii1ii:iľ.-.,ii:i;::iiiji Pldflnrtuiaii (ůllcclttltřjr Ccfamfi LkjH, -Íjk'jjiiJll.O:i; i; ;■ ; ; J tujiuuiuul onj ejhwhlujl Pmcamho-imi (si tOnitWri 9tvun I CrulnénůiiaLiiadlolnHlviE >ilPFwi-re» HW ĽágJUŕf l.\ Simplified mapoClhc ĽriLish Cnlcŕlanidcs modifier! from Lcakn rf tri. C1(W.^3. BALTICA SOUTHERN ^,^-^^t. LAPETUS í£>A -'>V<-'. OCEAN CRUST Iavalonia & FCXDING FRONTS -n— FRONT LINES OF OROGENY -*— NAPPES EARLY DEVONIAN (395 Maj PALEOGEOGRAPHY Old Red Sandstone Oceanic ar<.-as Shallows sc?as ] ltd! beds C* G>fd í: ĽvapnriU's Antes tra] Ural Mountains Středoevropské kaledonidy Jediné dobře dochované doklady pro kaledonskou orogenezi máme ve Svatokrízských horách v Polsku, na silurském flyši zde spočívá devon s úhlovou diskordancí. Kaledonské struktury v Německu překryty mladšími sedimenty. Fig. ], A: Simplified map of the Paleozoic tcrrancs of Western Europe, alpine areas excluded, showing the location of the ter-ranes along the Trans-Europe Lin Suture Zone (modified after [5,6]}. Pattern: area with anomalous geophysical signatures along the margin of Baltica-East European Craton; TTZ: Teyssere-Tomquist Zone; V.F.: Variscan front. B: Suspected Paleozoic ter-rancs in central Poland. Inset map: sample location; striped area. Holy Cross Mountains. UK I.NOV IS I U 1.1 AN I IKK ANI. Fig, K. Simplified palacogeagraphicul leconslriiclions showing distribution oľ selected continents (adopted Irani 'lorsv el ill. (1')%) and Torsvik & Rolinslrom (2001)) and the position of the llninovistidian terrain- in lne Karly Cambrian and Mid-Ordovician. Two possible- Early Cambrian locations of Halm ptCs according lo the Al'Wľ ol Popov .'í ill. (2002): Baltics» H" is based on the dam of Torsvik & Rehnstrom (2001)). PR. I'errunica; AV, Avalonia; AH, Armoiiea; [IV, Hiitnov islulian: MO, Moe.sia; MT. Vlalopolska. Reproduced with permission of the copyright owner. Further reproduction prohibited without permission. 52056920 7135 East European Craton Avalonia SW Flechtingen High Haldensleben Fault Gardelegen Fault i _ .-.-/^l TEF, Trans European Fault Zone fT* *^| CDF, Caledonian Deformation Front |V ^| VDF, Varlscan Deformation Front 11 i i| AF, Alpine Front 1) Malopolský terén Do stř. kambria klastický materiál derivován z kadomských zdrojů (stáří chladnutí klastického muskovitu), od středního kambria změna v provenienci k baltickým zdrojům. Přičleněn k Baltice jako první někdy v intervalu svrchní kambrium-spodní ordovik. Původ - buď Gondwana nebo uralská část Baltikyl. Paleobiogeografické údaje neumožňují jednoznačné závěry. Strukturní a paleomagnetická data však předpokládají, že terán byl situován více na JV a že v devonu a karbonu došlo k strike-slipovému přemístění. Přítomnost svrchnosilurského flyše ve Svatokřížských horách indikuje přítomnost kaledonské orogeneze. 2) Lvsogorskv terán Svrchnokambrické klastické slídy mají kadomské K/Ar stáří chladnutí klastických slíd. Svrchnokambrická fauna podle Belka et al (1999) je srovnatelná s Avalonií nebo Armorikou. Akretovan k Baltice později než malopolský terán a dnešní vzájemná konfigurace byla podle Belky et al. (1999) dosažena patrně před koncem siluru. 3) Brunovistulický terán Kadomský brněnský masiv. Detritický muskovit spodnokambrických sedimentů kadomský. Na druhé straně kambrické fauny (trilobiti, akritarcha) ukazují na úzké vztahy k Baltice, nelze proto vyloučit podobný scénář jako u malopolskeho teránu. Styk s malopolským teránem v krakovské zóně, podél které docházelo v průběhu kaledonské a zejména variské orogeneze k dextrálním posunům (Grygar 1997). 228 P. Valverde-Vaquero et al S Earth and Planetary Science Letters 184 (2000) 225-240 353- BRUNOVISTUL1CUM Moravia Upper Silesia Holy Cross Mountains! —I I ' MALOPOLSKA MASSIF LYSOGORY sw NE 'i'i'i!,1 EAST EUROPEAN PLATFORM Devonian I I I I I 417-443- Silurian Onjovician 495- 543 Cambrian vendian I . I . I . I . I i i i i r i i i i 5ÖU-590 Nl- +■ -i- 4 f, p I.Li I tj i i.i.^ t n + *Bäö Mí* metamorphism iJ.LjX.l.Ll.kll. I^d^ S deformation i deformation volcanism I 1 1 1 1 1 J 1 1 ---- ' "*'■'■''■'■■■■'■■ 1 1 IB 1 B O- Q __ u-Pb sample (t) c t G> g III Wlti H ,jL-i-.i...:r 1.....■"^■■■' -.L—LLLLS* ^ ■: 1 I R . l "1 ' - ' + \ - crystalline rocks ■ sandstone carbonates :: - sinale ['■'/,'.j ■ greywackfl, arkosö, ^^j - phyHite conglomeratff • basalt, volcanic luff B BOltiC fauna G Gondwanan fauna Fig. 2. Diagrammatic sections to show the geology of the Paleozoic suspect terranes in central Poland (modified after []]]). The stratigraphic position of the U-Pb samples from the Lysogory Unit and the East European Platform are indicated. Sec text for more details. +400 -+300 -+200 +100 -I 0 -too . -2O0 -300 -500 -600 -700 --BOO . -900 . -1000 -1100 -1200 -+400 . Zawiercie - Rzeszotary fault Lubliniec-Zawiercle-Wieluh terrane | MaTopolska terrane w BHZMZ-13 BH ZL7-8 BH RK-11 BH RK-7 BH RK-5 8H RN6 BH ZMZ-94 BH ZMZ-93 I4.8 33^2 331.8 3339 333 7 '^t'" Ť^^-t/J - * I y/v//, \i ////// 1 km Fig. I l. Cross-section of the Zawiercie area showing the relation of the western margin of the Mafopolska terrane to the (LZWT), cross-section [V-lV in Fig. 10. BH = boreholes; collar elevation and depth in meters. S t rati graphic, lirhologic and structural symbols as in Fig. 3b. In the Maiopolska terrane in the east the stmcture is extrapolated from other deep boreholes. FtRiifP 4.1: Baserrtpni (ptíartic skp/ctt map of (tsp Tf'57. and atifacrrtf areas, siiRfifty niottffted from Bprfttpi.srn (J994). in EtfftOWtOfifi Newsipffpr 5. Ttsp Čertísai Poiisii Tfafifífs is ioca/ed at ffse pontoon of Ure ieíiprs TTZ ort (tits snap. Kpy. AD. Arrtertrtps: AM. Armor ican Massif. BB. Brabanf Massif. BM. Bofrpmlan Massif C Cadomia: CDF. Caípdonian Deformation Ffonf. Chi. Cornabian Massif. DSHFZ. Doivsirifí-Sofífh Hpwp(( Fa/rif Zone: EC Easfprn Ertfíiisn Caiprionitips: EEQ Easi-Ettropean Craforť.F-S Fore-Strne/ic Block: Hilf. H ar z Mountains: HCM. Hoty Cross Mountains: IS. lappfitsSfstfsre (Avatonia-Lafsspnfla): IS?, uncertain iocafion of Laurent ia-Battica Suture: KLZ. Kraków-Lubtinipc Zone: La. Lfsbiin TrouRÍť. LfíM. Lfirtpbprfí Massif: L- W. Lpsy.no- Woiny.iyn Basernertf Hip.tr: MC. Midlands microcraion: MH. May.urska Hlp.tr: MM. Mai-ofioiska Massif. Mor: Moravia: Porn Porriprartia: PP. Pľtpyat Trotrpti: RFH. Rinpkabinp-Fyn Hipti: RM. Rtrpnistr Massif. R(i. Rfifípn Isiartti: STZ. Sorpenfrpi-TorTtqtrisf Zone: Stí. Strdpfps Moanfairts: TEF. Trans-European Faati Zone: TTZ Teisseyre-Torrtqaist Zone: UM. Ukrainian Massif USB. Upper SiiesianCoai Basin. Caledonian Orogeny íi t( knxTnrj fiq it. .irr. i Sfvŕrv 1K ľľ rů Stmil ft-ii