 |
Time relations of large scale displacements and internal deformations of tectonic units as manifested in paleomagnetic rotations, brittle structures and magnetic fabric
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
105245 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Mártonné Szalay, Emoke |
| Title in Hungarian |
Szerkezeti egységek nagyléptékű elmozdulásainak és belső deformációinak időbeli viszonya paleomágneses irányok, töréses szerkezetek és mágneses szövet alapján |
| Title in English |
Time relations of large scale displacements and internal deformations of tectonic units as manifested in paleomagnetic rotations, brittle structures and magnetic fabric |
| Keywords in Hungarian |
paleomágnesség, forgások, mágneses anisotropia, szerkezetföldtan, töréses deformáció, feszültségmező, integrált statisztikai kiértékelés |
| Keywords in English |
paleomagnetism, rotations, magnetic anisotropy, structural geology, brittle deformation, stress field, integrated statistical evaluation |
| Discipline |
| Geophysics, Physics of the Lithosphere, Seizmology (Council of Complex Environmental Sciences) | 50 % | | Ortelius classification: Geophysics | | Geology, Tectonics, Vulcanology (Council of Complex Environmental Sciences) | 50 % | | Ortelius classification: Tectonics |
|
| Panel |
Earth sciences 1 |
| Department or equivalent |
Palaomagnetic Laboratory (Geological and Geophysical Institute of Hungary) |
| Participants |
Fodor, László
Sipos, András Árpád
|
| Starting date |
2013-01-01 |
| Closing date |
2017-06-30 |
| Funding (in million HUF) |
18.617 |
| FTE (full time equivalent) |
3.28 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Célunk a Kárpát-Pannon térség legfontosabb harmadkori tektonikai folyamatait leíró határfeltételek eddigieknél pontosabb definiálása paleomágneses, mikrotektonikai és mágneses anizotrópia adatok együttes elemzésével. A Paleomágneses módszer már eddig is számos bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy a neogénben jelentős mozgások történtek a térségben. Ezen ismeretek alapján új kérdések fogalmazódnak meg, pl. a mozgások pontos időzítése, sebessége és a rotációk folytonos vagy diszkrét jellege. A deformációkkal kapcsolatos kérdések hasonlóak, bár az egykori feszültségtér fejlődésének fő vonásait ismerjük.
A kutatás magában foglalja a meglévő adatok új elemzését, problémás feltárások felülvizsgálatát, terepen új mikrotektonikai megfigyeléseket és orientált minták gyűjtését, paleomágneses és mágneses anizotrópia laboratóriumi méréseket. Az új mérések tárgyai az ALCAPA nagytektonikai egység, a közép magyarországi zóna és a Tisza terrén finomszemcsés üledékes kőzetei lennének. A különböző forgási és deformációs fázisok szétválasztását elősegítendő egzakt statisztikai módszereket kívánunk alkalmazni. A kutatás vezetőjének a szenior kutatónak és az ELGI Paleomágneses Laboratórium technikusának sok éves gyakorlata van a saját területén és sokszor dolgoztak egy csapatban. Ugyancsak jó szakmai kapcsolatokat alakítottak ki külföldi kutatókkal, ami garantálja, hogy a határaikon kívüli területeket is sikerrel kutassunk és nemzetközileg is elismert eredményeket érjünk el. A kutatás újdonsága, a három módszer együttes alkalmazásán túl, az adatok kombinált elemzéséhez statisztikai módszerek alkalmazása, amit a közreműködő fiatal kutató vállalt magára.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A projekt elsődleges célja annak kutatása, hogy milyen kapcsolatban vannak a Kárpát-Pannon térség tektonikai egységének nagyléptékű mozgásai és azok belső deformációi, amelyeket tektonikai törések elemzésével és finomszemű üledékes kőzetek mágneses szövetének vizsgálatával ismerhetünk meg. A kőzeteket, a legfiatalabbak kivételével, több fázisban érte deformáció az elmúlt 65 millió évben, néha húzásos máskor kompressziós jellegű, és ugyanezek a kőzetek nagyléptékű mozgások résztvevői is voltak. Ezért az első feladat a deformáció fázisainak és a rotáció fázisainak meghatározása. A következő lépés annak a vizsgálata, hogy melyik deformációs fázis melyik rotációs fázishoz tartozik. Így kiderülhet, hogy a deformáció megelőzi vagy követi a rotációt és az is, hogy a két folyamat közötti korviszony ugyanolyan-e extenziós és kompressziós tektonikai folyamatokban. Az elemzésekből az is kiderülhet, hogy hosszantartó folyamatokban vagy diszkrét eseményekben történtek a deformációk és társult rotációk. A fenti eredmények értékes határfeltételeket jelentenének ahhoz, hogy az eddigieknél pontosabban tudjuk rekonstruálni a Kárpát-Pannon terület ma ismert konfigurációját létrehozó tektonikai eseményeket.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A múlt században keletkezett lemeztektonikai modell forradalmat okozott a földtudományokban. A Kárpát-Pannon régióban, ahol nincsenek óceáni mágneses anomáliák, a paleomágneses kutatás, szerkezeti és rétegtani megfigyelések alapján következtettünk arra, hogy a régió több tektono-sztratigráfiai egységből épül fel, amelyek a mai helyüktől távol keletkeztek. Tanulmányok dokumentálták, hogy az egységeket több deformáció érte mielőtt a mostani helyüket elérték. Az általánosan elfogadott rekonstrukciók két mikrolemezzel és azok óramutató járásával megegyező, illetve ellentétes rotációjával számolnak a Miocénben. Nyitott kérdések azonban vannak, különösen az események pontos lefolyásával kapcsolatban. Munkánk célja annak a megállapítása, hogy a paleomágnesesen jelzett mozgás és a mozgó egységek belső deformációja milyen időrendi kapcsolatban állnak és ez egyforma-e extenziós és kompressziós tektonikai folyamatban. Bár a kapcsolat milyensége jelentősen megszabja a tektonikai rekonstrukció helyességét és a deformáció eredetének megállapítását, eddig ezt nem vizsgálták. Mivel a legtöbb kőzetet több deformációs fázis ért és többször is mozoghatott, a fázisokat el kell különítenünk. Ezért a mikrotektonikai, mágneses anizotrópia és paleomágneses adatok együttes értelmezéséhez új statisztikus eljárást fejlesztünk és alkalmazunk. A statisztikus elemzés a project egyik újdonsága, míg a másik a három független adatrendszer előállítása és együttes elemzése. Reményeink szerint az elemzés képes lesz megállapítani azt is, hogy a rotációs és deformációs események folytonosak voltak-e vagy megszakításokkal működtek.
A fenti problémák megválaszolásával finomítanánk a régióról már létező egyszerű rekonstrukciós modelleket és hasonlóan komplikált területek tektonikai rekonstrukciójának finomításához és felülvizsgálatához módszertani oldalról is hozzájárulnánk.
Tektonikai mozgások nemcsak a múltban voltak. Földrengések és GPS mérések bizonyítják, hogy mozgások ma is vannak a még relatíve merev Kárpát-Pannon régióban is. Így a terület finomított tektonikai modellje fontos lenne a földrengések és a GPS-szel észlelt kismértékű, de biztosan kimutatott mozgások értelmezéséhez.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A lemeztektonikai modell születése óta intenzív kutatás indult a földtudományok különböző területein, ami önálló tektonikai egységek felismeréséhez vezetett, amelyekről az is bebizonyosodott, hogy hosszú utat tettek meg, míg eredeti helyzetükről a Kárpát-Pannon régióba eljutottak, 20 - 10 millió évvel ezelőtt. A régió jelenleg elfogadott rekonstrukciós modelljeinek kialakításában fontos szerepet játszott a paleomágnesesség és a szerkezeti elemzés. Eddigi kutatásaink nemcsak modellek kialakításához vezettek, hanem új kérdéseket is felvetettek. A jelen project fő célja az, hogy a legfontosabb kérdések közül néhányat megválaszoljon. Például szeretnénk megtudni, hogy nagyléptékű vízszintes elmozdulások a tektonikai egység belső deformációja előtt vagy után mentek végbe, és összenyomásos vagy széthúzásos feszültségtérben a sorrend ugyanaz-e, illetve az eseményeket folyamatosnak, vagy időben elkülönülőnek kell tekintenünk. Ezen kérdések megválaszolásához a már meglévő és új terepi és laboratóriumi vizsgálatokkal megszerzendő paleomágneses, mikrotektonikai és mágneses anizotrópia adatok statisztikai módszerrel történő elemzését kívánjuk elvégezni.
Tektonikai mozgások a Kárpát-Pannon térségben nemcsak a múltban voltak, hanem ma is zajlanak, amint ezt földrengések és GPS mérések bizonyítják. Így a project eredményei nemcsak egy, a mostaniaknál pontosabb rekonstrukciós modellt eredményeznének, hanem a földrengések és a GPS módszerrel biztosan kimutatott vízszintes elmozdulások helyes értelmezéséhez is biztosabb alapot szolgáltatnának.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
We aim at obtaining first order constraints on the Cenozoic tectonic processes in the Carpatho-Pannonian region by combining independent sets of data, paleomagnetic, microtectonic and magnetic anisotropy (AMS). The last are scarce in the region, yet valuable in recognizing early stages of deformation. The paleomagnetic method has already provided proofs for the displacements of different tectonic units during Neogene. Still, there are open questions, like the exact timing, speed and the continuous or punctuated nature of the rotations. Similar are the problems with deformations, although the main features of the paleostress field evolution are established.
The research involves a new analysis of existing data, reappraisal of problematic outcrops, new microtectonic observations and collection of oriented samples in the field, paleomagnetic and AMS laboratory measurements. The objects of the new measurements will be fine grained sediments from the ALCAPA megatectonic unit, the mid-Hungarian zone and the Tisza terrain. To assist the separation of different rotational and deformational phases, we introduce exact statistical methods. The project leader, the senior researcher and the technician from the Paleomagnetic Laboratory have long experience in their respective fields and also as a team. They have also established good working relations with geoscientists from abroad, which is a guaranty for efficient research also outside of Hungary and promise internationally recognized results. A novelty, apart from the combination of three methods, is the statistical approach to the combined analysis of the data, which is the task of the participating young scientist.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The final goal of the present project is to establish the relationship between paleomagnetically indicated Cenozoic large scale displacements of some tectonic units of the Carpatho-Pannonian region and the deformations which are manifested in brittle deformation features and in the magnetic fabric of fine grained sediments. As the sediments, except the youngest ones, have been affected by several stages of deformation, some extensional, some compressional, and the same rocks were displaced together with the tectonic unit to which they belong, the first task is to separate the phases of deformations and to define precisely the phases of rotations. The next step is to correlate the respective phases of deformations and rotations. As a result, we expect to find out if deformation predates or postdates large scale displacement and if the time relationship between the two processes is the same in extensional and in compressional tectonic regimes. A further outcome of the proposed research would be a distinction between the continuous or punctuated nature of the rotation and deformation. The information obtained would provide valuable constraints for a better established reconstruction of the tectonic processes that lead to the present configuration of the Carpatho-Pannonian region.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
In the last century, the plate tectonic model caused a revolution in geosciences. In areas, like the Carpatho-Pannonian region, for lack of oceanic anomalies, paleomagnetic studies, the analysis of structures, of stratigraphic columns etc. called attention to past mobility i.e. led to the conclusion that the region is built up from several tectono-stratigraphic units which were formed far from the present place. A number of papers document that the units were affected by several stages of deformation and moved before the final emplacement. The generally accepted reconstruction models define two microplates, and calculate with their CCW rotation(s) and CW rotation, respectively, during Miocene. There are several open questions, however, about the process. Our project is targeted to establish the time relationship between paleomagnetically indicated Cenozoic displacements and the internal deformations of the moving units, both in extensional and compressional tectonic settings. This relationship is critical for correct reconstruction and for explaining the origin of the deformation, yet it has not been investigated. As most of the rocks were affected by several deformation and displacements phases, and they have to be separated, the project proposes to call in the assistance from exact statistical methods, which is a novelty in the planned joint analysis of microtectonic, magnetic anisotropy and paleomagnetic data. The statistical analysis may reveal the continuous character of the deformation and rotation processes.
Answers to the above problems would not only help to refine existing rather simple reconstruction models of our region, but could provide an example for refinement or even revision of the tectonic reconstruction of similarly complicated areas.
Tectonic movements did not only take place in the past, but as earthquakes and GPS measurements prove, they are going on even in the relatively “rigid” Carpatho-Pannonian region. Thus, a refined tectonic model for the area would be a more reliable basis for correctly interpreting the processes responsible for earthquakes and small, but significant displacements which are detected by GPS stations.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Since the birth of the plate tectonic model, intensive research in different fields of the geosciences resulted in recognition of distinct tectonic units which travelled from their original places before being emplaced in the Carpatho-Pannonian region between 20 and 10Ma. Paleomagnetism and structural analysis were important contributors to the existing reconstruction models of the region. The previous research not only provided models, but also generated new questions. The present project aims to answer some of the most important ones. We would like e.g. to find out if large scale movements take place before or after the internal deformation of the respective tectonic units, if the order of processes is the same during compression and extension, if the processes are well separated in time or are continuous. In order to answer these questions, we are planning to analyze existing and newly obtained paleomagnetic, microtectonic and magnetic anisotropy data with exact statistical methods.
Tectonic movements in the Carpatho-Pannonian region did not only happened in the past, but they are still going on, as earthquakes and observations at GPS stations indicate. Thus a refined tectonic model, which is expected from our research would not only be a scientific development but also would provide a more reliable basis for interpreting correctly the processes which are responsible for earthquakes and small, but significant displacements detected with GPS method.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
