A Mecsek és a Villányi-hegység késő-triász ősföldrajzi viszonyainak elemzése

Átírás

1 PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM Földtudományok Doktori Iskola Természeti Földrajzi, Földtani és Meteorológiai Program A Mecsek és a Villányi-hegység késő-triász ősföldrajzi viszonyainak elemzése Doktori értekezés Készítette: Pozsgai Emília Témavezetők: Dr. Budai Tamás egyetemi tanár Dr. Sebe Krisztina egyetemi adjunktus Pécs, 2016

2 A doktori iskola neve: Vezetője: Pécsi Tudományegyetem Földtudományok Doktori Iskola Dr. Dövényi Zoltán, DSc, egyetemi tanár PTE TTK Földrajzi Intézet Társadalomföldrajzi és Urbanisztikai Tanszék A doktori témacsoport neve: Vezetője: Földtan Dr. Budai Tamás, DSc, egyetemi tanár PTE TTK Földrajzi Intézet Földtani és Meteorológiai Tanszék Az értekezés tudományága: Témavezetők: Földtan Dr. Budai Tamás, DSc, egyetemi tanár PTE TTK Földrajzi Intézet Földtani és Meteorológiai Tanszék Dr. Sebe Krisztina, PhD, egyetemi adjunktus PTE TTK Földrajzi Intézet Földtani és Meteorológiai Tanszék

3 Tartalomjegyzék 1. BEVEZETÉS 1 2. CÉLKITŰZÉS 2 3. FÖLDTANI HÁTTÉR 3 4. MEGISMERÉSTÖRTÉNET, FÖLDTANI FELÉPÍTÉS Villányi-hegység Mecsek MINTAVÉTELEZÉS, VIZSGÁLATI MÓDSZEREK EREDMÉNYEK I. RÉTEGTAN, SZEDIMENTOLÓGIA, PALEONTOLÓGIA A Somssich-hegyi építkezés triász rétegsora Templomhegyi Dolomit Tagozat Mészhegyi Homokkő Formáció A templom-hegyi siklóbevágás triász rétegsora Templomhegyi Dolomit Tagozat Mészhegyi Homokkő Formáció A rétegtani és üledékföldtani megfigyelések értékelése Templomhegyi Dolomit Tagozat Mészhegyi Homokkő Formáció Palinológiai adatok és értékelésük (Villányi-hegység) Gerinces őslénytani adatok (Villányi-hegység) Őslénytani adatok a Templomhegyi Tagozatról Őslénytani adatok a Mészhegyi Formációról Őslénytani adatok a Somssichhegyi Formációról Az őslénytani adatok értékelése EREDMÉNYEK II. PETROGRÁFIA, MIKROMINERALÓGIA, GEOKRONOLÓGIA Petrográfiai megfigyelések A Templomhegyi Tagozat kavicsanyaga A Mészhegyi Formáció petrográfiai jellege A Somssichegyi Formáció homokkövei és kavicsanyaga A Karolinavölgyi Formáció homokkövei 74

4 7.2. Petrográfiai eredmények értelmezése Mikromineralógiai megfigyelések A Mészhegyi Formáció mikromineralógiai jellege A Somssichhegyi Formáció mikromineralógiai jellege A Karolinavölgyi Formáció mikromineralógiai jellege Mikromineralógiai eredmények értelmezése Cirkon egykristály U-Pb kormeghatározás Cirkon egykristály U-Pb koradatok A cirkon egykristály U-Pb koradatok értelmezése DISZKUSSZIÓ Lehetséges lepusztulási területek Tiszai-főegység Baksai és Babócsai Komplexum (közepes fokú metamorfitok) Psunj és Papuk Komplexum (közepes fokú metamorfitok) Mórágyi Gránit Komplexum Psunj és Papuk Komplexum (granitoidok) Kisfokú metamorfitok Ultrabázisos kőzettestek Felzikus vulkanitok Felső-paleozoos alsó-mezozoos sziliciklasztos kőzetek Az európai kontinens autochton területegységei Cseh-masszívum déli része Cseh-masszívum központi része Cseh-masszívum keleti része Małopolska- és Lysogóry-masszívum A törmelékanyag származása Szinszediment vulkanizmus Ősföldrajzi kép KONKLÚZIÓ KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS IRODALOMJEGYZÉK 120 MELLÉKLET 139

5 1. Bevezetés A Tiszai-főegység eredetéről, felépítéséről és földtani fejlődéstörténetéről eltérő nézetek alakultak ki, melyek hosszú időre determinálták a hazai földtani szemléletet. A XX. század első felében PRINZ Gyula nevéhez fűződik a Tisia-elmélet, mely szerint Tisia, a Kárpát-medence kristályos aljzatát alkotó "köztes tömeg", a földtörténet során egységes tömbként viselkedett. Tisia mint "kaptafa" köré gyűrődtek fel a Kárpátok hegyláncai (PRINZ 1926). A lemeztektonika elméletének térnyerésével és modern, mobil földtani modellek kidolgozása révén dőlt meg a "kaptafa-elmélet". Elsőként GÉCZY (1973) bizonyította őslénytani alapon, hogy a Dunántúli-középhegység jura ammoniteszfaunája déli, mediterrán (dél-alpi), míg a Mecsek jura ammonitesztársasága északi, európai rokonságú. Ma úgy tartjuk, hogy a Kárpát-medence déli részét a Tiszai-főegység alkotja, mely a jura időszakig a passzív európai kontinensperem részét képezte a Tethys-óceánrendszer északi oldalán. Tisztázatlan kérdés, hogy a kontinensperem pontosan mely részén helyezkedett el a főegység, és milyen más európai egységekkel volt határos? Egymástól nagyban eltérő vélemények alapján a Cseh-masszívumtól délre (CSONTOS & VÖRÖS 2004; HAAS & PÉRÓ 2004), nyugatra (TARI 2015) vagy keletre (GÖTZ & TÖRÖK 2008; SZULC 2000) fekhetett. Később a jura időszak során a Pennini-óceán riftesedése nyomán levált a stabil kontinensről, végül a miocén időszakban nyerte el mai helyét (KOVÁCS et al. 2000). A Tiszai-főegység két jelentős szerkezeti egységének, a Mecseki- és a Villányiegységnek a földtani fejlődéstörténete a középső-triász végéig hasonló volt. A két terület elkülönülésének kezdete egyidős a regionális szerkezeti mozgásokkal, melyek a jura időszakban a főegység stabil Európáról való leszakadását eredményezték (VÖRÖS 2012). A két területegységet jellemző sziliciklasztos kőzetek vizsgálata alapján adatokat nyerhetünk arról, hogy a késő-triász során hol helyezkedett el a törmelékanyag forrásterülete, azaz a kontinens mely területegységeivel állt kapcsolatban a főegység. 1

6 2. Célkitűzés A kontinensperemi régió tektonikai differenciálódásának kezdetén törmelékes sorozatokkal jellemzett rétegsorok képződtek a mecseki és a villányi-hegységi területen, melyek kifejlődésüket és vastagságukat tekintve is jelentősen különböznek egymástól. Ezek egymással való részletes összehasonlító vizsgálata, valamint a stabil Európa környező területeivel való összevetése azonban napjainkig nem valósult meg. A mecseki és a villányi-hegységi felső-triász törmelékes sorozatok összehasonlító elemzése céljából vizsgálom elsősorban a kevésbé ismert, vékony, hézagos kifejlődésű ladin felső-triász pliensbachi rétegsort a Villányi-hegységben: rétegtani, üledékföldtani, őslénytani szempontból, az üledékképződési környezetben bekövetkezett változások feltárására és kronosztratigráfiai besorolásának pontosítására; petrográfiai, mikromineralógiai, geokronológiai szempontból, a lepusztulási terület elhelyezkedésének meghatározása és annak változása elemzésének céljából. A mecseki és villányi-hegységi felső-triász( alsó-jura) sziliciklasztos kőzetek eredetének tisztázása céljából vizsgálom: a Tiszai-főegység délnyugati részének; a Cseh-masszívum nyugati, déli és keleti részének; a Małopolska- és Lysogóry-masszívum felső-triásznál idősebb alaphegységi képződményeinek petrográfiai, mikromineralógiai és geokronológiai jellegeit szakirodalmi adatok alapján. Az eredmények alapján pontosíthatom, hogy: milyen üledékképződési környezet jellemezte a villányi törmelékes sorozat lerakódását a késő-triász során; milyen ősföldrajzi kapcsolat mutatható ki a Mecseki- és a Villányi-egység területe között a triász végén; az európai kontinens mely területeivel függhetett össze a Tiszai-főegység a kontinentális lemezről történt leszakadását megelőzően. 2

7 3. Földtani háttér A Kárpát-medence prekainozoos aljzatát három nagy szerkezeti egység alkotja (1a. ábra): az alpi tektonikai ciklus kezdeti szakaszában az Európai-lemez részét képező Tiszaifőegység, az Afrikai-lemezről származó ALCAPA- (Alp Kárpát Pannon) és a Középmagyarországi-főegység (HAAS 2004). A Közép-magyarországi-vonaltól délre elhelyezkedő Tiszai-főegység a Kárpát-medence déli részének legnagyobb kiterjedésű szerkezeti egysége. Kelet-szlavóniai, dél-dunántúli, dél-alföldi és nyugat-erdélyi területek aljzatát alkotja; a nagy vastagságú kainozoos medenceüledékek alól az alaphegység kibúvásai a Szlavón-röghegység (Papuk- és Krndija-hegység), a Mecsek, a Villányihegység és az Erdélyi-középhegység területéről ismertek (BLEAHU et al. 1994; FÜLÖP 1994; KOVÁCS et al. 2011; SZEDERKÉNYI 1974). A Tiszai-főegységet délnyugat-északkelet csapású, egymás fölött takarós helyzetben lévő szerkezeti egységek, a Mecsek-Szolnokiegység, a Villány-Bihari-egység és a Békés-Kodrui-egység építik fel, melyek önálló szerkezeti egységként való lehatárolását paleobiogeográfiai és paleomágneses adatok alapján határozták meg (1a. ábra; CSONTOS & VÖRÖS 2004; GÉCZY 1973; MÁRTON 2000). 3

8 1. ábra. (a) A Tiszai-főegység elhelyezkedése a Kárpát-medence aljzatában (módosítva HAAS et al. 2010; KLOMÍNSKÝ et al. 2010; SCHMID et al alapján). Rövidítések: M = Mecsek; V = Villányihegység; S = Szlavón-röghegység; E = Erdélyi-középhegység; KMF = Közép-magyarországi-főegység. (b) A Mecsek-Szolnoki- és a Villány-Bihari-egységek délkelet-dunántúli részének fedetlen földtani térképe (módosítva HAAS et al alapján). A vizsgált szelvények helyét piros pontok, a fő szerkezeti vonalakat piros vonalak jelölik A Tiszai-főegység magját alkotó kristályos komplexumok a variszkuszi orogenezis során a karbon időszakban forrtak össze (HAAS & HÁMOR 1998). A főegység a passzív európai kontinensperem részét alkotta a Tethys-óceánrendszer északi oldalán, majd a jura időszakban a Pennini-óceán riftesedése nyomán levált a stabil kontinensről, végül a miocén időszakban nyerte el mai helyét (SZEDERKÉNYI 1998). Eredeti elhelyezkedése a Neotethys selfjén azonban vitatott: a legismertebb álláspont szerint (CSONTOS & VÖRÖS 2004; HAAS & PÉRÓ 2004) északon a Cseh-masszívummal, nyugaton a Nyugati-Kárpátokkal, keleten 4

9 Dáciával volt határos. TARI (2015) palinspasztikus modellje alapján azonban a Tiszaifőegység nem Cseh-masszívumtól délre, hanem attól nyugatra helyezkedhetett el. SZULC (2000), valamint GÖTZ & TÖRÖK (2008) elsősorban a mecseki középső-triász karbonátoknak a germán triász típusú sziléziai kifejlődésével való hasonlósága alapján a Tiszai-főgységet a Cseh-masszívumtól keletre helyezik. A Tiszai-főegység bonyolult felépítésű, több egymást követő fejlődéstörténeti szakasz emlékét őrzi. A főegység délnyugati részén a Délkelet-Dunántúl aljzatát két polimetamorf egység, a Baksai és Babócsai Komplexumok és egy magmás egység, a Mórágyi Gránit Komplexum alkotja (1b. ábra; HAAS et al. 2014). A prevariszkuszi közepes fokú metamorf komplexumokat döntően metapélitek (gneisz, csillámpala), alárendelten bázisos magmás és mészszilikát kőzetek építik fel (SZEDERKÉNYI 1998). Szilur nagyon kis fokú metamorf képződmények (Szalatnaki és Ófalui Formáció) nyomokban ismertek a területről (SZEDERKÉNYI 1996, 1998). A Mórágyi Gránit Komplexum a variszkuszi orogén öv részét képezte; hasonló K- és Mg-gazdag összetételű és korú karbon granitoidok a Cseh-masszívum, a Fekete-erdő, a Vogézek és Korzika területén fordulnak elő (BUDA 1996; BUDA et al. 2004; HOLUB 1997). A paleozoos aljzatba (metamorfitokba vagy granitoidokba) ultrabázisos kőzettestek (Helesfai, Ófalui, Gyódi Szerpentinit) ékelődnek (KOVÁCS 2007; SZEDERKÉNYI 1998). A késő-karbon kontinentális molassz üledékképződés (Tésenyi és Túronyi Formáció; JÁMBOR 1998; VARGA et al. 2003, 2008) a Villányi-hegység környezetéből ismert, ami a kora-perm során az egész mecsek-villányi területre jellemzővé vált (Korpádi Formáció). A kora-perm végén riolitos vulkanizmus szakította meg az üledékképződést, ami a Mecsek és Villányi-hegység környezetére egyaránt kiterjedt: vulkanoklasztitok és vulkáni kőzettörmelékeket tartalmazó konglomerátumok (Gyűrűfűi és Cserdi Formáció) őrzik nyomát (BARABÁS & BARABÁS-STUHL 1998; HIDASI et al. 2015; VARGA 2009). A felső-perm folyóvízi-tavi törmelékes üledékes sorozat a Mecsek környezetére jellemző (Bodai és Kővágószőlősi Formáció; BARABÁS & BARABÁS-STUHL 1998). A kora-triászra a törmelékes üledékképződés jóval kiterjedtebb méretet öltött, folyóvízi vagy tengeri környezetben törmelékes üledékes összlet képződése folyt, ami lefedte az idősebb alaphegységet (2. ábra; Jakabhegyi Homokkő; TÖRÖK 1998). Széles körű elterjedését jól jelzi, hogy a Mecsek- és a Villányi-hegység környezetén túl előfordulása az Alföld területéről is ismert. A középső-triász kort egyenlejtes karbonátos rámpán lerakódott sekélytengeri üledékek képződése határozta meg (2. ábra; TÖRÖK 1998). A mecseki 5

10 kifejlődési területen a többnyire karbonátos sorozat vastagsága jóval meghaladja a villányi típusterületét (BÉRCZINÉ MAKK et al. 2004). A tágabb terület tektonikai differenciálódása a késő-triász során indult meg a Pennini-óceán kinyílása nyomán (HAAS & PÉRÓ 2004). A mecseki területen félárokszerkezet alakult ki (NAGY 1969), melyhez képest a villányi terület kiemelt helyzetbe került (VÖRÖS 2012). Egyúttal ez a földtörténet azon szakasza, melytől kezdődően az addig egységes mecseki és a villányi terület fejlődéstörténete elkülönült egymástól. 6

11 2. ábra. A Mecsek és a Villányi-hegység triász sorozatának litosztratigráfiai tagolása (BUDAI & KONRÁD (2011) alapján, módosítva) A délkelet-dunántúli alsó- és középső-triász képződmények a Germán-medence triász kifejlődéseivel mutatnak hasonlóságot: a törmelékes alsó-triász a germán "Buntsandstein", a karbonátos középső-triász a germán "Muschelkalk" kifejlődésekkel 7

12 analóg. A "Keuper" törmelékes sorozatot a mecseki területen a Karolinavölgyi Homokkő Formáció, a villányi területen a Mészhegyi Homokkő Formáció képviseli. E Keuper kifejlődések viszont nem típusosan germán jellegűek, azokat (elsősorban a villányi kifejlődést) inkább a kárpáti Keuperhez tartják hasonlónak (BLEAHU et al. 1994; BÉRCZINÉ MAKK et al. 2004; RÁLISCHNÉ FELGENHAUER 1987; TÖRÖK 1998). A Mecseki- és a Villány-egység rétegsora a késő-ladintól lényegesen eltér egymástól mind a formációk vastagságát és települését, mind összetételét tekintve (2. ábra; BÉRCZINÉ MAKK et al. 2004). A mecseki terület alsó-jura sorozatát nagy vastagságú (akár 1500< m) törmelékes rétegsor jellemzi, és a fiatalabb sziliciklasztos-karbonátos jura is folymatos kifejlődésű. A villányi terület uralkodóan karbonátos jura rétegsora ezzel szemben jelentős üledékhiányokkal tagolt és a mecsekinél jóval vékonyabb (összesen m). 8

13 4. Megismeréstörténet, földtani felépítés 4.1. Villányi-hegység A Villányi-hegység területén számos kőfejtőt létesítettek a XIX. század második felében a fellendülő mecseki feketekőszén-bányászathoz szorosan kötődő Pécs-Mohács vasútvonal építése és útépítések miatt (PÁLFY 1901; SCHAFARZIK 1904). A széntelepes összlet kutatása a Mecsektől délre fekvő területeken ugyan viszonylag korán eredménytelennek bizonyult (PETERS 1862), a mecseki rétegsorokkal való párhuzamosítás szempontjából azonban számos új rétegtani felismerést szolgáltatott. A Villányi-hegység triász képződményeinek litosztratigráfiai alapú tagolásában, kőzettani és őslénytani feldolgozásában a legjelentősebb összefoglaló művek HOFMANN (1876), IFJ. LÓCZY (1912), RAKUSZ & STRAUSZ (1953), NAGY & NAGY (1976) nevéhez fűződnek. A villányi Templom-hegy kőfejtőiben feltárt mezozoos képződmények vizsgálatával az elmúlt mintegy 150 év során számos jeles kutató foglalkozott. A Templom-hegy rétegsorában a földtörténet 70 millió éves periódusának, a középső-triásztól a késő-juráig terjedő eseményei követhetők nyomon. A földtani megismerés elsősorban paleontológiai indíttatású volt, az érdeklődés középpontjában a fosszílitartalmú képződmények álltak: így a nemzetközi hírnévre szert tett, páratlanul gazdag jura ammonoidea fauna (LENZ 1872; HOFMANN 1876; TILL 1906, 1907, 1909, ; IFJ. LÓCZY 1915; GÉCZY 1971, 1982, 1998; GÉCZY & GALÁCZ 1998, 1999). A múlt század második felében a triász karbonátos kőzetek kutatása főként a díszítőkő-bányászathoz kötődően nyert új lendületet a Villányihegység területén (NAGY & NAGY 1976; TÖRÖK 1999). A Villányi-hegység keleti részén a legidősebb felszínre bukkanó képződmény a középső-triász Csukmai Dolomit Formáció Templomhegyi Dolomit Tagozata (2. ábra), melyet NAGY & NAGY (1976) a litológiai karaktere miatt tartotta célszerűnek elkülöníteni. Vastagságát 110 méterben határozták meg. A Templomhegyi Dolomit sárgásszürke, világos szürkéssárga, világosszürke, ritkán szürkésbarna színű, tömött szövetű, olykor durvakristályos, a tagozat alsó részén többnyire vastagpados, felső részén vékonyréteges, dolomit-, meszes dolomit- és dolomitos mészkőrétegek váltakozásából épül fel (NAGY & NAGY 1976; RÁLISCHNÉ FELGENHAUER 1981, 1985; VÖRÖS 1972, 2010). A rétegek gyakran sávosak vagy foltosak, a vékony sávok és foltok szürke, ritkábban vörösbarna vagy lilásrózsaszínűek. A pélittartalom a rétegsorban felfelé növekszik, egyre gyakoribbá 9

14 válnak a sárgás színű, lemezes dolomitmárga-betelepülések, valamint a vékony agyag- és aleurolitrétegek. LUKOCZKI & HAAS (2013) újraértékelte a tagozat szöveti bélyegeit, ez alapján az alsó szakaszon (~80 méter) gyenge szöveti megőrzöttségű ooidos grainstonepackstone, valamint bioklasztos packstone mikrofácieseket határoztak meg a finomkristályos-középkristályos kőzettípusokon. A felső szakaszon (~30 méter) finomkristályos, planáris-e (saját alakú dolomitkristályokat tartamazó) szövettípust figyeltek meg, ami megfeleltethető NAGY & NAGY (1976) által dokumentált egyöntetű, homogén, finomkristályos szövetnek. LUKOCZKI & HAAS (2013) stabilizotópos adatai alapján a dolomitosodás tengeri környezetben történhetett. Már a sekélybetemetődés során a dolomitosodás finomkristályos helyettesítéses dolomit képződését eredményezte. A Templomhegyi Dolomit ősmaradványtartalma alapján is kétarcú képződménynek tekinthető (NAGY & NAGY 1976). Alsó szakaszát elsőként LŐRENTHEY (1907) vizsgálta a villányi vasútállomási kőfejtőben, ahonnan Lingula és Discina brachiopodák, Myophoria kagylók példányait, továbbá a Sauropterygia hüllőkhöz tartozó Nothosaurus sp. maradványait dokumentálta. A mikrofaunát szivacstűk és Formaminiferák (Glomospirafélék) képviselik, ezen kívül algabioklasztokat és Neocalamites incertae sedis maradványokat is említettek (NAGY & NAGY 1976). A tagozat felső 30 méteres szakaszát faunamentesnek ítélték (NAGY & NAGY 1976). A tagozat kronosztratigráfiai helyzete korjelző ősmaradvány hiányában bizonytalan, települési helyzete alapján a középsőtriász ladin emeletbe sorolható (NAGY & NAGY 1976; VÖRÖS 2010). Az intraklasztok és az ooidok alapján a Templomhegyi Dolomit időszakosan mozgatott sekélytengeri környezetben képződött (RÁLISCHNÉ FELGENHAUER 1987). A képződési környezetről eltérő vélemények alakultak ki: sekélytengeri, szubtidális (NAGY & NAGY 1976), intertidális (TÖRÖK 1998) vagy szupratidális (BÉRCZINÉ MAKK et al. 2004), esetleg sekélytengeri-lagunáris (RÁLISCHNÉ FELGENHAUER 1981) fácies valószínűsíthető. A Templomhegyi Dolomit a villányi-hegységi középső-triász karbonátos rámpa rétegsor legfiatalabb kifejlődése (BÉRCZINÉ MAKK et al. 2004; VÖRÖS 2010). A templom-hegyi triász záró tagja a Mészhegyi Homokkő Formáció (2. ábra). Ismert előfordulása a Villányi-hegység keleti részére szorítkozik. Vastagsága a templomhegyi alapszelvényben 15 méter, a Villány V-5 fúrásban 7,5 méter, a Nagyharsány Nh-5 fúrásban legalább 20 méter (VÖRÖS 2010). Sztratigráfiai besorolása hosszú évtizedeken keresztül vita tárgyát képezte a geológusok körében. Az egykori villányi bányanyitáskor készült mélyútban (ma: siklóbevágás) IFJ. LÓCZY (1912) figyelt fel elsőként a triász 10

15 dolomit és a jura mészkövek között települő, zöld színű, márgás, laza homokkőre, melynek a fekü és fedő képződményektől eltérő dőlését észlelte, ezért mediterrán (ma: miocén) korúnak határozta. Később IFJ. LÓCZY (1915) megállapította, hogy e laza és határozott rétegződést nem mutató összlet a "bradfordi homokkőrétegek" (ma: alsó-jura pliensbachi Somssichhegyi Mészkő Formáció) alatt települ, ennek ellenére változatlanul mediterrán vagy pontusi korúnak tartotta. Később, az 1943-ban létesített alagútban (ami a kőfejtőből kitermelt kőzetanyag siklópályán való szállítását szolgálta a vasútállomás felé) 10 méter vastagságban tárták fel a laza törmelékes összletet. IFJ. LÓCZY (1945) ebben a szelvényben szürke és tarka homokkő konkordáns települését írta le a triász és jura rétegek között. A képződményt továbbra is mediterrán korúnak vélte, így arra a következtetésre jutott, hogy a jura rétegek triász összletre való rátolódása a miocénben zajlott. NOSZKY (1961) ugyanezt a képződményt a középső-jura bath transzgresszió, VÖRÖS (1972) a középsőtriász és az alsó-jura közötti önálló üledékképződési szakasz termékének, míg NAGY & NAGY (1976) a jura transzgresszió legalsó, bevezető tagjának tartotta. A magyarországi alapszelvénykutatásokhoz kapcsolódóan NAGY Elemér kezdeményezésére a Magyar Állami Földtani Intézet 1979-ben letakaríttatta az akkorra már beomlott alagút keleti falát, így a vitás rétegsor valaha volt legteljesebb feltárását állították elő. VÖRÖS Attila és RÁLISCHNÉ Felgenhauer Erzsébet közel egyidőben dokumentálta a laza törmelékes összletet. RÁLISCHNÉ FELGENHAUER (1985) nevezte el a képződményt Mészhegyi Homokkő Formációnak. Megállapította, hogy a törmelékes sorozat a pélittartalom növekedésével fokozatosan fejlődik ki a fekü Templomhegyi Dolomitból: a két képződmény határát ott húzta meg, ahol a márgák közé több aleurolitréteg települ. A formáció korának megítélését nehezítette, hogy ősmaradványokat nem találtak benne, és a palinológiai vizsgálatok is eredménytelenül zárultak (HEGYI 1982; RÁLISCHNÉ FELGENHAUER 1981). Ez alól azon rossz megtartású, feltételezett hüllőcsontmaradványok képeznek kivételt, melyeket RÁLISCHNÉ FELGENHAUER Erzsébet az alapszelvénydokumentációban említ a Mészhegyi Formáció alsó részéről (dolomitmárga-rétegből). Krzysztof BIRKENMAJER rossz megtartású növénymaradványokra lett figyelmes a formáció legfelső homokkőrétegében, melyeket rhaeti korúnak tartott (BLEAHU et al. 1994). Korjelző ősmaradvány hiányában RÁLISCHNÉ FELGENHAUER (1981) a képződményt rétegtani helyzete alapján a felső-triászba sorolta. RÁLISCHNÉ FELGENHAUER (1985) szerint sekélytengeri, tengerparti környezetben képződött. VÖRÖS (2010) újraértékelte a korábbi ismereteket a Mészhegyi Formációról. Megállapította, hogy az éles határral, diszkordánsan települ a Templomhegyi Dolomitra. A formáción belül három, üledékhiánnyal települő 11

16 paraszekvenciát különített el, melyek képződése félárokszerkezethez köthető (VÖRÖS 2009, 2010). Mindhárom cikluson belül felfelé finomodik a szemcseméret (a homokkőtől az aleurolitig, agyagkőig, vagy a sejtes, dolomitos mészkőig). Feltétetelezése szerint a három paraszekvencia a felső-triász három különböző emeletében (karni, nori, rhaeti) képződhetett. VÖRÖS (2009) rámutat arra, hogy a különböző litofáciesek képződése humid és arid időszakok váltakozása következtében módosuló képződési környezetre utal: a homokkövek folyóvízi, a pélitek tavi, a karbonátok (kalkrét, dolokrét) playa környezetet jeleznek. VÖRÖS (2009) szerint a Mészhegyi Formációba sorolható homokkőrétegek megjelenése a karni csapadékos eseménnyel (Carnian Pluvial Event; SIMMS & RUFFEL 1989) párhuzamosítható. Meglátása szerint a formáció laterális vastagságváltozása félárokszerkezettel magyarázható (3. ábra; VÖRÖS 2009). 3. ábra. A villányi Templom-hegy Ny-K csapású szelvénye VÖRÖS (2009) nyomán, módosítva. A félárokban lerakódott képződmények nyugat felé kivastagodnak. Rövidítések: T = Templomhegyi Dolomit Tagozat; M = Mészhegyi Homokkő Formáció; S = Somssichhegyi Mészkő Formáció; V = Villányi Mészkő Formáció; Sz = Szársomlyói Mészkő Formáció 12

17 A fentiek alapján tehát a Mészhegyi Formációról rendkívül ellentmondásos vélemények alakultak ki, így a képződési környezet tekintetében is: az összlet sekélytengeri, partközeli síkságon (RÁLISCHNÉ FELGENHAUER 1981; TÖRÖK 1998) vagy folyóvízi-tavi környezetben rakódhatott le (VÖRÖS 2009, 2010). A képződmény üledékföldtani feldolgozása mellett a modern szemléletű petrográfiai leírása nem történt meg. Az alapszelvényprogram keretében született, kiértékelés nélkül maradt petrográfiai adatok az OFKFV (Országos Földtani Kutató és Fúró Vállalat) kéziratos jelentésében találhatók (HEGYI 1982). A Mészhegyi Formációra eróziós diszkordanciával települ a Somssichhegyi Mészkő Formáció (VÖRÖS 1972, 2010). Előfordulása a Villányi-hegység keleti részén ismert: a Somssich-hegyen 2 m, a Templom-hegyen 1 8 m, míg a Harsány-hegyen akár több mint 40 m vastagságú (VÖRÖS 2010). VÖRÖS (1972, 2010) összefoglalása alapján a formáció alsó részére a szürkéssárga színű polimikt konglomerátum és meszes homokkő jellemző. Rá szürke színű crinoideás mészkő, majd kvarcit- és dolomitkavicsokat tartalmazó mészkő települ. Efölött sárgásszürke, áthalmozott konglomerátum- és mészkőtömböket is tartalmazó homokos-kavicsos mészkő következik. Felfelé egyre csökken a törmelékes összetevők mennyisége, és a formáció felső szakaszán sárgásszürke, fosszíliákban gazdag mészkő, kékesszürke mészkő, majd legfelső részén sötétszürke tűzköves mészkő települ. A formáció bázisán települő homokkő ősmaradványmentes. A felette települő szakasz jellemző ősmaradványai a foraminiferák, ammonoideák, belemnoideák, brachiopodák, echinodermaták (VÖRÖS 1971, 1972). Kora pliensbachi (AGER & CALLOMON 1971; SZENTE & VÖRÖS 1992). A formáció alsó része sekélytengeri, szublitorális, a felső része nyílttengeri környezetben képződött, ami egy felfelé mélyülő üledékes paraszekvenciának feleltethető meg (VÖRÖS 2009, 2010). VÖRÖS (1972, 2010) szerint a formáció dolomitkavicsai a fekü Templomhegyi Dolomitból, a kvarcitkavicsok perm-triász törmelékes sorozatokból vagy a kristályos aljzatból származhatnak. A Somssichhegyi Mészkőre jelentős üledékhézaggal települ a bath-callovi Villányi Mészkő és az oxfordi-tithon Szársomlyói Mészkő (VÖRÖS 2012). 13

18 4.2. Mecsek A Mecsek földtani felépítéséről és mezozoos képződményeiről BEUDANT (1822) tett először említést. PETERS (1862) "Keuper homokkő" vagy "gresteni homokkő" néven, később BÖCKH (1876) "telepmentes homokkőként" írta le a felső-triász homokkövet. VADÁSZ (1935) törmelékes sorozatot Phyllopoda sp. maradványok alapján a felső-triász rhaeti emeletbe sorolta. A Délkelet-Dunántúl triász képződményeiről ismereteink túlnyomó többsége a nyersanyagkutatásnak köszönhető. A 19. század óta a mecseki feketekőszén, míg az 1950-es évektől a mecseki uránérclelőhelyek felismerését követően értékelődött fel az alaphegységi képződmények gazdasági jelentősége. A szénkutatás alapvetően a jura, az uránkutatás elsősorban a perm befogadó képződményeket érintette, azokat számos kutatófúrás harántolta a Mecsek- és a Villányi-hegység területén egyaránt (FÜLÖP 1994). A Mecseki Ércbányászati Vállalat és a Magyar Állami Földtani Intézet geológusai számtalan új, sokszor kéziratban maradt eredményt adtak közre. A mecseki triász kutatás élenjáró geológusa NAGY Elemér volt, aki a Magyar Állami és Földtani Intézet munkatársaként a mecseki triász képződmények részletes térképezését végezte, új ásvány-kőzettani, őslénytani, rétegtani és üledékföldtani ismereteket szolgáltatott, megalapozta a többnyire ma is érvényes rétegtani beosztást, számos szakcikket (NAGY 1964a, 1964b, 1964c, 1964d) és egy mérföldkőnek számító monográfiát (NAGY 1968) hagyott maga után. Halálát követően a felső-triász képződményeket áttekintő publikáció (NAGY et al. 2008) látott napvilágot. A mecseki kifejlődési területen a középső-triász végi rámpatagolódás nyomán a sekélytengeri körülményeket a tengertől lefűződő lagúnáris, majd édesvízi, tavi üledékképződés váltotta fel (2. ábra; BÉRCZINÉ MAKK et al. 2004). A ladin sekélytengeri karbonátokra (a Csukmai Dolomitra) a Kantavári Mészmárga Formáció települ (2. ábra), melynek előfordulása a Középső-Mecsekben ismert, vastagsága méter. A Kantavári Formáció talpán helyenként kaolinites-sziderites agyagkőrétegek nyomozhatók (2. ábra; Mánfai Sziderit; TÖRÖK 1998), ami a terület szárazra kerülését jelzi. Ezt a képződményt NAGY & RAVASZ-BARANYAI (1968) tufaszórás termékének tekintette, újabban lápi kifejlődésűnek tartják (HAAS et al. 2002). A formáció ladinba sorolható alsó és középső része fekete színű agyagos mészkő, mészmárga, márga, agyagmárga magas szervesanyagtartalommal bír. Gyakori ősmaradványok az ostracodák, phyllopodák, kagyló- és csigamaradványok, növénymaradványok (például characeák). A karniba 14

19 sorolható felső része agyagos homokkő és aleurolit, alárendelten szideritrétegek váltakozásából áll. A törmelékes felső tagozatból halmaradványok (Dapedus inornatus, Semionotus sp. pikkelyek, Acrodus minimus fogak és uszonytüskék) és csigák kerültek elő (NAGY et al. 2008). A mecseki felső-triász törmelékes rétegsor része a Karolinavölgyi Homokkő, mely a Kantavári Formációból fejlődik ki, vagy diszkordánsan települ a középső-triász karbonátos képződményekre (2. ábra; TÖRÖK 1998). A Mecsek nyugati, középső és keleti részén egyaránt ismert. Felszíni előfordulása Pécstől Vasasig követhető, szerkezetileg lehatárolt kibukkanásai Büdöskút-Darázskút és Váralja környékén ismertek, emellett számos (elsősorban kőszénkutató) fúrás harántolta (NAGY et al. 2008). Vastagsága m, kelet felé kivékonyodik. A formáció alsó (karni) része szürke színű, aprókavicsos homokkő, finomszemű homokkő, aleurolit, kőzetlisztes agyagkő, ritkán sziderit váltakozásából épül fel. A jól rétegzett finomszemű homokkő agyagkőklasztokat, aleurolitrétegeket tartalmaz, földpáttartalma jelentős. Meszes, sziderites kötőanyagú kőzettípusok jellemzik. Lagunáris, tavi és delta kifejlődésű. Ostracodák, phyllopodák, hal- (Dapedius inornatus, Semionotus sp. pikkelyek, Acrodus minimus fogak és uszonytüskék), kagyló- (Pleuromya ambigua), csiga- (Actaeonina cf. scalaris) és növénymaradványok jellemzik (BÉRCZINÉ MAKK 2004; NAGY 1968; NAGY et al. 2008). A formáció középső (nori?) szakaszát durvaszemű homokkő vezeti be, majd a kavicsos és durvaszemű homokkőtípusok arányának csökkenésével a szürke, alárendelten világoszöld vagy szürkésvörös színű finomszemű homokkő-, aleurolit- és agyagkőrétegek váltakoznak. Kisebb a meszes, nagyobb a hematitos, chamozitos kötőanyag aránya. Kevés phyllopoda és növénymaradvány, gyér spóra- és pollenegyüttes jellemzi. A nori összletet legalsó részén delta, majd uralkodóan tavi és lagunáris üledékképződési környezet jellemzi (NAGY 1968; NAGY et al. 2008). A formáció felső (rhaeti) részét zöldesszürke, világoszöld színű durvaszemcsés, keresztrétegzett homokkő, finomszemcsés homokkő, aleurolit, agyagkő, elszórtan szideritrétegek váltakozása, felső részén szénrétegek betelepülése jellemzi (NAGY 1968; NAGY et al. 2008; WÉBER 1984). Uralkodó a karbonátos, kloritos, chamozitos kötőanyag. Gyakori gyökér- és uszadékfamaradványok, növénylenyomatok, Phyllopoda kőbelek és kagylók fordulnak elő. Alsó részén delta, felső részén folyóvízi meder és ártéri képződési környezet jellemző. Mindezek alapján NAGY (1968) regresszív-transzgresszívregresszív üledékképződési ciklusokat valószínűsített, melyeket a felső-triász három emeletének feleltetett meg. A Karolinavölgyi Homokkő késő-karni rhaeti korú BÓNA 15

20 (1983, 1995) palinológiai eredményei alapján. A középső ciklus nori emeletbe tartozása a gyér spóra- és pollenegyüttes alapján azonban bizonytalan. A triász paleoklimatológiai kutatások ugyanakkor arra utalnak, hogy az alapvetően csapadékos késő-triász koron belül a késő-karni középső-nori korszakban rendkívül száraz klíma volt jellemző. Ez alapján felvetették, hogy a mecseki törmelékes üledékképződés ez idő alatt szünetelt vagy visszaszorult (BÉRCZINÉ MAKK et al. 2004; HAAS et al. 2002). NAGY (1969) szerint a felső-triász alsó-jura törmelékes összlet egy gyorsan mélyülő félárokban halmozódott fel, ahol a süllyedés maximuma a terület déli részére tehető (4. ábra). A keresztrétegzettségi adatok alapján az üledékszállítás észak, északészakkelet felől dél felé történt. A lepusztulás döntően granitoid, kevesebb metamorf kőzettípust érintett. A Karolinavölgyi Homokkőben számos kutatófúrás harántolt durvatörmelékes betelepüléseket, melyek tanulmányozása alapján az anyagszállítás fő iránya mellett másodlagos szállítási irány jelölhető ki: a kisebb arányban megjelenő mészkő- és dolomit kőzettípusoknak az üledékgyűjtő medencébe való szállítása délről észak felé történt (NAGY 1968; GYŐRFY 2012). 4. ábra. A Mecsek középső-triász alsó-jura rétegsorának É-D csapású szelvénye NAGY (1969) nyomán, módosítva. A félárokban lerakódott képződmények dél (és kelet) felé kivastagodnak 16

21 A Nyugat-Mecsek északi előterében mélyült két fúrás (Szentkatalin Szk-1, Husztót Hu-2) a Karolinavölgyi Homokkő középső- és keleti-mecseki előfordulásaitól jelentősen eltérő kifejlődésű durvatörmelékes összletet tárt fel (2. ábra; WÉBER 1990). Mindkét fúrás karbonátos, főként mészkő, autigén breccsás mészkő, dolomit, dolomitmárga, agyagmárga, márga sorozatot harántolt a durvatörmelékes sorozat alatt, melyek valószínűleg nyílttengeri képződési környezetet jeleznek, koruk anisusi (SZENTE 1997) vagy ladin (BÓNA 1986; NAGY et al. 2008). A karbonátokra a durvatörmelékes összlet diszkordánsan települ. A konglomerátum, homokkő, agyagkő, agyag és szenes agyag ritmusos váltakozásából felépülő összlet törmelékanyaga uralkodóan granitoidokból és metamorfitokból származik (WÉBER 1990; NAGY et al. 2008). Kora késő-triász (WÉBER 1990), esetleg kora-jura (NAGY et al. 2008). A Karolinavölgyi Homokkőből fokozatosan fejlődik ki a mvastagságú felső-triász alsó-jura (rhaeti-hettangi) Mecseki Kőszén Formáció, mely folyóvízi-deltalápi homokkő, aleurolit, agyagkő váltakozásából és közbetelepülő kőszénrétegekből épül fel (2. ábra; NÉMEDI VARGA 1998; GÖTZ et al. 2011). Efölött alsó-jura sziliciklasztos kőzetek és márgák, valamint középső-felső jura sekélytengeri, majd pelágikus karbonátok következnek (CSÁSZÁR et al. 2013; NÉMEDI VARGA 1998). 17

22 5. Mintavételezés, vizsgálati módszerek A mintagyűjtés pontos helyét az 1. mellékletben megadott földrajzi koordinátákkal mutatom be. A vizsgált minták többségét a Mészhegyi Homokkő templom-hegyi (siklóbevágás; 5. ábra) és Somssich-hegyi (építkezési terület; 5. ábra) feltárásából gyűjtöttem. A villányi felső-triász mintákat (Mészhegyi Homokkő) "VT" kóddal ("Villányi-hegység, felső-triász") láttam el. A törmelékes üledékes kőzetminták kiválasztásakor kiemelt figyelmet fordítottam a szemcseméret ásványos összetételt befolyásoló hatására (GARZANTI et al. 2009), ezért a pélit, homokkő és konglomerátum kőzettípusokból egyaránt gyűjtöttem mintákat a képződmény minél teljesebb jellemzése céljából. Az összehasonlítás céljából a Templomhegyi Dolomit ("VL" mintakód; "Villányihegység, ladin") templom-hegyi és Somssich-hegyi, valamint a Somssichhegyi Mészkő ("VJ" mintakód; "Villányi-hegység, alsó-jura") templom-hegyi előfordulásából vettem mintát. A Karolinavölgyi Homokkő ("MT" mintakód; "Mecsek, felső-triász") lámpásvölgyi alapszelvényének alsó és felső részéről homokkőmintákat válogattam, elsősorban mikromineralógiai és geokronológiai célú laboratóriumi vizsgálatokhoz. 18

23 5. ábra. A Mecsek és a Villányi-hegység pre-kainozoos rétegsorának egyszerűsített rétegoszlopa (BARABÁS & BARABÁS-STUHL 1998; BUDAI & KONRÁD 2011; CSÁSZÁR 2005; JÁMBOR 1998; NÉMEDI VARGA 1998; SZEDERKÉNYI 1998; TÖRÖK 1998 alapján) a részletesen vizsgált szelvények feltüntetésével. A mintavétel helyét és az alkalmazott módszereket a jelkulcsban feltüntetett szimbólumok jelölik A villányi-hegységi képződmények (Templomhegyi Dolomit, Mészhegyi Homokkő) korának pontosítása céljából a palinológiai vizsgálatokhoz homokkő- és pélitmintákat gyűjtöttem. A vizsgálatok a minták szervesanyag-tartalmának és korjelző palinomorfa-tartalmának meghatározására irányultak. Standard palinológiai vizsgálati protokoll alapján HCl (33%) és HF (73%) oldatos feltárás történt a karbonát- és szilikáttartalom eltávolítása céljából, majd telített ZnCl 2 oldatot (ρ=2,2 g/ml) került 19

24 alkalmazásra az eltérő sűrűségen alapuló szeparáláshoz. A maradék szeparátum 15 µm lyukátmérőjű szitán való szitálását követően a szeparátum Eukitt műgyantába lett ágyazva. A mintákat Annette E. GÖTZ (Rhodes University, Grahamstown, Dél-afrikai Köztársaság) tárta fel és értékelte ki. A gerinces makrofosszíliák gyűjtését a feltárásokon, a kőzetanyag kalapáccsal, vésővel és piszkutával való aprólékos átvizsgálásával végeztük. A leleteket a terepen pillanatragasztóval konzerváltuk. A gerinces mikrofosszíliák gyűjtése céljából a kutatómunkám kezdetétől a disszertáció lezárásáig több mint 2 tonna törmelékanyagot (homokkő- és pélitrétegekből) jövesztettünk a siklóbevágásban és az építkezésen. A törmelékanyagot a vizsgálati terület északi előterében található Villány-Pogányi-vízfolyás partjára szállítottuk, ahol szétterítettük és kiszárítottuk, majd benzinmotoros szivattyúval a vízfolyásból vizet vételezve 2 mm, 1 mm, 0,5 mm lyukátmérőjű szitasoron iszapoltuk. A makrofosszíliák laboratóriumi mechanikus preparálását, valamint az iszapolási maradék binokuláris mikroszkóp alatt történő válogatását a Magyar Természettudományi Múzeum Őslénytárában és az Eötvös Loránd Tudományegyetem Általános és Alkalmazott Földtani Tanszékén a MTA-ELTE Lendület Dinoszaurusz Kutatócsoport tagjai végezték. A leletek meghatározását ŐSI Attila (MTA-ELTE Lendület Dinoszaurusz Kutatócsoport) végezte. Az ásványos összetétel megismerése céljából a vékonycsiszolatok polarizációs mikroszkópi kiértékelését végeztem el. A vékonycsiszolatok elkészítéséhez a laza, gyengén cementált törmelékes kőzetminták acetonnal higított Araldit-D műgyantával történő többszöri beeresztését alkalmaztam. A csiszolatokat 30 μm vastagság eléréséig vékonyítottam. A vékonycsiszolatok kiértékelését és a fényképi felvételek elkészítését Nikon OPTIPHOT2-POL (Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kőzettan-Geokémiai Tanszék) és Zeiss Axiphot (Georg-August-Universität Göttingen, Abteilung Sedimentologie und Umweltgeologie) polarizációs mikroszkóppal készítettem el. A fő kőzetalkotó komponensek (kvarc-földpát-kőzettöredék) eloszlásának meghatározásához szemcse vonal menti számlálását végeztem el. A teljes kőzetminták ásványos összetételének meghatározásához röntgenpordiffrakciós méréseket végeztem el Rigaku Miniflex 600 készüléken (Pécsi Tudományegyetem, Szentágothai Kutatóközpont, Analitikai Kémia és Geoanalitika Kutatócsoport). A kőzetmintákat (5. ábra) achátmalomban és dörzsmozsárban porítottam. A mérésekkor 40 kv, 15 ma beállítást alkalmaztam. A mért adatokat XDB Phase 20

25 Analytical Software használatával SAJÓ István (Pécsi Tudományegyetem) értékelte ki (2. melléklet). A röntgenpordiffrakciós eredményeket főként a homokkövek finomszemű mátrix/cement összetevőinek, továbbá a karbonátos kőzettípusok összetételének meghatározásakor hasznosítottam. A lepusztulást szenvedett kőzettípusok jellemzésére a kavics szemcseméretosztály kiválóan alkalmas, mert a kőzettöredékek közvetlen információt szolgáltatnak az anyakőzetekről. Ezért a Templomhegyi Dolomit építkezési és a Mészhegyi Homokkő siklóbevágási durvatörmelékes előfordulásából 1 mm-t meghaladó szemcséket tartalmazó kőzetmintákat gyűjtöttem. Megismerésükre az aprószemű kavics vizsgálati módszert (FPE = fine-grained pebble examination; BRADÁK et al. 2014) alkalmaztam. A gyengén cementált mintákat egy héten keresztül vízben áztattam, majd a teljes diszpergálást követően 4 mm, 2 mm, 1 mm lyukátmérőjű szitasoron nedves szitálást végeztem. Az így kinyert és frakcionált (1 2 mm, 2 4 mm, 4< mm) törmelékszemcséket ipari szürke cementtel és vízzel alaposan összekevertem. A szemcse-cement keveréket közel 50 mm belső átmérűjű, kör alakú műanyagtégelybe helyeztem úgy, hogy a kiöntött anyag magassága 5 10 mm legyen. A szemcsék súlyuknál fogva lesüllyedtek. A teljes kötést követően (1 hét) a mintatesteket eltávolítottam a műanyag tégelyekből, majd felületüket higított műgyantával itattam át. A megszáradt mintákat csiszoltam, tárgylemezre ragasztottam, vékonyítottam. Binokuláris és polarizációs mikroszkóp alatt határoztam meg a törmelékszemcsék anyagi minőségét. Az FPE módszert továbbgondolva JÓZSA Sándor konzulensemmel (Eötvös Loránd Tudományegyetem) arra jutottunk, hogy a nátrium-poliwolframátos feltárás alkalmas lehet az igen gyakori kőzettöredék-típusok (például különböző kvarcmódosulatok) és a jóval ritkább, esetleg többféle ásványtípust, sőt akár nehézásványt is tartalmazó kőzettöredéktípusok elkülönítésére. Ezért az FPE módszerhez előkészített törmelékszemcsékből nátrium-poliwolframátos (aq) leválasztást (ρ=2,78 g/cm 3 ) végeztem kb. 1,5 cm átmérőjű, kb. 10 cm magasságú kémcsövekben. Az így szétválasztott könnyű- és nehézfrakcióból szemcsepreparátumokat készítettem a fent tárgyalt módon. A nehézásvány-vizsgálatokhoz (MANGE & MAURER 1992) elsősorban finomszemű homokkőmintákat, alárendelten finomhomokos pélitmintákat (5. ábra) válogattam ki. Mintánként kb. 200 gramm mennyiséget mértem be lombikba, 1M nátrium-acetát vizes oldatát adtam hozzá. Napi többszöri keverés mellett az oldatokat 1 2 hétig állni hagytam. 21

26 A diszpergált mintákat µm és µm lyukátmérőjű szitákon nedves szitálás útján frakcionáltam. A leválasztótégelybe nátrium-poliwolframát vizes oldatát töltöttem (ρ=2,78 g/ml), majd kb. 5 gramm szitált mintát adtam hozzá. Kb. 5 6 óra alatt a könnyűés a nehézásvány-frakció szétkülönült. A leválasztott µm és µm szemcseméretű nehézásványokból Araldit-D műgyantába ágyazott, különböző szemcseméretű vizes szilícium-karbid csiszolópapírokon csiszolt szemcsepreparátumokat készítettem. A preparátumokat binokuláris és polarizációs mikroszkóp alatt vizsgáltam a minőségi meghatározás céljából. Egyes µm szemcseméretű mintákból nagy fénytörésű beágyazó anyaggal (Meltmount, n=1,66) is készítettem fedett szemcsepreparátumokat, melyeken a polarizációs mikroszkóp alatt mintánként szemcse vonal menti számlálásával (MANGE & MAURER 1992) mennyiségi-minőségi kiértékelést végeztem (3. melléklet). A nehézásványok jobb megismerésére a hagyományos polarizációs mikroszkópos eljáráson túl nagyműszeres vizsgálatokat alkalmaztam. A µm és µm szemcseméretű, polírozott, fedetlen nehézásványpreparátumokon pásztázó elektronmikroszkópos és energiadiszperzív mikroszondás (EDAX PV9800 típusú energiadiszperzív spektrométerrel felszerelt AMRAY 1830 I/T6 pásztázó elektronmikroszkóp, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kőzettan-Geokémiai Tanszék) méréseket végeztem a szemcsék minőségi meghatározása céljából (mintaelőkészítés: szénbevonat; mérési paraméretek: 20 kv, 1 na, 50 nm). A SEM méréseket és az ásványok kémiai összetételének kiértékelését BENDŐ Zsolt (Eötvös Loránd Tudományegyetem) útmutatásával végeztem el. A µm szemcseméretű nehézásványszemcsékből epoxi műgyantába ágyazott, henger alakú mintatesteket készítettem, melyeket csiszoltam és políroztam, majd Raman spektroszkópos méréseket (Olympus BX-41 mikroszkóppal felszerelt Horiba Jobin Yvon HR800-UV spektrométer, Georg-August-Universität Göttingen, Geozentrum Göttingen) végeztem azzal a céllal, hogy minőségi és mennyiségi eredményeket nyerhessek a nehézásványok eloszlásáról. Átlagosan szemcsét vizsgáltam mintánként (mérési paraméterek: 100x, 488 nm, 20 mw). A Raman spektroszkópos méréseket és a spektrumok kiértékelését Keno LÜNSDORF és Burkhardt C. SCHMIDT (Universität Göttingen) útmutatása alapján végeztem el. A cirkon egykristály U-Pb méréseket három villányi és két mecseki mintán (5. ábra) végeztük el (Georg-August Universität Göttingen, Geozentrum Göttingen). 22

27 Egyenként egy kilogramm mennyiségű, finomszemű, üde homokkőmintát gyűjtöttem. A mintákat első lépésben pofás törővel (Mecsekérc Zrt.) kis darabokra törtem, majd a törmelékanyagot üvegpohárba töltöttem, és 1M nátrium-acetát vizes oldatával öntöttem fel. A diszpergált mintákat 63 és 125 µm lyukátmérőjű szitákon nedves szitálással frakcionáltam. Ezt követően a szitálási maradékot 5% ecetsavas oldatban gyakori keverés mellett állni hagytam a karbonáttartalom eltávolítása céljából. A nehézásványokat nehézfolyadékkal (nátrium-poliwolframát (aq), ρ=2,78 g/ml) választottam le. A nehézásvány-szeparátumokon cirkondúsítás céljából mágneses szeparálást (Frantz Magnetic Separator) végeztem. A cirkonszeparátumok előállításakor kiemelt figyelmet fordítottunk arra, hogy a vizsgálatra szánt cirkonkristályok kiválasztása véletlenszerűen történjen, ezért a szemcséket a szeparátumok véletlenszerű negyedelésével választottuk ki. A cirkonkristályokat üveglapra rögzített kétoldalú ragasztószalagra tapasztottuk, melyre 25 mm átmérőjű hengert helyeztünk, majd epoxi műgyantába ágyaztuk. A mintatesteket P2500 szilícium-karbid csiszolópapíron csiszoltuk, majd polírozógépen 9, 3 és 1 µm szemcseméretű gyémántpasztával políroztuk a tökéletesen sík felület eléréséig. A cirkonpreparátumokról és a vizsgálat során használt sztenderdekről DUNKL István (Georg- August-Universität Göttingen) készített katódlumineszcens felvételeket JEOL JXA 8900 elektron-mikroszondával a kristályok belső szerkezetének megismerésére, így a kormeghatározásra alkalmas homogén belső területtel rendelkező szemcsék kijelölésére. Mielőtt a beágyazott mintatesteket a mintatartóba helyeztük, több lépcsős, híg sósavas, etanolos, ioncserélt vizes tisztítást hajtottunk végre a mintafelszínen jelen lévő ólomszennyezés eltávolítása céljából. A cirkon egykristály U-Pb méréseket LA-SF-ICP-MS (laser-ablation singlecollector magnetic sector-field inductively coupled plasma mass spectrometry) eljárással DUNKL István végezte és értékelte ki (Thermo Finnigan Element 2 tömegspektroszkóphoz csatolt Resonetics Eximer lézer-ablációs rendszer, Geozentrum Göttingen, Georg-August- Universität Göttingen) (4. melléklet). A részletes módszertani leírást FREI & GERDES (2009) publikálta. A koradatokat pont menti vizsgálattal gyűjtöttük: a vizsgált kristályfelszínen kijelölt ponton 33 µm átmérőjű lézersugárral (5 Hz, 25%) közel 12 µm mély krátert állítottunk elő. A mérést megelőzően az adott pontot kétszer meglőttük. Hordozógázként héliumot és argont használtunk. 238 U, 235 U, 232 Th, 208 Pb, 207 Pb, 206 Pb, 204 Hg és 202 Hg izotópok induktív csatolású plazma tömegspektrométeres mérését végeztük el. Az adatcsökkentés 100 idősíkban (kb. 10,5 másodpercnek felel meg) mért adat 23

28 feldolgozásán alapult. A mérés a jel beérkezését követő kb. 1 másodperc elteltével indult. A szélsőségesen eltérő értékeket iteratív Grubbs teszttel (P=5% értéket alkalmazva) ellenőriztük. A korok számításakor a drift és frakcionáció korrekcióhoz standardmintákat alkalmaztunk: elsődlegesen a GJ-1 cirkon referenciakristályt (JACKSON et al. 2004), valamint a további korrekcióhoz másodlagos sztenderdként a Plešovice, FC-1 és cirkon referenciakristályokat használtuk (PACES & MILLER 1993, WIEDENBECK et al. 1995, SLÁMA et al. 2008). A standard kristályok mérése rendre a publikált ID-TIMS 1σ értékeken belül esett. A drift és frakcionáció korrekciót és az adatcsökkentést UranOS szoftverrel (DUNKL et al. 2008) végeztük. A Hg-korrigált 204 Pb izotóp jel szintje nagyon alacsonynak bizonyult, ezért nem volt szükség a közönséges ólom-korrekció alkalmazására. A mintánkénti egykristály korok száma közé tehető. Ha a 206 Pb/ 238 U kor fiatalabbnak bizonyult, mint 1,2 milliárd év, akkor elfogadtuk, míg e küszöbérték felett a 207 Pb/ 206 Pb kort vettük figyelembe. Ennek oka, hogy az 1,2 milliárd év alatti és feletti korok esetében más izotóparányok adnak megbízhatóbb kort (GEHRELS et al. 2008; SPENCER et al. 2016). A 206 Pb/ 238 U kor a lényegesen kisebb hibával terhelt fiatal korok esetében, míg a 207 Pb/ 206 Pb kor az idősebb korokra megbízhatóbb. A konkordancia diagramokat és korspektrumokat Isoplot/Ex 3.0 (LUDWIG 2003) és AgeDisplay (SIRCOMBE 2004) szoftverek alkalmazásával készítettük és értékeltük. 24

29 6. Eredmények I. Rétegtan, szedimentológia, paleontológia 6.1. A Somssich-hegyi építkezés triász rétegsora A legfelső középső-triász és felső-triász rétegsort részletesen lehetett tanulmányozni a Somssich-hegyen 2011-ben létesített mesterséges feltárásokban (6a. ábra). Az építkezési területen két szelvény létesült (6b. ábra). Az északi szelvény a borház nyugati szomszédságában a Templomhegyi Dolomit dél felé meredeken dőlő rétegeit tárta fel, közel 30 méter vastagságban (6b. ábra). A feltárás északi részén a rétegsor alsó szakasza tektonizált, több blokkból áll. Az egész Somssich-hegyi feltárásra jellemző, hogy a feltolódási síkok mentén oszlopos kalcit jelenik meg, mely valószínűleg utólagos (LUKOCZKI & HAAS 2013). Az északi szelvény (a borháztól nyugatra; 6b. ábra) tektonikusan zavartalan, folyamatos rétegsoráról készítettem földtani dokumentációt. Ez a Templomhegyi Dolomit Tagozat felső részét tárja fel. A déli szelvény (a tervezett pálinkaház alapja; 6b. ábra) a Templomhegyi Dolomit Tagozat és a Mészhegyi Homokkő Formáció átmeneti rétegsorát tárta fel mintegy 20 méter vastagságban. A részletes leírást a nyugati fal mentén adom meg (6b,c. ábra), néhány jellegzetes üledékes bélyeg esetén kitekintést teszek a csapásirányú és a keleti fal felé is. 25

30 6. ábra. (a) A villányi Somssich-hegy és az építkezési terület, valamint a Templom-hegy és a siklóbevágás elhelyezkedése. (b) Az építkezési terület felépítése a fő objektumok jelölésével (ŐSI et al. (2013) alapján, módosítva). Az 'E' betű a fejezetben tárgyalt sziliciklasztos betelepüléstípust jelöli. (c) Áttekintő fénykép az építkezési területről, a déli gödörről (a pálinkaház alapja) és az épülő borházról. Fotó: CZIRJÁK Gábor; április 26

31 Templomhegyi Dolomit Tagozat A tagozat feltárt részlete öt rétegcsoportra osztható a karbonátos-törmelékes kőzettípusok petrográfiai jellege és eloszlása alapján (7. és 12. ábra). Az első és a harmadik rétegcsoportot dolomit- és dolomitmárgarétegek, a második és a negyedik rétegcsoportot sziliciklasztos betelepülések, az ötödik rétegcsoportot dolomitrétegek uralják. Az északi szelvény mentén a zavartalan, folyamatos rétegsor első rétegcsoportjára (7. ábra) jellemző fő kőzettípusok a rózsaszínes szürke, vastagpados dolomit, a szürke, vékonyréteges dolomit, a világossárga dolomitmárga, a sötétsárga márga és a változatos színű agyagkő-betelepülések. A rétegcsoport vastagsága mintegy 15 m. A fő kőzettípusok karbonátos-törmelékes, felfelé finomodó ciklusokat alkotnak a pados dolomittól a márgáig vagy az agyagkőig. Az első rétegcsoport alsó részét a karbonátos litofáciesek dominanciája jellemzi, a rózsaszínes szürke, tömeges, vastagpados, mikrokristályos dolomittípus uralja. A rétegsorban felfelé csökken a padok vastagsága. Szövete homogén, tömör, mikrokristályos. Törése sarkos, szögletes. A domináns rózsaszínes szürke dolomit az alárendelt világossárga dolomitmárgával, sötétsárga márgával váltakozik. Ezek szövete homogén, mikrokristályos, törése sarkos, szögletes, szilánkosan széteső. A dolomitmárga jellegzetes szürke vagy fakólila sávos vagy foltos. A dolomitmárga- vagy márgarétegek felett ritka esetben nagyon vékony, filmszerű, fakózöld vagy tarka agyagkőrétegek települnek. A dolomit-márga(-agyagkő) felfelé finomodó ciklusokon belül az egyes kőzettípusok között fokozatos átmenet jellemző, azonban a márgákra éles, ritkábban fokozatos átmenettel települ az újabb cikluskezdő dolomit. Az agyagokra viszont mindig éles határral települ az újabb cikluskezdő dolomit. Az első rétegcsoport felső részén a dolomitos és a dolomitmárgás-márgás-agyagmárgás kifejlődések egyenlő arányban fordulnak elő. A pados dolomitok kimaradnak. Gyakoribbá válnak a vékony, néhány mmes agyagkövek, melyek nem csak a finomodó ciklusok záró tagjaként jelennek meg, hanem a márgás tagok kimaradásával a dolomitrétegek közé is betelepülnek. Ritka esetben a tarka (élénk vörös-barna-zöld-sárga-lila) agyagok vastagsága az 5 20 cm-t is eléri. A vastag agyagkőrétegekben kisméretű, szögletes dolomit- és dolomitmárgaklasztok fordulnak elő. 27

32 28

33 A második rétegcsoportra (7. ábra) a világosszürke, vékonyréteges dolomit- és világossárga dolomitmárga-rétegek közé települő gyakori és vastag sziliciklasztos kőzetek jellemzők. Ez a rétegcsoport közel 2,5 m vastag. A törmelékes betelepülések vastagsága cm között változó. A sziliciklasztos betelepülések négyféle típusát különítettem el (a különböző litofáciesek rétegtani helyzetét a 7. ábrán jelöltem): (A) zöld agyagkő és szürke, finomszemű homokkő. A fakózöld-sötétzöld agyagkőrétegben lencsésen világosszürke homokkő települ, mely oldalirányban kivékonyodik (8a. ábra). A zöld agyagkő laza, morzsolható. Fakósárga és fakóvörös foltos. A szürke homokkő finomszemű, a szemcsék anyaga kalcit, dolomit. Porózus, kissé kötött, meszes kötőanyagú. Párhuzamosan rétegzett (fakólila-fakóvörös sávos vagy zöld sávos) (8b. ábra). Két ilyen egység található a szelvényben. 8. ábra. (a) Lencsésen közbetelepülő zöld agyagkő és szürke homokkő a Templomhegyi Dolomitban. Méretarány: 10 cm. (b) A homokkő párhumazosan rétegzett. Méretarány: 5 cm (B) tarka agyagkő. Alsó részén laza, morzsolható, fakó világosbarna-vörössötétsárga-fakózöld foltos (9a. ábra). Nyomokban észlelhető, hogy rácshálózatos szerkezetre emlékeztető sávok mentén egészen kifakult, szürkés színű (9a. ábra). Fokozatos átmenettel fejlődik ki belőle a felső része, mely a szelvény más agyagkőtípusainál jóval keményebb, lemezes, szilánkosan széteső. A felső rész sötétbarna színű, fakólila, fakóvörös vagy fakózöld foltos. A foltok olykor kerekded, olykor hosszúkás alakúak, esetenként a rétegzésre merőlegesen megnyúlt formájúak (9a. ábra). Ritkán szögletes, világossárga dolomitmárgaklasztok fordulnak elő az agyagkőben. Ez a 29

34 réteg megtalálható a déli gödör keleti falában is, ahol az agyagkő jellegzetes tarka színei még jobban elkülönülnek egymástól: alsó részén világosabb barna, felső részén sötétebb barna, legfelső részén az agyagkő márgává fejlődik, színe okkersárga, majd fakózöld színű lesz (9b. ábra). Ezt a betelepüléstípust két rétegtani szintben azonosítottam (7. ábra). 9. ábra. (a) Tarka agyagkő-betelepülés a Templomhegyi Tagozatban. A bal oldai nyíl a rétegzésre merőleges, fakólila, hosszúkás foltot, a jobb oldali nyíl rácsháló mentén kifakult kőzettípust mutatja. (b) Tarka agyagkő színek alapján való horizontális tagoltsága (C) komplex, mészkérges tarka agyagkő. A tarka (vörös-fakózöld-fakólilafakósárga) agyagkő, kemény, meszes. Gyakran szeptáriás mészkonkréciókat és apró, szögletes dolomit- és dolomitmárga-töredékeket tartalmaz. Az agyagkőréteg alsó és felső részén szaggatottan előforduló, 1 2 cm vastag, karbonátos "kéreg" települ (10a. ábra). A meszes "kéreg" fehér színű, kötött, nagyon kemény. Tömött, mikrokristályos szövetű. Főként a tarka agyagkő fölött számos egymáshoz közel elhelyezkedő, lapult, szeptáriás mészkonkréció települ a tömött, mikrokristályos alapanyagban, vagy a tarka agyagkő hullámos felületén (10b. ábra). 30

35 10. ábra. (a) Mészkérges tarka agyagkő-betelepülés a Templomhegyi Tagozatban. A nyilak mészkéregszintekre mutatnak. Az agyagkövet övező mészkéreg szaggatottan települ. (b) Szeptáriás mészkonkréciók (nyíllal jelezve) a tarka agyagkőréteg felszínén (D) komplex, márgás-homokköves-agyagköves betelepülés. Litológiai karaktere alapján felettébb összetett kifejlődés. Alsó részét sötétsárga márga alkotja, mely nagyon vékony, vörös agyagfilmekkel átszőtt. A márga fakólila-fakózöld-fakóvörös foltos. A felső részén jellegzetes, a rétegsorban máshol nem jelentkező, sötétlila színű finomhomokosaleuritos agyagkő települ. Nem alkot egybefüggő réteget, szaggatottan követhető nyomon ugyanabban a rétegtani szintben (11a. ábra). Nyomokban kitöltésszerű megjelenésű, ~5 10 cm vastagságú, a rétegekre merőlegesen ékelődik be a fekü márgába (11a. ábra). Vékony rétegszerű, 1 2 cm vastag, vagy oldalirányban kivékonyodik. Két fő üledékszerkezeti jelleg jellemzi. Vagy zavart szerkezetű, rétegzetlen (11c. ábra), vagy párhuzamosan rétegzett (11b,d,e. ábra). A rétegzettség a jellegzetes lila szín árnyalatának változásában is kifejeződik, de a sötétlila színtől eltérő és a rétegzéssel párhuzamos fakózöld foltok megjelenésével is szemléletes (11b,d,e. ábra). Fakózöld pettyeket és hosszúkás (rétegzéssel párhuzamos) foltokat tartalmaz, melyek anyaga megegyezik a sötétlila alapanyaggal. A sötétlila réteg színe oldalirányban megváltozik, alsó részén fakólilára, felső részén sötétvörösre vált. Ugyanez a tulajdonság igaz oldalirányban a környezetére is, ami jellemzően fakólila, vörös foltos agyagkő (11c. ábra). A tarka-lila réteg felső részében elszórtan karbonátkonkréciók is találhatók. Ez a komplex betelepüléstípus a rétegsorban egyedi, a fekü "C" betelepüléstípustól mészkéreg határolja, rá fakózöldes szürke, magas agyagtartalmú dolomit települ. 31

36 11. ábra. (a) Sötétlila homokos agyagkő-betelepülés (nyilakkal jelezve) tarka márgában. (b) Fakózöld foltos, sötétlila homokos agyagkő és környezetében a fakólila, vörös foltos agyag (c) színe alapján elkülönül egymástól. (d,e) A sötétlila homokos agyagkőre jellemző fakózöld foltok felületi csiszolatokon. Méretarány: 1 cm 32

37 A közel 5 m vastag harmadik rétegcsoport (7. és 12. ábra) mely az északi és a déli szelvényt köti össze fő kőzettípusai a világosszürke, meszes dolomit, világossárga dolomitmárga és tarka agyagkő. A rétegcsoportot a dolomitmárga-rétegek uralma jellemzi. A dolomitmárgákhoz képest alárendeltek a dolomitrétegek. A világosszürke dolomit- és a világossárga dolomitmárga-rétegek gyakran vékony, filmszerű, vörös, zöld vagy tarka agyagbevonatokkal tagoltak. Elszórtan lapult, szeptáriás karbonátkonkréciókat tartalmaznak. Mind a dolomitos, mind a dolomitmárgás kifejlődés olyan fakólila, porló meszes agyagos kitöltéseket tartalmaz, melyek esetenként a rétegzésre merőlegesen a fekü felé megnyúlt alakúak. A fakólila agyagban elvétve kerekített karbonátklasztok, vagy gömbhéjas szerkezetű (hagymahéjszerű elválású) karbonátkonkréciók fordulnak elő. 33

38 12. ábra. A Templomhegyi Dolomit Tagozat és Mészhegyi Homokkő Formáció rétegsora a villányi Somssich-hegyen feltárt déli szelvényben (ŐSI et al. (2013) alapján, módosítva). A nyomtatott nagybetűk (C2' és C?) a fejezetben tárgyalt sziliciklasztos betelepüléstípusokat jelölik 34

39 Csapásirányú szelvényben széles és lapos, lencse formájú, vörös agyagos kitöltések fordulnak elő a dolomitrétegek között. Előfordul, hogy ezek a lencsés kitöltések egy rétegtani szintben jelennek meg (13a. ábra). Az agyagos kitöltések szögletes dolomit- és dolomitmárga-klasztokat (1 2 cm) is tartalmazhatnak (13b. ábra). 13. ábra. (a) Egy rétegtani szintben megjelenő lencsés vörös agyagkő-betelepülések (b) szögletes dolomit- és dolomitmárgaklasztokkal. Méretarány: 1 cm. Fotó (a-b): KONRÁD Gyula A dolomitmárga uralta harmadik rétegcsoportban egy esetben fordul elő vastag (~15 cm) tarka agyagkőréteg, mely a második rétegcsoport komplex, mészkérges tarka agyagkő ("C") betelepüléstípusához hasonló, ezért C2 kóddal szerepel az északi (7. ábra) és C2' kóddal a déli szelvényen (12. ábra). Három részre osztható. Az alsó részén meszesagyagos, igen zavart szerkezetű réteg jelenik meg: a hófehér, meszes, porló alapanyagot sűrűn sárga és vörös agyagos lemezek szövik át, és benne szeptáriás mészkonkréciók fordulnak elő. A tarka agyagkő élénkvörös-fakósárga-fakózöld-fakólila foltos. Sok apró, szögletes dolomit- és meszes dolomittörmeléket, sárgás vagy barnás agyagklasztokat tartalmaz. A tarka agyagkő felső részén fehér, porló, meszes kéreg települ, szeptáriás mészkonkréciókkal. A rétegsorban egyedi, a csapásirányú szelvényben a dolomitmárga-rétegekben lencsésen települő kavicsos homokkő ("E" típus) fordul elő (6b. ábra; 14a. ábra). A lencse szélessége közel 1,5 m, vastagsága közel cm. A lencse formája a rossz feltártság miatt (14a. ábra) nehezen meghatározható: az alsó részén homorú, a felső részén lapos (?). Markáns eróziós határral települ, a fekü markerhorizontnak számító mészkérges vörösagyagréteget átmetszi. Ez a betelepülés három részre osztható. Az alsó, kavicsos 35

40 homokkőréteg (~10 cm) polimikt, rosszul osztályozott kavicsanyagot tartalmaz (14b. ábra). A kavicsok anyagát kvarc, mészkő, dolomit, homokkő és agyagkő alkotja. Egy esetben mészkéregből áthalmozott klaszt fordult elő. A kavicsok átlagos mérete 2 cm-nél kisebb, de a kvarckavicsok között előfordulnak 2 5 cm, míg a homokkő-, agyagkő- és dolomitkavicsok között akár 10 cm nagyságúak is. A dolomit- és mészkőkavicsok kissé szögletesek vagy kissé koptatottak. A homokkő- és kvarckavicsok koptatottak. Az agyagkőklasztok koptatottak, jól koptatottak. A mészkéregből áthalmozott klaszt jól koptatott (14b. ábra; fénykép közepén). A kavicsos homokkőre finomabb szemcseméretű kőzettípusok következnek. Rá vékony, 1 5 cm vastagságú, világossárga-világossszürke márga települ (14b. ábra), mely vörös és zöld agyagfilmekkel tagolt. Efölött fakórózsaszín, finomszemű, mátrixvázú homokkő (14b. ábra) következik cm vastagságban. Kemény, meszes kötőanyagú, kvarcszemcséket tartalmaz. Helyenként kipreparálódik a nála puhább márgarétegek közül. 14. ábra. Kavicsos homokkő- és homokkő-betelepülés a Templomhegyi Dolomitban. (a) A fénykép bal oldalán a homokkőréteg kipreparálódik a márgarétegek közül. (b) A törmelékes betelepülés három osztatú: alsó részén kavicsos homokkő (kés hegyével mutatva), középső részén vékony, világossárga márga, felső részén rózsaszín homokkő települ A negyedik rétegcsoportra (12. ábra) a sziliciklasztos betelepülésekkel tagolt, vékonyréteges dolomitos-dolomitmárgás rétegsor jellemző. Ez a rétegcsoport közel 2,5 m vastag. Alsó egyharmad részén vékony dolomit-, dolomitmárga-, agyagmárga-, agyagkőrétegek sűrű váltakozása jellemző. Ezen a rövid szakaszon hat finomodó ritmus különíthető el (a dolomittól az agyagkőig). Az agyagkövekre rendre éles határral 36

41 települnek a dolomitrétegek. Ezzel szemben a negyedik rétegcsoport felső kétharmad részén a vastagpados dolomitrétegek uralkodnak. Elszórtan a dolomitpadok hullámos felszínére nagyon vékony (néhány mm-es, esetleg cm-es), vörös, zöld vagy lila agyagkő-, vagy sárga márgabetelepülések következnek, kitöltve a hullámos dolomitfelszínek repedéseit is. Ritka esetben komplex szerkezetű agyagkőbetelepülések fordulnak elő. Kis vastagságuk miatt bizonytalanul elkülöníthető egységekből állnak: foltos, tarka agyagkő települ a tömör dolomitra, a felső részén meszes kéreg fordul elő. A meszes kéreg cementáltságának foka laterálisan változó, helyenként nagyon kemény, helyenként morzsolható, esetleg porló. Ezek a betelepülések (12. ábra) nagyon hasonlítanak a "C" típusra. Az ötödik rétegcsoportot (12. ábra) a vastagpados, homogén, mikrokristályos dolomitrétegek dominanciája jellemzi mintegy 3 m vastagságban. Kimaradnak a dolomitmárga- és sziliciklasztos betelepülések. A rétegcsoport legfelső részén települő meszes dolomitpad intraklasztos üledékszerkezetetű (15a. ábra). Ez a záró meszes dolomitpad a legfelső cm részén. Lekerekített, fehér színű, meszes dolomit anyagú kőzetdarabokat tartalmaz, melyek jellemző mérete 0,5 3 cm között változik. Ezek a fehér kőzetdarabok szürke-sötétszürke színű, mikrokristályos, meszes-dolomitos alapanyagba ágyazva helyezkednek el (15b. ábra). 37

42 15. ábra. (a) Fehér színű, meszes dolomit anyagú kőzetdarabok szürke színű mátrixban (nyilakkal jelezve), a Templomhegyi Tagozat legfelső részén. A meszes dolomitra a Mészhegyi Formáció törmelékes sorozata diszkordánsan települ. Méretarány: 1 cm. Rövidítések: TDF = Templomhegyi Dolomit Formáció; MHF = Mészhegyi Homokkő Formáció. (b-c) Üledékszöveti jellegek (kőzetdarabok-mátrix viszonya) felületi csiszolatokon. Méretarány: 1 cm. A negyedik és az ötödik rétegcsoport a déli szelvény felszínközeli részén (8. ábra; terasz felett) sötétszürke, sötétbarna, fekete színű, durvakristályos, bontott, ezért az eredeti kőzettípusokról és rétegzésről nem hordoz információt Mészhegyi Homokkő Formáció A két litosztratigráfiai egység, a Templomhegyi Tagozat és a Mészhegyi Formáció határán, éles feltolódási sík mentén (178/64) vetőbreccsa települ, mely a fekü karbonátos (fehér és szürke meszes dolomit) és a fedő törmelékes kőzettípusok (vörös homokkő és lila vagy zöld agyagkő) anyagát foglalja magába (12. ábra). A déli szelvényben feltáruló Mészhegyi Homokkő Formáció több tektonikus blokkból áll, a rétegek helyzete és vastagsága nehezen meghatározható. Ezért a földtani dokumentációt a feltárás talpán 38

43 végeztem el, ahol a rétegek települése többnyire zavartalanul nyomon követhető volt (12. ábra). A formációt alkotó törmelékes sorozat három rétegcsoportra osztható. Az első rétegcsoportot szürke és vörös színű, rétegzett homokkövek és agyagkövek, a másodikat szürke és zöldesszürke színű homokkövek és agyagkövek, a harmadikat vörös és zöld színű agyagkövek alkotják. Az első rétegcsoport (12. ábra) ciklusos kifejlődésű. Alsó tagja 0 10 cm vastagságú rózsaszínes vörös vagy vörös színű, durvaszemű-középszemű homokkő. A feltolódás mentén helyezkedik el, csak foszlányokban nyomozható. Rá éles határral 0 20 cm vastag, nyírt vörös agyagkő települ. Efölött 4 cm vastag, szürke, durvaszemű, normál gradált homokkő következik. Alsó részén 0,5 1 cm nagyságú, megnyúlt formájú, zöld színű (ritkábban zöld-sárga vagy lila) agyagklasztokat tartalmaz. Felső részén táblás ferderétegzés jellemzi. A szürke homokkőre 30 cm vastag, vörös-rózsaszín-szürke, közép finomszemű homokkő települ. Ezt a rétegcsoportot vályús ferderétegzettség jellemzi (16a. ábra). A rózsaszínes, közép- és finomszemű homokkőlemezek sötétvörös agyagköves lemezekkel váltakoznak ritmusosan. A felfelé finomodó rétegsorban egyre több és vastagabb sötétvörös agyagos lemez települ közbe. Ritkán kisméretű (<0,5 cm) tarka, vörös vagy zöld agyagklasztokat is tartalmaz. Nagyon ritkán az alapszíntől eltérő színű, kerekded foltok figyelhetők meg a homokkőtestben, melyek bioturbációra utalnak (16b,c. ábra). A fedővel való határa éles, hullámos. 39

44 16. ábra. (a) Vályús ferderétegzett homokkő a Mészhegyi Formáció a déli szelvényében. A felvétel közel 90 -al elforgatott. Méretarány: 5 cm. (b, c) Nagyon ritkán kerekded, a homokkőlaminákat átmetsző foltok (életnyomok (?); nyilakkal jelezve) észlelhetők. A (c) fénykép méretaránya: 5 cm. A (c) fényképet KONRÁD Gyula készítette A vályús ferderétegzett homokkövek felett éles határral 30 cm vastag, vörös agyagkő következik (17. ábra). A vörös agyagkő nyomokban fakózöld vagy fakólila foltos. Az agyagkőben homokkőlencsék települnek. A homokkőlencsék összetett felépítésűek: belsejük felé haladva összefogazódó fakózöld finomhomokos agyagkőből, fakózöldes szürke finomszemű-középszemű homokkőből, fakórózsaszín finomszemű- 40

45 középszemű homokkőből épülnek fel. A lencséket alkotó belső, fakórózsaszín homokköves egységben vékony, vörös agyag- és fakósárga, finomhomokos rétegek települnek. Bizonytalan, bioturbációra utaló üledékszerkezetek fordulnak elő. 17. ábra. Lencsésen települő rózsaszín homokkő (fénykép közepén) vörös agyagkőben. Méretarány: 10 cm A második rétegcsoport (12. ábra) alapvetően barnásszürke, zöldesszürke, világosszürke, finomszemű homokkövekből és szürkésbarna, finomhomokos pélitekből épül fel (18. ábra). Vastagsága legfeljebb egy métert tesz ki. Sötétbarna, fakóbarna, sötétzöld, fakózöld vagy sárga, nagyon vékony agyagkőrétegek települnek közbe. 41

46 18. ábra. Zöldesszürke, narancssárga sávos, finomszemű homokkő, barna, vörös sávos, homokos agyagkő és világosszürke, középszemű homokkő települése a Mészhegyi Formációban A második rétegcsoportból rétegváltakozással fejlődik ki a harmadik rétegcsoport (12. ábra), mely vörös és zöld agyagkövek ritmusos váltakozásából áll (19. ábra). Helyenként a vörös agyagkő szabálytalan alakú, fakózöld vagy fakólila foltos. Ritkán a foltok a rétegzésre merőleges, megnyúlt formájúak. Az egység felső kétharmad része rendkívül deformált, ezért megbízható üledékszerkezeti információt nem hordoz. 42

47 19. ábra. Vörös és zöld agyagkőrétegek ritmusos váltakozása a Mészhegyi Formációban 6.2. A templom-hegyi siklóbevágás triász rétegsora A templom-hegyi siklóbevágás mintegy 30 m hosszú szakaszán kialakított földtani szelvény három önálló mezozoos formációt tárt fel (20. ábra). A szelvény alsó szakaszát a Templomhegyi Dolomit Tagozat, középső részét a Mészhegyi Homokkő Formáció, felső részén a Somssichhegyi Mészkő Formáció alkotja. 43

48 44

49 Templomhegyi Dolomit Tagozat A Templomhegyi Tagozat feltárt szakaszát két fő rétegcsoportra lehet osztani. Az első rétegcsoport (20. ábra) vastagpados, tömeges, homogén, mikrokristályos, világosszürke dolomitrétegeket foglal magába. Ezt a dolomitos sorozatot elszórtan nagyon vékony, világossárga, élénksárga vagy fakózöld agyagos filmek tagolják. A második rétegcsoport (20. ábra) uralkodó kőzettípusai a világosszürke dolomit és a világossárga dolomitmárga, alárendelten nagyon vékony, tarka agyagkő- és sárga márgarétegek települnek közbe. Egy esetben fordul elő vastagabb (mintegy 15 cm) tarka agyagkőbetelepülés, mely alsó részén sötétsárga, középső részén sötétvörös és helyenként felső részén pedig tarka (vörös, sárga, szürke, fakózöld) (21. ábra). Az agyagkőréteg középső részén egy rétegtani szintben lencse formájú, oldalirányban kivékonyodó, kemény, meszes, kéregszerű betelepüléseket foglal magába (21. ábra). A meszes betelepülésekhez kapcsolódóan nagyméretű (~5 10 cm), lekerekített, elnyújtott formájú karbonátkonkréciók települnek benne, valamint apró, szögletes dolomittörmeléket tartalmaz. A tarka agyagréteg hullámos felszínén nyomokban porló karbonátkéreg jelenik meg. Ez alapján ez a betelepüléstípus megfeleltethető az építkezésen meghatározott mészkérges, tarka agyagköves betelepüléstípusnak ("C"). 45

50 21. ábra. Dolomit- és dolomitmárga-rétegek közé települő mészkérges tarka agyag a Templomhegyi Tagozatban Az első rétegcsoport legfelső tagja fakósárga márgából és a belőle rétegváltakozással kifejlődő fakózöld-fakószürke agyagkő- és fakólila homokkőrétegekből épül fel. Efölött hullámos határral a Mészhegyi Formáció első egységének tekintett szürke homokkő települ (22. ábra). 46

51 22. ábra. Fakósárga márga, fakózöld agyagkő- és fakórózsaszín homokkőrétegek települése a Templomhegyi Tagozat legfelső részén. A rétegcsoport hullámos felszínére a Mészhegyi Formáció szürke homokkőrétege települ Mészhegyi Homokkő Formáció A formáció három nagy rétegcsoportra (ciklusra) osztható. Az első és a második rétegcsoport sziliciklasztos és karbonátos-sziliciklasztos kevert kőzettípusok ritmusos váltakozásából épül fel, a harmadik rétegcsoport kizárólag törmelékes kőzettípusokat foglal magába. Az első rétegcsoportot (20. ábra) szürke homokkő, tarka agyagkő és sárga márga alkotja mintegy két méter vastagságban. A szürke homokkő finomszemű, meszes kötőanyagú. Elszórtan nagyon vékony lila és sárga agyagos filmeket tartalmaz, ferderétegzett. A homokkőből fokozatosan fejlődik ki a tarka (sötétvörös-sötétsárgasötétbarna-fakósárga-fakózöld) agyagkő (23. ábra), mely a rétegcsoport legvastagabb (~1 m) egysége. A felső egyharmad részén lencsésen betelepülő, világosszürke, finomszemű homokkőbetelepülések fordulnak elő, melyek elszórtan fakózöld-fakósárga agyagos filmeket tartalmaznak. A tarka agyagkőből fokozatosan fejlődik ki az élénksárga- 47

52 világossárga, fehér és narancssárga foltos márga. Elszórtan nagyon vékony, fakózöld, fakósárga, rozsdabarna vagy vörös agyagos betelepülések tagolják. Ritkán rozsdabarna klasztokat tartalmaz, melyek szabálytalan, kerekített formájúak. 23. ábra. Tarka agyagkőben települő világosszürke homokkőlencsék a Mészhegyi Homokkőben A második rétegcsoport (20. ábra) fő litofáciesei a sziliciklasztos kőzetek (tarka konglomerátum, szürke homokkő, zöld aleurolit és agyagkő) és a sziliciklasztoskarbonátos kevert kőzettípusok (sárga sejtes márga, sárga durvakristályos, meszes márga). A rétegcsoport vastagsága mintegy öt méter. A sziliciklasztos kőzetek a második rétegcsoport alsó felében fordulnak elő (20. ábra). Domináns a halványszürke, durvaszemű-középszemű, felfelé finomodó ritmusokból felépülő homokkő (24. ábra). Kemény, meszes kötőanyagú. A szürke homokkőbe vékony, sötétzöld agyagos rétegek települnek közbe, párhuzamosan rétegzett és ferderétegzett szerkezetek jellemzik. A fekü sárga márga áthalmozott, szögletes klasztjait (1 10 cm); feljebb elszórtan sárgásbarna vagy fakózöld, koptatott agyagklasztokat (1 2 cm) és kevés 48

53 finom kvarckavicsot is (<0,5 cm) tartalmaz. A szürke homokköves egység felső részén fakózöld-élénkzöld, rétegzett aleurolitrétegek, majd sötétzöld-lila, leveles agyagkőrétegek települnek közbe (24. ábra), melyek szürke, középszemű-finomszemű homokkőlencséket foglalnak magukba. 24. ábra. Világosszürke, durvaszemű-finomszemű homokkő- és közbetelepülő élénkzöld aleurolit-, sötétzöld-lila agyagkőrétegek ritmusos váltakozása a Mészhegyi Formációban. Az aleurolit- és agyagkőrétegek lencsés, szürke homokkőbetelepüléseket foglalnak magukba A második rétegcsoport sziliciklasztos egységének felső részén a Mészhegyi Formáció rétegsorában egyedi konglomerátum-előfordulás települ (20. ábra). Eróziós felszínre települ. Vastagsága 50 cm, a feltárás talpa felé kivékonyodik (25a. ábra). Mátrixvázú, a meszes, agyagos, homokos alapanyag polimikt kavicsanyagot tartalmaz, amely felfelé finomodik. A kavicsok mérete és anyaga alapján két részre osztható. Alsó részén nagyon rosszul osztályozott, az aprókavicstól a kőzettömbig többféle szemcseméretű klasztot tartalmaz (25b. ábra). Homokkő, aleurolit, agyag, kevesebb dolomit, dolomitmárga és polikristályos kvarc anyagú kavics fordul elő. Felső részén közepen osztályozott, polimikt kavicsanyag települ (25b. ábra). A szemcsék mérete a finomkavicstól a durvakavicsig terjed. Uralkodóak a dolomit-, dolomitmárga és agyagkavicsok. Minden kavicstípus koptatott vagy kissé koptatott. 49

54 25. ábra. (a) Mátrixvázú, polimikt konglomerátum a Mészhegyi Formációban. (b) A konglomerátum alsó része nagyon rosszul osztályozott (bal oldalon: világosszürke homokkőtömb Placodontia foggal), felső részén közepesen osztályozott (jobb oldalon: agyag-, dolomit- és dolomitmárgaklasztok) A második rétegcsoport (20. ábra) felső, szilciklasztos-karbonátos, kevert egységét fakósárga-élénksárga-fehér márgás rétegek uralják csaknem másfél méter vastagságban (26a. ábra). Kötött, kemény. Az egész márgás összletre jellemző, hogy sejtes szerkezetű, poligonális hálózatos felépítésű, a poligonok néhány mm vastag falát kalcit alkotja (26b. ábra). Alsó részén gyakoriak a nagyon vékony, fakózöld, fakólila, ritkábban sötétzöld agyagos betelepülések és agyagos kitöltések. Az agyagos-meszes-márgás alapanyagban gyakori narancssárga-rozsdabarna, olykor fekete foltos színű, kerekített klasztok (szideritcsomók?) fordulnak elő. A felső részén nagyon gyakorivá válnak a fakózöld, vörös, lila, barna agyagkőbetelepülések, melyek vastagabbak (akár cm-es), néhol kitöltésszerűen települnek. Több agyagkőréteg rostos, fibrolitos szövetű kalcittal átkristályosodott, átlagosan 0,5 2 cm vastagságúak (26c. ábra). Sötétsárgasötétnarancssárga klasztokat (szideritcsomók?) tartalmaz (méretük <1 cm), melyeket egyes esetekben kalcitos kéreg von be, vagy átmetszik a poligonális hálózathoz csatlakozó kalcitos erek. 50

55 26. ábra. (a) Sejtes meszes-agyagos márga a Mészhegyi Formációban. (b) A poligonális kalcitérhálózat átszövi a márgatestet, a rozsdabarna klasztokat bekérgezi vagy átmetszi. (c) A márgába több fibrolitos, fakózöld kalcitér települ A második rétegcsoport (20. ábra) márgás egységére hullámos határral rendkívül kemény, kötött, helyenként celluláris szerkezetű, rauhwacke jellegű mészkő következik, közel 60 cm vastagságban (27. ábra). Durva- és mikrokristályos szöveti típusok együttes megjelenése jellemzi. Nyomokban felismerhetők a fekü márgás egységre jellemző fakózöld-fakósárga, vékony agyagbelepülések, a poligonális, sejtes szerkezetek, a rozsdabarna klasztok, melyek szintén kalcittal átkristályosodottak. 51

56 27. ábra. Durvakristályos, celluláris mészkő települése sejtes márgára a Mészhegyi Formációban A harmadik rétegcsoport (20. ábra) jellegzetes kőzettípusai a szürke, lila, zöld homokkövek és aleurolitok, a lila, zöld és vörös agyagkövek. A rétegcsoport alsó részén (~1 m) átkristályosodott, meszes dolomit hullámos felszínére narancssárgás szürke homokkő települ (20. ábra). Több, felfelé finomodó középszemű-finomszemű ritmusból épül fel. Elszórtan vékony, rozsdabarna és zöld agyagbetelepüléseket tartalmaz. A rétegcsoport középső részén (~4 m) nagyon változatos, lencsésen összefogazódó, rétegváltakozással települő homokkövek, aleurolitok és agyagkövek települnek (28. ábra). A jellemző kőzettípusok a szürkésfehér, durvaszemű-középszemű homokkő, fakózöld, középszemű homokkő, fakólila, finomszemű homokkő, fakózöld, finomszemű homokkő, sötétlila, finomhomokos agyagkő, sötétzöld, finomhomokos agyagkő és sötétvörös, agyagkő. A homokkövek és aleurolitok rendszerint agyagsávosak, rétegzettek. Az agyagkövek foltosak. 52

57 28. ábra. Homokkövek és agyagkövek rétegváltakozásos települése, lencsés összefogazódása a Mészhegyi Formációban A harmadik rétegcsoport felső részén (~2 m) homogén agyagkő települ, mely az alsó részén fakózöld, nyomokban fakósárga foltos, a felső részén élénkvörös, fakólila foltos (29. ábra). A törmelékes sorozatot fakózöldes szürke, agyagos finomszemű homokkőréteg zárja (29. ábra). 53

58 29. ábra. Zöld-vörös agyagkő és fakózöldes szürke, finomszemű homokkő a Mészhegyi Formáció legfelső részén 6.3. A rétegtani és üledékföldtani megfigyelések értékelése Templomhegyi Dolomit Tagozat A Templomhegyi Tagozat gyakori törmelékes közbetelepülései változatos kifejlődésűek. Képződésük többféle folyamathoz köthető: A rétegsorban elszórtan előforduló, izolált helyzetű, nagyon kis kiterjedésű, markáns eróziós felszínre települő, jellegzetes lencse formájú, oldalirányban kivékonyodó agyagos (13. ábra), homokos ("A" típus; 8. ábra) és kavicsos betelepülések ("E" típus; 14. ábra) csatornakitöltések lehetnek. Általában önállóan fordulnak elő (8. és 14. ábra), de olykor egy kinevezett rétegtani szint mentén tanulmányozhatók (13. ábra). A kavicsos-homokköves, összetett betelepüléstípus felfelé finomodó sorozatot alkot, többnyire helyi (dolomit-, dolomitmárga), kevesebb exotikus kavicsanyagot (kvarctípusok, homokkő- és pélittöredékek) tartalmaz. A karbonátos rámpa környezetre nem jellemző kavicstípusok a 54

59 háttérrégió lepusztulására engednek következtetni. Az exotikus kavicsanyag közepesen-jól koptatott jellege alapján feltételezhető, hogy áramló közeg útján szállítódhattak a lepusztulási területről a lerakódás helyére. A rétegként megjelenő tarka agyagköveket, amelyek rendszerint vörösek, barnák, sárgák, zöldek, sávok vagy foltok mentén kifakultak ("B" és "C" típus; 9. és 10. ábra), paleotalajokként értelmezem (KRAUS 1999; RETALLACK 1988; WRIGHT 1994). Osztályozott, finomszemcsés kőzettípusok. Ritka esetben az alsó részen rácshálózatos üledékszerkezet mentén kifakultak, mely pedogén üledékszerkezetre ('peds'; RETALLACK 2001) emlékeztet. Valószínűleg a vékony talajtakaró kiszáradása és újbóli vízzel telítettsége nyomán kialakult szerkezetre utal (RETALLACK 2001). Cementált rizolitok nem őrződtek meg a laza üledékben, alacsonyrendű növények azonban megtelepedhettek a felszínen: erre a rétegzésre merőleges vagy szabálytalan alakú, az egykori gyökerek holdudvarát őrző kifakult foltok (redukciós foltok) utalnak (9a. ábra; KRAUS & HASIOTIS 2006; RETALLACK 1988, 2001). A paleotalajok megjelenése a tengerszint csökkenését, az üledékképződési környezet szárazra kerülését jelzi. A tarka agyagkövek foltossága (glej foltok) hidromorf hatást tükröz (9b. ábra; KRAUS 1999; RETALLACK 2001). Néhány kivételes esetben megőrződött az agyagkő színek szerinti vertikális többosztatúsága, mely az oxidatív (vöröses-barnás-lilás-sárgás) és a reduktív (zöldes-kékes-szürkés) színek elkülönültségében (felül reduktív, alul oxidatív színek; 9b. ábra) nyilvánul meg. A gyökérzóna és a kezdetleges altalaj kimutatása alapján gyengén feljett talajoknak bizonyulnak (RETALLACK 1988, 2001). Szintén paleotalajként értelmezem a rétegsorban egyedi, sötétlila színű, finomhomokos-aleuritos kőzettípust ("D" típus; 11. ábra). Ezek az egyedüli paleotalaj-maradványok a rétegsorban, melyeket a rétegzéssel megegyező fakózöld foltosság jellemez, ami hidromorf hatás eredménye lehet. A fakózöld pettyek és foltok anyaga és szemcsemérete megegyezik a sötétlila alapanyaggal. A tarka réteg felső részében előforduló karbonátkonkréciók szintén alátámasztják a paleotalajként való értelmezést. Hasonó képződményeket a germán kifejlődési terület perm alsó-triász alluviális rétegsoraiból "Violette Horizonte" néven ismerünk (ORTLAM 1967). A Templomhegyi Tagozat törmelékes betelepülései gyakran tartalmaznak mészkonkréciókat, melyek lehetnek tömörek, de általában szeptáriás belső szerkezetűek. E konkréciók a csomós kalkrétok ("nodular calcrete") jellemzői 55

60 (KRAUS 1999; WRIGHT & TUCKER (2009) NETTERBERG (1967, 1980) és GOUDIE (1983) osztályozása alapján). A Templomhegyi Tagozat esetében a kalciumsók talajoldatból történt kicsapódása (CHEN et al. 2002; KRAUS 1999) eredményezhette a karbonátkonkréciók képződését. A konkréciók szeptáriás jellege a kicsapódást követő kiszáradás eredménye (TUCKER 2003). Ez alapján képződésük száraz időszakot jelez, amikor az evaporáció mértéke jelentős volt. Az agyagkő-betelepülésekhez kapcsolódó, rétegszerűen vagy szaggatottan megjelenő, meszes kérgek ("C" típus; 10a. ábra), melyek sok esetben szeptáriás mészkonkréciókat foglalnak magukba (10b. ábra), kalkrétként értelmezhetők. Az angol szakirodalomban "hardpan calcrete"-ként említik azon kalkréttípusokat, melyek kemények, rétegszerűek, komplex belső szerkezetűek, felső határuk éles, alsó határuk fokozatos; "laminar calcrete"-nek nevezik a szintén kemény, rétegszerű, hullámos laminákból felépülő, olykor a keményfelszínek fölött települő mészkérgeket (WRIGHT & TUCKER (2009) NETTERBERG (1967, 1980) és GOUDIE (1983) osztályozása alapján). A Templomhegyi Tagozat esetében a mészkérgek többnyire masszív megjelenésűek, vagy a nagyon vékony, közbetelepülő agyagfilmek szerint rétegzettek. Ez alapján a két morfológiai típus együttes megjelenéséről beszélhetünk. Ezek a kalkréttípusok paleotalajok részét képezik, szárazra kerülést és bepárolódás hatására történt oldatból való kicsapódást jeleznek. A Templomhegyi Tagozat egyes agyagkő-betelepüléseire porló, meszes, agyagfilmekkel tagolt mészkérgek ("C2" típus; 7. és 12. ábra) települnek. Ezt a típust porló kalkrétként értelmezem ("powder calcrete"; WRIGHT & TUCKER (2009) NETTERBERG (1967, 1980) és GOUDIE (1983) osztályozása alapján). A porló kalkrétok képződését úgy értelmezik, hogy a részleges cementáció okozhatja a porló és a kötött horizontok közötti anyagi különbséget (CHEN et al. 2002). A fent ismertetett, sziliciklasztos betelepülésekben megfigyelt morfológiai típusoktól eltérő jelenségnek tartom a Templomhegyi Tagozat legfelső részének építkezési feltárásában észlelt, a szürke alapanyagban kőzetdarabokat magába foglaló üledékszerkezetet (15. ábra). Ez a szerkezet tömör meszes dolomitban jelentkezik. Paleokarsztos térszínként értelmezem. A karsztosodó rétegsorokban a vékony talajtakaró alatt az anyakőzet felrepedezik. A fedő talajtakaró az idős rétegsorokban gyakran lepusztulást szenved, általában nem őrződik meg (TUCKER 2003). Mindezek alapján a paleokarsztos üledékszerkezet olyan eseményt jelez, amikor a karsztosodó kőzettest 56

61 legfelső részén felrepedezett, majd világosszürke kőzetdarabok közötti teret a sötétszürke, mikrites mátrix cementálta. A felfelé sekélyülő karbonátos rétegsorok ciklusainak legfelső tagja gyakran mutat karsztosodást (TUCKER 2003). A paleokarsztos esemény egyértelműen a terület szárazra kerülését jelzi. A felszíni mállás humid körülményeket feltételez Mészhegyi Homokkő Formáció A Mészhegyi Formáció uralkodó törmelékes litofáciesei különböző üledékképződési környezetekre utalnak: A rétegsorban egyedi, rosszul osztályozott, polimikt konglomerátum (25. ábra) megjelenése nagy energiájú szállítóközeget feltételez. A felfelé finomodó szemcseméret (alsó részére jellemző kőzettömbtől a felső részén előforduló finomkavicsig) inkább folyóvízi közeget feltételez. A durvatörmelékes szemcseméretben megjelenő metamorf polikristályos kvarc, mely ebben a szemcseméret-tartományban a formáció rétegsorából máshonnan nem ismert, szintén felveti a hosszabb úton történt szállítást (valószínűleg folyóvíz útján). Azonban a kavicsanyag rossz osztályozottsága megkérdőjelezi a folyóvízi környezetként való értelmezést, és felveti a tömegmozgásos üledékként való definiálás lehetőségét. A homokkövek ritmusos, felfelé finomodó jellege, ferderétegzett szerkezete, (16. ábra), a pélites kőzetekbe lencsésen betelepülő homokkőtestek, az uralkodóan szögletes szemcsék, összességében folyóvízi környezetben történt lerakódásra utalnak. A tarka agyagkövek (például 19. és 23. ábra) a foltosság, a kérdéses gyökérnyomok és a rétegzettség hiánya alapján gyengén fejlett, regolit jellegű paleotalajokként értelmezhetők (KRAUS 1999; RETALLACK 2001). Az agyagok foltossága az oxidatív ("reddening") és reduktív színek sűrű váltakozása (például 19. ábra) hidromorf hatást, a talajvízszint ingadozását, tehát időszakos vízzel borítottságot jelez. A paleotalajok gyenge fejlettsége arra utal, hogy képződésük rövid idő alatt zajlott (KRAUS 1999). A homokkő (és konglomerátum) uralta rétegsorban képződésük valószínűleg ártérhez köthető. 57

62 Elsőként VÖRÖS (2009) vetette fel annak a lehetőségét, hogy a Mészhegyi Formáció kalkrét-dolokrétrétegeket ("sejtes dolomit") foglal magába (27. és 28. ábra). A dolgozatban közölt eredmények nem elégségesek a kalkrétok teljeskörű jellemzéséhez, azonban az aprólékos terepi megfigyeléseim és ásványtani eredményeim nagyban hozzájárulnak keletkezésük megértéséhez. A sejtes márga a jellemző morfológiai bélyegek alapján "alfa kalkrétnek" (TUCKER & WRIGHT 1990; WRIGHT & TUCKER 2009) minősül: A márgás összlet felületi csiszolaton és vékonycsiszolaton vizsgált mikrites szöveti képe ("dense, micritic to microsparitic groundmass") az alfa kalkrétek jellegzetessége. Homogén szövetben úszó klasztok ("nodules", "floating sediment grains") a rozsdabarna, többnyire szabálytalan alakú vagy gömbölyded klasztok szideritcsomók (?) (26b. ábra). A szideritcsomók (?) képződése felszíni kitettséget feltételez, a bepárlódás hatására keményfelszínek és konkréciók képződése indult meg. A márgatestet átszövő szabálytalan, poligonális, sejtes szerkezet (26b. ábra) repedéshálózatot kitöltő kalcit nyomán alakult ki ("complex cracks and crystallaria"). A kiszáradás hatására a kőzettestben repedések alakultak ki. A szeptáriás repedéseket kalcit töltötte ki. A kalciterek a vékony agyagbetelepüléseket és a jellegzetes rozsdabarna "klasztokat" is átmetszik, a "klasztokat" esetenként bekérgezik. Azaz a kalciterek megjelenése az üledékképződést követő esemény. A márgatestet több rostos ér szeli át (26c. ábra). Ezek a morfológiai, vékonycsiszolatos (30. ábra) és röngtenpordiffrakciós vizsgálatok (2. melléklet) alapján fibrolitos, ikresedett kalcitnak bizonyultak. A szakirodalomban fibrolitos "satin spar" kristályforma a gipsz ("fibrous gypsum") és kalcit ("fibrous calcite") esetében egyaránt dokumentált (TUCKER 2003). A vizsgálatok alapján nem dönthető el egyértelműen, hogy eredendően kalcit vagy gipsz kristályok alkották-e ezeket az ereket. TUCKER (2003) alapján a fibrolitos gipsz megjelenése leggyakrabban pélites kőzetekhez köthető. Leírása szerint az érett kalkrétokat horizontális rostos erek jellemzik, esetükben fibrolitos kalcit előfordulása jellemző. Ez alapján a márgatestben előforduló fibrolitos erek nem gipsz utáni kalcit pszeudomorfózák. 58

63 30. ábra. A fibrolitos kalcitér (a) keresztmetszeti felületi csiszolata és (b c) polarizációs mikroszkópi képe (1N, +N) A Mészhegyi Formációban a sárga márgás egység felett kötött, kemény, durvakristályos, celluláris mészkő települ (27. ábra). Ez az egység számos tekintetben (relikt sejtes szerkezet, klasztok, agyagbetelepülések) a fekü márgával megegyező, tehát képződésük ugyanazon eseményhez köthető. A két egység közötti különbséget a cementáltság foka jelenti, ami valószínűleg késő diagenetikus jelenség. VÖRÖS (2009) szerint két kalkrét egység különíthető el a formáción belül: ezek az általa valószínűsített első és második paraszekvencia záró tagjai. Az alsó rétegcsoportot záró sárga márgarétegben (20. ábra) azonban a fent ismertetett, érett alfa kalkrétet jellemző szerkezet csak részben ismerhető fel (fakózöld agyagfilmek, rozsdabarna klasztok), a fejlett poligonális kalcitérhálózat és a fibrolitos kalciterek hiányoznak. Ennek esetében tehát a kalkrétképződés kevésbé előrehaladott szakaszáról beszélhetünk Palinológiai adatok és értékelésük (Villányi-hegység) A templom-hegyi siklóbevágásban a Mészhegyi Homokkő finomszemű törmelékes kőzettípusaiból három, a Somssich-hegyi építkezésen a Templomhegyi Dolomit agyagos betelepüléséből egy, míg a Mészhegyi Homokkő pélitkőzeteiből két mintát gyűjtöttem. Annette E. GÖTZ vizsgálata alapján egy szolgáltatott pozitív eredményt (ŐSI et al. 2013): a Mészhegyi Formáció első rétegcsoportjának tarka agyagrétege (20. ábra) karni korúnak bizonyult. 59

64 GÖTZ szerint a vizsgált mintában a Patinasporites densus, Infernopollenties sp., Aratrisporites spp., Ovalipollis spp. és Triadispora spp. pollenmaradványok fordultak elő, melyek a karni kort igazolják (ŐSI et al. 2013). A feltárt pollenegyüttes a képződési környezet vonatkozásában nem hordoz érdemi információt. A minta gazdag különböző méretű és formájú opak fitoklasztokban. Ezek mellett nagyméretű áttetsző fitoklasztokat tartalmaz. A feltárt fitoklaszt-maradványok alapján GÖTZ (szóbeli közlés) partközeli képződési környezetet valószínűsít, ahol tömegesen halmozódhattak át a növényi maradványok. E palinológiai adatok szolgáltattak először független koradatot a Mészhegyi Formációról, amelyről a korábbi palinológiai vizsgálatok negatív eredményt adtak (HEGYI 1982), ezért pusztán a települési helyzete alapján soroltak a felső-triászba (RÁLISCHNÉ FELGENHAUER 1981; VÖRÖS 2010) Gerinces őslénytani adatok (Villányi-hegység) A doktori kutatás kezdetekor reményteljesnek tűnt, hogy korábbi publikációkban (LŐRENTHEY 1907; IFJ. LÓCZY 1912; RÁLISCHNÉ FELGENHAUER 1981) említett gerinces fosszíliák a Templomhegyi Tagozat és a Mészhegyi Formáció újonnan feltárt szelvényeiből előkerülhetnek. Az első leletek (végtagmaradányok) a Somssich-hegyi feltárás déli szelvényéből, a Templomhegyi Dolomit egyik dolomitmárga-rétegéből kerültek elő 2012 tavaszán. A templom-hegyi siklóbevágás letisztításakor felismertük azt a réteget RÁLISCHNÉ FELGENHAUER (1981) dokumentációja alapján, melyből az általa észlelt fehér színű, töredékes csontmaradványok előkerültek. Ez a réteg RÁLISCHNÉ FELGENHAUER (1981) alapján a Mészhegyi Formációhoz, VÖRÖS (2010) szerint a Templomhegyi Dolomit legfelső részéhez sorolható. Üledékföldtani és rétegtani eredményeim, az építkezési rétegsorral történt összehasonlítás alapján a nevezett dolomitmárga-horizont VÖRÖS (2010) véleményével egyetértésben a Templomhegyi Dolomit részét képezi. Ez alapján a kutatás kezdetekor a Mészhegyi Formációból egyetlen ősmaradványt sem ismertünk. 60

65 között az MTA-ELTE Lendület Dinoszaurusz Kutatócsoporttal rendszeres őslénytani ásatásokat végeztünk a Templomhegyi Tagozat, a Mészhegyi és a Somssichhegyi Formáció szelvényeiben. A feltárt diverz fosszíliaegyüttest részletesen ismertettük (ŐSI et al. 2013), eredményeinket e dolgozatban csak kivonatosan mutatom be Őslénytani adatok a Templomhegyi Tagozatról A Templomhegyi Dolomit őslénytani vizsgálata elsősorban a Somssich-hegyi építkezés feltárásaira összpontosult, azonban a siklóbevágás feltárásában is végeztünk gyűjtőmunkát. A tagozatból eddig több mint 1500 gerinces fog és csonttöredék került elő. A tagozatot felépítő karbonátos (dolomit, dolomitmárga) és törmelékes (kavicsos homokkő, homokkő, agyagkő) kőzettípusok mindegyikéből dokumentáltunk fosszíliákat. A leletek túlnyomó többsége a világossárga dolomitmárga- és márgarétegekből került elő. A fosszíliákban leggazdagabb rétegnek a Somssich-hegyi északi szelvényben és a déli szelvényben egyaránt megtalálható dolomitmárga bizonyult. Világosszürke dolomitból jelentős arányban, törmelékes betelepülésekből kis számban kerültek elő leletek. A fosszíliák általában rossz megtartásúak voltak, azonnali konzerválást igényeltek. A leletek sok esetben deformáltak, lapítottak voltak. A karbonátos kőzettípusokból jellemzően koptatatlan töredékek kerültek elő. A törmelékes kőzettípusokból uralkodóan kisméretű, töredékes, esetenként koptatott csonttöredékek, csontkavicsok, valamint törött vagy koptatott fogak kerültek elő. Döntően izolált maradványokat (fogak, csigolyák, bordák, függesztőövek és végtagcsontok), továbbá néhány bizonytalanul összetartozó postcranialis elemet dokumentáltunk. A leletek 99%-ban Sauropterygia (Nothosauria, Placodontia) hüllőkhöz sorolhatók (31. ábra). 61

66 31. ábra. Izolált Sauropterygia maradványok a Templomhegyi Dolomitból (Somssich-hegy, építkezés). (A-G; I) Nothosauria és (H) Placodontia maradványok; (J) azonosítatlan Sauropterygia végtagcsont. A méretarány egységesen 2 cm (ŐSI et al. 2013) Az egyik legértékesebb lelet egy fogakkal együtt megőrződött, töredékes alsó állkapocs, mely anatómiai jegyei alapján a Nothosaurus genusba sorolható (32. ábra), és nem a márgás rétegekből, hanem a fehér, kemény, dolomitrétegekből került elő. 62

67 32. ábra. Nothosaurus sp. töredékes alsó állkapocs a Templomhegyi Dolomitból (Somssich-hegy, építkezés). A jobb oldali vázlaton 1 5 számozott fogak/fogmeder, valamint kisebb fogak sorozata (pst) látható (ŐSI et al. 2013) A Placodontiak vastag zománccal borított, lapos törőfogai akár 4 cm nagyságúak is lehetnek, s a Cyamodus genus jelenlétét valószínűsítik (ŐSI et al. 2013) Őslénytani adatok a Mészhegyi Formációról A Mészhegyi Homokkő Somssich-hegyi feltárásában mindhárom fő rétegcsoportot vizsgáltuk, azonban makrofosszíliára nem bukkantunk, továbbá a közel fél tonnányi iszapolási maradékból sem került elő lelet. Ezzel szemben a formáció siklóbevágási szelvényéből gazdag leletegyüttest tártunk fel. Egy, a második rétegcsoport konglomerátumrétegében előforduló barnásszürke, finomszemű homokkőtömb közel 2 cm nagyságú, izolált Placodontia fogat foglalt magába (25b. ábra). A kavicsanyag kőzettani megismerését célzó további laboratóriumi vizsgálat 63

68 (rostálás, iszapolás) során számos csonttöredék és fog (Nothosauria, Placodontia) került elő, melyek mindegyike koptatott vagy törött volt. A Mészhegyi Formáció harmadik rétegcsoportja törmelékes kőzettípusainak iszapolási maradékában számos csontoshal- és porcoshalfog volt azonosítható (34. ábra). A leggazdagabb rétegnek a formáció siklóbevágási feltárásának utolsó, fakózöldes szürke, agyagos, finomszemű homokrétege bizonyult, melyből több mint száz fog és további csonttöredék került elő. A határozható leletek döntően porcoshal- (Lissodus, Palaeobates, és a leggyakrabban előforduló Hybodus) és csontoshal- (Saurichthys,?Sphaerodus sp.) fogak és pikkelyek voltak, továbbá koptatott, áthalmozott Nothosauria és Placodontia fogtöredékek is előkerültek (34. ábra, Z B'). Néhány töredékes fog Archosauriformes hüllők maradványára utal (34. ábra, W X). 64

69 33. ábra. Gerinces mikrofosszíliák a Mészhegyi Homokkőből (Templom-hegy, siklóbevágás). (A-J) Porcoshal- (Lissodus sp., Palaeobates sp., Hybodus sp.) és (K-V) csontoshalmaradványok (Saurichtys;?Sphaerodus sp.); (W-X)?Archosauriformes indet. fog; (Z) áthalmozott Nothosauria fog; (A'-B'. A méretarány A Z és B' esetében egységesen 500 µm, A' esetében 5 mm (ŐSI et al. 2013) 65

70 További bizonytalan, határozásra aligha alkalmas váztöredékek (?) és kovásodott növényi törmelékek (?) voltak észlelhetők a Mészhegyi Formáció durvakristályos mészkövéből készített vékonycsiszolat mikroszkópi felvételein (34. ábra), melyekre HAAS János hívta fel a figyelmem. 34. ábra. Bizonytalan váztöredék (?) és kovásodott növényi maradvány (?) a Mészhegyi Formáció durvakristályos sejtes mészkőrétegéből Őslénytani adatok a Somssichhegyi Formációról A Mészhegyi Formáció fedőjében települő Somssichhegyi Formáció legalsó, közel 50 cm vastag, világossárga színű, durvaszemű bázishomokkövéből régóta ismertek voltak csonttöredékek, azonban határozásuk és értékelésük nem történt meg (BÉRCZINÉ MAKK et al. 2004; ŐSI et al. 2013). A formáció alsó részének bizonytalan (felső-triász vagy alsójura) kora miatt ezt a rétegcsoportot is vizsgáltuk. Néhány száz izolált és számos esetben töredékes csont- és fogtöredékhez jutottunk hozzá. E fosszíliák rendkívüli hasonlóságot mutatnak a Templomhegyi Tagozatból és a Mészhegyi Formációból megismert együttessel. A leletek kisebb része jó megtartású, nem koptatott, azonban számos töredékes és koptatott lelet, mint például a Nothosauria és Placodontia csontok és fogak, továbbá egyes hal- és cápafogak, -pikkelyek is áthalmozottnak bizonyultak (ŐSI et al. 2013). A bázishomokkő eddig ismert egyetlen gerinctelen lelete egy belemnitesz rosztrum, amely pontosabb meghatározásra nem volt alkalmas (ŐSI et al. 2013). 66

71 6.6. Az őslénytani adatok értékelése A Templomhegyi Tagozat fosszíliaegyüttese alapján pontosítottuk a képződmény korát és képződési környezetét (ŐSI et al. (2013) alapján): A Sauropterygia hüllők rendkívül gyakoriak a környező Lettenkeuper (ladin) rétegsorokban: Nothosauria és Placodontia hüllők maradványait a germán (RIEPPEL & WILD 1996; RIEPPEL & HAGDORN 1997; RIEPPEL 2000, 2001a,b) és az alpi (BUFFETEAUT & NOVAK 2008; DALLA VECCHIA 1994; DALLA VECCHIA & CARNEVALE 2011) kifejlődési területről egyaránt ismerjük. A Nothosaurus sp. leletek taxonómiai besorolásuk alapján (különösen az alsó állkapocs anatómiai jegyei alapján) a középső-triász ladin fajokhoz hasonló (ŐSI et al. 2013). A Nothosauria leletekkel együtt előforduló Placodontia (Cyamodus sp.) maradványokat taxonómiai besorolásuk alapján ladinnak tartjuk (ŐSI et al. 2013). A Nothosauria és Placodontia maradványok jelenléte egyértelműen sekélytengeri, jól átvilágított, partközeli képződési környezetet bizonyít. A dolomit- és dolomitmárgarétegekből elkerült Sauropterygia hüllők maradványai legtöbb esetben koptatatlanok, épek, ritkábban töröttek vagy tektonikai hatásra deformáltak. Abrázió nyomai nem mutatkoznak a maradványokon. A leletek sok esetben egymáshoz közel csoportosulnak. Mindezek alapján valószínűsítjük, hogy legfeljebb nagyon rövid útvonalon történő szállítást szenvedtek (ŐSI et al. 2013). Feltételezzük, hogy egyes leletek, melyek egymástól néhány cm vagy dm távolságra tártunk fel, egy egyedhez tartozhatnak (ŐSI et al. 2013). Ezt a feltételezést a jövőbeli csonttérképezés alátámaszthatja. Az agyagkő-, homokkő- és kavicsos homokkőrétegekből előkerült Sauropterygia hüllők maradványai rendszerint koptatottak, töröttek. Kisméretű (<1 2 cm) postcranialis elemek és fogak kerültek elő. A leletek sporadikusan fordulnak elő adott rétegen belül. Nagyon ritka esetben csoportosulnak a vékony agyagkőrétegekben a koptatott, kisméretű maradványok. 67

72 A Mészhegyi Formáció fosszíliaegyüttesének vizsgálata alapján újraértékeltük a formáció korát és képződési környezetét (ŐSI et al. 2013): A gerinces mikrofosszíliák (csontoshal- és porcoshalmaradványok) a germán triász (DELSATE 1992; DUFFIN 1993, 2001; CUNY et al. 1998) és az alpi triász (DALLA VECCHIA & CARNEVALE 2011; KRAINER et al. 2011) kifejlődési területek felsőtriász faunáihoz hasonlítanak. A feltárt leletanyag alapján azonban további, emelet szintű pontosítás nem lehetséges a felső-triászon belül. A formáció legfelső, harmadik rétegcsoportjában nagyon gyakoriak a porcoshal- (Lissodus, Palaeobates, Hybodus) és csontoshal- (Saurichthys,?Sphaerodus sp.) maradványok, melyek inkább sekélytengeri, mint folyóvízi-tavi környezetet jeleznek (ŐSI et al. 2013). Az ugyanezekből a rétegekből előkerült alárendelt számú Archosauriformes indet. fogak szárazföldi hüllők maradványai, a szárazföld közelségét valószínűsítik (ŐSI et al. 2013). A Mészhegyi Formációból előkerült Sauropterygia maradványok megegyeznek a Templomhegyi Tagozatból megismert gerinces faunával (ŐSI et al. 2013). A leletek koptatottak, ami a Templomhegyi Tagozat rétegeinek felszínre kerülését és az áthalmozást bizonyítja. A Placodontia fogat tartalmazó, barnásszürke, finomszemű homokkőtömb (25b. ábra) többszörös áthalmozást bizonyít a Mészhegyi Formáció törmelékes sorozatán belül. A Somssichhegyi Formáció törmelékes bázisrétegeiből feltárt gerinces fauna vizsgálata alapján arra következtettünk (ŐSI et al. 2013), hogy: A Somssichhegyi Formációból feltárt fauna a Templomhegyi Tagozatból és a Mészhegyi Formációból megismert gerinces társasággal lényegében megegyező. A koptatott példányok áthalmozást szenvedtek. Néhány azonosítatlan fogtöredék azonban újabb fajok jelenlétét valószínűsíti. A formáció bázisán települő homokkőből megismert egyetlen belemnitesz rosztrum és a koptatott leletegyüttes igazolja a formáció legalsó részének sekélytengeri, partközeli környezetben való képződését. 68

73 7. Eredmények II. Petrográfia, mikromineralógia, geokronológia 7.1. Petrográfiai megfigyelések A kőzettípusok petrográfiai jellemzéséhez ADAMS et al. (1984), GARZANTI & VEZZOLI (2003), PETTIJOHN et al. (1972) módszertanát alkalmaztam. A homokkövek osztályozásakor FOLK (1974), PETTIJOHN (1975), GÖTZE & ZIMMERLE (2000) munkáit vettem figyelembe A Templomhegyi Tagozat kavicsanyaga A Templomhegyi Dolomit Somssich-hegyi feltárásából (déli gödör, csapásirányú fal) vett kavicsos homokkő minták 1 2 mm, 2< mm szemcsefrakcióját vizsgálva dolomit-, dolomitmárga-, homokkő-, pélittöredékeket azonosítottam, továbbá metamorf polikristályos kvarckavicsokat, gneisztöredékeket, muszkovit±kvarctöredékeket, biotit±kvarctöredékeket figyeltem meg. Rendkívül gyakorinak bizonyultak (a karbonátokon kívül) a sötétlila színű, homokos pélittöredékek és a metamorf polikristályos kvarckavicsok. Ezeken felül semmilyen indexásványt tartalmazó kőzettöredéket sem sikerült találnom, így a további vizsgálódástól eltekintettem A Mészhegyi Formáció petrográfiai jellege A Mészhegyi Homokkő homokkőtípusai wacke jellegűek: kvarcwacke, földpátos grauwacke és kőzettörmelékes grauwacke egyaránt előfordul (35. ábra). A vizsgált minták szövete többnyire éretlen. A mátrix mennyisége változó; túlnyomórészt agyagásványokat (főként montmorillonit és kaolinit, kevesebb illit) és szericitet, alárendelten hematitot és goethitet tartalmaz. Nagyon gyakori az agyagos kötőanyag, a durvaszemű homokkövek esetében azonban a durvakristályos kalcitcement jellemző. A szemcsék felületén gyakran vörös vas-oxi-hidroxidos bevonat látható. Nagyon jellemző a jól kristályos, másodlagos illit-szericitnövekedés, a szemcsehatárokon megnövekedett mennyiségű szericit észlelhető. 69

74 35. ábra. A fő kőzetalkotó komponensek eloszlása a vizsgált mintákban Folk (1974) osztályozása alapján. Rövidítések: Q = kvarc; F = földpát; L = kőzettöredék A szemcsék szögletesek vagy kissé szögletesek (36. ábra). A szemcseméret függvényében a homokköveket döntően polikristályos kvarc, a finomtörmelékes kőzettípusokat többnyire monokristályos kvarcszemcsék uralják. A monokristályos kvarc egyenes vagy hullámos kioltású. A foltos vagy hullámos, unduláló kioltású polikristályos kvarc rendszerint több mint három, szutúrás határvonalú alszemcséből áll. A polikristályos kvarcok között nagyon gyakoriak a kitüntetett irány szerint megnyúlt formák. Ritkán előfordul rezorbeált, beöblösödést mutató monokristályos kvarc is. A földpátokat a káliföldpátok képviselik. A mikroklin leggyakrabban üde, nagyméretű (akár 200 µm<) töredékként fordul elő, ritkábban bontott, vagy ritka esetben deformált. Az ortoklász üde, ritkábban bontott. A törmelékes csillámokat az üde muszkovit és a fakó, halványzöld, gyakran vörös zárványokat tartalmazó biotit képviseli. A muszkovit a biotitnál nagyobb arányban fordul elő. Kőzetcsiszolatban a muszkovit a rétegzés szerint irányítottan fordul elő, gyakran deformált, kink-band szerkezetű. A kőzettöredékeket számos kőzettípus alkotja. Legnagyobb arányban a finomszemcsés, muszkovit- és/vagy biotittartalmú csillámpala-töredékek, valamint a megnyúlt alkristályokból álló, csillámtartalmú 70

75 gneisztöredékek fordulnak elő. A csillámot nem tartalmazó, megnyúlt kvarckristályokból felépülő gneisztöredékek mennyisége jelentős. Egyedi szemcseként figyeltem fel egy sztaurolitos csillámpala-töredékre. A homokkő-, aleurolit- és agyagkőtöredékek gyakoriak. A hullámos kioltású, azonban deformált, palás szerkezetet nem mutató, muszkovit és/vagy biotittartalmú polikristályos kvarcok aránya jelentős. Alárendelt, ritka összetevők a tűzkőszemcsék, a grafitos kvarctöredékek, a mikrokristályos, felzites vulkanittöredékek és a granitoidtöredékek (kvarc+földpát+csillám). 71

76 36. ábra. Polarizációs mikroszkópi felvételek a Mészhegyi Formáció (VT) jellemző litofácieseiről. (a) kvarcwacke irányított csillámokkal és magas vas-oxid-tartalmú alapanyaggal a kép felső részén, magas szericittartalommal a kép alsó részén (+N); (b) irányított szövetű kvarcwacke (1N); (c) grauwacke különböző kvarctípusokkal (a fénykép felső részén rezorbeált monokristályos kvarc látható) (+N); (d) kőzettöredékes grauwacke (+N); (e) grauwacke sztaurolitos-csillámos kőzettöredékkel (fénykép közepén) (+N); (f) grauwacke felzites vulkanittöredékkel (fénykép közepén) (+N). Rövidítések: Qm = monokristályos kvarc; Qp = polikristályos kvarc; Kfp = káliföldpát; Mc = mikroklin; Ms = muszkovit; Lm = metamorf kőzettöredék; Ls = üledékes kőzettöredék; Lv = vulkanittöredék; St = sztaurolit 72

77 A mikroszkópi felbontásban normál gradált ciklusok különíthetők el, melyek nem csupán a szemcseméret, de a mátrix/cement összetételének változása alapján is egyértelműen kijelölhetők. Az elsődleges üledékszerkezetek a diagenezis során fellépő kompakció hatására deformálódtak, amit legszembetűnőbben a törmelékes csillámok (főként a muszkovit) irányítottságának módosulása és kink-band szerkezete jelez. A Mészhegyi Formáció siklóbevágási feltárásának konglomerátumrétegéből vett minták 1 2 mm, 2< mm szemcsefrakcióját vizsgálva dolomit-, dolomitmárga-, homokkő-, pélittöredékeket azonosítottam, továbbá metamorf polikristályos kvarckavicsokat, gneisztöredékeket, muszkovit±kvarctöredékeket, biotit±kvarctöredékeket figyeltem meg. További indexásvány hiányában a további vizsgálatoktól eltekintettem A Somssichegyi Formáció homokkövei és kavicsanyaga A Somssichhegyi Mészkő bázisán települő homokkövek a fő kőzetalkotó komponensek aránya alapján kvarcarenitnek, szublitarenitnek bizonyulnak (35. ábra). Rosszul osztályozottak, szövetük éretlen. A homokkövek kötőanyaga mikrokristályos kalcit. A kevés mátrix mésziszap eredetű, agyagásványokat (montmorillonit és illit) és szericitet is tartalmaz. A törmelékszemcsék szögletesek, vagy kissé szögletesek. A leggyakoribb törmelékes összetevő a monokristályos és a polikristályos kvarc (37a. ábra). A monokristályos kvarcok között rezorbeált, beöblösödő típus is előfordul. A polikristályos kvarc hullámos kioltású, háromnál több szabálytalan vagy megnyúlt alakú alszemcséből áll, melyek határvonala bonyolult lefutású, szutúrás. A káliföldpátok mennyisége kicsi, üde mikroklin és ortoklász fordul elő. A kőzettöredékek között a muszkovittartalmú gneisz és csillámpala a leggyakoribb. A bioklasztokat tartalmazó kőzettöredékek jelentős aránya figyelemre méltó: durvaszemű homok és finom kavics szemcseméretben vörösesbarna, sárgásbarna agyagos mátrixban ősmaradványokat tartalmazó kőzettöredékeket azonosítottam. 73

78 37. ábra. Polarizációs mikroszkópi felvételek a Somssichhegyi Formációról (VJ). (a) kvarcarenit mikrokristályos kalcitcementtel (+N); (b) muszkovitpala-töredék (+N) A Somssichhegyi Formácó bázishomokköve fölött konglomerátum települ, mely metamorf polikristályos kvarc±muszkovit-, gneisz-, homokkő-, mészkő- és dolomitkavicsokat tartalmaz. Ritka esetben egyedülálló kavicstípusok fordulnak elő: így az orientált, palás szerkezetet mutató kvarc+kékturmalin-töredéket, valamint muszkovitpalatöredéket (37b. ábra) figyeltem meg A Karolinavölgyi Formáció homokkövei A Karolinavölgyi Homokkő finomszemű homokköveit szintén vizsgáltam, melyek a kvarc-földpát-kőzettöredék eloszlás alapján szubarkózának, szublitarenitnek, kőzettörmelékes arkózának és földpátos litarenitnek minősülnek (35. ábra). Szemcsevázúak, rosszul osztályozottak, szövetileg éretlenek. Kovás, agyagos, szericites, alárendelten durvakristályos kalcitos vagy kloritos kötőanyagú homokköveket figyeltem meg. A szemcsék koptatottsága a szögletestől a kissé koptatottig fordul elő (38. ábra). A polikristályos kvarc hullámos kioltású, háromnál több, leggyakrabban megnyúlt formájú alszemcsét tartalmaz, az alszemcsék határvonala szutúrás. A monokristályos kvarc aránya alárendelt. A kvarcszemcsék szintaxiális továbbnövekedése általános. A változatos összetételű földpátok nagyon gyakori összetevők, ritkábban üdék, gyakrabban erősen bontottak, olykor csupán foszlányosan ismerhetők fel, vagy pszeudomorfózájuk (például 74

79 szericit vagy agyagásvány) maradt hátra. Gyakoribb a káliföldpát (mikroklin és ortoklász), mely ritkán pertites. Kevesebb plagioklász (albit) fordul elő. A törmelékes csillámokat a muszkovit és a sötétbarna, zöldes barna biotit képviseli. A leggyakoribb kőzettöredékek a csillámpalák, gneiszek, fillitek. Nagy arányban fordulnak elő üledékes kőzettöredékek, így a homokkő-, aleurolit-, agyagkőtöredékek. Kevesebb a felzites szövetű vulkáni kőzettöredék és a granitoidtöredék. NAGY et al. (2008) által közölt petrográfiai leíráshoz készített diafilmsorozaton idiomorf, sötétbarna színű titanitokat tartalmazó kőzettöredéket (granitoid?) azonosítottam. 75

80 38. ábra. Polarizációs mikroszkópi felvételek a Karolinavölgyi Formáció (MT) jellemző litofácieseiről. (a) szintaxiális továbbnövekedést mutató kvarcszemcsék arenitben; (b) szublitarenit; (c) szericitesedett földpátok arkózában; (d) földpátféleségek meszes kötőanyagú arkózában; (e) gránittöredék és sziliciklasztos kőzettöredék szublitarenitben; (f) sziliciklasztos kőzettöredék felzites vulkanittöredékekkel (nyilakkal jelezve). Rövidítések: Qm = monokristályos kvarc; Qp = polikristályos kvarc; Kfp = káliföldpát; Pl = plagioklász; Ms = muszkovit; Ser = szericit; Bt = biotit; Lm = metamorf kőzettöredék; Ls = üledékes kőzettöredék; Lv = vulkanittöredék 76

81 7.2. Petrográfiai eredmények értelmezése Mindkét kifejlődési terület, a Mecsek és a Villányi-hegység felső-triász törmelékes összlete metamorf, üledékes és magmás anyakőzetek lepusztulásából származik, azonban azok aránya alapján élesen eltérnek egymástól: A villányi pszammitok a fő kőzetalkotó komponensek eloszlása alapján érettebbek, mint a mecseki kőzettípusok (35. ábra). A homokkövek és homokos pélitek vékonycsiszolatos petrográfiai vizsgálatok alapján a két villányi képződény (Mészhegyi és Somssichhegyi Formáció) egymáshoz hasonlónak bizonyult. Mindkét törmelékes előfordulást a metamorf ásvány- és kőzettöredékek uralma jellemzi. Kevesebb üledékes és magmás összetevő fordul elő. A durvatörmelék vizsgálata alapján a három villányi képződmény (Templomhegyi Tagozat, Mészhegyi és Somssichhegyi Formáció) összetétele nagyon hasonló egymáshoz, uralkodóan üledékes és metamorf kőzettöredékeket foglal magába. Néhány ritka, kivételes kőzettöredék-típust figyeltem meg, melyek kizárólag adott képződményre jellemzők (például a sötétlila, homokos pélittöredékek a Templomhegyi Tagozatban), azonban egyikük sem bizonyult származásdiagnosztikusnak. Ezzel szemben a mecseki homokkövekben (Karolinavölgyi Formációban) közel azonos arányban fordulnak elő a metamorf és a granitoid ásvány- és kőzettöredékek, de figyelemre méltó a sziliciklasztos kőzettöredékek jelentős mennyisége is. A szakirodalmi adatok alapján az egész Karolinavölgyi Homokkő Formációra jellemző, hogy uralkodóan granitoid- és metamorfit-töredékeket tartalmaz (NOSKENÉ FAZEKAS (1966) in NAGY 1968; NAGY et al. 2008). Ugyanez igaz a formáció peremi kifejlődésére, a Szentkatalin-1 (Szk-1) és a Husztót-2 (Hu- 2) fúrásokban harántolt rétegsorra is, melyeket rétegtani helyzetük alapján a villányihoz hasonlónak tartottak (WÉBER 1990). Az uralkodóan arkózás homokkövekben ortoklász, mikroklin, plagioklász fordul elő; a kőzettöredékek között gyakoriak a granitoidtöredékek, trachitos kőzettöredékek, savanyú vulkanittöredékek, alárendeltek a fillit-, csillámpala- és homokkőtöredékek. A szakirodalmi adatokkal (NOSKENÉ FAZEKAS (1966) in NAGY 1968; NAGY et al. 2008; WÉBER 1990) összevetve a formáció peremi kifejlődése petrográfiai alapon 77

82 nagyfokú hasonlóságot mutat a Központi-Mecsek általam vizsgált homokköveivel, viszont eltér a villányi-hegységi összlet jellegzetes, metamorfitok által uralt sorozatától. A törmelékanyag lehetséges forrásterületeit a mikromineralógiai és geokronológiai adatokkal együtt a 8.1. fejezetben értékelem Mikromineralógiai megfigyelések A mikromineralógiai vizsgálatokhoz elsősorban homokkő- (finom- és középszemű), kevesebb aleurolit- és agyagkőmintát választottam ki a Mészhegyi Formáció esetében. A Karolinavölgyi Homokkő és a Somssichhegyi Mészkő esetében homokkőmintákat vizsgáltam meg. A mintákban a nehézásványok aránya 1 3%-ot ér el, kivétel a Mészhegyi Homokkőből vett pélitminta, melyben 40%-os arányban részesednek (3. melléklet). A nehézásvány-szeparátumokban az opak ásványok aránya a Mészhegyi Homokkő esetén a legmagasabb, 20 40% között változik, míg a Karolinavölgyi Homokkő és a Somssichhegyi Mészkő esetében kevesebb, mint 10%. A Mészhegyi Homokkő és a Somssichhegyi Mészkő leggyakoribb opak ásványa az ilmenit, és annak mállásterméke, a leukoxén, valamint a hematit. Az ilmenit csíkos megjelenésű, a hematit foltos, aggregált. Kőzettöredékek kis mennyiségben vannak jelen a Mészhegyi Homokkő mintáiban (2 10%), közel 15%-os arányban a Somssichhegyi Mészkőben, míg jóval magasabb, 45-75%-os arányban fordulnak elő a Karolinavölgyi Homokkőben. A finomszemű homok szemcseméret-tartományban a kőzettöredékek polarizációs mikroszkópi azonosítása csak ritka esetben lehetséges a kis szemcseméret miatt, ezzel szemben a műszeres (pásztázó elektronmikroszkópos vagy Raman spektroszkópos) feldolgozásuk eredményes lehet, ám jóval költségesebb, így e szemcsék további értékelésétől szükségszerűen eltekintettem. A nehézásvány-preparátumokban a csillámok közül a muszkovit és a biotit rendre nagy arányban előfordult, ám a transzparens ásványok értékelésekor ezeket az ásványokat az eloszlást torzító jelentős mennyiségük miatt nem vettem figyelembe A muszkovit víztiszta. A Karolinavölgyi Homokkő biotitszemcséi kloritosodottak, sötétzöld vagy 78

83 sötétzöldes barna színűek. NAGY et al. (2008) munkájában klorittöredékről számolnak be. A Mészhegyi és Somssichhegyi Formáció kifakult (fakózöld, fakóbarna), gyakran sok zárványt magába foglaló biotitot tartalmaz. Transzparens ásványok a Karolinavölgyi Homokkő mintáiban 13 30%, a Mészhegy Homokkőben 35 45% (kivéve a fent említett pélitmintát, mely esetében 8%-os arányban vannak jelen), míg a Somssichhegyi Mészkő bázishomokkövében 58% arányban fordulnak elő (39. ábra). 39. ábra. A transzparens nehézásványok ( µm) eloszlása a vizsgált mintákban a származásérzékeny nehézásvány arányok (ATi, GZi, RuZi; MORTON & HALLSWORTH 1994, 1999; MORTON et al. 2005) és érettségi index (ZTR; HUBERT 1962) feltüntetésével. Rövidítések: ZTR = cirkon-turmalin-rutil index; ATi = apatit-turmalin index; GZi = gránát-cirkon index; RuZi = rutilcirkon index A Mészhegyi Formáció mikromineralógiai jellege A Mészhegyi Homokkő transzparens nehézásvány-társulását (40. ábra) túlnyomórészt cirkon, TiO 2 polimorf ásványok (többnyire rutil, kevesebb anatáz és brookit is előfordul), sztaurolit, kevesebb gránát, turmalin, apatit, nyomokban kromit, nyomokban monacit, xenotim, kianit, sillimanit alkotja. 79