ISSN 0016-7789 GEOLOGIA 1998 Ljubljana 1999 ISSN 0016-7789 GEOLOGIJA GEOLOGIJA LKTNIK 1998 KNJIGA 41 Str. 1 do 487 LJUBLJANA 1999 GEOLOGIJA Izdajatelj: Geološki zavod Slovenije, zanj v.d. direktor Trajan DIMKOVSKI Publisher: Geological Survey of Slovenia, represented by Director Trajan DIMKOVSKI Financirata Ministrstvo za znanost in tehnologijo Republike Slovenije in Geološki zavod Slovenije Financed by the Republic of Slovenia, Ministry of Science and Technology and the Geological Survey of Slovenia Vsebina številke 41 je bila sprejeta na seji Uredniškega odbora dne 30. 3. 1999. Manuscripts of the Volume 41 accepted by Editorial Board on March 30, 1999. Glavni in odgovorni urednik: Editor-in-Chief: Bojan OGORELEC, Ljubljana Uredniški in recenzijski odbor: Editorial Board: Stanko BUSER, Ljubljana, Giovanni Battista CARULLI, Trieste, Matija DROVENIK, Ljubljana, Endre DUDICH, Budapest, Erik FLÜGEL, Erlangen, Miloš KEDVES, Szeged, Harald LOBITZER, Wien, German MÜLLER, Heidelberg, Rinaldo NIKOLICH, Trieste, Simon PIRC, Ljubljana, Mario PLENIČAR, Ljubljana, Danilo RAVNIK, Ljubljana, Mihael RIBIČIČ, Ljubljana, Marko ŠPARICA, Zagreb, Josip TIŠLJAR, Zagreb, Dragica TURNŠEK, Ljubljana, Miran VESELIC, Ljubljana Naslov: Address: GEOLOGIJA, Geološki zavod Slovenije - Geological Survey of Slovenia Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenia Tel.: +386 (61) 136-75-98, Fax: +386 (61) 136-75-96 Za mnenje in podatke v posameznih sestavkih so odgovorni avtorji. The authors themselves are liable for the contents of the papers. Naklada: 600 izvodov. Printed in 600 copies. Cena: 4000 SIT Price: US $ 60. Tisk in vezava - Printed by: Delo - Tiskarna d.d.. Dunajska 5, 1999. Priprava tiska: Atelje Villa d.o.o.. Ilirska Bistrica Revija Geologija šteje med proizvode, za katere se plačuje 5 % davek od prometa proizvodov. Mnenje je izdalo Ministrstvo za znanost in tehnologijo Republike Slovenije na osnovi Zakona o prometnem davku (Ur 1. RS, št. 4/92 in 71/93) dne 31.5.1999. Copyright © 1999 - GEOLOGIJA GEOLOGIJA 41, 1-487 (1998), Ljubljana 1999 VSEBINA - CONTENTS • Drobne, F. V spomin Dušanu Novaku................................................... 7 Ribičič, M. V spomin Renatu Verbovšku................................................. 9 Pavšič, J. Želj ku Vidicu v spomin ..................................................... 11 Dimkovski, T. Geološki zavod Slovenije.................................................... 13 The Geological Survey of Slovenia............................................ 15 Stratigrafija - Stratigraphy Dolenec, T., Buser, S. & Dolenec M. The Permian-Triassic boundary in the Karavanke Mountains (Slovenia): Stable isotope variations in the boundary carbonate rocks of the Košutink Creek and Brsnina section .......................................... 17 (Permsko-triasna meja v Karavankah: variabilnost izotopske sestave v karbonatnih kamninah Košutnikovega potoka in Brsnine) Jurkovšek, B., Ogorelec, B. & Kolar-Jurkovšek, T. Spodnjetriasne plasti pri Tehovcu (Polhograjsko hribovje)........................ 29 Lower Triassic beds from Tehovec (Polhov Gradec Hills, Slovenia)................. 36 Bavec, M. Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine med Jagrščami in Zelinom......... 41 Ladinian carbonate and pyroclastic rocks between Jagršče and Želin (Slovenia)........................................................ 65 Dozet, S. Lower Jurassic dolomite-limestone succession with coal in the Kočevski Rog and correlation with neighbouring areas (southeastern Slovenia) .................. 71 Spodnjejursko dolomitno-apnenčevo zaporedje s premogom v Kočevskem Rogu in primerjava s sosednjimi območji ........................................... 89 Aničić, B. & Ramovš, A. Vunduški peščenjak namesto ptujskogorski peščenjak - zahodne Haloze............ 103 The Vundušek sandstone instead of Ptujska Gora sandstone in western Haloze ...... 108 Paleontologija - Paleontology Mikuž, V. Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837 iz miocenskih plasti pri Podgračenem.......... 109 Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837 from Miocene beds near Podgračeno, Eastern Slovenia........................................................... 113 Mikuž, V. Kitovo vretence iz miocenskih plasti v Turju blizu Dola pri Hrastniku.............. 117 Whale vertebra from Miocene beds in Turje near Dol pri Hrastniku, Slovenia........ 120 Mikuž, V. Nova najdba mastodontovega zoba iz bližnje okolice Ptuja ....................... 127 The new finding of Mastodon's tooth from vicinity of Ptuj, NE Slovenia ............ 131 Petrologija - Petrology Kralj, Polona Vulcanoclastic Rocks in Borehole Tdp-1/84 Trobni Dol, Eastern Slovenia........... 135 Vulkanoklastične kamnine v vrtini Tdp-1/84 Trobni Dol, vzhodna Slovenija......... 143 Eržen- Trajanova, M. Skrila v glinovec ali glinast skrilavec ?......................................... 157 Shale or slate ? ............................................................ 161 Sedimentologija - Sedimentology Skaberne, D. ^ Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja........... 165 Zircon in the Val Gardena sandstone from the Žirovski vrh and Sovodenj region, W Slovenia ............................................. 187 Tektonika - Tectonics ............. Placer, L. Structural meaning of Sava folds............................................. 191 Strukturni pomen Posavski gub.............................................. 210 Placer, L. Contribution to the macrotectonic subdivision of the border region between Southern Alps and External Dinarides ........................................ 223 Prispevek k makrotektonski rajonizaciji ozemlja med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi...................................................... 243 Rudišča - Ore Deposits Zeeh, S., Kuhlemann, J. & Bechstädt, T. The classical Pb-Zn deposits of the Eastern Alps (Austria/Slovenia) revisted: MVT deposits resulting from gravity fluid flow in the Alpine realm ................ 257 (Nov pogled na klasična svinčevo-cinkova rudišča v Vzhodnih Alpah (Avstrija/Slovenija) - nastanek MVT rudišč zaradi gravitacijskega toka rudonosnih raztopin na območju Alp) Geokemija in okolje - Geochemistry and Environment Bidovec, M., Šajn, R. & Gasar, M. Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije ...... 275 The use of recent overbank sediments in geochemical mapping of Slovenia.......... 309 Šajn, R., Bidovec, M., Gasar, M. & Pire, S. Geochemical Soil Survey at Jesencie area, Slovenia ............................. 319 (Geokemične raziskave tal na območju Jesenic) Hidrogelogija - Hydrogeology Žlebnik, L. & Drobne, F. Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode za ptujsko - ormoško regijo.................................................. 339 (Pliocene Aquifers - the Source of drinking Water for Ptuj and Ormož Region, Slovenia) Urbane, J. & Jamnik, B. Izotopske raziskave podzemne vode Ljubljanskega polja ......................... 355 Isotope investigations of groundwater from Ljubljansko polje (Slovenia)............ 363 Seizmologìja - Seismology Vidrih, R. & Ribičič, M. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah ob potresu v Posočju 12. aprila 1998 in Evropska makroseizmična lestvica (EMS-98)................................. 365 (Slope Failure Effects in Rocks at Earthquake - Posočje April, 12. 1998 and European Macroseismic Scale (MS-98)) Geoinformatika - Geoinformatics Komac, M. & Ribičič, M. Uporaba daljinskega zaznavanja - satelitskih posnetkov v inženirski geologiji (območje Črnega Kala) ..................................................... 411 The application of remote sensing - satellite imagery in engineering geology (study area of Črni Kal, Slovenia) ............................................ 429 Hafner, J. Klasifikacija satelitskih posnetkov z metodami umetne inteligence ................ 435 (Satelite image classification with artifical intelligence methods) Nove knjige - Book reviews South China Karst, (16 avtorjev) ............................................. 477 Esad Prohić: Geokemija........................................................ 478 Zanimivosti ñamous Л.; Knjižnica Guida Stacheja............................................ 481 Navodila avtorjem ............................................................ 483 Instructions to authors......................................................... 485 GEOLOGIJA 41, 7-8 (1998), Ljubljana 1999 V spomin Dušanu Novaku 14. septembra 1998 nas je zapustil kolega magister Dušan Novak, dipl.ing.geol. Bil je vsestranski geolog, hidrogeolog in speleolog. Povsod je delal z velikim navdušenjem. Njego- vo obzorje je bilo široko, kar kažejo njegova dela. Bil je široko razgledan, skromen, strog do sebe in primerno zahteven do svojih sodelavcev, ki jim je vedno znal svetovati. Bil je pošten in iskren kolega. Za svoje raziskovalno delo je znal navdušiti mlajše sodelavce. Njego- vo delo danes uspešno nadaljujejo v Sloveniji in tudi zunaj nje. Rojen je bil 27. julija 1931 v Ljubljani. Tu je končal 5 razredov osnovne šole in popolno srednjo šolo z maturo - „višjim tečajnim izpi- tom" na 4. gimnaziji leta 1950. Že v višji gimanziji se je aktivno udejstvoval pri priro- doslovnem krožku. V 8. razredu pa se je že podrobneje zanimal za problematiko Krasa. Leta 1949 se je priključil skupini mladih jamarjev, ki so pričeli z delovanjem v Društvu za raziskovanje jam v Ljubljani. Leta 1950 se je vpisal na geološki oddelek Prirodoslovno-matematične fakultete v Ljubljani. Med študijem je sodeloval pri raziskovanju postojnskega in planinskega podzemlja, pri barvanju ponikalnic Logaščice, Lokve in Hotenjke, sodeloval pri raziskovanju jam in pri barvanju Rinže ter pri speleoloških raziskavah v Liki. Julija 1956 je uspešno zagovarjal diplomsko delo iz geologije s paleontologijo „Hidrogeo- loške razmere ob črti Vreme - Osp". Po služenju vojaščine se je leta 1957 zaposlil na Geološkem zavodu v Ljubljani. Začel je na oddelku za regionalno geologijo, nato na oddelku za ekonomsko geologijo in končal svoje redne strokovne in raziskovalne obveznosti na oddelku za hidroge- ologijo, kjer je delal do upokojitve. Na tem oddelku se je povsem posvetil značilnostim kroženja vode v Krasu, kemičnim in bakteriološkim značilnostim ter problemom onesnaževanja kraške podzemne vode. Bil je med aktivnimi sodelavci pri sestavljanju kraške terminologije. V letu 1973 je magistriral v Zagrebu s temo „Hidrogeološka rajonizacija slovenskega krasa". V času svojega službovanja se je udeleževal številnih kongresov z geološko in 8_ Franc Drobne speleološko tematiko, oziroma simpozijev inženirske geologije in hidrogeologije. Nje- gova strokovna in znanstvenga bibliografija je zelo številna in bogata. Obsega več kot 130 tiskanih del. Vzdrževal je osebne zveze s številnimi strokovnimi kolegi iz Amerike, Anglije, Nemčije, Španije, Italije, Avstrije, Poljske, Češke, Hrvaške in Kitaj- ske. V letu 1992, ko je dopolnil 35 let delovne dobe, se je star 61 let upokojil. Posebej vidno je bilo njegovo delovanje na področju speleologije leta 1954 med ustanovitelji samostojne jamarske sekcije pri PD »Železničar" v Ljubljani, od leta 1972-1982 in od 1986-1988 tajnik Jamarske zveze Slovenije, od 1972-1976 tajnik Speleološke zveze Jugoslavije, od 1982-1986 pa blagajnik Jamarske zveze Slovenije. Sourejal je revijo Acta carsologica in upravljal njeno poslovanje od 1978 dalje in bil odbornik Prirodoslovnega društva. Ima zlati častni znak in srebrno značko Jamarske zveze Slovenije, zlato plaketo Ljudske tehnike, srebrno značko Planinske zveze Slovenije in je zaslužni član Zveze speleologov Jugoslavije. V Slovenskem geološkem društvu je do leta 1972 vodil sekci- jo za predavanja. Prav tako je bil v letih 1982-1985 član uredniškega odbora časopisa Jedro, ki ga je izdajal Geološki zavod Ljubljana. Dušan je bil izredno aktiven človek, organizator in zelo vnet dopisnik, ne samo pri Jedru, temveč tudi pri drugih časopisih in strokovnih revijah. Na dogajanja je gledal kritično z dobro namero, da se stvari popravijo in dobro uredijo. Bil je tudi delegat Geološkega zavoda v Zboru združenega dela Skupščine občine Ljubljana. S svojim delom si je naš kolega Dušan Novak zaslužil, da se ga z hvaležnostjo spominjamo tudi sedaj, ko ga ne bo več med nami. Franc Drobne GEOLOGIJA 41, 9-10 (1998), Ljubljana 1999 V spomin Renatu Verbovšku Mnogo prezgodaj nas je zapustil kolega in prijatelj Renato Verbovšek, naš Rene. Šele se- daj se polagoma zavedamo njegove vloge v slo- venski geologiji, ki jo je zaznamoval s samo- svojo izbrano potjo. Bil je praktik in bogato strokovno znanje mu je bilo osnova za reševanje zastavljenih proble- mov. Pri tem se je odlikoval z veliko vztrajno- stjo in z značajem, ki ni poznal strahu in dvo- ma v uspeh. Ni se zadovoljil s polovičnimi rešitvami, želel je priti stvarem do dna. Rojen je bil leta 1951 v Ljubljani, kjer je po končani Poljanski gimnaziji vpisal na Univerzi v Ljubljani smer geologijo, ki jo je uspešno končal leta 1975. Že v času študija se je usmer- jal v področje hidrogeologije, kar je posledica njegovega udejstvovanja kot jamar. Že takoj po zaposlitvi na Geološkem zavodu Ljubljana (ki se je kasneje preimenoval v Inštitut za geologi- jo, geotehniko in geofiziko) je začel samostojno reševati delovne naloge. Njegovo osnovno področje dela je bilo zelo zanimivo in zahtevno - kako poiskati in zajeti pod- talno pitno ali termalno vodo. Predvsem so ga zanimala zajetja vode v večjih globi- nah in v zahtevnih geoloških razmerah. Z bogatim pridobljenim teoretičnim in prak- tičnim znanjem je vodil raziskave ne samo v Sloveniji, temveč tudi drugod po takra- tni Jugoslaviji, največ v Makedoniji. S svojimi uspešnimi rezultati je postal eden vo- dilnih jugoslovanskih strokovnjakov na področju raziskav termalnih in mineralnih vod. Iz njegove bogate bibliografije so razvidne zahtevne raziskave na številnih per- spektivnih in pomembnih območjih pridobivanja termalne vode v Jugoslaviji. Na osnovi poznavanja in razumevanja geološke zgradbe pa je uspel odkriti tudi nova območja, bogata z termalno vodo. Pri delu ga je vodila radovednost in neprestana želja za napredkom. Vedno je težil za ciljem uspeti in pridobiti nove ugotovitve. Nje- gov pristop k reševanju različne problematike je bil zelo umirjen, toda kdor ga je bo- lje spoznal, je pod njegovo zunanjo mirnostjo začutil zelo močan temperament, ki ga je aktiviral v kritičnih trenutkih. Ob raziskavah za pitno, termalno in mineralno vodo je spoznal, kako pomembno je kvalitetno izvedeno vrtanje in oprema vrtine. Spoznal je, da pravilni geološki za- 10_Mihael Ribičič ključki o možnosti zajema podtalne vode večkrat propadejo zaradi tehnoloških pro- blemov pri vrtanju. Velika tehnološka nadarjenost in zanimanje za vse faze dela mu je zato omogočila, da je spoznal vse skrivnosti zahtevne vrtalne tehnike. Že zgodaj po letu 1980 je vzporedno s širjenjem znanja s področja hidrogeologije začel pridobivati tudi znanje s področja vrtanja. Želja., da bi z novimi uspešnejšimi tehnologijami vr- tanja pridobival vodo, ga je vodila, da je skupaj z ženo začel podjetniško pot na po- dročju vrtanja. Takorekoč iz nič je z veliko iznajdljivostjo iz iztrošene opreme vedno potegnil največ kar se da. Korak za korakom sta počasi dograjevala podjetje, ki je bi- lo čedalje bolje opremljeno. Ob tem sta iskala nove izvirne rešitve, ki jih v Sloveniji še niso uporabljali in to na področju čim večje mobilnosti vrtalne garniture in upora- be biopolimernih izplak. Po letu 1993 se je odločil za samostojno podjetniško pot, vendar na hidrogeološko stroko ni pozabil.Njegova življenjska pot se je v trenutku prekinila, ko je bil na vrhuncu ustvarjalnosti. Geologom nam bo ostal v spominu kot odličen strokovnjak, kolega, sodelavec in prijatelj, ki je pustil s svojo dejavnostjo in osebnim pristopom med nami globok pečat. Pogrešali te bomo. Mihael Ribičič GEOLOGIJA 41, 11-12 (1998), Ljubljana 1999 V spomin Željku Vidicu Zopet je ugasnilo mlado življenje. Čeprav naravoslovci poznamo zakone narave, se ne moremo sprijazniti s tem, da konča nekdo poln načrtov, iskrene zavzetosti za stroko, nekdo, ki bi ga stroka prav zdaj tako zelo potrebovala. Željko se je rodil na Jesenicah 27. januarja 1965 leta, kjer je hodil v osnovno šolo. Od tam ga je ljubezen do morja zanesla v Piran, kjer je obiskoval Srednjo pomorsko in prometno šolo, ki jo je leta 1984 zaključil. Po maturi se je odločil za študij naravoslovja. Fizika je bila tista, od katere je pričakoval največ odgovorov za svojo zvedavo dušo. Ni zadovoljila vseh nje- govih pričakovanj, čeprav je študij fizike absolviral, se je odločil za geologijo. Na študij geologije je prinesel bogato doto s fizike. Dobro znanje matematike in fizike mu je dalo osnovo za drugačno razmišljanje o geologiji. Največji izziv je videl v paleontologiji. Že v nižjih letnikih študija je našel snov za svoje nadaljnje raziskovanje. Začel se je sez- nanjati z mikroendoliti in njihovim pomenom za geologijo. Tematika ga je navduševala ves čas študija, prosti čas je porabil za proučevanje mikroendolitov v različnih objektih in za zbiranje strokovne literature. Z zavzetim delom, sistematičnim pristopom in kupom novih idej je izdelal model delovanja cianobak- terij na karbonatno obalo slovenskega primorja ter njihovo odvisnost od globine. Zato je svoje diplomsko delo lahko izdelal razmeroma hitro in pri tem dobil kvalitetne rezultate. Njegovo delo je bilo ocenjeno z najvišjimi ocenami in je zanj prejel fakultetno Prešernovo nagrado za študente. Pri raziskovalnem delu ga je odlikovala jasna opredelitev problema, izvirni pristop pri njegovem reševanju in velika delovna vnema. Mesto mladega raziskovalca na fakulteti, ki ga je zasedel leta 1996, ga je neizmer- no osrečilo. Z veliko voljo in navdušenjem je razširil svoje raziskovanje cianobakte- rij. Želel je izpopolniti svoj model globinskega coniranja današnjega morskega okol- ja, ki bi ga lahko uporabil tudi za študij fosilnih razmer Iskal je karbonatni medij, ki bi bil podobne kvalitete na vseh globinah, primerno velik in presojen. Našel ga je v spikulah kalcispongij. Začel je sistematično zbirati vzorce iz različnih globin v se- vernem Jadranu. Da bi lažje opazoval morsko dno in pobiral vzorce z dna, je končal 12_Jernej Pavšič tečaj potapljanja. Preučeval je vzorce, ki so jih puščale različne vrste cianobakterij v spikulah spongij. Za objektivno obdelavo vzorcev si je izdelal svoj računalniški pro- gram. Posnel je na stotine fotografij vzorcev spikul, ki jih je potem računalniško obdelal in že dobival prve spodbudne rezultate, ki jih je to jesen nameraval strniti v magistrski nalogi ... V svojem kratkem podiplomskem delovanju je pripravil predavanje na 13. strokovnem posvetovanju slovenskih geologov leta 1997, napisal poljuden članek za revijo Gea o mikroendolitih in imel v pripravi razpravo za strokovno geološko revijo. Morje je ustavilo njegovo mlado, vendar uspešno strokovno kariero. Ob tem nas tolaži misel, da je vsaj v svojem raziskovalnem delu našel kanček sreče, ki mu je bila sicer v življenju tako skopo odmerjena. Jernej Pavšič GEOLOGIJA 41, 13-16 (1998), Ljubljana 1999 Geološki zavod Slovenije s sklepom Vlade republike Slovenije z dne 10. septembra 1998 (Ur.l. RS št. 66, z dne 1.10.1998) je bil del Inštituta za geologijo, geotehniko in geofiziko preoblikovan v javno raziskovalno organizacijo Geološki zavod Slovenije (GeoZS). S tem se je In- štitut za geologijo, geotehniko in geofiziko, ki je imel status javnega zavoda in je na- stal leta 1990 ob reorganizaciji Geološkega zavoda Ljubljana, razdelil na dva dela: na GEOLOŠKI ZAVOD SLOVENIJE in na GEOINŽENIRING d.o.o. Na ta način je no- vonastali Geološki zavod Slovenije naslednik nekdanjega Geološkega zavoda Lju- bljana oz. Inštituta za geologijo, geotehniko in geofiziko. Geološki zavod Ljubljana (GZL) je bil v svetovnem merilu pomemben izvajalec del pri geoloških raziskavah, v rudarstvu in gradbeništvu. Z 2700 zaposlenimi delavci, je izvajal dela doma, na celotnem območju nekdanje Jugoslavije in v 25 drugih državah na vseh celinah sveta. Kot naslednik Geološkega zavoda za Slovenijo (GZS), ki ga je leta 1946 ustanovila Vlada LR Slovenije, je opravljal tudi naloge republiškega geolo- škega zavoda. Te so bile ob reorganizaciji 1990 prenesene na Inštitut za geologijo, geo- tehniko in geofiziko. Inštitut za geologijo, geotehniko in geofiziko (IGGG), ki je imel status rudarsko- raziskovalne organizacije, je bil v skladu z Zakonom o zavodih organiziran kot samo- stojen inštitut. Izvajal je temeljne, aplikativne in razvojne raziskave v vseh panogah geologije in sorodnih dejavnostih: na področju regionalne geologije, izdeloval je vse vrste geoloških kart, raziskoval mineralne in energetske surovine, premog, nafto in plin, uran, kovinske in nekovinske mineralne surovine, pitne, mineralne in indu- strijske vode, geotermalno energijo, deloval na področju varstva okolja, gradbeniš- tva, geotehničnega projektiranja, geofizike itd. Poleg naštetih dejavnosti je deloval v okviru inštituta geološki informacijski center Mnogi odprti kamnolomi, gramoznice in rudniki so začeli in še danes uspešno de- lujejo na osnovi raziskovalnih dosežkov in znanj strokovnjakov inštituta. Številni elaborati o rezervah mineralnih surovin omogočajo nemoteno proizvodnjo sedanjim kamnolomom. Večina zdravilišč obratuje na osnovi raziskovalnih dosežkov strokov- njakov IGGG. Gradbeniški objekti stojijo na osnovi uspešnih projektantskih rešitev, ugotavljanja geotehničnih karakteristik tal in stabilnostnih presoj brežin, ki so jih izvajali strokovnjaki IGGG. Projektiranje površinskih in podzemnih objektov, vklju- čno z numeričnim modeliranjem, monitoringom pri izvedbi AC programa v Sloveniji, so tudi prinesli pomembne rezultate in rešitve strokovnjakov IGGG. Problemi pre- skrbe Slovenije z neoporečno pitno vodo, ki postajajo iz leta v leto bolj pereči,so 14_Trajan Dimkovski spodbudili zaposlene na IGGG-ju k intenzivnejšemu iskanju novih vodonosnikov. IGGG je zaposloval največ 240 strokovnjakov in je predstavljal največjo razisko- valno organizacijo za geološke raziskave v Sloveniji. Ob preoblikovanju v Geološki zavod Slovenije je bilo na IGGG-ju zaposlenih 142 ljudi. GEOLOŠKI ZAVOD SLOVENIJE (GeoZS) Na ustanavljanje Geološkega zavoda Slovenije je vplivalo več razlogov. Osnovni razlogi, ki so vplivali na to odločitev, so bili: - Neurejeno financiranje dejavnosti, ki se izvaja za potrebe državnih organov in njihovih institucij. - Zmanjšanje obsega del zaradi določil Zakona o graditvi gradbenih objektov, ki prepovedujejo javnim zavodom projektiranje za graditev. - Usklajevanje dejavnosti znanstveno-raziskovalnega in aplikativno-tržnega dela na področju geologije. Za izvajanje svoje dejavnosti je Geološki zavod Slovenije organiziran v dva dela: - Raziskovalni sektor in - Geološko strokovno službo. V raziskovalnem sektorju delujejo raziskovalci in programske skupine, ki izvajajo raziskovalne programe in projekte v okviru nacionalnega raziskovalnega programa. Programi so dolgoročni in zajemajo vsa strokovna področja, pomembna za geološke raziskave državnega ozemlja. Raziskve se izvajajo v naslednjih programih, ki so isto- časno organizcijsko-obračunske enote: - petrologija, mineralogija in sedimentologija, - paleontologija, - geološke karte, - mineralne surovine, - geokemija in geologija okolja in - podzemne vode. Geološka strokovna služba zbira in posreduje geološke podatke in dokumentacijo ter pripravlja strokovne podlage iz geologije za organe državne uprave. V okviru geo- loške strokovne službe deluje geološki informacijski center, ki vodi baze podatkov in strokovni ter materialni arhiv vseh geoloških preiskav na območju Slovenije. V okviru Geološkega zavoda Slovenije deluje sodobna strokovna knjižnica z IN- DOK centrom. Fond knjižnice obsega 14.901 knjižnih enot in preko 246 naslovov pe- riodike ter izredno bogato strokovno dokumentacijo (preko 28.000 enot). Geološki za- vod Slovenije izdaja znanstveno revijo "Geologija" in občasno druge znanstvene in strokovne publikacije. S svojim kadrovskim potencialom sodeluje v učnem procesu na ljubljanski Univerzi ter izobražuje in usposablja mlade raziskovalce. Geološki zavod Slovenije ima 86 zaposlenih, od tega: - 12 doktorjev znanosti, - 13 magistrov znanosti. Geološki zavod Slovenije__J_5 - 24 uni v. dipl. inženir j e v, - 2 inženirja, - 21 tehnikov in - 14 ostalih administrativno-tehničnih sodelavcev. Organ upravljanja Geološkega zavoda Slovenije je Upravni odbor. Člani Upravne- ga odbora so predstavniki Ministrstva za znanost in tehnologijo. Ministrstva za oko- lje in prostor in Ministrstva za gospodarske dejavnosti, ki jih določi Vlada Republike Slovenije, ter dva člana iz Geološkega zavoda Slovenije, ki ju izvolijo zaposleni. Trajan Dimkovski v.d. direktorja Geološki zavod Slovenije The Geological Survey of Slovenia Quite recently, with the decree of the government of the Republic of Slovenia da- ted 10 September 1998 (Official gazette RS, no. 66, 1.10.1998), a part of the Institute for Geology, Geotechnics and Geophysics (IGGG) was transformed into the public re- search organization Geological Survey of Slovenia (GeoZS). In this way the former public institution Institute for Geology, Geotechnics and Geophysics that was foun- ded in 1990 after reorganization of the Geological Survey of Ljubljana, was divided into two parts: the Geological Survey of Slovenia and the Geoinženiring d.o.o. The Geological Survey of Ljubljana (GZL) was a globally important organization for fundamental and applied geologic investigations. With a staff of 2700, it operated in Slovenia, in other parts of former Yugoslavia, and in 25 countries all over the world. As successor of the Geological Survey for Slovenia (GZS) that was founded in 1946 by the government of the People's Republic of Slovenia . the organization per- formed also all duties of a regional geological survey. This broad scope of activititb was transferred in 1990 during the reorganization of the Survey to the Institute for Geology, Geotechnics and Geophysics (IGGG). The IGGG, Institute for Geology, Geotechnics and Geophysics (IGGG), was con- cerned with basic, applied and development activities in all branches of geology: re- gional geology and mapping for various purposes, exploration of mineral and energy resources, drinking, industrial and mineral water resources, geothermal energy, envi- ronmental protection, geophysics, geotechnics for mining and building, etc. The IGGG had a staff of 240 (at the time of reorganization in 1998 only 142), and was the largest geologic institution in Slovenia. The new GEOLOGICAL SURVEY OF SLOVENIA (GeoZS), consists of two units: the Researsh sector and the Geological service. The experts employed in the Research sector are engaged in various research pro- grams in the frame of the Slovenian national research program. 16_Trajan Dimkovski The individual programs are separate financial units, and are of longer term dura- tion. They are as follows: - Petrology, mineralogy and sedimentology, - Paleontology, - Geological mapping, - Mineral resources, - Geochemistry and environmental geology, - Ground v^^aters. The Geological service collects and distributes geological data and documentation, and prepares geologic information for the authorities. In its frame the geological in- formation center entertains the geological databases and material archives for all geologic investigations on the territory of Slovenia. The Geological Survey of Slovenia hosts the modern geologic library v^ith the in- formation center The library funds number 14,901 book units, 246 titles of periodi- cals and a rich unprinted geologic documentation that exceeds 28,000 units. The Sur- vey publishes the scientific periodical "Geologija", and issues irregularly various sci- entific and professional publications and maps. With its staff the Survey takes part in the teaching process of the University in Ljubljana. The staff of the Geological Survey of Slovenia numbers at present 86 employees. Among them are - 12 doctors of science, - 13 masters of science, - 24 university diploma engineers, - 21 technician, and - 14 administrative and laboratory workers. The managing body of the Survey is the Administrative board. Its members are the representatives of the Ministry for science and technology, Ministry for environment and land management and Ministry for economy, all appointed by the government of Slovenia, and two members of the Geological Survey of Slovenia who are elected by its staff. Trajan Dimkovski Deputy Director Geological Survey of Slovenia GEOLOGIJA 41, 17-27 (1998), Ljubljana 1999 The Permian-Triassic boundary in the Karavanke Mountains (Slovenia): Stable isotope variations in the boundary carbonate rocks of the Košutnik Creek and Brsnina section Permsko-triasna meja v Karavankah: variabilnost izotopske sestave v kar- bonatnih kamninah Košutnikovega potoka in Brsnine Tadej Dolenec' \ Stanko Buser', Matej Dolenec ' University of Ljubljana, Department of Geology, Aškerčeva 12, 1000 Ljubljana, Slovenia ^ Jožef Stefan Institute, Jamova 39, 1000 Ljubljana, Slovenia ' Geoexp d.o.o.. Slap 21, 4290 Tržič, Slovenia Key words: P/Tr boundary, Karavanke Mountains, oxygen and carbon stable iso- topes Ključne besede: meja perm-trias, Karavanke, stabilni izotopi kisika in ogljika Abstract The stable isotope composition of the Upper Permian and Lower Triassic beds at two locations (Košutnik Creek and Brsnina) in the southern Karavanke Mountains has been used to investigate б''С and б^^О variations of the well exposed undis- turbed marine carbonate sequence across the Permian-Triassic boundary. The lithostratigraphic boundary between the Lower Triassic-Scythyan and underlying Upper Permian beds is transitional and no exact line can be drawn between them. The transition from Permian to Triassic is characterized by a major shift in carbon- ate carbon б'^С and ö'^O from heavier to lighter values. The results suggest that the carbon isotope variability at the P/Tr boundary reflects global changes in the car- bon cycle and/or climatic changes, probably controlled by the Upper Permian regression and further eustatic oscillations of the Tethys sea level and by tectonic, The corresponding ò'^O variability should be regarded as indication of seawater oxygen isotopie composition, salinity and temperature changes, changes in carbon- ate mineralogy of the rocks, postdepositional alterations or some combinations of all the mentioned possibilities. Kratka vsebina Članek obravnava variabilnost izotopske sestave kisika in ogljika v karbonatnih kamninah na meji perm-trias v Košutnikovem potoku in pri Brsnini v Karavankah. Za raziskano območje je značilna neprekinjena sedimentacija na prehodu iz perma v trias. Meja med zgornjepermskimi in spodnjesktiskimi plastmi ni točno določena. Predpostavljamo, da poteka med tankoplastnatim sivim mikritnim dolomitom, ki ne vsebuje značilnih fosilov in rdečo, pretežno klastično sedimentno sekvenco, debelo od 5 m v Koštunikovem potoku in do 25 m na Brsnini. Za prehod iz perma v trias je značilna negativna kisikova in ogljikova anomalija. Variabilnost izotopske 18_Tadej Dolenec, Stanko Buser & Matej Dolenec sestave ogljika na meji P/Tr v raziskanih profilih odraža globalne spremembe v ogljikovem ciklusu, in klimatske spremembe, ki so najverjetneje posledica zgornje- permske regresije ter kasnejših spodnjetriasnih eustatičnih nihanj morske gladine. Variabilnost izotopske sestave kisika v mejni sekvenci pa je po našem mnenju najverjetneje posledica različnih faktorjev, tako variabilnosti izotopske sestave kisi- ka v takratni morski vodi, slanosti, temperature kot mineralne sestave kamnin in post sedimentacijskih sprememb. Introduction The Permian-Triassic (P/Tr) boundary events which took place approximately 250 Ma ago, led to one of the most extensive mass extinctions in the history of the life. Their causes are not yet well known. The most plausible current explanation for this extinction appears to evolve multiple elements such as volcanism-induced cooling, extraterrestrial impact and global anoxia (Erwin, 1994). It was already demon- strated that at the P/Tr boundary a reflection of worldwide collapse of terrestrial ecosystems with accompanying loss of standing biomass is indicated by unparalleled abundances of fungal remains (Brinkhuis & Visscher, 1994). Studies of several P/Tr boundary sections all over the world show that the transition from Per- mian to Triassic is characterized by a negative б"С excursion of inorganic and organ- ic carbon isotopes (M a g a r i t z et al., 1988, 1992; Baud et al., 1989; M a g a r i t z & Holser, 1991; Magaritz & Stemmerik, 1989; Erwin, 1993; Wang et al., 1994; F a u r e et al., 1995; Dolenec et al., 1981). A considerable enrich- ment of light carbon isotopes in marine carbonates and in organic matter is associat- ed with many extinction related boundaries not only the P/Tr. The corresponding oxygen isotope anomaly is sometimes more or less parallel but usually less pro- nounced. Parallel behaviour of oxygen and carbon isotopes in marine carbonates may suggest some common driving mechanisms (Verhagen et al., 1990). It could be related to the dominance of meteoric water during the marine regression (Ver- hagen et al., 1990), oxidation of marine organic matter and accompanying kinetic oxygen isotope fractionation (Grusczczynski et al., 1989). According to Schräg et al. (1995) the oxygen isotopie composition of diagenetically unaltered bulk carbonates primarily reflects the temperature and/or isotopie composition of the seawater Based on this assumption the major б^^О excursions thus could be relat- ed to global climatic changes, as well as changes in the isotopie composition of the ocean water. The particular aims of this study have been to complete the previous investiga- tions of the P/Tr boundary in the Karavanke Mountains (Dolenec et al., 1981) and to confirm the systematic changes during the Permian-Triassic transition. Geological setting and stratigraphy In the southern Karavanke Mountains, at Košutnik Creek and Brsnina (Fig. 1.) sedimentation continued concordantly across the P/Tr boundary. The biostratigraph- ic and lithostratigraphic boundary between the Lower Triassic (Scythian) beds and the underlying Upper Permian beds is transitional and no exact line can be drawn between them (Fig. 2. ). The Middle Permian Val Gardena Formation of mostly fluvial origin is overlain by a 270 m thick Upper Permian carbonate sequence that was The Permian-Triassic boundary in the Karavanke Mountains 19 Fig. 1. Map showing location of the Karavanke Mountains (1 - Košutnik Creek section, 2 - Brsnina section) named the Karavanke Formation (B u s e r et al., 1986). The basal unit of this sequence is represented by an up to 70 m thick evaporitic facies composed of cellular dolomite (rauhw^acke) which alternates with rare black bituminous shales and grey vuggy dolomites. In the lower part of the basal unit, only in the Košutnik Creek a 1.5 m thick sequence of well bedded black bituminous biomicritic limestone was found. According to B u s e r (1974; 1980) it contains tiny sulfur geodes, Bellerophon gas- tropods and numerous microfossils {Gymnocodium bellerophontis, Permocalculus fragilis, Velebitela triplicata, Mizzia velebitana and Glomospira sp.) that permitted to prove for the first time the Upper Permian age of the Karavanke Formation. The evaporitic sequence is overlain by a thick succession (up to 200 m) of fossiliferous biomicritic dolomites probably deposited in an open lagoon and shallow shelf envi- ronment. The Upper Permian age of these beds is indicated by calcareous algal assemblages {Mizzia cornuta, Permocalculus sp., Connexia sp.), as well as by very common small foraminifers which belong to Glomospira sp., Agathamina sp. and Hemigordius sp. (R a m o v š, 1986). About 70 to 80 m below the P/Tr boundary a porphyrite dyke of Middle Triassic age cuts the Upper Permian beds. The P/Tr boundary is placed arbitrarily at the end of the sedimentation of the well bedded grey dolomicrite. It is followed by a red coloured more or less terrigenous sequence predominantly composed of well bedded siltstones, mudstones and sand- stones, alternating with micritic dolomites that contain no characteristic fossils. The sequence was deposited in a very shallow evaporitic part of the basin, into which abundant terrigenous material was transported. Its thickness is about 5 m in Košutnik Creek and 25 m at Brsnina. In the investigated area these beds are overlain mostly by dark grey and brown micritic and sparitic limestones intercalated with oolitic limestone, marls and shales. Methods The boundary profiles in the Košutnik Creek and at Brsnina were systematically sampled at 1 and 5 m intervals, except in the vicinity of the biostratigraphically and lithostratigraphically defined P/Tr boundary where sampling intervals were reduced to 20, 10 and 5 cm. The relative stratigraphie position of the samples and the analyti- 20 Tadej Dolenec, Stanko Buser & Matej Dolenec Fig. 2. Stratigraphie section of the Upper Permian and Schythian beds in the Karavanke Mountains, Tržič section (after Dolenec et al., 1981) The Permian-Triassic boundary in the Karavanke Mountains_21 cal results can be seen in Fig. 2. The isotopie measurements were carried out on whole rock samples, carefully selected by using thin sections. The samples were ana- lyzed in the Jožef Stefan Institute, Ljubljana, Slovenia, following the modified pro- cedure of (M c Crea, 1950); carbonate samples were reacted overnight with 100 % phosphoric acid at 50 °C. The CO2 gas generated was isotopically analyzed using a Varian MAT 250 isotopie ratio-mass spectrometer Therefore the data reflect a weighted average of the isotopie composition of the entire carbonate components in the dolomite or limestone. All б^•^C and б'''0 values were reported in standard per mill (%o) notation relative to the PDB and SMOW standards. The analytical reproducibili- ty of duplicate samples was always better than ±0.1 %o for both carbon and oxygen isotope composition. Results and discussion After the Middle Permian period during which the predominantly clastic Val Gar- dena Formation was deposited in continental environment gradual subsidence affect- ed the extensive area of the Karavanke Mountains. The subsidence was followed by a vast marine transgression of the Tethys Sea from the SE to the NW. A transgression is consistent with conditions observed all over Europe during the late Permian. Docu- mentations of a transgression exist not only in the Zechstein basin, but also to the south in the Tethys (Assereto et al., 1973). It was a time of climatic and geo- graphic changes from continental to marine environment which are reflected in an intertongued lithofacies. In the Lower part of the Upper Permian thin sandy dolomite layers interfinger with the topmost Val Gardena shales and sandstones (B u s e r, 1980). The thickness of this basal unit which grades upward into the evap- oritic sequence of the Upper Permian is about 5 m. The carbonate rocks of the evap- oritic sequence (Fig. 3.) show the variation of б'-'С mostly in the range between + 0.69 and + 3.83 %o (PDB) and б''0 between + 24.31 and + 26.93 %o (SMOW). Similar values have been also found in the basal Upper Permian evaporitic unit of the southern Karavanke Mountains at Tržič (Dolenec et al., 1981). Outside this range is the sandy dolomite of the basal unit which is distinctly depleted in '^C (б^■^C = - 2.50 %o) and '*'0 (б^^О = + 21.44 %o). This depletion is probably related to the precipitation from low salinity solutions with a predominant component of meteoric water and/or post- depositional isotopie alteration. The oxygen isotopie composition of the evaporitic sequence is not as high as expected from the recent evaporitic environments. Modern dolomites from the Arabian Gulf have a б''0 range mostly from + 30.4 to + 34.3 %o, while those from the Baffin Bay are even slightly heavier with б^''0 between + 34.5 to + 35.5 %o (Tucker, 1990). Such values are consistent with carbonate minerals for- mation from hypersaline marine derived fluids (Perkins et al., 1994). The observed depletion of the evaporitic sequence in ^''0 suggests the influx of fresh water into the evaporitic basin and extensive meteoric diagenesis which also lead to the various distribution phenomena. Thus б^''0 values are to be regarded as indicators of seawater and pore fluids isotopie composition, as well as temperature and changes in mineralogy. Studies of carbonate rocks have shown that the oxygen-isotope system is more subject to exchange during diagenesis and burial metamorphism than the car- bon isotope system (Magaritz, 1975; 1983). By analysing the least visibly alterat- ed samples from the evaporitic sequence we attempt to minimise this effect. Thus we can suppose that although the post depositional changes more or less altered the 22 Tadej Dolenec, Stanko Buser & Matej Dolenec Fig. 3. б''С and б'^0 data of the Košutnik Creek section original oxygen and carbon isotopie composition, the primary paleoceanographic sig- nal was not completely overprinted. Parallel behaviour of the б'^С and б^^О curves and a relatively high correlation (r = 0.89) between б^'C and б^^О suggest a transition from a terrestrial to shallow marine evaporitic conditions. The transition from Middle Permian to Upper Permian is characterized by a con- siderable enrichment of carbonates with ''C (from - 2.50 to + 3.83 %o) and '"O (from + 21.44 to + 26.93 %o). Positive б''С and б"'0 excursions started when a transgressive sea flooded the vast alluvial Middle Permian landscape. The general hypothesis pro- posed to explain positive б"С shifts is that during the marine transgression, the expansion of shallow shelf areas increased the organic carbon burial rate and enriched the ocean in '-'C (Magaritz & Stemmerik, 1989; Compton et al., 1990; Paure et al., 1995). In terms of the corresponding isotopie changes, peri- ods of high-sea level are reflected in enrichment of ^'C in carbonates (H a 1 1 a m, 1992). According to the previous interpretation we suggest that a positive б^'C shift at Middle Permian-Upper Permian transition resulted from changes in the burial rate of organic carbon which began with the transgression of the Tethys Sea. The corre- sponding oxygen isotope excursion is similar to those in б'*С and also indicates changes from terrestrial to marine-evaporitic conditions. Moving upward in the sections the sedimentary facies of the Upper Permian beds evolved from more or less restricted lagoon dolomites alternated with sabkha gypsum The Permian-Triassic boundary in the Karavanke Mountains 23 toward open lagoon-shallow shelf biomicrite dolomite, suggesting a transgressive trend of the Tethys Sea. The isotopie data show a slight enrichment in ''C and ^^0 of biomicrite dolomite relative to the rocks of the evaporitic unit with б"С and б^^О val- ues mostly in the range from + 2.0 to + 3.1 %o, and from + 27.3 to + 28.3 %o. Out of this range is the host rock of the porphyrite dyke enriched in light carbon ^^C and oxygen 1^0 isotopes (up to - 1.3 %o for б^^С and up to + 17.8 %o for б^^О). However, the ^^C and ^"0 alteration zones are only about 4 m thick. Isotopie composition similar to those of the biomicrite dolomite has been also reported from the Upper Permian sections of the Garnie Alps (Magaritz & Holser, 1991), as well as from the Upper Permian beds at Tržič (Dolenec et al., 1981). The relatively high б^•^C values of these carbonate rocks can be related to the worldwide high storage of organic matter during the Late Paleozoic (Maga- ritz & Holser, 1991), while б^'*0 values may reflect to some extent the tempera- ture of the Tethys Sea water and /or dolomitizing solution. The transition from Permian to Triassic is characterized by an abrupt shift of б^^С and б^^^О toward lower values. In terms of amplitude, the depletion of б^-^С and б^'*0 across the P/Tr boundary is of about 4 %o for б^'C and 7 %o for б^^О. A detailed sam- pling of the boundary interval in the Košutnik Creek and at Brsnina shows that the б^^С and б^^О anomalies are not confined strictly to the lithostratigraphically and biostratigraphically proposed boundary. A major global drop of б"С and б^^О begins Fig. 4. б"С and б'^0 data of the Brsnina section about 30 m below the boundary. In Garnie Alps a decrease of б^^С begins about 60 m (Magaritz & Holser, 1991), while in the Idrijca Valley the same shift of б"С starts only 5 m below the P/Tr boundary (Dolenec & Ramovš, 1996). The б"С curve reaches the peak value of - 1.86 %o about 8 m below the boundary and after that 24_Tadej Dolenec, Stanko Buser & Matej Dolenec suffers a succession of additional drop at the end of the Permian and two in the low- ermost Scythian, before settling to more normal values which are 1 to 2 %o lower rel- ative to those in the Upper Permian (Fig. 4.). If б'^С values are to be regarded as indi- cators of changes in the oxidation and reduction system of carbon the shape of the carbon curve thus reflects at least two separate phases of subaeral oxidation of organic matter at the end of the Permian and two similar phases in the Lower Scythian. These phases may be related to the eustatic oscillations of the Tethys Sea level, as well as to the local fluxes of isotopically light organic derived carbon in a depositional environment which slightly disturbed the global carbon isotope signal. During marine regressions shelves were exposed to increased erosion and oxidation of organic carbon, producing a negative б'^С shift (T a p p a n, 1968; Mackenzie & Piggot, 1981; Comp t on et al., 1990; Magaritz & Holser, 1991; F a u r e et al., 1995). The end Permian carbon isotopie perturbances in the investi- gated area span an interval of about 50 m, whereas in the Idrijca Valley where lime- stone sedimentation proceeded concordantly across the P/Tr boundary the same shift of б'^С happens over about 10 m of section (Dolenec & Ramovš, 1996). We suggest that the observed general decrease of б'^С values at the P/Tr transition is probably associated with the global Late Permian marine regression which led to the destruction of terrestrial and marine ecosystems which related in a ^^C depleted CO2 flux into the atmosphere (Magaritz & Holser, 1991; F a u r e et al., 1995). This CO2 then equilibrated with the ocean waters, ultimately resulting in a enriched reservoir in ocean waters and therefore '^C depleted carbonates. The variations in б'^0 across the P/Tr boundary show slightly different trends with respect to those in б'^С. After a decrease from + 27.55 to a minimum value of + 25.22 %o about 10 m below the boundary, the variability of б^''0 in the interval straddling the P/Tr boundary is fairly uniform (between + 25.30 and + 26.05 %o). A decrease of б^^О in the topmost Permian is best explained by a change from marine to desultory evaporitic conditions affected by an excessive input of terrigenous material and by local freshening of waters due to the influxes of more or less isotopicallly modified continental waters into the sedimentary basin. It is important to note that significant facies changes at the P/Tr boundary con- firm the extensive regression and several second order transgressive-regressive cycles probably controlled by eustatic oscillations of the sea level and tectonic. The climatic conditions were presumably hot and arid to semi-arid and then changed to a some- what more humid in the Lower Scythian (Assereto et al., 1973). The end Permian regression was preceeded by a rapid early Triassic transgression which brought a shallow epicontinental sea over the entire region of the Karavanke Mountains. A shallow continental shelf extended during the time interval between the Upper Permian and the Anisian stage from Slovenia to the adjacent Alpine regions (Assereto et al., 1973; Broglio Loriga et al., 1979) and Dinarides (Mudrenovid, 1980; B u s e r, 1987). The sedimentation became more or less unified throughout the entire region. During this time micritic, sparitic and oolitic limestones, as well as marls and shales were formed. Carbon isotopie composition of this stratigraphie unit indicates a gradual enrichment in '^C. According to previous interpretations we speculate that this enrichment in the regional sense probably coincided with deposition of organic matter in shelf sediment during high sea level stand, and/or with slightly cooling events in the Lower Scythian. It is interesting to note that the Scythian limestones are considerably depleted in '^O (from 3 to 8 %o) relative to the Upper Permian as well as Lower Scythian dolomite The Permian-Triassic boundary in the Karavanke Mountains_25 of the boundary zone. Extrapolation of high temperature data yields values which indicate that dolomite which formed in isotopie equilibrium under sedimentary tem- peratures should be enriched in '"O relative to calcite by3-6%o(Sheppard & Schwartz, 1970). M c K e n z i e (1981) showed that the enrichment of the natu- rally occurring dolomite in '"O over sedimentary calcite is + 3.2 %o at 35 "C. However, the oxygen isotopie composition of coexisting sedimentary dolomite-calcite occur- rences was often found to be similar (Botz & von der Bore h, 1984). Our data show that the Scythian limestone are depleted in "'O up to 4 %o relative to the Scythi- an dolomite, and up to 8 %o as compared to the Upper Permian dolomite. The isotopie composition of these limestones shows the variation of б^*0 mostly in the range between + 20.57 and + 23.95%o and б'^С between + 0.34 and + 1.96 %o. Similar depleted values have been also observed in Scythian and Upper Permian limestone of the Idri- jca Valley (Dolenec & Ramovš, 1996). These values are also considerably depleted (up to 7%o) relative to the marine limestones of Recent age (F a u r e, 1977). Such depletion cannot be interpreted only in terms of seawater temperature. It may have also been caused by a change in б'"0 of the seawater, decrease of salinity as well as by postdepositional alteration. Although there are several problems with regard to the interpretation of the differences in the isotopie composition between dolomites and limestones we suggest that the cause of the observed ^^O depletion in limestones could be related to changes in carbonate mineralogy, salinity and oxygen isotopie water composition, as well as to the diagenetic modifications. The changes in carbonate mineralogy thus coincided with the drop in б^^О from values of around + 26.05 to + 22.45 %o. Note that the corresponding б"С signal is not changed and is preserved in both dolomite and limestone. After reaching the mini- mum value of + 20.57 %o the б'*'0 curve returns to slightly more positive values of + 23.95 %o, and then gradually decreases again. The shape of the б^^О curve thus proba- bly indicates a slightly cooling trend - more humid conditions during the deposition of the grey limestone followed by a warmer period. A weak negative correlation between б'''0 and б"С (r = - 0.24 for 39 samples) in the Lower Scythian limestone suggests some different driving mechanisms which affected the isotopie composition of this unit. Conclusions The results we have presented in this study indicate that the transition from Per- mian to Triassic is characterized by a strong disturbance in the global carbon cycle accompanied by changes in б'^0 values in the boundary carbonate rocks. The nega- tive б''С excursion is interpreted as reflecting an increased terminal Permian marine regression which resulted in a '-^C depleted CO2 flux into the atmosphere. This CO2 then equilibrated with the ocean waters, ultimately resulting in '^C enriched carbon- ates. On the other hand the positive б'^С shift at the Middle Permian-Upper Permian transition is attributed to the Upper Permian marine transgression with correspond- ing enrichment of carbonates in "C. The shape of the carbon isotope curve reflects at least two separate phases of subaerial oxidation of organic matter at the end of the Permian and two similar phases in the Lower Scythian. These phases may be related to the eustatic oscillations of the Tethys sea level and/or local changes in the propor- tions of continental and marine contributions of organic matter into the sedimentary basin which slightly overprinted and masked the changes in global carbon isotope composition. 26_Tadej Dolenec, Stanko Buser & Matej Dolenec The much more muddled oxygen isotopie patterns indicates that the multiple influences on oxygen isotopie composition confuse the original paleoceanographic signal. Therefore it is difficult to give a definite explanation of the observed ô'^O vari- ations. However, the increases in Ô^'O at the Middle Permian-Upper Permian and decreases at the Permian-Triassic transition may have also reflected major changes of the sea level stand. According to our speculative interpretation of existing data we also suppose a causal connection between the isotopie anomalies and a widespread regression dur- ing the terminal Permian, leading to destruction of terrestrial and marine ecosystems and to the suggested the end-Permian mass extinction. Acknowledgements This research was performed with financial support from the Ministry of Science and Technology - Republic of Slovenia and Geoexp. d.o.o. Tržič, Slovenia. To both these institutions we express our sincere thanks. References Assereto, R., Bosselin i. A., Fantini Šestini, N. & Sweet, W. C. 1973: The Permian - Triassic boundary in the Southern Alps (Italy): In Logan A. & Hills, L. V. (Eds.): The Permian and Triassic systems and their mutual boundary. - Albertal. Soc. Petrol. Geol. Mem., 2, 176 - 199. Baud, A., Magaritz, M. & Holser, W. T. 1989: Permian-Triassic of the Tethys: Car- bon isotope studies. - Geologische Rundschau, 78, 642 - 677. B o t z, R. W. & yonder B o r c h, C. C. 1984: Stable isotope study of carbonate sedi- ments from the Coorong Area, South Australia. - Sedimentology, 31, 837 - 849. Brinkhuis, H. & Visscher, H. 1994: New evidence for terrestrial ecosystem collapse at the K/T and Permian/Triassic boundaries: In New Developments Regarding the K/T Event and Other Catastrophes in Earth History. - LPI Contribution No. 825, Lunar and Planetary Institute, Huston. 138 p. Broglio Loriga, C, Masseti, D. & Neri, C. 1979: The Werfen Formation (Lower Triassic) in the Catinaccio Mt.- Ricardo Assereto and Giulio Pisa Field Symposium on Triassic Stratigraphy in Southern Alps. Bergamo 1979, 40 - 47. B u s e r, S. 1974: Neue Feststellungen im Perm der westlichen Karawanken. - Carinthia II, 164/84, 27 - 37. B u s e r, S. 1980: Guidebook, Basic Geological Map 1:100.000, Sheet Celovec (Klagenfurt). - Federal Geol. Survey, 62p., Beograd. B u s e r, S. 1987: Development of the Dinaric and Julian carbonate platforms and of the intermediate Slovenian basin (NW Yugoslavia). - Mem. Soc. Geol. It.,^40, 313-320. Buser, S., Grad, K., O g o r e 1 e c, B., Ramovš, A. & S r i b a r, L. 1986: Strati- graphical, paleontological and sedimentological characteristics of the Upper Permian beds in Slovenia. - Mem. Soc. Geol. It., 34, 195-210. C o m p t o n, J. S., Snyder, S. W. & H o d e 11, D. A. 1990: Phosphogenesis and weath- ering of shelf sediments from the southern United States: Implications for Miocene б'^С excur- sions and global coohng. - Geology, 18, 1227 - 1230. Dolenec, T, O g o r e 1 e c, B. & P e z d i č, J. 1981: Upper Permian and Scythian beds in the Tržič area. - Geologija, 24/2, 211 - 238. Dolenec, T. & Ramovš, A. 1996: Stable isotope variations in the Permian-Triassic boundary carbonate sequence from the Idrijca Valley (W. Slovenia). - Permophiles, 29, 42 -44. Erwin, D. H. 1993: The great Paleozoic crisis: Life and death in the Permian: New York, Columbia University Press, 327. p. Erwin, D.K. 1994: The end-Permian mass extinction: A complex multicausal extinction: In New Developments Regarding the K/T Event and Other Catastrophes in Earth History. - LPI Contribution No. 825, Lunar and Planetary Institute, Huston, 138p. F a u r e, G. 1977: Principles of Isotope Geology- John Wiley and Sons, New York, 464 p. The Permian-Triassic boundary in the Karavanke Mountains_27 F a u r e, K., M a a r t e n, J. de Wit. & Willis, J. P. 1995: Late Permian global coal hia- tus linked to "C-depleted CO2 flux into the atmosphere during the final consolidation of Pangea. - Geology, 23, 507 - 510. Grusczczynski, M., Halas, S., Hoffman, A. & Malkovski, K. 1989: A bra- chiopod calcite record of the oceanic carbon and oxygen isotope shift at the Permian/Triassic transition. - Nature, 337, 64 - 68. H a 11 a m, A. 1992: Phanerozoic sea-level changes. - In: B o 11 j e r, D. & B a m b a c h, R. K., (Eds.), Perspectives in Paleobiology and Earth History Series, Columbia University Press, New York, 266 p. Mackenzie, F. T. & P i g g o t, J. D. 1981: Tectonic controls of Phanerozoic sedimentary rock cycling. - J. Geol. Soc, 138, 183 - 196. Magaritz, M. 1975: Sparitization of a pelleted limestone: A case study of carbon and oxygen isotopie composition. - J. Sed. Petrol., 45, 599 - 603. Magaritz, M. 1983: Carbon and oxygen isotope composition of recent and ancient coated grains.- In: P e r y t. T. M. (Eds.), Coated grains. - Berlin, Springer Verlag, 27 - 37. Magaritz, M. & Stemmerik, L. 1989: Oscillation of carbon and oxygen isotope composition of carbonate rocks between evaporative and open marine environments. Upper Permian of East Greenland. - Earth Planet. Sci. Lett., 93, 233 - 240. Magaritz, M. & Holser, W. T. 1991: The Permian-Triassic of the Gartnerkofel - 1 Core (Garnie Alps, Austria): Carbon and Oxygen Isotope Variation. - Abh. Geol. B. - A., 45, 149 - 163. Magaritz, M., Bar, R., Baud, A. & Holser, W. T. 1988: The carbon-isotope shift at the Permian-Triassic boundary in the Southern Alps is gradual. - Nature, 331, 337 - 339. Magaritz, M., K r i s h n a m u r t h y R. V. & Holser, W. T. 1992: Parallel trends in organic and inorganic carbon isotopes across the Permian/Triassic boundary. - Amer Jour Sci., 292, 727 - 739. M c C r e a, J. 1950: The isotopie chemistry of carbonates and a paleotemperature scale. - Jour Chem. Phys., 18, 849 - 857. -McKenzie, J. A. 1981: Holocene dolomitization of calcium carbonate sediments from the coastal sabkhas of Abu Dhabi, U. A. E.: a stable isotope study. - J. Geol., 89, 185 - 198. Mudrenovic, V. 1980: Stratigrafske i facialne odlike donjeg triasa planine Dimitor- Simpozijum iz regionalne geologije i paleontologije, Beograd 1980, 445 - 457. Perkins, R. D., Dwyer, G. S., R o s o f f, D. B., Fuller, J., Baker, P.A. & Lloy d, R. M., 1994: Saline sedimentation and diagenesis: West Caicos Island, British West Indies. In: Dolomites (Purser, B., Tucker, M. & Zenger, D., Editors). - Spec. Pubi. Int. Ass. Sediment., 21, 37 - 54. Ramovš, A., 1986. Marine development of the uppermost Žažar beds and the lowermost Scythian beds. In: Permian and Permian-Triassic boundary in the South Alpine segment of the Western Tethys. IGCP Project 203, Excursion Guidebook, pp. 39-42. Schräg, D. P., D e P a o 1 o, D. J. & Richter, EM. 1995: Reconstructing past sea sur- face temperatures: Correcting for diagenesis of bulk marine carbonates. - Geochim. Cosmochim. Acta, 59, 2265 - 2278. S h e p p a r d, S. M. F. & Schwartz, H. P. 1970: Fractionation of carbon and oxygen iso- topes and magnesium between coexisting metamorphic calcite and dolomite. - Contrib. Miner. Petr, 26, 161 - 198. T a p p a n, H. 1968: Primary production, isotopes, extinctions and the atmosphere. - Palaeo- geography, Palaeoclimatology. Palaeoecology, 4, 187-210. Tucker, M. E. 1990: Geological background to carbonate sedimentation. In: Tucker, M. E., Wright, V. P. (Eds.), Carbonate Sedimentology- Oxford, Blackwell Sci. Pubi., 482 p. Verhagen, B. Th., T r e d o u x. M., Lindsay N.M., S e 1 s d o p, J. P F, Perch- Nielsen, K. & Koeberl, C. 1990: Implication of isotopie and other geochemical data from a Cretaceous-Tertiary transition in south Africa. - Chem. Geol., 80, 319 - 325. Wang, E., G e 1 d s e t z e r, H. H. J. & K r o u s e, H. R. 1994: Permian-Triassic extinc- tion: Organic dl3C evidence from British Columbia, Canada. - Geology, 22, 580 - 584. GEOLOGIJA 41, 29-40 (1998), Ljubljana 1999 Spodnjetriasne plasti pri Tehovcu (Polhograjsko hribovje) Lower Triassic beds from Tehovec (Polhov Gradec Hills, Slovenia) Bogdan Jurkovšek, Bojan Ogorelec & Tea Kolar-Jurkovšek Geološki zavod Slovenije Dimičeva 14, 1001 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: spodnji trias, karbonatne kamnine, konodonti, facies, Slovenija Key words: Lower Triassic, carbonate rocks, conodonts, facies, Slovenia Kratka vsebina V profilu spodnjetriasnih plasti pri Tehovcu, jugozahodno od Medvod prevladuje temno siv, rahlo lapornat biomikritni apnenec, ki ga prekinjajo tanjše pole laporja. Od fosilnih moluskov so zastopane vrste Natiria costata (Münster) in Costatoria co- stata (Zenker) ter redke hišice amonitov. Med mikrofosili se najpogosteje pojavlja foraminiferna vrsta Meandrospira pusilla (Ho), med konodonti pa so zastopani značilni plitvovodni spodnjetriasni elementi Pachycladina, Hadrodontina in Elli- sonia. Abstract In the profile of Lower Triassic beds at Tehovec, southwest of Medvode, prevails dark grey, slightly marly biomicritic limestone interbedded with thinner sheets of marl. Fossil molluscs are represented by Natiria costata (Münster) and Costatoria costata (Zenker) as well as by sparse ammonite shells. Among microfossils the most frequent is foraminifer species Meandrospira pusilla (Ho). Recovered conodonts are marked by characteristic shallow water Lower Triassic elements Pachycladina, Hadrodontina and Ellisonia. Uvod Jugozahodno od Medvod, med Studenčicami in Tehovcem, je bil ob širitvi ceste le- ta 1997 v dolžini 200 m odkrit več deset metrov debel profil v spodnjetriasnih pla- steh. Profil leži v zahodnem cestnem useku 200 m pred zaselkom Tehovec (si. 1). Ramovš (1968) je iz kampilskih plasti pri vasi Studenčice prvi opisal pojavljanje foraminifer vrste Meandrospira iulia (Premoli Silva) {=Meandrospira pusilla (Ho)), omenja pa tudi natirije, mioforije in nedoločljive avikulidne školjke. Iz spodnjetria- snih plasti Škofjeloško-idrijskega hribovja je Pantičeva poleg meandrospir določila 30 Bogdan Jurkovšek, Bojan Ogorelec & Tea Kolar- Jurkovšek SI. 1. Položaj raziskanega profila spodnjetriasnih plasti pri Tehovcu Fig. 1. Position of the studied section in LoM^er Triassic beds at Tehovec tudi konodonte vrste Ellisonia triassica Müller (Grad & Ferjančič, 1976). Kasne- je je ekolog A. K o m a t v olivnosivem lapornatem apnencu ob cesti nad Studenčicami našel posamezne amonite in nas opozoril na rekonstrukcijo ceste proti Tehovcu. Med gradbenimi deli je bil popolnoma odkrit zgornji del spodnjetriasnih plasti (si. 2), v katerem se poleg slabše ohranjenih amonitov pojavljajo številna kamena je- dra polžev vrste Natiria costata (Münster) in redke školjke Costatoria costata (Zen- ker). V nekaterih nivojih je zelo pogostna foraminifera Meandrospira pusilla (Ho). Raziskava je obsegala natančno dokumentiranje ter vzorčevanje 47 m debelega spodnjetriasnega zaporedja plasti v cestnem useku (si. 3). Paleontološke raziskave so bile osredotočene predvsem na odvzem ter analizo konodotnih vzorcev in predstavlja- jo del večletnih sistematičnih raziskav konodontov spodnjetriasnih plasti Slovenije. Opis profila V času gradbenih del je bil cestni usek, v katerem je bil posnet profil, v celoti od- krit. Plasti vpadajo z nagibom 40 do 60° proti jugovzhodu. Talnina spodnjetriasnih plasti ni odkrita, vrhnji del profila pa končuje s prelomom, ob katerem so plasti premaknjene. V profilu prevladujejo karbonatne kamnine, predvsem apnenec, ki nastopa v 10 do Spodnjetriasne plasti pri Tehovcu 31 SI. 2. Pogled na osrednji del profila v cestnem useku pri Tehovcu Fig. 2. Central part of the section investigated along the road cut at Tehovec 30 in izjemoma do 50 cm debelih plasteh, v manjši meri se vmes pojavljajo tanjše pla- sti laporja. Apnenec je rjavkasto sive do temno sive barve in ima makroskopsko v ne- katerih plasteh lapornat izgled. Vsebuje do 10 % nekarbonatne primesi, katero se- stavljajo do 100 )im velika zrna detritičnega kremena, sljuda in minerali glin. V se- dmih raziskanih vzorcih laporja se delež karbonata giblje med 30,5 in 68 % s pov- prečjem okrog 50%, pri čemer sestavlja karbonatno komponento v vseh primeseh le kalcit. Vsebnost MgO je v vseh vzorcih nižja od 0,48 %. Spodnjih šest metrov profila gradi debeloplastovit in zrnat dolomit sivorumene barve, ki vključuje v vrhnjem metru pole in gnezda laporja ter muljevca. Zaradi dolo- mitizacije kamnine njena prvotna struktura ni več ohranjena. Dolomitna zrna merijo do 100 |im, nekarbonatno komponento pa sestavljajo do 50 |im velika zrna detritične- ga kremena (okrog 2 %) ter piritni pigment. Zaradi limonitizacije pirita je dolomit ru- menkasto razbarvan. Kljub rekristalizaciji in dolomitizaciji pa v raziskanih vzorcih dolomita opazujemo več primerkov foraminifere vrste Meandrospira pusilla (Ho) (tab. 1, si. 1). Od šestega metra dalje pa vse do konca profila se menjavata apnenec in podrejeno lapor. Dolomit se javlja le še v nekaj tanjših plasteh (vzorec Teh 38). Je temnosive barve, po strukturi pa rahlo lapornat mikrodolosparit s kalcitnimi žilicami in je brez fosilov ali drugih alokemov. Apnenec je po strukturi različen. Zastopani so vsi prehodi od „mudstone do pack- stone" (si. 3), kot tip kamnine pa so zastopani rekristaliziran biomikrit, biopelmikrit 32 Bogdan Jurkovšek, Bojan Ogorelec & Tea Kolar- Jurkovšek in redkeje biopelsparit. V skoraj vseh raziskanih vzorcih so prisotna tudi do 50 џт vehka detritična zrna kremena in sljude. Temna barva apneneca je pogojena s pi- gmentom organske snovi in pirita. Med fosili so zastopane predvsem številne ploščice ehinodermov, manj pa je ostrakodov, foraminifer {Meandrospira pusilla, Glomospira sp.), mikrogastropodov {Natiria sp. in drugi) ter školjčnih lupin. Ehinodermi so v ne- katerih plasteh tako pogostni, da so kamnotvorni (tab. 3 si. 3). Na površini plasti opazujemo mestoma še slabo ohranjene lupine amonitov. Mikritna osnova je povečini rekristalizirana v mikrosparit z 10 do 30 |im velikimi zrni (tab. 3 si. 2). Zaradi detritične primesi kažejo redke plasti apnenca slabo nakazano laminaci]o mm do nekaj mm dimenzij, v posameznih plasteh pa opazujemo tudi budinažasto teksturo neravnih kontaktov plasti ter neizrazito teksturo plastične breče. V redkih plasteh je prisotna fukoidna bioturbacijska tekstura. Mestoma je apnenec prepreden tudi s stilolitnimi šivi in s kalcitnimi žilami. Po faciesu in energijskem indeksu ugo- tavljamo, da se je odlagal na plitvem in dokaj zaprtem šelfu, ki pa je imel zvezo z od- prtim morjem. Na to sklepamo po konodontih in posameznih primerkih amonitnih hišic. Monotonost mirnega sedimentacijskega okolja razbijajo posamezne plasti oolitne- ga in bioosparitnega apnenca, ki so litološka posebnost v profilu Tehovec (Teh 13 in Teh 33). Tak oolitni apnenec je značilen za spodnjetriasno zaporedje na širšem alps- kem in dinarskem prostoru (tab. 1, si. 3). Predvidevamo, da je oolitni apnenec nasta- jal na plitvinah in v medplimskih kanalih znotraj self a, kjer je bila energija valovanja dovolj velika za njihov nastanek. Na plitvo okolje in na občasno celo nadplimsko okolje med sedimentacijo sklepamo po vadoznem sparitnem cementu znotraj oolitov v posameznih plasteh. Posebnost oziroma diagenetska značilnost apnenca v profilu Tehovec so tudi lo- kalna gnezda kasnodiagenetskega dolomita. Dolomitni romboedri so zaradi povečane vsebnosti železovih ionov rumenkastorjave barve, merijo do 200 |im, njihov delež pa SI. 3. Litostratigrafski stolpec spodnjetriasnih plasti pri Tehovcu Fig. 3. Lithostratigraphic sequence of the Lower Triassic beds at Tehovec Spodnjetriasne plasti pri Tehovcu 33 34 Bogdan Jurkovšek, Bojan Ogorelec & Tea Kolar- Jurkovšek SI. 4. Plast laminiranega apnenec v osrednje delu profila Tehovec Fig. 4. Bed of laminated limestone in the central part of Tehovec section doseže izjemoma tudi do 20 % (Teh 28). Po rentgenskih raziskavah ima dolomit sesta- vo in strukturo ankerita. Konodontna favna Za mikropaleontološke analize smo v profilu odvzeli 27 kompozitnih vzorcev ka- mnin (v vseh litoloških tipih), od tega je bilo 20 vzorcev pozitivnih. Vzorce s težo 1 do 1,5 kg smo pripravili po standardnem postopku za konodotne raziskave. Konodotni elementi so večinoma fragmentarno ohranjeni. Njihova pogostnost je nizka, razen v vzorcih TEH 4 in TEH 6, v katerih smo dobili več kot 50 konodontnih fragmentov v kilogramu kamnine. Poleg konodontov so težke frakcije vzorcev pogosto vsebovale tudi ribje zobe, v vzorcih TEH 5, 12-13, 16-17, 24-25, 28-29 in 30-32 so prisotne tudi limonitizirane foraminifere iz družine Ammodiscidae. Sestav konodontnih združb preiskanih vzorcev vzdolž profila je podoben. Označuje jih prisotnost konodontov družine Ellisoniidae. Prevladujejo elementi konodontnega aparata Pachycladina obliqua (Staesche), medtem ko so elementi rodov Hadrodontina in Ellisonia redkejši spremljevalci združb. Vrsta P. obliqua je bila poleg elementov rodu Hadrodontina prvič opisana iz kam- pilskih plasti na južnem Tirolskem (Staesche, 1964). Sweet (1988) navaja, da so Spodnjetriasne plasti pri Tehovcu__35 se v spodnjem triasu rodu Ellisonia v plitvovodnih okoljih pridružile (ali ga zamenja- le) vrste rodov Furnishius, Hadrodontina in Pachycladina. Elemente Pachycladina in Hadrodontina sta iz kampilskih plasti zahodne Srbije v Jugoslaviji zabeležila Budurov in Pantideva (1973). Hirsch in Gerry (1974) sta iz plasti zgor- njega dela spodnjega skitija do spodnjega dela zgornjega skitija v Izraelu opisala združbo Hadrodontina-Pachycladina. Pri biostratigrafskih raziskavah v Utahu je Sollen (1979) ugotovil, da rodova Pachycladina in Hadrodontina označujeta smithijsko starost plasti. Vrsta P. obliqua se v Južnih Alpah nahaja v Werfenski for- maciji in sicer v členih Campii, Val Badia in Cencenighe, njeno pojavljanje v plasteh zgornjenammalijske do spathijske starosti je bilo določeno na osnovi bentoških ma- krofosilov (P erri & Andraghetti, 1988). Razen tega sta avtorici opozorili tudi na veliko stratigrafsko uporabnost vrste P. obliqua, saj ima veliko geografsko razšir- jenost v Severni Ameriki, Evropi, na Bližnjem Vzhodu in v Aziji ter razpon omejen na zgornji skitij. Na osnovi vertikalne razširjenosti vrst plitvovodnih rodov v Werfenski formaciji je P e r r i (1991) predlagala tri biocone (cone aequabilis, anceps, obliqua), za katere meni, da so verjetno izvedljive le v Alpah. V profilu Bulla (Južne Alpe, Itali- ja) je njegov zgornji del pripisan coni obliqua. Spodnjo mejo te cone označuje prvo pojavljanje vrste P. obliqua, ki je prisotna le v vzorcu BU 45, ostalo favno pa sestav- ljajo elementi Hadrodontina in Ellisonia (Farabegoli & Perri, 1998). Zaključek Kljub relativno skromni debelini 47 metrov so v profilu Tehovec zastopani vsi ele- menti, ki so značilni za razvoj spodnjetriasnih plasti na širšem alpskem in dinarskem prostoru. To velja tako za litologijo, fosilno združbo kot za mikrofacies. V profilu prevladuje temen, rahlo lapornat biomikritni apnenec, ki ga je mestoma v večji ali manjši meri zajela kasnodiagenetska dolomitizacija, karbonatne plasti pa prekinjajo tanjše pole laporja. V več plasteh se javljajo tudi ooliti. Podoben razvoj skitijskega zaporedja je znan iz okolice Polhovega Gradca (Grad & Ogorelec, 1980), Idrije (Čar et al., 1980), južnega obrobja Ljubljanskega bar- ja (M u š i č, 1992), Kočevskega (Dozet & Silvester, 1979), kot tudi iz Julijskih Alp (B u s e r, 1986; Ramovš, 1989), Karavank (Dolenec et al., 1981; Jurkovšek, 1987), Posavskih gub (Ramovš & Anici č, 1995) ter iz central- nega dela Severnih Alp, kjer je pri Werfnu klasični razvoj skitijskih plasti (M ostler &Rossner, 1984). Raziskana konodontna združba iz Tehovca vsebuje značilne spodnjetriasne plitvo- vodne elemente Pachycladina obliqua (Staesche), Hadrodontina in Ellisonia. Primer- jamo jo lahko z združbami iz nahajališč Vrlejca pri Želinu, Tržič, Draga in Iška (Kolar - Jurkovšek, 1990; Kolar-Jurkovšek & Jurkovšek, 1995, 1996), v katerih se poleg vrste P. obliqua pojavljajo tudi elementi vrst Furnishius tri- serratus Clark, Parachirognathus ethingtoni Clark in/ali Foliella gardenae (Sta- esche), ki ustrezajo smithijski coni 7 (cona Parachirognathus-Furnishius) po kono- dontni conaciji S v^^ e e t a in sodelavcev (1971). 36_Bogdan Jurkovšek, Bojan Ogorelec & Tea Kolar- Jurkovšek Lower Triassic beds from Tehovec (Polhov Gradec Hills, Slovenia) Northwest of Ljubljana, at the hamlet of Tehovec, a 47 m thick profile of Lower Triassic beds (Figs. 1-4) was exposed during widening of the road. In spite of the re- latively modest thickness, in the Tehovec profile all elements are represented that are characteristic for the development of the Lower Triassic beds in the wider Alpine and Dinaric regions. This is true for lithology, fossil assemblage and also for microfacies. In the profile dark, slightly marly biomicritic limestone prevails, locally more or less altered by late diagenetic dolomitization. The carbonate beds are interbedded by thinner sheets of marl. In several beds appear also oolites. A similar development of the Scythian sequence is known from the surroundings of Polhov Gradec (Grad & Ogorelec, 1980), Idrija (Čar et al., 1980), south border of Ljubljansko Barje (Music, 1992), Kočevje area (Dozet & Silvester, 1979), and also from Julian Alps (B u s e r, 1986; Ramovš, 1989), Karavanke (Dolenec et al., 1981; Jurkovšek, 1987), Sava folds (Ramovš & Anici č, 1995) and from the central part of the Northern Alps where at Werfen the classic de- velopment of the Scythian beds was established (M ostler & Rossner, 1984). Fossil molluscs in the Tehovec profile are represented by species Natiria costata (Münster) and Costatoria costata (Zenker) as well as by sparse ammonite shells. Fo- raminifer species Meandrospira pusilla (Ho) occurs frequently (PI. 1, Fig. 1). The examined conodont assemblage from 27 conodont samples contains the cha- racteristic Lower Triassic shallow water elements Pachycladina obliqua (Staesche), Hadrodontina and Ellisonia. It is comparable with the assemblages from localities Vrlejca near Želin, Tržič, Draga and Iška (Kolar-Jurkovšek, 1990; Kolar- Jurkovšek & Jurkovšek, 1995, 1996) in which next to the species P. obliqua also elements of species Furnishius triserratus Clark, Parachirognathus ethingtoni Clark and/or Foliella gardenae (Staesche) occur that correspond to the Smithian zone 7 (zone Parachirognathus-Furnishius) according to the conodont zonation by Sweet and coworkers (1971). Literatura Budurov, K. & Fanti d, S. 1973: Conodonten aus dem Campiller Schichten von Brassina (Westserbien). II. Systematischer Teil. - Bull. Geol. Inst., Ser Paleont. 22, 49-64, Sofija. Buser, S. 1986: Tolmač listov Tolmin in Videm (Udine). Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000. - Zvezni geološki zavod, 103 p., Beograd. Čar, J., Gregorič, V, Ogorelec, B. & O r e h e k, S. 1980: Sedimentološki razvoj skitskih plasti v idrijskem rudišču. - Rud. met. zb., 27/1, 3-20, Ljubljana. Dolenec, T, Ogorelec, B. & P e z d i č, J. 1981: Zgornjepermske in skitske plasti pri Tržiču. - Geologija, 24/2, 217-238, Ljubljana. Dozet, S. & Silvester, M. 1979: Skitske in zgornjekarnijske kamenine na Kočevskem. - Geologija, 22/2, 237-336, Ljubljana. Farabegoli, E. & Perri, M. C. 1998: Stop 4.3 - Permian/Triassic boundary and Early Triassic of the Bulla section (Southern Alps, Italy): lithostratigraphy, facies and conodont bio- stratigraphy - V: Perri, M. C. & Spalletta, C. (eds.): Southern Alps Field Trip Guidebook. ECOS VII. - Giorn. Geol. 60, Spec. Issue, 292-311, Bologna. Grad, K. & F e r j a n č i č, L. 1976: Tolmač lista Kranj. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000. - Zvezni geološki zavod, 70 str, Beograd. Grad, K. & Ogorelec, B. 1980: Zgornjepermske, skitske in anizične kamnine na Žirovskem ozemlju. - Geologija, 23/2, 189-220, Ljubljana. Hirsch, F. & Gerry, E. 1974: Conodont- and Ostracode-Biostratigraphy of the Triassic in Israel. V: Zapfe, H. (ed.): Die Stratigraphie der alpin-mediterranen Trias. - Óster-Akad. Wiss. Schrift. Erdwiss. Korn. 2, 107-114, Wien. Spodnjetriasne plasti pri Tehovcu_ 37 Jurkovšek, B. 1987: Tolmač lista Beljak in Ponteba. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000. - Zvezni geološki zavod, 58 p., Beograd. Kolar-Jurkovšek, T. 1990: Smithian (Lower Triassic) conodonts from Slovenia (NW Yugoslavia). - N. Jb. Geol. Paläont. Mh. 9, 536-546, Stuttgart. Kolar-Jurkovšek, T. & Jurkovšek, B. 1995: Lower Triassic conodont fauna from Tržič (Karavanke Mts., Slovenia). - Eclogae geol. Helv. 88/3, 789-801, Basel. Kolar-Jurkovšek, T. & Jurkovšek, B. 1996: Contribution to the knowledge of the Lower Triassic conodont fauna in Slovenia. - Razprave 4. razr SAZU 37/1, 3-21, Ljubljana. Mostler, H. & Rossner, R. 1984: Mikrofazies und Palökologie der höheren Werfener Schichten (Untertrias) der Nördlichen Kalkalpen. - Facies, 10, 87-144, Erlangen Music, B. 1992: Zgornjepermijske in spodnjetriasne kamnine pri Skopačniku v Želimeljski dolini. - Rud. met. zb., 39/1-2, 241-259, Ljubljana. Perri, M. C. 1991: Conodont biostratigraphy of the Werfen Formation (Lower Triassic), Southern Alps, Italy - Boll. Soc. Paleont. It. 30/1, 23-46, Modena. Perri, M. C. & Andraghetti, M. 1988: Permian-Triassic boundary and Early Trias- sic conodonts from the Southern Alps, Italy. - Riv It. Paleont. Strat. 93/3, 291-238, Milano. Ramovš, A. 1968: Meandrospira iulia (Premoli Silva) (Foraminifera) aus den Untertrias- Schichten in Westslowenien und ihre Lebensbedingungen. - N. Jb. Geol. Paläont. 131/1, 78-81, Stuttgart. Ramovš, A. 1989: Razvoj skitskih plasti (spodnji trias) v severnih Julijskih Alpah. - Rud. met. zb., 36/4, 623-638, Ljubljana. Ramovš, A. & Aničic,B. 1995: Untertrias und Unteranis - Ausbildung im Misnica - Tal, östlich von Rimske Toplice, Östslowenien. - Rud. met. zb., 42/3-4, 143-155, Ljubljana. S o 1 i e n, M. A. 1979: Conodont biostratigraphy of the Lower Triassic Thaynes Formation, Utah. - J. Paleont. 53/2, 276-306, Lawrence. Staesche, U. 1964: Conodonten aus dem Skyth von S^dtirol. - N. Jb. Paläont. Abh. 119/3, 247-306, Stuttgart. Sweet, W.C., M o s h e r, L.C, Clark, D.L., C o 11 i n s o n, J.W. & Hassenmuell e r, W.A. 1971: Conodont biostratigtraphy of the Triassic. V: Sweet, W.C. & Bergström, S.M. (eds.): Symposium on Conodont Biostratigraphy. - Geol. Soc. Am. Mem. 127, 441-465, Boulder. 38 Bogdan Jurkovšek, Bojan Ogorelec & Tea Kolar- Jurkovšek Tabla 1 - Plate 1 1 Meandrospira pusilla (Ho) v drobnozrnatem dolomi- tu. Vzorec Teh 2: la - 60x, Ib - 30x Meandrospira pusilla (Ho) in fine-grained sparry do- lomite. Sample Teh 2: la - 60x, lb - ЗОх 2 Foraminiferni rekristali- zirani apnenec z Mean- drospira pusilla (Ho) ter redkimi ploščicami ehino- dermov. Vzorec Teh 9a, 60x Recrystalized foraminife- ral limestone with Mean- drospira pusilla (Ho) and , some echinoid plates. Sample Teh 9a, 60x 3 Rekristaliziran oosparitni apnenec (grainstone) z ohranjenimi mikritnimi ovoji. Vzorec Teh 19, 25 x Recrystalized oosparitic limestone (grainstone) with preserved micritic envelopes. Sample Teh 19, 25x Spodnjetriasne plasti pri Tehovcu 39 Tabla 2 - Plate 2 1 Mikritni apnenec s fukoi- dno bioturoaciisko teks- turo. Vzorec Teh 20, 10x Micritic limestone with fucoidal bioturbated structure. Sample Teh 20, lOx 2 Biopelmikritni apnenec (packstone). Sintaksialni cement okrog ploščic ehi- nodermov. Vzorec Teh 21, 25x Biopelmicritic limestone (packstone). Syntaxial ce- ment around echinoidal plates. Sample Teh 21, 25x 3 Rekristaliziran bioospari- tni apnenec (grainstone). Vzorec Teh 33, 25 x Recrystalized bioosparitic limestone (grainstone). Sample Teh 33, 25 x 40 Bogdan Jurkovšek, Bojan Ogorelec & Tea Kolar- Jurkovšek Tabla 3 - Plate 3 1 Biomikritni apnenec z lu- pinami školjk (packstone). Vzorec Teh 34a, 10x Biomicritic limestone with pelecypods (packsto- ne). Sample Teh 34a, 10 x 2 Rekristaliziran biomikri- tni apnenec z ehinodermi in moluski (wackestone). Vzorec Teh 35, 25 X Recrystalized biomicritic limestone with echino- derms and molluscs (wac- kestone). Sample Teh 35, 25 X 3 Rekristaliziran apnenec s številnimi ploščicami ehi- nodermov (packstone). Vzorec Teh 42, 25x Recrystalized limestone with numerous echinoid fragments (packstone). Sample Teh 42, 25x GEOLOGIJA 41, 41-69 (1998), Ljubljana 1999 Ladini j ske karbonatne in piroklastične kamnine med Jagrščami in Zelinom Ladinian carbonate and pyroclastic rocks between Jagršče and Želin (Slovenia) Miloš Bavec Geološki zavod Slovenije Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: ladinij, langobard, karbonatne kamnine, piroklastične kamnine Key words: Ladinian, Langobardian, carbonate rocks, pyroclastic rocks Kratka vsebina Ozemlje med Jagrščami in Zelinom je zgrajeno predvsem iz ladinijskih karbona- tnih in piroklastičnih kamnin. V lateralni in vertikalni smeri se med seboj hitro izmenjujejo. Imajo bolj ali manj izraženo plastnatost in z manjšimi odstopanji vpa- dajo proti zahodu s povprečnim vpadom 30° S kotno erozijsko diskordanco nalegajo na starejše anizijske plasti, meja z zgoraj ležečim cordevolskim dolomitom pa je normalna. Kljub predvidevanju, da bomo ugotovili nastanek na pregibu ali na pobočju med Dinarsko karbonatno platformo in Slovenskim bazenom, se je izkazalo, da so ka- mnine nastajale na robu karbonatne platforme, kjer je bil vpliv globljevodne sedi- mentacije zanemarljiv. Abstract The area between Jagršče and Želin consists mainly of Ladinian carbonate and pyroclastic rocks alternating in vertical as well as in lateral direction. General dip of the strata is estimated at approximately 30°W. An angular unconformity separates Anisian and Ladinian strata while the boun- dary between Ladinian and Carnian (Cordevolian) strata is concordant. Rocks originated in the area of transitional zone between Dinaric carbonate platform and Slovenian basin. Detailed geological mapping and sedimentological analysis of three representative cross-sections have shown that sedimentation took place at the edge of the carbonate platform with only a minor influence of pelagic sedimentation from the basin. Uvod V spodnjem triasu se je na območju do takrat enotne Slovenske karbonatne plat- forme začelo tektonsko premikanje (Placer & Čar, 1975b), ki je v srednjem triasu 42_Miloš Bavec privedlo do diferenciacije na tri velike paleogeografke enote: Dinarsko karbonatno platformo, Slovenski bazen in Julijsko karbonatno platformo (B u s e r, 1986). V ladiniju je bila paleogeografska diferenciacija že vzpostavljena. Območje dana- šnje Slovenije je bilo takrat zaznamovano z izrazito močnimi tektonskimi dogajanji. Tektonska premikanja in z njimi povezan vulkanizem, ki je v langobardski podsto- pnji zajel večji del slovenskega ozemlja, so povzročila zelo hitre spremembe v sedi- mentaciji. Nastajale so različne karbonatne, klastične, magmatske in piroklastične kamnine (B u s e r, 1986). Paleogeografsko si ta čas predstavljamo kot mnoga otočja, med njimi pa plitvejše ali globlje morske prelive (Germovšek, 1956). Obravnavano ozemlje leži na območju, kjer smo lahko pričakovali sedimente, na- stale v vmesni coni med Dinarsko karbonatno platformo in Slovenskim bazenom, ki sta jo ugotovila Čar in Skaberne (1995) pri bližnjem Stopniku. Ozemlje sestav- ljajo anizijske, ladinijske in cordevolske kamnine. Cilj raziskave je bil z detajlnim geološkim kartiranjem in nekaterimi sedimentolo- škimi metodami določiti okolje nastajanja ladinijskih kamnin in ob tem poskusiti do- ločiti potek meje med Slovenskim bazenom in Dinarsko karbonatno platformo, ki na idrijsko - cerkljanskem ozemlju še ni natančno določena. Pregled dosedanjih raziskav S t u r (1858) je omenil najdbo amonitov v tufih pri Jablanici južno od Jagršč. K o s s m a t (1910) je južno od Jagršč našel nahajališče kamnine, ki jo je imenoval porfirit. Berce (1960) je poročilu o kartiranju ozemlja Cerkno - Idrija - Žiri priložil geo- loško karto območja med Jagrščami in Zelinom vM 1:10 000, vendar ga v besedilu ni omenil. Ladinijskim kamninam je določil bistveno premajhen obseg. V okviru raziskav za potrebe idrijskega rudnika so bile na kartiranem ozemlju izvedene tudi mineraloške (Tovšak & Orehe k, 1960) in geofizikalne (Šumi, 1960) raziskave. Mlakar (1969) je območje med Jagrščami in Zelinom omenil v svojem delu o ge- ologiji zahodne Slovenije in ga uvrstil v Trnovski pokrov. V isto tektonsko enoto ga je kasneje uvrstil tudi Placer(1981)v nadgradnji Mlakarjevega dela. Ozemlje je bilo skartirano v M 1:25 000 za potrebe OGK 1:100 000 (F e r j a n č i č, 1972). V neobjavljenem poročilu avtor ugotavlja, da leže ladinijske plasti diskordan- tno na anizijskem dolomitu in se začenjajo s tufi in diabazi. Kasnejše raziskave priso- tnosti diabaza niso pokazale. Avtor poroča o najdbi fosilov Yoanites deschmani, Ci- daris dorsata, Avicula tofanae, Posidonia ivengensis in Daonella lommeli v Jagrščah. V tolmaču k OGK idrijske občine (M 1:25000) omenja Čar (1985b) v okolici Jagršč vulkanite in tufe kisle sestave ter temnosive plastnate, neplastnate in gomoljaste apnence langobardske starosti, ki so se usedali v šelfnem območju. B u s e r (1986) v tolmaču k OGK SFRJ 1:100 000 list Tolmin ugotavlja, da je med Zelinom, Jagrščami in Idrskimi Krnicami v ladiniju razvit svetlo zeleni tuf, v njego- vem vrhnjem delu pa najdemo temno sivi mikritni gomoljasti apnenec. Na severni strani Idrijce pri Želinu je 5 m pod normalnim stikom ladinijskih in cordevolskih plasti našel nekaj centimetrov debelo lumakelo daonel in pod njo plasti s poredkimi amoniti arcestidnih oblik. Tu se menjavata temno sivi mikritni lapornati apnenec in trdi glineni lapor Določena je bila konodontna vrsta Epigondolella hungarica in ribje Ladinij ske karbonatne in piroklastične kamnine___43 luskice Nurella sp. Kolar-Jurkovškova (1990) je konodonte in ribje zobe iz tega profila uvrstila v hungarica - Sz., ki označuje langobardsko podstopnjo. V tufitu in polah apnenca severno od Jagršč je določila nekaj foraminifer, ostrakodov in ko- nodontov, ki kažejo na anizijsko starost, zato sklepa, da so bili kosi z anizijsko mikro- favno preneseni v sedimentacijsko okolje s pobočne cone v ladinijski stopnji. Lan- gobardsko starost na zadnji lokaciji dokazuje tudi s školjko Daonella lomelli, omenja pa še D. cf. reticulata Mojsisovics, Daonella sp., Posidonia sp., in Protrachyceras sp. Goričanova in Buser (1990) sta tik pod Jagrščami v apnencu in rožencu na- šla redke slabo ohranjene radiolarije. V istem delu omenjata tudi amonite in školjke Daonella lommeli v tufu in laporju severozahodno od Jagršč, tik pod mejo s corde- volom. Geološke razmere na širšem območju Litostratigrafija Na območju Cerknega, med Zelinom, Masorami in Vojskarsko planoto predstavlja anizijsko stopnjo plastnati dolomit, ki lateralno prehaja v neplastnati dolomit s kon- glomeratnimi vložki in leži konkordantno na spodnjetriasnih plasteh. Debelina ani- zijskega dolomita znaša 100 do 350m (Buser, 1986). V srednjem ali v spodnjem delu zgornjega anizija se je začel odpirati Slovenski ba- zen, na jugu pa se je začenjala oblikovati Dinarska karbonatna platforma. Sedimen- taci] a je bila na meji med anizijem in ladinijem prekinjena s kotno erozijsko diskor- danco. Ob njej je bila erodirana znatna debelina anizijskega dolomita (Č a r, 1985a, 1990). Ker je bilo ozemlje v tem času razkosano na različno dvignjene bloke, je erozi- ja nekatere bloke prizadela bolj od drugih. Sedimentacija se je nadaljevala šele v lan- gobardu (Mlakar, 1967, 1969; Placer & Čar, 1975b). V ladinijski stopnji so se na prostoru Dinarske karbonatne platforme odlagali tufi, v zgornjem delu pa tudi organogeni temno sivi apnenci in ponekod pisani konglome- rat. V tuf ih najdemo ponekod tudi izlive kislih in intermediarnih predornin (B u s e r, 1986). Kjer leže langobardske kamnine na skitiju so (večinoma) razviti le najmlajši členi; tuf, tufit z roženci in gomoljasti apnenec, kjer pa leže na anizijskih kamninah, pa so razviti vsi langobardski litološki členi. V Idriji in njeni okolici je sedimentacija v srednjem triasu potekala v okviru Idrijske srednjetriasne tektonske zgradbe (Pla- cer, 1981; Čar, 1985a, 1990). Sedimentacija se je neprekinjeno nadaljevala v corde- vol, ko se je odložil apnenec, ki se je med diagenezo spremenil v neplastnat bel zrnat dolomit. Izjema je območje Idrskih Krnic in Vojskarske planote, kjer leži cordevolski dolomit neposredno na anizijskem dolomitu (Mlakar, 1969). Na prostoru Slovenskega bazena so se v ladiniju odlagale kamnine psevdoziljskih skladov. Po mnenju nekaterih avtorjev (Čar et al., 1981) se je sedimentacija psevdo- ziljskih skladov nadaljevala še v cordevolu in se zaključila z amfiklinskimi plastmi, po mnenju drugih (B u s e r, 1986) pa so se v cordevolu usedale amfiklinske plasti. Meja med Slovenskim bazenom in Dinarsko karbonatno patformo, ki je danes za- znamovana z izredno zapletenimi medsebojnimi odnosi pestrih ladinijskih kamnin, je potekala približno ob črti Bukovo - Zakriž - Cerkno - Robidensko brdo (Č a r, 1985a). Pri Stopniku, ki spada v prehodno območje med obema paleogeografskima enotama, leži na bazi ladinija ponekod bazalni debelozrnat dolomitni konglomerat, sicer pa tufski litični peščenjak. Na teh kamninah ali pa neposredno na erodirani anizijski 44_Miloš Bavec podlagi leži svetlosiv do rožnat organogeni grebenski apnenec. Nad apnencem leži tufski peščenjak, do 250 m debeli izlivi keratofirja, porfirja in mandljastega diabaza ter litični tufski peščenjak, peščeni konglomerat in glinenčevo litični prodnat pešče- njak. Ponekod najdemo tudi kristalaste tufe in tufske meljevce. Litologija tega obmo- čja kaže na nastanek v območju prevoja v razgibanem plitvovodnem šelfu z vulkan- skim in kopenskim vplivom (Čar & Skaberne, 1995). Tektonika Današnja zgradba idrijsko - cerkljanskega ozemlja je posledica treh faz alpskega gorotvornega cikla (Placer & Čar, 1975a): - srednjetriasne faze radialnih prelomov, - staroterciarne faze gubanja (nastanek narivne zgradbe), - mladoterciarne faze zmikanja (prelomi NW-SE). Mnenja o starosti terciarnih tektonskih faz so različna (Mlakar, 1969; B u s e r, 1976, 1986). Po mojem mnenju je zato ustrezneje kot o staroterciarni in mladoterciar- ni tektonski fazi, govoriti o starejši terciarni in mlajši terciarni tektonski fazi. V času srednjetriasne - idrijske tektonske faze (B u s e r, 1980), katere prve znake zasledimo že v zgornjem delu spodnjega skita (Placer & Čar, 1975b), je prišlo v aniziju najprej do kosanja terena ob subvertikalnih radialnih prelomih v smeri E - W in N - S in s tem do nastanka blokov (Mlakar, 1967). Sledilo je dvigovanje in spu- ščanje blokov in ob tem do erozije, ki je nekatere bloke prizadela bolj, druge pa manj. Prvi fazi idrijske tektonike tako pripada kosanje in dviganje terena nad erozijsko ba- zo, drugi pa izravnavanje terena. Posledica tega dogajanja je erozijska in mestoma kotno erozijska diskordanca, ki zaznamuje mejo med anizijem in ladinijem (Č a r, 1968). Na območju Idrijskega tektonskega jarka je erozija zajela celotno anizijsko skladovnico, ponekod pa tudi starejše, celo karbonske kamnine. (Č a r, 1990). Drugod na območju idrijskega srednjetriasnega tektonskega sistema je erozija zajela le del anizijskih plasti (Placer & Čar, 1975b). Močnejša tektonska aktivnost se je na območju idrijskega rudišča končala v sr triasu, v širšem okolju pa se je nadaljevala. Tako imamo na Cerkljanskem pomembne litološke spremembe še v zg. triasu. (Placer &Čar, 1975a). Idrijska tektonska faza predstavlja prvi močnejši sunek v alpskem orogenem ciklu (Placer & Čar, 1975a). V terciarju je pod vplivom močnih tangencialnih pritiskov s severa in severozaho- da prišlo do gubanja, luskanja in končno narivanja ozemlja. Posledica je nastanek narivne zgradbe jugozahodne Slovenije (Mlakar, 1969; Placer, 1981). Ozemlje med Jagrščami in Zelinom spada po njuni razdelitvi v Trnovski pokrov. Placer in Čar (1975a) to starejšo terciarno tektonsko fazo vzporejata s pirenejsko fazo v okvi- ru alpskega orogena in ji, ob dvomu, da gre mogoče celo za starejšo tektoniko od eo- cena, pripisujeta posteocensko starost. Za razliko od omenjenih avtorjev pa uvršča B u s e r (1976, 1986) to gubanje v mlajši terciar na mejo med tortonijem (badenijem) in sarmatijem. Končno so v mlajši terciarni tektonski fazi zaradi tangencialnih pritiskov nastali prelomi v smeri NE - SW in NW - SE. Ob njihovih subhorizontalnih ploskvah je pri- šlo do levih in desnih zmikov, ki so bili dolgi tudi do nekaj kilometrov (Placer & Čar, 1975a). Prelomi so nastali po sarmatiju oziroma v pliocenu (B u s e r, 1976). Ladinij ske karbonatne in piroklastične kamnine_ 45 Vulkanizem Nastajanje ladinijskih kamnin na Idrijskem in Cerkljanskem je v veliki meri pove- zano s tamkajšnjim vulkanizmom. Starejši raziskovalci govorijo o dveh vulkanskih erupcijah na Idrijskem (S t u r, 1858; K o s s m a t, 1910; R a k o v e c, 1946). Prva erupcija naj bi bila kopenska, temu dejstvu v prid govore rastlinski ostanki v tufih, vendar blizu morske obale, na kar kažejo amoniti, ki jih S t u r (1858) omenja pri Jablanici južno od Jagršč. K o s s m a t (1910) trdi, da je druga erupcija prekrila širše območje z lavo, ki pa je bila kasneje razkosana in na nekaterih mestih, na primer pri Jagrščah in Šebreljah, popolnoma erodirana. Če vemo, da je meja ladinija s cordevolom pri Jagrščah nor- malna, lahko potrdimo trditve kasnejših raziskovalcev o le enem večjem vulkanskem izbruhu (Č a r, 1968; Čar & Skaberne, 1995; Bavec, 1996). R a k o v e C (1946) piše, da sta erupciji povzročili nastajanje kislih felzitskih por- firjev in bolj bazičnih porfiritov. Iskanje ladinijskih vulkanskih stožcev naj bi bilo po njegovem mnenju brezpredmetno, saj si moramo takratne vulkane predstavljati kot linearno razporejene hrbte brez kraterja, ki so nastali pri večkratnih erupcijah ali za- radi večje količine gostejše lave. Tak vulkanizem - vulkanizem z linearnimi erupcija- mi lahko danes zasledimo na Islandiji. Berce (1962) za razliko od Rakovca govori o verjetno podmorskih erupcijah. Kot središči erupcij najprej (1960) omenja Stopnik in Ravne, kasneje (1962) pa še Vojsko. Čar (1968) piše, da je bilo vulkansko delovanje sicer živo skozi ves langobard, ve- čji vulkanski izbruh pa naj bi bil le eden. Dal naj bi material za tufe in tufite, ki za- ključujejo langobardsko podstopnjo na vsem idrijskem ozemlju. Razvoj ladinijskih plasti med Jagrščami in Zelinom Na kartiranem območju si v normalnem zaporedju sledi več različkov karbonatnih in vulkanoklastičnih kamnin, ki se med seboj lateralno in vertikalno pogosto izme- njujejo (slike 1-3). Kamnine imajo jasno izraženo plastnatost. Z manjšimi odstopanji vse plasti vpadajo proti zahodu s povprečnim vpadom približno 30°. Debelina ladi- nijskih skladov se spreminja od 20 m na skrajnem severnem robu, do 110 m v profilu južno od Jagršč. Metode terenskega in laboratorijskega dela Kartiral sem v merilu M 1 : 5000. Stratigrafske podatke sem zbiral predvsem na ozkem pasu ladinijskih kamnin in v njegovi najožji okolici, za zbiranje podatkov o tektonski zgradbi ozemlja pa sem kartirano območje razširil nekoliko širše v bližnja anizijski in cordevolski dolomit. Izbral sem tri reprezentativne profile, ki sem jih po- drobneje sedimentološko opisal in na podlagi pridobljenih makroskopskih in mikro- skopskih podatkov interpretiral paleookolje. Za poimenovanje karbonatnih kamnin sem uporabil splošno uveljavljeno kombi- nacijo klasifikacij po F o 1 k u (1962) in Dunhamu (1962). Sestavo plagioklazov sem določal mikroskopsko s pomočjo krivulje za določanje sestave plagioklazov, zraščenih po albitnem zakonu (Rogers & Kerr, 1942). Za klasifikacijo vulkanoklastičnih kamnin sem uporabljal prirejeno tabelo za kla- sifikacijo glede na velikost zrn, ki jo predlagajo M c P h i e in soavtorji (1993). 46 Miloš Bavec SI. 1. Geološka karta ozemlja med Jagrščami in Zelinom Fig. 1. Geological map of the area betv^^een Jagršče and Želin Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine 47 SI. lb. Geološki profil B - B' Fig. Ib. Geological cross-section B - B', Legenda k slikam 1, la in Ib 1 Prod - kvartar; 2 Konglomerat - kvartar; 3 Neplastnat dolomit - cordevol; 4 Apnenčev konglo- merat s tufskim vezivom - ladinij; 5 Okremenjen dolomit z vložki laporovca in antracita - ladi- nij; 6 Okremenjen apnenec z vložki laporovca in antracita - ladinij; 7 Pelitski, debelozrnat in la- pilni tuf - ladinij; 8 Pelitski tuf - ladinij; 9 Tankoplastnat dolomit - ladinij; 10 Bazalni konglo- merat - ladinij; 11 Neplastnat in plastnat dolomit - anizij; 12 Normalna geološka meja; 13 Ero- zijska meja; 14 Fosilni ostanki; 15 Terciarni prelom, viden, pokrit; 16 Srednjetriasni prelom, vi- den, pokrit; 17 Razpoklinska cona; 18 Milonitna cona; 19 Geološki profil; 20 Detajlni profil Legend to figs. 1, la and lb 1 Gravel - Quaternary; 2 Conglomerate - Quaternary; 3 Non-bedded dolomite - Cordevolian; 4 Conglomerate with tufaceous matrix - Ladinian; 5 Silicified dolomite with coal intercalations - Ladinian; 6 Silicified limestone with coal intercalations - Ladinian; 7 Andésite lapilli, coarse- grained and pelitic tuffs - Ladinian; 9 Dolomitized pelitic tuff - Ladinian; 10 Basal breccia and conglomerate - Ladinian; 11 Dolomite - Anisian; 12 Conform geological boundary; 13 Geologi- cal disconformity; 14 Fossils; 15 Younger faults - Tertiary; 16 Older faults - Middle Triassic; 17 Fractured zone; 18 Milonite zone; 19 Geological cross-section; 20 Detailed cross-section 48 Miloš Bavec SI. 2. Litološki stolpci ozemlja med Jagrščami in Zelinom Fig. 2. Lithological columns of the area between Jagršče and Želin Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine 49 SI. 3. Tektonska meja med apnencem z antracitnimi vložki (levo) in piroklastičnimi kamninami (desno) Fig. 3. Tectonic boundary between limestone with antracite intercalations (left) and pyroclastic rocks (right) Legenda k sliki 2 1 Neplastnat dolomit; 2 Antracit s konglomeratom; 3 Laporovec; 4 Okremenjen plastnat apne- nec; 5 Okremenjen plastnat dolomit; 6 Pelitski tuf; 7 Lapilni tuf; 8 Debelozrnat tuf; 9 Dolomiti- ziran pelitski tuf; 10 Neplastnat in plastnat dolomit 1 Massive dolomite; 2 Antracite with conglomerate; 3 Marlstone; 4 Silicified layered limestone; 5 Silicified layered dolomite; 6 Pelitic tuff; 7 Lapilli tuff; 8 Coarse-grained tuff; 9 Dolomitized pelitic tuff; 10 Massive and layered dolomite 50_Miloš Bavec Opis kartiranih enot Anizijska stopnja Najstarejši litološki člen na kartiranem ozemlju je anizijski dolomit. V spodnjem delu prevladuje neplastnat svetlosiv do bel debelozrnat dolomit, ki se lateralno izme- njuje s tanko do debeloplastnatim mikritnim dolomitom. Zadnji je pogosto lamini- ran. Vzrok laminacije so ponekod stromatolitne tvorbe. V zbruskih pogosto opazimo tudi izsušitvene pore in razpoke, zapolnjene z dolosparitnim cementom. V zgornjem delu najdemo le še tankoplastnat dolomit, ki ga na nekaterih mestih zamenjuje kataklastična monomiktna dolomitna breča - posledica srednjetriasne tektonike. Izdanke breče najdemo pri kmetijah v Gorenjih in Dolenjih Potokih. V najvišjem delu tankoplastnatega dolomita nastopajo med plastmi tudi neravne emerzijske površine, ki tako kot konglomerat kažejo na tektonsko aktivnost in dvigo- vanje nad erozijsko bazo. Zanimivo je, da v dveh najstarejših emerzijskih površinah, ki ležita 8,5 m in 10 m pod mejo anizij - ladinij, najdemo razen dolomita le še železo- ve okside in minerale glin. Višje, tik pod mejo z ladinijem se v mineralni združbi po- javi še kremen. To kaže na začetke vulkanske aktivnosti na meji anizij - ladinij. V dolomitu je bila določena foraminifera Meandrospira dinarica, ki je vodilna za anizijsko stopnjo. Mejo anizij - ladinij predstavlja močna erozijska in mestoma kotno erozijska di- skordanca. Ladinij ska stopnja Dolomit Ob cesti Želin - Jagršče se južno od Vrlejce ladinijska stopnja začenja s tankopla- stnatim svetlorjavim dolomitom. Pojavlja se le na nekaj deset kvadratnih metrih. Rentgenska posnetka sta pokazala, da gre za izjemno čist dolomit. Dolomikrit je de- loma že rekristaliziran v dolosparit. V tej kamnini najdemo domnevno biogene ostan- ke, ki pa niso določljivi. Rentgenska posnetka sedimenta, odvzetega z neravnih emerzijskih površin, ki se pojavljajo v dolomitu, sta pokazala prisotnost glinencev, ki priča o bližnji vulkanski aktivnosti. Bazalna breča in konglomerat Južno od Vrlejce se ladinij ponekod začenja z bazalno brečo, ki leži na erodirani anizijski podlagi. Sestavljajo jo do 40 cm veliki dolomitni bloki in dolomitno vezivo. Na nekaterih mestih so klasti zaobljeni, tako da lahko kamnino imenujemo tudi ba- zalni (blokovni) konglomerat. Dolomitiziran pelitski tuf Ladinijska stopnja se pri Gorenjih Potokih in vzhodno od Jagršč začenja s svetlo- zelenim močno dolomitiziranim pelitskim tufom v plasteh debeline 3 - 15 cm. Rent- Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine_ 51 genska analiza tufa je pokazala, da je sestavljen iz kremena, glinencev in dolomita. Dolomit nastopa kot cement. Debelina doseže 10 m. Menjavanje andezitnega lapilnega tufa, debelozrnatega tufa in pelitskega tufa Naštete kamnine se tako pogosto izmenjujejo, da jih pri kartiranju ni bilo mogoče ločevati kot posamezne litološke enote. Pokrivajo največji del kartiranega ozemlja. So temnosive in temnozelene barve. Dosežejo debelino 50 do 70 m. Pojavljajo se v plasteh debelih od 3 do 40 cm in se ver- tikalno in lateralno pogosto izmenjujejo. Ponekod se v laminah izmenjujejo tudi zno- traj ene plasti. Tu in tam lahko znotraj plasti opazimo tudi gradacijo. V lapilnem tufu prevladujejo odlomki predornin in kosi bolj ali manj sericitizira- nega plovca ter steklasta osnova. Manj je glinencev kisle in srednje sestave (oligoklaz in andezin), kremenova zrna pa so zelo redka. Imenujemo ga lahko steklast krista- lolitični lapilni andezitni tuf (Me P h i e et al., 1993). V debelozrnatem tufu glinenci (oligoklaz in andezin) prevladujejo nad litičnimi zr- ni, plovcem in steklasto osnovo. Gre torej za steklast litičnokristalni debelozrnat an- dezitni tuf. V njem se pojavljajo tudi redka zrna kalcedona. Tudi pelitski tuf ima najbrž (kolikor se da oceniti s pomočjo rentgenskega posnet- ka) podobno sestavo kot prej omenjeni kamnini. Ob cesti, 30 m NE od jagrške cerkve se 10 m pod mejo s cordevolskim dolomitom med ladinijskimi tufskimi plastmi pojavijo tudi redke plasti okremenjenega dolomi- ta. Takšnega primera drugod na kartiranem območju ne zasledimo. Karbonatne kamnine z vložki antracita Piroklastične kamnine na kartiranem ozemlju lateralno in vertikalno prehajajo v črn okremenjen dolomit in apnenec. Okremenjen zgodnjediagenetski dolomit Temnosiv do črn zgodnjediagenetski dolomit se pojavlja v zgornjem delu ladinijske stopnje, med Dolenjimi in Gorenjimi potoki pa se z njim ladinij celo zaključuje. Naj- večja debelina dolomitnih plasti je 20 m. Dolomit je plastnat, predvsem v spodnjem delu pa tudi gomoljast. Plasti so debele 3 do 60 cm in jih ponekod ločijo do 1 cm debe- le pole laporovca s primesjo tufskega meljevca. Dolomit je bolj ali manj okremenjen. Za okremenitev so bile najbolj dovzetne številne razpoke in lupinice organizmov. Do- lomitu je primešano tudi nekaj tufskega materiala, ki ga mikroskopsko ni videti. Mikrofosili so močno rekristalizirani, zato je težko ugotoviti kaj več kot to, da gre za ostrakode in morda za foraminifere iz družine ?Duostominidae. Med dolomitnimi plastmi najdemo mestoma vložke antracita, meljevca in pešče- njaka. Med Dolenjimi in Gorenjimi Potoki je taka plast debela kar 55 cm, sicer pa se debelina giblje med 1 in 20 cm. 52 Miloš Bavec SI. 4. Protrachyceras archelaus iz gomoljastega apnenca jugozahodno od Vrlejce. Ladinij Fotografija 5,4 X 3,7 cm. Foto: M. Grm. Fig. 4. Protrachyceras archelaus from the nodular limestone SW of Vrlejca hill. Ladinian Photo size: 5,4 x 3,7 cm. Photo: M. Grm. SI. 5. Lumakela školjk iz rodu Posidonia iz gomoljastega apnenca jugozahodno od Vrlejce. Ladinij. Fotografija 12,4 x 8,4 cm. Foto: M. Grm. Fig. 5. Posidonia lumachelle from the nodular limestone, SW of Vrlejca hill. Ladinian. Photo size: 12,4 X 8,4 cm. Photo: M. Grm. Ladinij ske karbonatne in piroklastične kamnine_53 Okremenjen apnenec Podobne lastnosti kot zgoraj opisani dolomit ima tudi biomikritni apnenec, ki na- stopa v okolici Jagršč in na najsevernejšem izdanku ladinija na severni strani Idrijce. Ker do dolomitizacije ni prišlo, so fosilni ostanki mnogo bolje ohranjeni. Prevladujejo odlomki ostrakodov in nedoločeni fosilni ostanki okroglih oblik. Fosili skupaj pred- stavljajo tudi do 60% kamnine. V apnencih se pojavljajo tudi lepo razviti onkoidi ve- liki do 1,5 cm. Ti nikjer ne predstavljajo več kot 5% kamnine. Mikrofosilni ostanki so nadomeščeni in ponekod zapolnjeni s sparitom, ostanek pa predstavlja mikrit in bituminozna snov. V gomoljastem apnencu iz cestnega useka za- hodno od Vrlejce smo tik pod mejo s cordevolskim dolomitom določili Protrachyceras archelaus (si. 4), Daonella lomelli, in plast s pozidonijami (si. 5). Pregled vzorcev, od- vzetih iz okremenjenih plasti ob cesti pri Jagrščah, v katerih smo pričakovali radiola- rije, je dal negativen rezultat. Vsebnost bituminozne snovi se spreminja. Največ, po mikroskopski oceni ponekod kar do 40%, je vsebujejo gomoljasti apnenci Razlike v vsebnosti organske snovi se odražajo z laminacijo. Kremen se v apnecih pojavlja zelo podrejeno in sicer v obliki klastov makro kristalnega kremena in kalcedona, njegova vsebnost pa ne presega 1%. Izjema so pole in konkrecije (gomolji) roženca, ki se pojavljajo v teh apnencih. S pomočjo fosilnih ostankov je bila že pri predhodnih raziskavah dokazana lango- bardska starost apnenca (B u s e r, 1986; Goričan & Buser, 1990; Kolar- Jurkovšek, 1990). Apnenčev konglomerat s tufitskim vezivom Na enem samem mestu - vzhodno od Burje je v plasteh lapilnega tufa viden vložek konglomerata. Podobna kamnina je izdanjala tudi v cestnem useku kakšnih 150 m severovzhodno od jagrške cerkve, vendar je danes ta izdanek pokrit (ustno poročilo, J. Č a r). Polzaobljeni in zaobljeni klasti (80%) so veliki od 0,1 mm do 20 cm. Plavajo v osnovi in niso orientirani. Zelo redki so točkovni kontakti. Prodniki so ladinijske sta- rosti. Med njimi se pojavljajo prodniki mikritnega apnenca, sparitnega apnenca in dolomita, izolirani apnenčevi onkoidi ter prodniki kremena in mikrokristalnega kre- mena. Apnenčevi prodniki prevladujejo. Vezivo predstavlja tufitski meljevec s posameznimi prepoznavnimi zrni plagiokla- zov - andezina. Cordevolska podstopnja Dolomit Najvišji stratigrafski člen na kartiranem ozemlju je masiven debelozrnat in poro- zen svetlosiv do bel dolomit. Na langobardske kamnine nalega konkordantno. 54 Miloš Bavec SI. 6. Profil I - Jagršče Fig. 6. Cross-section I - Jagršče Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine 55 Legenda k slikam 6, 7 in 8 Legend to figs. 6, 7 and 8 56_Miloš Bavec Tektonika Kartirano ozemlje, ki pripada Trnovskem pokrovu (Placer, 1981), sekata dve ge- neraciji prelomov. Starejši - srednjetriasni prelomi, ki so posledica idrijske tektonske faze (B u s e r, 1980), potekajo v smeri E - W. Ob takih prelomih najdemo sprijeto tektonsko brečo v anizijskem dolomitu. Bolj izraziti so mladoterciarni prelomi v smeri NW - SE, postsarmatijske oziroma pliocenske starosti (B u s e r, 1976), vendar je tudi ob njihovih subvertikalnih plo- skvah prišlo le do krajših desnih zmikov. Največji premik (približno 50 m) je viden v vasi Jagršče. Ti prelomi so vzrok za obsežne milonitne cone v anizijskem in predvsem v cordevolskem dolomitu, v katerih so si ponekod domačini uredili peskokope. Po- membnejši regionalni prelom je Kneški prelom (B u s e r, 1986), ki prečka kartirano ozemlje severno od Burje. Ob kombinaciji srednjetriasnih in mladoterciarnih prelomov je pri Dolenjih in Go- renjih Potokih prišlo do dvigovanja blokov in ob tem do povečane erozije Kolar-Jurkovškova (1990) omenja nariv pri Želinu, kjer so ladinijske in cordevolske plasti narinjene na spodnjetriasne kamnine, vendar na kartiranem ozem- lju narivnice nisem ugotovil. Nariv je vrisan tudi na OGK SFRJ M 1:100 000, list Tolmin (B u s e r, 1987). Opisi profilov Na kartiranem ozemlju smo izbrali tri kratke in čimbolj reprezentativne razgalje- ne profile. V litolostratigrafskem zaporedju si s prekinitvami od spodaj navzgor sle- dijo profili I, II in III. Profil I je posnet na meji anizij - ladinij, profil II znotraj zapo- redja ladinijskih piroklastitov in profil III znotraj ladinijskega dolomita (si. 1). Profil I - Jagršče Profil I (si. 6) je posnet na meji med anizijem in ladinijem, ki ga na tem mestu za- znamuje kotno erozijska diskordanca. Debelina profila je 12,10 m. Anizij ska stopnja Dolomit in dolomitna breča Profil začenja s svetlosivim plastnatim anizijskim dolomitom. Kamnina je homo- gena, redkeje slabo laminirana ali stromatolitna. Plasti so debele od 25 do 45 cm in vpadajo proti zahodu s povprečnim vpadom 275/45. Plastnatost je dobro izražena. Plasti so ločene z lezikami ali z emerzijskimi površinami. Emerzijske površine so prevlečene s sedimentom sestavljenim iz železovih sulfidov, oksidov in hidrooksidov ter mineralov glin (glinenih mineralov in sij ud). Prevladuje zgodnjediagenetski dolomikrit - mudstone, ki je mestoma rekristalizi- ran v dolomikrosparit. V njem so pogoste izsušitvene pore nepravilnih oblik velike do 0,5 cm. Njihov delež se spreminja od 5 do 30%. Zapolnjene so z mozaičnim dolospari- tnim cementom, ki nastopa v subhedralnih in euhedralnih zrnih, velikih do 0,6 mm. Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine_57 Nezapolnjeni del por predstavlja poroznost, ki znaša največ 3%. Izjemoma najdemo v dolomitu tudi geopetalne teksture. Dolomikrit mestoma prehaja v stromatolit (biomi- krit) - boundstone, še redkejši pa je dolomikrit, sestavljen iz plastiklastov (intradolo- mikrit) - v^ackestone. Stromatoliti nastopajo v do 0,5 cm debelih pasovih. So mikri- tni, vmesni prostori pa so zapolnjeni s sparitnim cementom. V dolomitu najdemo razen skeletnih alg in zelo redkih, do 0,2 mm velikih peletov, še foraminifero Meandrospira dinarica, ki je značilna za ilirsko podstopnjo anizija. Dolomit je mestoma rahlo okremenjen (do 2%). Mikrokristalni kremen nadomešča dolosparitni cement v porah. V spodnjem delu profila najdemo v dolomitu sinsedimentne razpoke, ki so zapol- njene z monomiktno dolomitno brečo. Na sinsedimentne deformacije kaže podatek, da kar 60% površine klastov predstavljajo od 0,1 do 0,3 mm veliki plastiklasti. Klasti v breči so veliki do 40 cm, vezivo med njimi (po približni oceni ga ni več kot 5%) pa je iz limonitiziranega dolomikrita. Mejo anizijskega dolomita z zgoraj ležečim ladinijskim dolomitom predstavlja ko- tno erozijska diskordanca (si. 9). Ladinijska stopnja Dolomit Ladinijske plasti se začenjajo z dolomitom. Vpad plasti se v ladinijskem delu pro- fila spremeni na 210/30. Plasti so debele le 2 do 12 cm. Na dveh mestih so plasti v profilu ločene z neravnimi emerzijskimi površinami. Dolomit je svetlosive do svetlor- jave barve, je zgodnjediagenetski, delno ali v celoti rekristaliziran. Zanimivo je, da v dolomitu ni nikakršnih sledov vulkanizma. Rentgenska posnetka vzorcev sta pokazala sliko idealno čistega dolomita. Zato pa se vulkanogeni material pojavlja na emerzijskih površinah med dolomitnimi plastmi. Rentgenogrami so poka- zali, da se poleg dolomita in drugotnih mineralov najprej pojavi kremen, višje v pro- filu pa se mu pridružijo še minerali glinencev. V spodnjem delu je dolomit spariten in mikrospariten s hipidiotopično strukturo, po Dunhamu kristalinični dolomit. V njem najdemo redka popolnoma okrogla polja velikosti do 40 џт, ki so zapolnjena s sparitnim cementom. Izvora jim žal nismo mo- gli določiti, predvidevam pa, da gre za bioklaste. Medzrnske poroznosti v kamnini je od O do 25%. Kot avtigena mineral se pojavljata mikrokristalni kremen (do 1%), ki se ponekod združuje v polja velika do 30|im in pirit (do 1%) v nepravilnih presekih veli- kih do 30 џт. V zgornjem delu preide kristalinični dolomit v dolomikrit in laminiran dolomi- krosparit. V njem se pojavljajo redki peleti, lupinice ostrakodov, polžev in nedoločlji- vi bioklasti, ki lahko skupaj predstavljajo do 50% kamnine. Laminacija je ponekod posledica stromatolitnih tvorb. Stromatoliti so dolomikritni ali dolomikrosparitni, vmesni prostori pa so zapolnjeni z dolosparitom. V najvišjem delu profila najdemo tudi zaobljene klaste mikrokristalnega kremena (1%) velike do 5 mm. Pogoste so iz- sušitvene pore velike do 0,5 cm (do 30% znotraj posameznih lamin), ki so zapolnjene z euhedralnim in subhedralnim mozaičnim dolosparitnim cementom. Ta zapolnjuje tudi redke žilice. Kamnina je delno okremenjena. Do 2% por zapolnjuje tudi avtigeni mikrokristalni kremen, ki nadomešča dolosparitni cement. Kot avtigeni mineral nastopa še pirit v nepravilnih zrnih velikih do 0,2 mm (do 1%). 58 Miloš Bavec SI. 7. Profil II - Dolenji Potoki. Legenda pri si. 6. Fig. 7. Cross-section II - Dolenji Potoki. Legend on fig. 6. Profil II - Dolenji Potoki V profilu II (si. 7) se menjujejo od 10 do 67 cm debele ladinijske plasti lapilnega in debelozrnatega tufa z laminami pelitskega tufa. Zaporedje tufskih plasti je prekinje- no z dolomitnim vložkom. Plastnatost je izražena s hitrimi postopnimi prehodi. Vpad plasti znaša 220/35. Barva kamnin v profilu se spreminja od svetle do temne sivozele- ne. Gre za prave piroklastične kamnine nastale s podvodnim usedanjem piroklasti- čnega materiala. Debelina profila je 315 cm. Lapilni andezitni tuf Lapilni andezitni tuf se pojavlja v plasteh debelih 18 do 43 cm. Nastopa v večih različkih. Glede na vsebnost posameznih komponent sem ločil kristalni steklastoliti- čni, kristalolitični steklast, steklast kristalolitični in steklast litičnokristalni različek. Struktura tufa je večinoma homogena, zrna so neorientirana in nesortirana, le v zgornjem delu lahko opazujemo slabo razvito normalno postopno zrnavost. Fosilov ni. V steklasti, pogosto močno devitrificirani in sericitizirani osnovi (25 - 60%) plava- jo od 10 |im do 7 mm velika litična in steklasta zrna ter zrna plagioklazov. Velikost plagioklazovih zrn se giblje med 5 |im in 0,4 mm. Zrna so euhedralna, do 10% je fragmentiranih. Preseki so polpodolgovati do polizometrični, pogosto je dvoj- čično zraščanje po albitnem zakonu, redkejša so conarna zrna. V njih opazujemo vključke albita, neprozornih mineralov in apatita. Enakovredno sta zastopana ande- Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine_59 zin in oligoklaz. Plagioklazi tvorijo od 10 do 30% kamnine. Oligofirskih litičnih zrn z devitrificirano steklasto osnovo je 20 do 45%. So nepravilnih oblik in so velika od 0,1 do 5 mm. Kontakt z osnovo je nazobčan ali raven. Poleg osnove jih grade še plagio- klazi (andezin, oligolaz) z delno korodiranimi robovi, ob katerih ponekod opazujemo strukturo rotacije. Zrn stekla in plovca je 5-20%. So izrazito nepravilnih oblik in so velika 10 |im do 3 mm. Ker so, tako kot osnova, močno devitrificirana, jih včasih tež- ko ločimo od osnove s katero se stikajo z ravnimi ali nazobčanimi kontakti. Na nekaterih mestih je prišlo do dolomitizacije kamnine, ki je prizadela predvsem litična in steklasta zrna, ponekod pa tudi osnovo. Vpršeni dolomikrit predstavlja naj- več 10%. Debelozrnati andezitni tuf Svetlosivozelen debelozrnat tuf se pojavlja kot kristalolitični steklast in steklast litičnokristalni debelozrnat andezitni tuf. Kamnina je pogosto bolj ali manj izrazito laminirana. V spodnjem delu opazujemo tudi slabo izraženo inverzno postopno zr- navost. Mikroskopsko je struktura homogena, nesortirana in neorientirana. Devitrificira- ne in mestoma sericitizirane steklaste osnove je po oceni 10 do 30%. Ocena je pribli- žna, ker je zrna plovca in stekla na nekaterih mestih nemogoče ločiti od osnove. V osnovi plavajo ali pa se stikajo z ravnimi in točkovnimi kontakti od 10 jim do 2 mm (izjemoma do 5 mm) velika zrna stekla, plovca, plagioklazov in litična zrna. Zrna plovca ponekod prehajajo v psevdoosnovo. Med plagioklazi, ki pokrivajo 10 do 50% kamnine prevladuje andezin, oligoklaz se pojavlja podrejeno. Euhedralna in subhedralna polpodolgovata zrna in zrna vmesnih oblik so velika 30 |j,m do 0,9 mm. Pogosto opazujemo dvojčično zraščanje po albitnem zakonu, redkeje pa conarna zrna. Do 5% zrn je fragmentiranih. Oligofirska litična zrna predstavljajo 5 do 30% kamnine. Velika so od 70|im do 5 mm in se z osnovo sti- kajo z ravnimi ali nazobčanimi kontakti. Osnova v zrnih je močno devitrificirana in mestoma sericitizirana. Plagioklazi, ki so ujeti vanjo imajo euhedralne polpodolgova- te do polizometrične preseke in se pogosto dvojčično zraščajo. Redkejši so conarni plagioklazi. Robovi plagioklazov kažejo sledove korozije, v njih najdemo redke pali- časte vključke apatita. Kot avtigeni minerali se v debelozrnatem tufu pojavljajo kremen, kalcedon in pi- rit, ki skupaj ne presežejo 3%. Avtigen je seveda tudi zelo pogosti sericit. Pelitski andezitni tuf V laminah debelih do 2 mm se v debelozrnatem tufu pojavlja tudi pelitski tuf. Pre- hodi med laminami so ostri. Kamnina je laminirana tudi mikroskopsko. Takšna lami- nacija je izražena z različno zrnavostjo plagioklazov. V mikrokristalni osnovi (80%) plavajo zrna glinencev in htična zrna, velika 5 џт do 50 |im, izjemoma do 1.8 mm. Glinenci tvorijo 15% kamnine. V drobnozrnatih laminah so veliki od 5 |im do 50 |im, povprečno 10 |J.m, v debelejezrnatih pa od 5 |im do 150 џт, povprečno 40 |im. Zrna so neusmerjena, preseki so euhedralni in subhedralni, polizometrični do polraz- potegnjeni, pojavljajo se tudi so fragmentirana zrna (približno 5%). Litična zrna so 60_Miloš Bavec velika od 0,3 mm do 1,8 mm, povprečno 0,8 mm. Gre za devitrificirana zrna stekla in plovca z vključki mikrokristalnih plagioklazov. Stik z osnovo je nazobčan ali raven. Tvorijo 5% površine vzorca. Devitrificirana steklasta zrna nastopajo v oglatih, me- stoma delno zaobljenih zrnih velikosti od 0,1 mm do 0,8 mm, ki pokrivajo 5% po- vršine. V kamnini se pojavljajo tudi redka, do 70 |im velika zrna, sestavljena iz avtigenega kalcedona. Dolomit Znotraj debelozrnatega tufa sta tudi dve, do 10 cm debeli plasti temnosivega dolo- mita. Kamnina je intradolodismikrit - mudstone do wackestone. Meja s tufom je po- stopna. V dolomitu je 10% klastov mikrokristalnega kremena, ki so veliki do 10 |im in prav toliko intraklastov dolomikrosparita. Pomemben delež, kar 20%, zavzemajo tudi izsušitvene pore, ki so zapolnjene z dolosparitnim cementom. Profil III - Gorenji Potoki Profil III (si. 8) je posnet v črnem zgodnjediagenetskem ladinijskem dolomitu z vložki antracita, ki je časovni ekvivalent južneje ležečega črnega apnenca z vložki antracita. Plasti so debele od 11 do 55 cm in vpadajo v smeri 310/35. Debelina profila je 225 cm. Zgodnjediagenetski dolomit s polami laporovca Plasti črnega dolomita so debele od 11 do 55 cm. Plastnatost je jasno izražena. Med plastmi so ponekod 0,5 do 2 cm debele pole laporovca, ki se ponekod zajeda tudi v nižjeležeče dolomitne plasti. Takšen primer opazujemo na 192. cm v profilu III, kjer je razpoka v dolomitu zapolnjena s klastičnim materialom, ki vsebuje tudi manj kot 1% močno spremenjenih plagioklazov. Tudi rentgenski posnetek pole laporovca je pokazal vsebnost plagioklazov in kremena. Zato lahko kamnino imenujemo laporo- vec s primesjo tufskega meljevca. Ponekod je dolomit skoraj v celoti sestavljen iz plastiklastov, ki kažejo na sinsedi- mentacijske deformacije. V njem se pojavljajo klasti roženca, teh je do 40%, do 3% kremenovih klastov in do 5 % dolomitnih. Klasti so veliki do 1 cm. Kamnina je bolj ali manj impregnirana z bituminozno snovjo, katere vsebnost ne preseže 3%. Zaradi različne vsebnosti le te je kamnina ponekod laminirana. Osnovo plastiklastom pred- stavlja močno okremenjen dolomikrit. Različki dolomita, ki se pojavljajo v profilu so biodolomikrit, intradolomikrit in intrabiodolomikrit, wackestone do packstone. V kamnini je najprej prišlo do dolomitizacije; mikrosparit je bil nadomeščen z do- lomikrosparitom. Sledilo je zapolnjevanje razpok in nadomeščanje fosilov z dolos- paritom, ki ga je kasneje delno nadomestil avtigeni kremen. Ponekod so sledovi dolo- mitnih romboedrov v okremenjenih bioklastih še vidni. Skladovnico je prizadela tudi postsedimentacijska tektonika. Kot posledica so na- stale mnoge žilice zapolnjene z mozaičnim dolosparitnim cementom. Žilice pokrivajo do 20% kamnine. Posebnost so vertikalne (na plastnatost) razpoke na 71. cm, ki so Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine 61 SI. 8. Profil III - Gorenji Potoki. Legenda pri si. 6. Fig. 8. Cross-section III - Gorenji Potoki. Legend on fig. 6. napolnjene s sedimentom zgornje plasti - z laporovcem s primesjo tufskega meljevca. Le te so mlajše od razpok zapolnjenih z dolosparitom, vseeno pa je očitno, da so na- stale še preden je bila kamnina dokončno litificirana. Na tektonsko aktivnost kažejo tudi stilolitski šivi in nekatera zrna avtigenega makrokristalnega kremena, ki izrazi- to valovito potemnevajo. V dolomitu najdemo številne rekristalizirane fosilne ostanke, ki skupaj predstav- ljajo do 5% kamnine. Prevladujejo lupinice ostrakodov, poleg njih pa najdemo še fo- raminifere iz družine ?Duostominidae in nedoločljive biomorfe velike do 40 |im. Fo- silni ostanki so v popolnosti nadomeščeni z dolosparitom, večina pa kasneje še z mi- krokristalnim kremenom. Opisani dolomitni različki so močno okremenjeni. Kremen na nekaterih mestih predstavlja do 40%. Prevladuje vpršeni mikrokristalni kremen, ki se pojavlja tudi v gnezdih velikih do 50 |im. Fosilni ostanki in dolosparit v žilah so ponekod v celoti na- domeščeni z mikrokristalnim, mestoma pa tudi makrokristalnim kremenom. Avtige- nega kremena ponekod ne moremo ločiti od alokemičnega. V zgornjem delu najdemo v dolomitu tudi pirit v euhedralnih izometričnih zrnih velikih do 70 |im. 62 Miloš Bavec Antracit Antracit se pojavlja v plasteh, ena izmed njih je debela kar 55 cm. Gre za premog tipa detrogelit s primesjo detritičnega materiala - klastov dolomita in piroklastičnih kamnin. V premogu najdemo zrna framboidalnega pirita - tako imenovane orudene bakterije. Zanimiv je tudi pojav psevdomorfoze goethita po zrnih glinencev v klastih piroklastičnih kamnin. Interpretacija sedimentacijskih okolij Profil I - Jagršče Anizijski zgodnjediagenetski dolomikrit z redkimi peleti in pogostimi stromatoliti je nastajal na območju plitvovodnega šelfa in sicer nad srednjim plimskim nivojem („supratidal"). Občasno je prišlo do prekinitev pri sedimentaciji. Sediment je dosegel vodni nivo in bil izpostavljen subaerskim pogojem. Prišlo je do redukcije sedimenta - nastale so emerzijske površine. Na meji med anizijem in ladinijem je bil del anizijskega dolomita erodiran, po transgresiji pa se je nanj začel odlagati ladinijski dolomit. Mejo med obema zazna- muje kotno erozijska diskordanca (si. 9). Sedimentacijsko okolje je v ladiniju ostalo enako kot v aniziju. Edino velika vse- bnost fosilnih ostankov v najvišjem delu profila nam daje slutiti, da se je morje obča- sno poglobilo vsaj pod srednji plimski nivo. Sedimentacijski bazen je bil sicer enoten, vendar pa morfološko razgiban. Profil II - Dolenji Potoki O izvoru piroklastičnega materiala, ki se je usedal na opisanem območju lahko sklepamo na podlagi razmerij med komponentami. V kamninah v profilu II, pa tudi v drugih piroklastičnih kamninah na kartiranem ozemlju, prevladujeta plovec in ste- klasta faza, kar je značilno za piroklastite, nastale kot posledica eksplozivnih ma- gmatskih erupcij (Cas & Wright, 1993). O okolju, v katerem so se usedali tufi opisani v profilu II, je le malo zanesljivih po- datkov. Eden od kriterijev za ločevanje subakvatsko ali subaersko odloženih tufov je razmerje med velikostmi litičnih zrn in zrn plovca (M c P h i e et al., 1993). Če ne upoštevamo oligofirskih litičnih zrn - to so zrna plovca, v katerih je včasih ujeto le eno ali dve zrni plagioklazov - potem lahko opisanim piroklastitom pripišemo podvo- dno okolje usedanja. Razmerje med velikostmi litičnih zrn in zrn plovca je namreč manjše od 1:5. O podvodnem (podmorskem) nastanku kamnin v profilu II nas prepri- čujeta tudi lamini intradolodismikrita v katere prehaja debelozrnat tuf. V dolomitu so pogoste izsušitvene pore in intraklasti, zato gre verjetno za nastanek v občasno medplimskem okolju. Zanimivo je opazovati vsebnost karbonatov v piroklastičnem materialu. Ni nam- reč neobičajno, če v tufih najdemo precejšnje količine fosilnih ostankov (Hinter- lechner - Ravnik & Plenica r, 1967) ali karbonatov. Predvidevam, da je bil dotok piroklastitov občasno tako obilen, da je popolnoma onemogočil nastajanje kar- bonata. Verjetno je v tufih le skrito nekaj karbonata, ki ga mikroskopsko ne moremo Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine 63 SI. 9. Kotno erozijska diskordanca med anizijskim in ladinijskim dolomitom v profilu I - Jagršče Fig. 9. Angular disconformity between Anisian and Ladinian dolomites within the cross-section I - Jagršče ločiti, pri rentgenski analizi pa se njegov signal prekrije s signalom avtigenega do- lomita. Občasno pa je bil dotok piroklastov le prekinjen, na kar kažejo dolomitne la- mine v tufu. Glede na to, da so piroklastiti v profilu relativno debelo zrnati, povzemam (M c P h i e et al., 1993), da so bili odloženi z usedanjem piroklastičnega materiala v pro- ksimalnem delu glede na center vulkanizma in sicer v šelfnem okolju. Profil III - Gorenji Potoki Črn dolomit je nastajal v zaprtem, laguni podobnem šelfu z občasnim povečanim priobalnim oz. kopenskim vplivom, ki ga izkazujejo pole laporovca in prinesena or- ganska snov. Takšno okolje je bilo v podobnih kamninah opisano že pri Stopniku (Čar & Skaberne, 1995). Stalno primes vulkanogenega materiala v kamninah profila III gre pripisati eroziji starejših piroklastitov, morda pa tudi zelo šibkemu na- daljevanju vulkanske aktivnosti. Morsko dno je bilo v času odlaganja sedimentov tektonsko aktivno. O tem nam pričajo mnogi plastiklasti v kamnini in zanimive plastične deformacije v črnem dolo- mitu in apnencu, ki sta ekvivalent dolomita, opisanega v profilu III. 64_Miloš Bavec Sklep ^ V aniziju je mirno sedimentacijo dolomita v seltnem okolju zmotilo prvo obdobje idrijske tektonske faze (Č a r, 1968; B u s e r, 1980). Najstarejši pokazatelj srednjetria- sne tektonike na kartiranem ozemlju so razpoke v anizijskem dolomitu, ki so za- polnjene z monomiktno dolomitno brečo - menim, da gre za neptunske dajke - in sre- dnjetriasni prelomi pri Gorenjih in Dolenjih Potokih. Odlaganje karbonata je bilo v aniziju večkrat prekinjeno, ko je sediment dosegel vodni nivo. Prišlo je do redukcije sedimenta in nastanka emerzijskih površin. Proti koncu anizija je prišlo do dvigovanja terena nad erozijsko bazo, kar je po- vzročilo nastanek kotne erozijske diskordance. Ob posameznih bolj dvignjenih blokih je nastajal bazalni ladinijski konglomerat, v nekaterih lagunah pa dolomit z vložki vulkanogenega materiala, ki že kaže na vulkansko dejavnost. Nadaljevanje sedimentaci]e je zaznamovano z močno aktivnostjo bližnjega vulka- na. V zaprtem šelfu se je v času najmočnejše vulkanske aktivnosti usedal piroklastični material - nastajali so lapilni, debelozrnati in pelitski andezitni tufi. Piroklastične kamnine so nastajale v proksimalnem območju ognjenika z usedanjem piroklastične- ga materiala (pyroclastic fall) (Me P h i e et al., 1993). Med krajšimi obdobji zmanj- šane vulkanske aktivnosti je prišlo tudi do karbonatne sedimentacije. Takrat so na- stale redke tanke plasti dolomita s tufsko primesjo. Ob dvigovanju blokov so bili nekateri deli erodirani, kar je povzročilo nastanek konglomeratov. Med plastmi apnenca in dolomita najdemo pole laporovca s primesjo tufskega me- ljevca, ki kažejo na občasno povečan vpliv s kopnega. Posledica dotoka kopenskega materiala je tudi nastanek plasti antracita z vložki terigenega materiala. Karbonatne kamnine ponekod zaključujejo ladinijsko stopnjo, ponekod pa jih lateralno spet za- menjajo piroklastične kamnine. Sedimentacija se je iz ladinija neprekinjeno nadaljevala v cordevol, ko se je odložil apnenec, iz katerega je kasneje nastal mlečnobel zrnat dolomit. Predvidevali smo, da bomo na kartiranem ozemlju ugotovili prehodno območje (po- bočje) med Slovenskim bazenom in Dinarsko karbonatno platformo. Obstoja sicer ne- kaj podobnosti s prehodnim območjem, ugotovljenim v okolici Stopnika (Č a r & Skaberne, 1995), vendar v kamninah med Jagrščami in Zelinom ne zasledimo no- benega vpliva globljemorske sedimentacije. Ozemlje paleogeografsko še vedno spada v platformo, verjetno v bližino mejnega območja, ki ga bo potrebno iskati severneje, nekje med Zelinom in prvimi ostanki kamnin globokomorskega razvoja v okolici Cer- knega. Zahvala Prispevek je nastal kot povzetek diplomskega dela na NTF v Ljubljani. Iskrena hvala mentorju J. Carju za koristne in obširne napotke pri izdelavi naloge, D. Skaber- netu za pomoč pri pregledovanju zbruskov, U. Herlecu za opis premoških obrusov, V. Mikužu in A. Horvatu za določitev fosilov, Š. Goričanovi za pregled vzorcev na radio- larije ter N. Zupančičevi in M. Boletovi za pomoč pri interpretaciji rentgenogramov. Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine_65 Ladinian carbonate and pyroclastic rocks between Jagršče and Želin (Slovenia) Introduction Tectonic movements that started on the Slovenian carbonate platform in the Lo- wer Triassic (Placer & Č a r, 1975b) led to the final differentiation of the platform into three major paleogeographic units: Binarie carbonate platform, Slovenian basin and Julian carbonate platform (B u s e r, 1986). In Ladinian the differentiation has already been completed although tectonic acti- vities have not stopped. Due to tectonism, volcanic activity started all over Slovenian territory at that time. Two consecutive volcanic events were described by the first re- searchers in the Idrija and Cerkno region (Stur, 1858; Kossmat, 1910; R a k o V e c , 1946), while more recent authors claim only one major volcanic event in Ladinian (Č a r, 1968, Čar & Skaberne, 1995; Bavec, 1996). On the Dinaric carbonate platform the Ladinian layers are separated from the un- derlying Anisian dolomite by a disconformity, but locally an angular unconformity is present (Č a r, 1985a, 1990). Sedimentation in the Ladinian has not started before the Langobardian (Mlakar 1967, 1996; Placer & Čar, 1975b). Typical platform rocks of that age consist of tuffs intercalated with intermediate volcanic rocks, dark organic matter rich limestone and variegated conglomerates found in spots (B u s e r, 1986). Ladinian layers are covered by conformable Cordevolian dolomite (Mlakar, 1969; Bus er, 1986). Ladinian stage in Slovenian basin is marked by deposition of diverse deeper-water clastic sediments of the Psevdozilja Formation. Rock layers of the Psevdozilja For- mation are covered by Cordevolian rocks of the Amphiclina Formation (Čar et al., 1981, Bus er, 1986). The boundary area between Slovenian Basin and Dinaric Carbonate platform is marked by complicated association of diverse Ladinian rocks (Č a r, 1985a). Detailed analysis of the boundary area was made at the Stopnik village (Čar & Ska- berne, 1995). Tectonic structure of Idrija and Cerkno area is a consequence of three stages of the Alpine orogenetic cycle (Placer & Čar, 1975a). In the Middle Triassic radial fa- ults in N-S and E-W direction were formed (Mlakar, 1967, B u s e r, 1980). This orogenetic stage was followed by folding and overthrusting in Tertiary (Mlakar, 1969; B u s e r, 1976, 1986; Placer, 1981). Finally, in the younger Tertiary, NE-SW and NW-SE faults were formed due to tangential pressure (Placer & Čar, 1975a; Bus er, 1976). Geology of the area between Jagršče and Želin A 1:5000 scale map was used for geological mapping (figs.l, la, lb, 2). Three detai- led cross-sections 1:20 to 1:50 scale were analyzed in order to determine paleoenvi- ronmental conditions (figs. 6, 7, 8). 66 - Miloš Bavec Anisian The oldest lithostratigraphic unit of the mapped area is a light gray to white, massi- ve to thin-layered, coarse- and fine-grained Anisian dolomite. SS stromatolites are common in fine-grained type. In the upper portion of the unit emergence planes and some cataclastic breccias were found in spots. They both prove tectonic movements we- re present before deposition of Ladinian sediments. It is known from the surrounding area that some tectonic blocks were uplifted higher than the others (Mlakar, 1967; Čar 1968,1990). Meandrospira dinarica was determined to give evidence of Anisian age. The boundary with rocks of Ladinian age is marked by a disconformity and locally by an angular unconformity (fig. 9). Ladinian Ladinian stage in the mapped area consists of carbonate and pyroclastic rocks al- ternating in lateral and vertical direction (fig. 3). South of Vrlejca (Cross section I; fig. 6) less than 10 m of thin-layered light brown dolomite covers the Anisian dolomite. Mineralogical X-ray analyses of the emergence planes show presence of volcanogenic materials. South of Vrlejca basal monomict dolomite breccia and conglomerate form the base of Ladinian in spots. Blocks are up to 40 cm in diameter At Gorenji Potoki and east of Jagršče about 10 m of dolomitized thin-layered (3 to 15 cm) pelitic tuff layers lay at the base of the Ladinian. The lithological unit consisting of different tuff varieties - andésite lapilli, coarse- grained and pellitic tuffs - is 50 to 70 m thick. Layers of various tuff types that are 3 to 40 cm thick alternate in vertical as well as in lateral sense. Three main tuff varieti- es were distinguished (after M c P h i e et al., 1993): vitric-crystal-lithic lapilli tuff, vitric-lithic-crystal coarse-grained tuff and pelitic tuff. Cross-section II was analyzed within this lithological unit (fig. 7). Layers of silicified carbonate rocks - limestone and dolomite with coal intercalati- ons - alternate with pyroclastic rocks in vertical and lateral sense. Dark gray and black early-diagenetic silicified dolomite forms the upper and somewhere even up- permost part of Ladinian sequence in this area. The sequence of layers, 3 to 60 cm thick, reach the maximum thickness of 20 m. Dolomite is nodular locally in lower parts of the sequence. Some ostracods and ?Duostominidae were found even though microfossils are considerably recrystallized. Layers of anthracite with silt and sand- stone, 1 to 55 cm thick, intercalate with the dolomite. Cross-section III has been posi- tioned within this dolomite (fig. 8) Limestone occurs around Jagršče and at the most northern extent of the mapped territory. It is macroscopically identical to the dolomite described above. There are so- me differences, though. Limestone is less well silicified and contains up to 40% of bituminous matter Some chert nodules are present as well. Fossils represent up to 60% of the rock. Ostracods, onkoids and undetermined forms prevail. West of Vrlejca Protrachyceras archelaus (fig. 4), Daonella lomelli and Posidonia sp. (fig. 5) were fo- und. Langobardian age of the certain limestone has been established by previous rese- archers (B u s e r, 1986; Goričan & Buser, 1990; Kolar-Jurkovšek, 1990). East of Burja conglomerate was found intercalating with lapilli tuff layers. It con- sists of limestone clasts (80%) and tuffaceous matrix (20%). . . , Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine 67 Cordevolian Light gray and white massive coarse-grained Cordevolian dolomite overlies the Ladinian rocks of the mapped area. The contact is conformable. Tectonics The mapped area is cut by two generations of faults. The older ones, originating from the Middle-Triassic Idrija tectonic phase (B u s e r, 1980), cross the area in E-W direction. Younger - Postsarmatian (B u s e r, 1976) strike-slip faults cross the area in NW-SE direction. Minor (max. 50 m) right-hand striking took place along the latter. The area belongs to the Trnovo nappe (Mlakar, 1969; Placer, 1981). Paleoenvironmental interpretation Calm continental shelf sedimentation of carbonates has been disturbed by move- ments belonging to the first period of the Idrija tectonic phase in Anisian (Čar, 1968; B u s e r, 1980). Synsedimentary fissures filled with monomictic dolomitic breccia and Middle Triassic faults at Gorenji Potoki and Dolenji Potoki are the main evidence for such conclusion. Emergence planes in the dolomite show that sediments were perio- dically uplifted above the sea level during sedimentation. At the end of the Anisian some tectonic blocks were uplifted along the Middle Tri- assic faults causing the formation of disconformity and angular unconformity. Tuffa- ceous dolomite was formed in some calm lagoons while basal Ladinian conglomerate accumulated around uplifted blocks. Sedimentation in Ladinian was marked by volcanic eruptions of nearby volcano. Lapilli, coarse-grained and pelitic tuffs were formed on a calm continental shelf. Un- derwater sedimentation of pyroclastic material has been proved by grain-size relati- on between lithic and pumice grains lower than 1:5 (C a s h m a n & F i s k e, 1991; after Me P h i e et al., 1993). Prevailing pumice and vitric phase in tuffs shows that explosive volcanic eruptions caused the formation of volcanoclastic sediments in the area (Cas & Wright, 1993). Sedimentary structures of tuffs are typical for proxi- mal pyroclastic fall deposits (M c P h i e et al., 1993). Shorter periods of lowered volcanic activity were marked by prevailing carbonate sedimentation. Thin layers of tuffaceous dolomite intercalating with tuffs were for- med in such conditions. Most of carbonate sediments were accumulated after the termination of volcanic activity on calm, lagoon-like shelf. Marl intercalations, anthracite layers and admix- ture of bituminous matter in dolomite and limestone evidence substantial influx of terrigenous materials. While uplifting continued from the Anisian through the Ladinian, some conglome- rates consisting of limestone clasts and pyroclastic matrix accumulated in spots. Synsedimentary deformations in the limestone and dolomite prove that minor tecto- nic activities carried on until the end of the Ladinian. Sedimentation went on continuously to the Cordevolian when white, coarse-grai- ned dolomite was formed. 68_Miloš Bavec Conclusions Anticipation of finding the transitional zone between Slovenian Basin and Slove- nian carbonate platform in the area between Jagršče and Želin proved to be wrong. There is some analogy with the transitional zone rocks described by Č a r and Ska- berne (1995) in nearby Stopnik, though, but no evidence of deeper-sea sedimenta- tion was found between Jagršče and Želin. The rocks of the mapped area were for- med on the platform, probably near to its edge. The transitional zone should therefor re be searched for somewhere north of Želin. Literatura B a v e C, M. 1996: Ladinijske plasti med Jagrščami in Zelinom.- Diplomska naloga. Katedra za geologijo in paleontologijo NTF, 69 str, 7 pril., Ljubljana. В e r c e, В. 1960: Poročilo o geološkem kartiranju na ozemlju Cerkno - Žiri - Idrija - Rovte. - Tipkano poročilo. Geološki zavod Slovenije, 82 str, Ljubljana. B e r C e, B. 1962: Raščlanjenje trijasa u zapadnoj Sloveniji. - Referati 5. savetovanja geologa, 155-160, Beograd. B u s e r. S., 1976: Tektonska zgradba južnozahodne Slovenija. - 8. jugoslovanski geološki kongres, 45-58, Ljubljana. B u s e r, S., 1980: Stratigrafske vrzeli v paleozojskih in mezozojskih plasteh v Sloveniji. - Simpozij iz regionalne geologije i paleontologije, 335-345, Beograd. B u s e r, S. 1986: Tolmač listov Tolmin in Videm (Udine). Osnovna geološka karta SFRJ 1:100 000. - Zvezni geološki zavod, 103 str, Beograd. B u s e r, S. 1987: Osnovna geološka karta SFRJ 1:100 000, list Tolmin in Videm. - Zvezni geo- loški zavod, Beograd. C a s, R. A. F & Wright, J.V 1993: Volcanic Successions. - Chapman & Hall, 527 p., Lon- don. Č a r, J. 1968: Razvoj langobardskih plasti v strukturi IV. pokrova v bližnji okolici Idrije. - Diplomsko delo. Katedra za geologijo in paleontologijo NTF, 62 str, Ljubljana. Č a r, J. 1985a: Razvoj srednjetriasnih sedimentov v idrijskem tektonskem jarku. - Doktorska disertacija. Katedra za geologijo in paleontologijo NTF, 236 str, Ljubljana. Č a r, J. 1985b: Izdelava OGK občine Idrija v merilu 1:25000, faza II. - Tipkano poročilo. Ar- hiv Rudnika Idrija, 93 str, Idrija. Č a r, J. 1990: Kotna tektonsko - erozijska diskordanca v rudiščnem delu idrijske srednjetria- sne tektonske zgradbe. - Geologija 31/32, 267-284, Ljubljana. Č a r, J. & S k a b e r n e, D. 1995: Ladinijske plasti Stopnika. - Geološki zbornik 10, 22-25, Ljubljana. Č a r, J., S k a b e r n e, D., O g o r e 1 e C, B., T u r n š e k, D. & P 1 a c e r, L. 1981: Sedimen- tological characteristics of Upper Triassic (Cordevolian) circular quiet water bioherms in we- stern Slovenia, Northwestern Yugoslavia. - In: Toomey, D.F. (ed.), European Fossil Reef Models. SEPM 30, 233-240, Tulsa, USA. D u n h a m, R. J. 1962: Classification of carbonate rocks according to depositional texture. - In: Ham, WE. (ed.). Classification of carbonate rocks, a Symposium. AAPG, Memoir 1, 108-122, Tulsa, USA. F e r j a n č i Č, L. 1972: Končno poročilo o izdelavi geološke karte lista Tolmin v letu 1971. - Tipkano poročilo. Geološki zavod Slovenije, 16 str, Ljubljana. F o 1 k, R. L. 1962: Spectral subdivision of limestoe types. - In: Ham, WE. (ed).. Classification of carbonate rocks, a Symposium. AAPG, Memoir 1, 62-84, Tulsa, USA. Germovšek, C. 1956: Razvoj mezozoika v Sloveniji. - Prvi jugoslovanski geološki kon- gres, 35-41, Ljubljana. G o r i č a n, Š. & B u s e r, S. 1990: Srednjetriasni radiolariji Slovenije (Jugoslavija). - Geolo- gija 31/32, 133-198, Ljubljana. Hinterlechner-Ravnik, A. & Plenica r, M. 1967: Smrekovški andezit in njegov tuf. - Geologija 10, 219-237, Ljubljana. Kolar-Jurkovšek, T. 1990: Mikrofavna srednjega in zgornjega triasa Slovenije in njen biostratigrafski pomen. - Geologija 33, 21-102, Ljubljana. K o s s m a t, F. 1910: Erläuterung zur geologische Spezialkarte Bischoflak und Idria. - Verh. Geol. R. A., 101 p., Wien. Ladinijske karbonatne in piroklastične kamnine_69 M C P h i e, J., D o y 1 e, M. & A 11 e n, R. 1993: Volcanic Textures. - CODES Key Centre, 197 p., Hobart, Tasmania. Mlakar, I. 1967: Primerjava spodnje in zgornje zgradbe idrijskega rudišča. - Geologija 10, 87-115, Ljubljana. Mlakar,!. 1969: Krovna zgradba idrijsko žirovskega ozemlja. - Geologija 12, 5-57, Lju- bljana. P 1 a C e r, L. 1981: Geološka zgradba jugozahodne Slovenije. - Geologija 24, 27-60, Ljublja- na. Placer, L. & Čar, J. 1975a: Rekonstrukcija srednjetriadnih razmer na idrijskem prostoru. - Geologija 18, 197-209, Ljubljana. P 1 a C e r, L. & Č a r, J. 1975b: Triadna tektonika okolice Cerknega, I. faza. Triadna tektoni- ka med Idrijo in Rovtami. - Mezozoik v Sloveniji. Tipkano poročilo. Knjižnica Oddelka za geo- logijo NTF, 98 str, Ljubljana. R a k o v e c, I. 1946: Triadni vulkanizem na Slovenskem. - Geografski vestnik 18, 139-170, Ljubljana. R o g e r s, A. & K e r r, P. 1942: Optical mineralogy. - Me Gravi^-Hill Book Company Inc., 390 pp., New York, London. S t u r, D. 1858: Das Isonzo - Thal von Flitsch abwärts bis Görz, die Umgebungen von Wip- pach, Adelsberg, Planina und die Wochein. - Jahrb. geol. R.A., 9, 324-366, Wien. Šumi, F. 1960: Poročilo o geofizikalnih raziskavah v Idriji in okolici 1959. - Tipkano poroči- lo. Geološki zavod Slovenije, 23 str, Ljubljana. Tovšak, R. & Orehe k, S. 1960: Poročilo o izpiranju in mikroskopski priskavi vzorcev z ozemlja Cerkno - Žiri - Rovte. - Tipkano poročilo. Geološki zavod Slovenije, 40 str, Ljubljana. GEOLOGIJA 41, 71-101 (1998), Ljubljana 1999 Lower Jurassic dolomite-limestone succession with coal in the Kočevski Rog and correlation with neighbouring areas (southeastern Slovenia) Spodnjejursko dolomitno-apnenčevo zaporedje s premogom v Kočevskem Rogu in primerjava s sosednjimi območji Stevo Dozet Geološki zavod Slovenije Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: premog, karbonatne prikamenine, lias. Dinarska karbonatna platforma, Slovenija Key-words: coal, adjacent carbonate rocks, Liassic, Dinaric carbonate platform, Slovenia Abstract The article deals with the Lower Jurassic shallow-water succession of carbonate rocks with lenses of coal in the area of the Dinaric carbonate platform east of Ko- čevje. The coal is of Middle Liassic age. The footwall of the coal is represented by the Lower Liassic grained bituminous dolomite and the hanging wall by the Upper Liassic spotted limestone. The coal was formed in a shallow lagoon and/or deeper marsh at paralic-limnic conditions. A correlation of developments of the Liassic beds in the Kočevski Rog, Suha krajina. Mala gora, Kočevska Mala gora and Bela krajina area has been performed in this paper as well. Kratka vsebina Članek opisuje spodnjejursko plitvovodno zaporedje karbonatnih kamenin z vložki premoga na območju Dinarske karbonatne platforme vzhodno od Kočevja. Premog je srednjeliasne starosti. Talnino premoga predstavlja spodnjeliasni zrnati in bituminozni dolomit, krovnino pa zgornjeliasni marogasti apnenec. Premog je nastajal v plitvi laguni in/ali globljem močvirju ob paralično-limničnih pogojih. V članku je opravljena primerjava razvojev hasnih plasti Kočevskega Roga, Suhe kra- jine. Male gore. Kočevske Male gore in Bele krajine. Introduction The Lower Jurassic carbonate rocks with coal in the Kočevski Rog area were di- scovered at stratimetric profiling (Dozet, 1982). The considered coal occurrence lies 15 km east of Kočevje (Fig. 1) in the Kočevski Rog area. The coal-bearing succession 72 Stevo Dozet Fig. 1. Location sketch map SI. 1. Položajna shematska karta lays open along the forest-road near the hunting hut north of the small village Laze. The dolomite-limestone succession of the Liassic contains at some levels of the mid- dle part of the succession 8 thin seams and lenses of coal. The coal is of high quality. The carbonate rocks are classified by F o 1 k's (1959) pétrographie classification of limestones and D u n h a m's (1962) classification of carbonate rocks according to de- positional texture. The macrofossils are determined by Irena Debeljak. Chemi- cal analysis of the coal samples are performed in the laboratory of REK Trbovlje. The Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_73 colour of the rocks is defined according to Munsell's ROCK COLOR CHART, based upon the three dimensional comprehension of colours. Previous Investigations In the history of the Slovene coal exploration, The Kočevski Rog, Kočevje and Do- lenjsko area on the vahóle with their Jurassic coal occurrences regarding the quantity of coal have never been of importance. In these areas the coal outcrops were in all cases small, consequently, their economic significance was small as well. Traces of abandoned research and miner's digging show that the Jurassic coal was discovered and locally exploited already before the second World war After the War B u s e r (1965b, 1974) mentioned the coal in bituminous dark grey grained dolomite on the boundary between the Middle and Upper Liassic. During his field work he found two outcrops of this coal. The first outcrop lies southeast of the village Nova Vas surmo- unted the village Metulje in the Bloke plateau area. The coal outcrop can be seen above the surface of the ground in length of 3 metres with the thickness of the coal up to 0.5 metres. The local people dug this coal and sold it to neighbouring blac- ksmiths. The second outcrop of the Jurassic coal is situated west of the village Retje in the Loški Potok area. The coal occurs in five up to 5 centimetres thick seams, which are tectonically strongly interrupted. We can follow them in length of 5 metres. It is true, the considered coal occurrences are of no economic importance, but they are of great scientific importance, especially for paleogeographic study of the Dinaric carbonate platform area and the reconstruction of environmental and geodinamic events during the time interval of the Lower Jurassic. Rather numerous but economically unimportant coal occurrences in the lower part of the Jurassic carbonate sequence were discovered during the mapping for the Basic geologic map of SFRJ S 1:100 000 on the Map Sheet Delnice (Dozet, 1983; S a v i č & D o z e t, 1985a, b). The coal occurs in the Liassic stratified and platy brownish grey coarse-grained strongly bituminous dolomite and between plates and beds of dark grey to black micritic limestone. In the Kočevje and Gorski kotar area the Lo- wer Jurassic coal occurs in the form of up to 0.75 metres thick and 8 metres long len- ses. In most cases we can see rather thinner and shorter lenses. At some places there are just some centimetres thick seams of coal. Bukovac et al. (1984) mentioned smaller findings of coal at Brezovica in the Bela krajina area WSW of Črnomelj. Nowadays, just a smaller trench as well as dum- ping-ground have been preserved. The lense of coal occurs within the Liassic dolomi- te with marly dolomite and dolomitic marl in the hanging wall. Both rocks contain impregnated bitumen, originated by bitumenization of coal. Geology of the Coal Deposits Stratigraphie position The stratigraphie carbonate sequence with thin seams and lenses of coal in the Kočevski Rog area belongs to the Middle Liassic. Considering fauna and coal we can divide the Kočevski Rog succession into three parts (Fig. 2): 1)- the lower part, foot- wall respectively, 2)- the middle or coal-bearing part and 3)- the upper part represen- 74 Stevo Dozet ting the hanging wall. The lower part belongs to the Lower Liassic, the coal sedimen- tary sequence is of the Middle Liassic age, whereas the hanging wall with regard to the stratigraphie position and according to lithology is of the Upper Liassic age. Fig. 2. Stratigraphie position of the coal-bearing beds SI. 2. Stratigrafska lega premogonosnih plasti The footwall of the coal-bearing beds, which we ranged to the Lower Liassic, is composed of dark brownish grey and brownish grey platy (2-10 cm) and bedded bitu- minous dolomite, which at some places contains small organic remains. Occasionally, we can observe in the dolomite a thin lamination. According to structure the dolomite belongs to fine-grained, medium-grained and coarse-grained dolosparite. The age of the lowermost dolomite is defined with reference to its stratigraphie position and litho- logy. The considered dolomite succession lies conformly under the Lithiotis dolomite. The coal occurs in the Middle Liassic brownish grey grained strongly bituminous Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_75 dolomite. The Middle Liassic dolomite is clearly stratified (15-35 cm). Rarely it is platy (5-10 cm). Contacts between beds are sharp, surfaces of beds are even or wavy. The structure is fine-, medium- and coarse-grained. Besides prevalently coarse-grai- ned dolosparite there is a horizon of Lithiotis dolomite which seperates the Lower and Middle Liassic beds. Lithiotis skeletons are mainly parallel to bedding and they lie so closely together that they form lumachellas. The Lower Liassic dolomite origi- nated by late diagenetic dolomization of limestones. Its late diagenetic origin is pro- ved, first of all, by his coarse-grained structure. In the Middle Liassic stratigraphie sequence besides dolosparites individual thin layers of fine-grained intraformational dolomitic breccia also occur The thickness of the coal-bearing beds ammounts to 45 metres. The coal of the Kočevski Rog autcrop is followed in five levels of the Middle Liassic interval. It occurs in the form of thin seams and lenses. B u s e r (1965b, 1974) ranged the Liassic coals in the Dolenjska area to hard coals, but according to our da- ta they chiefly belong to brown coals. Due to small thickness and extention the coal is not suitable for exploitation. Conformly upon the coal-bearing beds lies the succession of the Upper Liassic li- mestones, which are considered to be an equivalent of the spotted limestone formati- on. The transition of the dolomite to limestone is graded. The limestone is platy or bedded (5-30 cm) and greyish black. It mostly belongs to micrite, rarely to stromato- lite or laminated limestone. Very rarely the limestone is grained. At some places it de- composes into 2-5 cm thick plates. Frequently the limestone is more or less dolomiti- zed. In the lowermost part the limestone is interbedded by two beds (20 cm, 30 cm) of clay. The lower interbed is composed of brownish grey clay, shaly marl and rare, 5-7 cm thick pebbles of grey micritic and stromatolitic limestone. Tectonic Movements On the boundary between the Triassic and Jurassic period in the Dinaric carbona- te platform area there have never been any orogenic tectonic movements (Dozet, 1989) because there can be found no folding, thrusting or nappe-tectonic traces, tra- ces of volcanisms or metasomatic changes on sedimentary rocks of that time. There are nowhere to be seen tectonic discordant contacts; on the contrary, in all cases con- cordance of the Upper Triassic and Jurassic beds is in question. In the area investiga- ted there are also not to be found any coarse-grained basal transgressive formations so that we are right in affirming that the continuity of sedimentation had only be di- sturbed by the periodical interruptions as a reflection of weak or stronger epeiroge- nic movements of the carbonate platform. At the end of the Norian period the epeirogenic movements, which were present more or lesser all the Norian interval of sedimentation, when in the tidal area predo- minatly stromatolitic dolomites were formed, gradually increased so much that some local intertidal areas of the Dinaric carbonate platform raised and became for a shor- ter time a mainland. On the local dry land a karstification, weathering and erosion took place, which made possible the origin of Karst forms, dolomitic breccia and conglomerate as well as bauxitic clays. These phenomena testify for an increased epeirogenic activity and local discontinuity in that span of time. To the new intensified epeirogenic movements it came on the boundary between the Lower and Middle Liassic. Namely, in the Middle Liassic stratigraphie sequence numerous but not so expressive events can be observed indicating intensified positive 76_Stevo Dozet epeirogenic movements. It is not difficult to find out that the Middle Liassic sedimen- tation in comparison to the monotonous hower Liassic dolomite stack containing Li- thiotis limestones and dolomites, micrites and various biomicrites as w^ell as biospa- ritic limestones, is much more variegated. We should still mentione coarse-grained biointrasparitic limestones with orbitopsellas as well as interbeds of oosparitic, ooin- trasparitic and bioointrasparitic limestones with here and there hematitized ooids. The gay-coloured sedimentation point at unquiet Middle Liassic period in the Kočev- je area. This picture can be completed by phenomena as lateral and vertical facies al- ternation, wedging out of the beds and the fact that lithiotids occur in dolomites and limestones, that the Lithiotis horizons have very unstable thickness wedging out at some places, further on, the occurrence of the limestone- dolomite breccias with cal- cific cement and not at last the coal occurrences that speak for local shallow lagoons, marshes and dry land forming conditions for vegetation, and contributing to the ori- gin of the coal-bearing sediments. The whole Liassic period was very probably a rela- tively cold and humid period, especially its middle part, when the coal was formed. Kočevski Rog Cross Section The shallow-marine Liassic carbonate succession with thin seams and lenses of coal (Figs. 3, and 4) are well-developed east of Kočevja in the Kočevski Rog area. They lay open along approximately 500 metres long forest road interval north of La- ze. This cross-section is important for knowledge of geologic developments and espe- cially for study of palaeogeographic conditions in the Kočevski Rog area, Dinaric carbonate platform respectively, in the Lower Jurassic span of time. The considered cross-section begins at pretty strong dinaric fault, which separates the south-lying Lower Malm and north-lying Liassic sedimentary succession with coal seams. Cladocoropsis limestone The limestones lying to the south of the dinaric fault are greyish black to black, in some intervals light gray to moderate light gray. From the structural point of view micritic, biomicritic and biosparitic limestones with algae, foraminifers, Cladocoro- psis and molluscs occur Here and there interbeds of biointrasparitic limestones with corals and molluscs as well as a biolithite with corals, bryozoans and Cladocoropsis occur The thickness of the described beds carries together 150-200 metres. With re- gard to lithofacies and according to fossil contents we suppose, the described carbo- nate rocks belong to the Middle Malm. Lower dolomite member North of the dinaric fault lies about 75 metres thick stack of grey to dark grey platy and stratified (5-10 cm, 10-35 cm) moderate and coarse-grained strongly bitu- minous dolomite, which occasionally contains undeterminable organic remains. The dolomite is at some places laminated. In the laminae light grey, very fine-grained and dark grey coarse-grained dolosparite alternate. According to stratigraphie position and lithology the lower dolomite member is of the Middle Liassic age. Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog 77 Fig 3 Stratigraphie column of the Liassic beds with coal in the cross-section 1 in the Kočevski Rog SI. 3. Stratigrafski stolpec liasnih plasti s premogom v profilu 1 na območju Kočevskega Roga 78 Stevo Dozet Fig. 4. Stratigraphie column of the Liassic beds in the cross-section Laze-Onek in the Kočevski Rog area SI. 4. Stratigrafski stolpec liasnih plasti v profilu Laze-Onek na območju Kočevskega Roga Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_79 Lithiotis dolosparite Upon the lower dolomite member lies concordantly without interruption a grey stratified (20-60 cm) dolosparite of the coquina type. The sparitic dolomite contains very numerous lithiotid bivalves. In the Middle Liassic period these and some others pelecypods built submarine lawns, biostromes respectively. After the deposition and consolidation of the lime mud occurs a late diagenetic dolomitization that changed the lithified biosparitic limestone into a coarse-grained dolomite. The thickness of the dolomite bed with lithiotids is 2.5 metres. The contact bet wen the lower dolomite and Lithiotis dolosparite represents the boundary between the Lower and Middle Liassic. Coal-bearing beds Upon the horizon of the Lithiotis dolomite follows, first, 75 metres thick stack of grey, moderate brownish grey and dark grey platy and stratified (5-10 cm, 10-60 cm), moderate-grained bituminous dolomite with very rare and thin (up to 0.5 m) inter- beds of intraformational dolomitic breccia. The breccia is composed of very poorly rounded greyish black fragments of moderate grained dolomite in a very fine-grained dolomitic groundmass. In the dolomite fragments as well as in the groundmass, occa- sionally, an organic detritus can be seen. The lamination occurs due to various granu- larity and organic contents. White, brownish grey, dark brown and black laminae al- ternate. Besides horizontal lamination, occasionally, the cross-lamination can be ob- served. The coal-bearing beds originated in a shallow supratidal and intertidal sea, where the coal substance were brought. The first coal horizon (Fig. 5) is about 8 metres thick. It consists of 3 interlayers, lenses respectively, of coal lying within dark brownish grey and dark grey strongly decomposed grained bituminous dolomite. The black coal substance is at some places in sharp even contact with the dolomite, but in other places it passes on very irregu- lary to adjacent rocks. The first seam of the first coal horizon is 20-30 cm thick. In the lower part it con- tains some dark grey coal clay. The hanging wall of the coal seam is represented by greyish black, platy (3-5 cm), grained bituminous dolomite, which is in pretty clear contact with the coal. Downwards the coal passes first into a greyish yellow dolomi- tic marl, then into a platy and thin-bedded (5-15 cm) grained bituminous dolomite. The coal substance is pretty clayey; in the lowermost part with a yellow and in the topmost part with a grey and dark grey clay The upper contact of the coal with the dolomite is even, the lower one even to slightly wavy. The second coal seam (Fig. 5) is 20-25 cm thick. The coal substance is in the lower and upper part as well as laterally blended with a dark grey and greyish black clay In the hanging wall there is a brownish grey, platy (5-15 cm), grained, bituminous do- lomite, while its footwall is composed of platy and thin-bedded (5-15), grained bitu- minous dolomite. The upper contact of the coal and dolomite is wavy or irregular, the lower one is even to slightly wavy. The third coal seam (Fig. 5) is 15 cm thick. In this seam a dark grey coal clay pre- dominates. In the hanging wall of the coal seam there is a brownish grey platy (2-10 cm) fine and moderate-grained dolomite. In the footwall there is a brownish platy (5- 15 cm) grained bituminous dolomite. Both contacts are wavy and irregular The up- permost dolomite bed, which terminates the first coal horizon, is pinkish and 1.5 m 80 Stevo Dozet Fig. 5. Coal-bearing horizons and coal seams in the Kočevski Rog area SI. 5. Premogovi horizonti in sloji premoga na območju Kočevskega Roga Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_81 thick. It is overlain by 60 cm thick bed of the greyish black bituminous grained lime- stone, which is in its lowermost and uppermost part pinkish red. The second coal horizon (Fig. 5) is 10-20 cm thick. It is characterized by lenslike occurrences of a yellowish grey poorly cemented dolomite in the black coal substance alternating with foliated (1-3 cm) black claystone. The hanging wall is composed of a platy and thin-bedded (5-15 cm) yellowish grey, dark grey and greyish black grained bituminous dolomite; in the footwall there is a yelowish grey platy (3-10 cm) grained bituminous dolomite. The third coal horizon (Fig. 5), composed of black coal substance, is 5-15 centime- tres thick. The coal seam is in one part interrupted with a grained bituminous dolo- mite. In the footwall of the coal there is a stratified (25-35 cm) olive grey fine-grained dolomite, whereas the hanging wall is composed of stratified (30-45 cm) grayish black moderate grain dolomite. The fourth coal horizon (Fig. 5) consists of black coal substance, which is very ir- regularly arranged in bluish and greenish grey foliated coal clay. There is about 25 % of coal. Consequently, the clay is strongly predominant sediment in this horizon. The fourth horizon is 60 centimetres thick. In the coal clay up to 1.5 cm large, rather ro- unded pebbles of dark brown grained bituminous dolomite can be seen. Conformly and with a sharp irregular bed surface lies upon the coal and clay a brownish grey stromatolitic dolomite. To the coal-bearing beds is also added 7.5 metres thick transitional belt between the Middle Liassic dolomite and Upper Liassic spotted limestone. The belt of transi- tion begins with 0.5 metres thick grey platy (1-5 cm) stromatolitic limestone. The ba- sal part of the stromatolitic limestone is here and there pinky to pinkish red and in spots strongly dolomitized. Upwards follows 1 metre thick bed of grey, in the basal part pinky, extraordinary strongly dolomitized laminated stromatolitic limestone. It is overlain by 25-50 cm thick bed of greyish black to black grained bituminous nodu- lar dolomite with 1.5 cm large erosion holes. Upwards follow first 0.5 metre thick packet of greyish black fine-grained platy and stratified (2-30 cm) limestone, then 0.5 metres thick interval of greyish black stratified (10-30 cm) micritic limestone. The dolomite (3 m), which overlies the described limestone, is olive grey to greyish black, platy and thin-bedded (5-20 cm) moderate-grained and strongly bituminous („satu- rated" dolomite) with up to 10 cm thick lenses of coal. This is the fifth and at the sa- me time last horizon of coal in the considered stratigraphie sequence. The sediments in the transitional zone are conventionally, according to the principle that the tran- sitional interval belongs to the formation, which is more variegated, ranged to the Middle Liassic succession. The fifth and at the same time the last coal horizon (Fig. 5) consists of dark bro- wnish grey to greyish black stratified (2-15) grained strongly bituminous dolomite with 10-25 cm thick lenses of coal. The horizon is 1 m thick. The coal lenses occur on the boundary between the limestone and dolomite as well as within the dolomite. The footwall of the fifth horizon is represented by 0.75 to 1 metres thick interbed of the greyish black stratified (10-25 cm) grained limestone. It is underlain by olive grey to greyish black stratified and platy (5-20 cm) grained bituminous dolomite. The hanging wall of the fifth horizon is represented by a thick-bedded dark grey and grey stroma- tolitic limestone. The both contacts, the lower and upper one, are sharp and even. 82_Stevo Dozet Spotted limestone This is the formation of grey, dark grey and greyish black micritic fine-grained platy (5-10 cm) and stratified (10-35 cm, rarely 45-60 cm) limestone with more or less frequent yellowish clayey and marly spots. Some spots originated by late diagenetic dolomitization of primary limestone due to different mineralogical and chemical composition. In the topmost part of 120 metres thick stack of spotted limestone there is some 5-12 metres thick intervals of thick-bedded coarse-grained brown to modera- te dark brown grained bituminous dolomite. In the limestone numerous horizontal parallel stylolites can be observed. Along the stylolites, which can be followed verti- cally every 5-10 cm, a late diagenetic dolomitization advanced loosening the rock to the measure that previously thick-bedded rock changed to a platy rock. In the forma- tion of predominantly spotted limestone laminated and stromatolitic limestones are also frequent. The lamination occurs, first of all, due to different organic contents (white, light brown, dark brown, black laminae) and because of various grade and type of dolomitization (light and dark brown laminae). Quite important characteri- stic of the formation of the spotted limestones is also that it is extremly poor with fossils. In these limestones only undeterminable organic remains are preserved. Sedimentary Environment îYom the Tethys area in literature the Rhaeto-Liassic coal period with numerous co- al occurrences is frequently mentioned. But in the Dinaric carbonate platform area in the Dolenjsko region in Rhaetian there were no conditions for forming the coal. It is true that epeirogenetic movements and shallowing of the sea in this connection are, in- tensified to this measure that some tidal areas became dry land for a while, where a karstification and erosion took place. But in the Dinaric carbonate platform area there were no all favourable conditions for origin of the coal. Not before the end of Rhaetian, at the begining of the Jurassic respectively, warm and humid climate occurred. The land and marsh flora expanded. Under favourable climate conditions and fast develo- pment of various flora on one side, and by existance of numerous shallow marine ba- sins, lagoons respectively, it came to repeated accumulation of plant material in the li- me mud and to origin of several seams of coal. Consequently, the Liassic coal-bearing formation has a variegated composition. The oscillations of the sea level in the lagoon were a consequance of episodic changes in the hydrosphere and especially of intensified movements and processes in the lithosphère (subsidence). Marshy forest facies, as basic facies of origin of the coal beds, was bound for lithoral zone. Sedimentation in the lagoon depended on relation of three gradients: 1) plant material accumulation, 2) deposition of carbonate mud and 3) subsidence. In intervals, when the plant material accumulation was high, and the climate conditions enough favourable, it came to formation of coal seams. At the moment, when the gradi- ent of the plant deposition was minor than the subsidence gradient, the deposition of the coal was interrupted. The coal seam was overlain by carbonate mud. After that, di- agenetic and metamorphic processes in deposited sediments followed. Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_83 Correlation of the Liassic Beds in the Southeastern Slovenia The coal-bearing Liassic beds of the Kočevski Rog are correlated v^^ith the Liassic beds of the Mala gora (Fig. 9), Kočevska Mala gora (Fig. 6 and 7), Suha krajina (Fig. 8) and Bela krajina t.i. of those areas of the Dinaric carbonate platform in the so- utheastern Slovenia, that lie in the close neighbourhood of the Kočevski Rog. The analogy of the Liassic stratigraphie columns in the enumerated areas is evident alre- ady at first sight. In the lov^^er part of the Liassic interval a grained, prevalently platy and strongly bituminous dolomite is developed. In the middle part of the carbonate succession, upon the first lithiotid horizon, one or more horizons of coal, coal shale and clay can be seen. In the hanging wall of the coal-bearing beds there is a platy and stratified spotted limestone. The stratigraphie column of the Liassic beds in the cross-section G. Retje-Bukovec at Poljane (Fig. 9) in the Mala gora area is very similar to the above-enumerated. This stands especially for the lower and upper part of the Liassic column, composed of grained bituminous dolomite, the spotted limestone respectively. The significant dif- ference occurs in the middle part of the Mala gora Liassic succession, where in the lo- wermost, in the middle and especially in the topmost part the oolitic limestone ap- pears. As limestone as dolomite are rich with micro- and macrofossils. The main dif- ference is, the Liassic beds, which build the Mala gora Mts., do not contain the coal. Probably the most special is the stratigraphie column of the Liassic beds in the Suha krajina area (Fig. 8), which is in the lowermost part represented by the so called Krka limestones (Dozet, 1993). These are prevalently black, thick-bedded, bio- micritic, oomicritic, intrasparitic and biointrasparitic limestone with interlayers of intraformational breccias and conglomerates, fenestral limestones, stromatolitic li- mestones and occasionally dolomites. The enumerated sediments show distinctive characteristics of shallow-water sedimentation originating in a subtidal, intertidal and supratidal environment. These sediments contain the Lower Liassic fauna and flora. However, the most frequent between the fossils are algae and foraminifers. In the Lower Liassic limestones are determined among others the algae Palaeodasycla- dus mediterraneus Pia, Palaeodasycladus elongatus Praturlon and Linoporella lucasi Gros & Lemoine. The Middle Liassic sedimentation in the cross-section Podbukovje (Krka) - M. Korinj (Fig. 8) is much more variegated than the Lower Liassic one. The sedimentary succession of the Middle Liassic interval consists of dark and medium dark grey, grained, bituminous dolomites, intraformational dolomitic breccias, bio- pelmicritic, oosparitic, oointrasparitic as well as lithiotid and megalodontid limesto- nes. In the lowermost part of the considered sedimentary succession there are pure and calcareous dolomites with interbeds of intraformational dolomitic breccias. Do- lomites are coarse-grained, consequently, late diagenetic by origin. Occasionally, they contain more or less numerous fine organic remains. The megalodontid limestones are pretty rare. The lithiotid limestones occur in the upper part of the Middle Liassic carbonate succession. From the structural point of view, the lithiotid limestones be- long to biomicrites, where in the dark grey to greyish black limy mud numerous lithi- otids are accumulated. In spots, the lithiotids are accompanied by megalodontids and foraminifers. In the lithiotid facies biostromal and reef type of sedimentation occurs. On the other hand, the grained limestones and dolomites were formed in the subtidal, intertidal and supratidal environment. The Upper Liassic interval (Fig. 9) is repre- sented by the formation of the spotted limestones, which is in the Suha krajina area characterized by a small thickness of only some ten metres. However, it consists of 84 Stevo Dozet Fig. 6. Stratigraphie column of the Liassic beds in the cross-section Pekel-Lapinje in the Ko-, čevska Mala gora area SI. 6. Stratigrafski stolpec liasnih piasti v profilu Pekel-Lapinje na območju Kočevske Male gore Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog 85 N4, N3 ploščast in plastnat zrnat bituminozen dolomit N3 plastnat (20-50 cm) mikriten apnenec N3 ploščast (3-5 cm) pasnat apnenec N4 premogov skrilavec in glina Nj, N3 ploščast in plastnat bituminozen zr- nat dolomit Fig. 7. The detail of the Middle Liassic succession of carbonate rocks with coal in the cross-sec- tion Pekel - Lapin]e in the southern part of Kočevska Mala Gora SI. 7. Detajl srednjeliasnega zaporedja karbonatnih kamenin s premogom v profilu Pekel -Lapi- nje v južnem delu Kočevske Male gore platy (3-10 cm) and stratified (15-45 cm) dark grey, greyish black and black, preva- lently micritic, spotted, frequently nodular limestone as v^ell. The limestones are at some places somewhat dolomitizied containing rare, some metres thick interbeds of brownish grey grained dolomite. From the structural point of view they mostly be- long to a micrite or pelmicrite. Occasionally, they contain intraclasts as well as limo- nitized ooids and oncoids. The spotted limestones are very poor with fossils indica- ting that they were formed in an environment, which was unfavourable for living or- ganisms. The described sedimentary succession is according to the stratigraphie posi- tion of the Upper Liassic age. Namely, it lies between the lithiotid limestones, which are in the Dinaric carbonate platform area of the Middle Liassic age, and oolitic li- mestones containing the Dogger fauna. Conclusions The stratigraphie sequence of the Middle Liassic carbonate rocks, which were for- med in the Kočevski Rog region in the Dinaric carbonate platform area, includes in several levels thin seams and lenses of coal. The basic characteristic of the seams and coal lenses is a small and unstable thickness, which changes from 60 cm to complete wedging out. The material for formation of the coal originates from marsh and land vegetation. Regarding the number of exposed coal outcrops we conclude that for the development of the marsh vegetation the best conditions were given in the Middle Liassic. If we compare the Jurassic and Tertiary conditions or vegetation, it is not difficult to find out that the latter were much more favourable. At formation of the Lower Jurassic co- al it went for an accumulation of plant material. The transport of this material have been carried out by means of water streams. The finer and more resistant constituents were transported (blown) and laid down into basins by atmospheric currents. The Middle Liassic occurrences are small. Locally, they were exploited, but nowadays, they 86 Stevo Dozet Fig. 8. Stratigraphie column of the Liassic beds in the cross-section Podbukovje (Krka) - M. Korinj in the Suha krajina area SI. 8. Stratigrafski stolpec liasnih plasti v profilu Podbukovje (Krka)-M. Korinj na območju Suhe krajine Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog 87 Fig. 9. Stratigraphie column of the Liassic beds in the cross-section G. Retje-Bukovec at Poljane in the Mala Gora area SI. 9. Stratigrafski stolpec liasnih plasti v profilu G. Retje-Bukovec pri Poljanah na območju Male gore 88 Stevo Dozet have no economic significance. The small thickness of the coal horizons speaks for the fact, that there was no exuberant autochtonous flora and that it was transported into basins by river streams. The Middle Liassic coal occurrences are small. Locally, they were exploited in the past, but nowadays, they are of no economic importance. Acknowledgements For the determination of lithiotid bivalves the author expresses gratitude to M. Sc. Irena Debeljak. LEGENDA - LEGEND LEGENDA - LEGEND 1 - Ploščast in plastnat apnenec, 2 - stromatolitni apnenec, 3 - oolitni apnenec, 4 - marogasti apnenec, 5 - lapornati apnenec, 6 - masivni apnenec, 7 - laminirani apnenec, 8 - dolomitna bre- ča, 9 - plastnat dolomit, 10 - stromatolitni dolomit, 11 - zrnati bituminozni dolomit, 12 - lapor- nati dolomit, 13 - laminirani dolomit, 14 - megalodontidni dolomit (lumakela), 15 - litiotidni dolomit (lumakela), 16 - prodniki, 17 - glinovec, 18 - glina, 19 - premog, 20 - prelom, 21 - vodo- ravna laminiranost, 22 - navzkrižna laminiranost, 23 - stromatolit, 24 - litiotide, 25 - megalo- dontide, 26 - mikro favna, 27 - mikroflora, 28 - korale, 29 - hidrozoji, 30 - polži, 31 - orbitopsele, 32 - odlomki moluskov 1 - Platy and stratified limestone, 2 - stromatolitic limestone, 3 - oolitic limestone, 4 - spotted li- mestone, 5 - marly limestone, 6 - massive limestone, 7 - laminated limestone, 8 - dolomitic brec- cia, 9 - stratified dolomite, 10 - stromatolitic dolomite, 11 - grained bituminous dolomite, 12 - marly dolomite, 13 - laminated dolomite, 14 - megalodontid dolomite (lumachelle), 15 - lithiotid dolomite (lumachelle), 16 - gravel, 17 - claystone, 18 - clay, 19 - coal, 20 - fault, 21 - horizontal lamination, 22 - cross-lamination, 23 - stromatolite, 24 - lithiotids, 25 - megalodontids, 26 - mi- crofauna, 27 - microflora, 28 - corals, 29 - hydrozoans, 30 - gastropods, 31 - orbitopsellas, 32 - mollusc fragments Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_89 Spodnjejursko dolomitno-apnenčevo zaporedje s premogom v Kočevskem Rogu in primerjava s sosednjimi območji Uvod Spodnjejurske karbonatne kamenine s premogom so bile odkrite pri stratimetrij- skem profiliranju (Dozet, 1982). Izdanek teh plasti leži okoli 15 km vzhodno od Ko- čevja (si. 1) v Kočevskem Rogu. Premogonosne plasti so razgaljene ob gozdni cesti pri lovski koči severno od vasi Laze. Liasno dolomitno-apnenčevo zaporedje vsebuje v nekaj nivojih srednjega dela zaporedja 8 tankih slojev in leč premoga. Tovrstna pre- mogišča na Kočevskem so majhna. Lokalno so jih izkoriščali v preteklosti, danes pa so brez pomena. Starostna pripadnost tega dela mezozojske skladovnice karbonatnih kamenin s tankimi plastmi premoga je bila različno obravnavana. Naše raziskave ka- žejo, da so premogonosne plasti v Kočevskem Rogu srednjeliasne starosti. Karbonatne kamenine so določene po F o 1 k o v i (1959) klasifikaciji apnencev in D u n h a m-ovi (1962) klasifikaciji karbonatnih kamenin glede na sedimentne teks- ture. Makrofosile je določila Irena Debeljak. Kemične analize vzorcev premoga so opravljene v laboratorijih REK Trbovlje. Barvo kamenin sem označeval po Mun- sell-ovem ROCK COLOR CHART, ki bazira na trodimenzionalnem pojmovanju barv. Dosedanje raziskave Kočevski Rog, Kočevska in Dolenjska nasploh s svojimi jurskimi premogišči v zgo- dovini slovenskega premogovništva po količini premoga niso nikoli bili pomembni. Na teh območjih so jurska premogišča majhna, zato je bil njihov ekonomski pomen le lokalen. Sledovi opuščenih raziskovalnih in rudarskih del kažejo, da so jurski premog odkrili in lokalno izkoriščali že pred drugo svetovno vojno. Po vojni omenja B u s e r (1965b, 1974) premog v bituminoznem temno sivem zrnatem dolomitu med srednjim in zgornjim liasom. Pri terenskem delu je zasledil dva izdanka tega premoga. Prvi iz- danek leži jugovzhodno od Nove vasi nad vasjo Metulje na Bloški planoti. Premogov sloj izdanja na dolžini treh metrov in je debel do 0,5 m. Domačini so ta premog kopa- li in ga prodajali kovačem. Drugi izdanek jurskega premoga leži zahodno od vasi Re- tje v Loškem potoku. Premog se pojavlja v petih do 5 cm debelih slojih, ki so tekton- sko precej prekinjene in jih sledimo na dolžini 5 metrov. Opisani nahajališči premoga sta sicer gospodarsko nepomembni, imata pa znanstveni pomen še zlasti pri paleoge- ografski študiji območja Dinarske karbonatne platforme in rekonstrukciji sedimen- tacijskih in geodinamičnih dogajanj v časovnem intervalu spodnje jure. Dokaj številne, vendar gospodarsko nepomembne pojave premoga je pri kartiranju za Osnovno geološko karto SFRJ 1:100 000 na listu Delnice v spodnjem delu jurske karbonatne skladovnice odkril avtor (Dozet, 1983; Savid&Dozet, 1989). Pre- mog nastopa v rjavkasto sivem liasnem močno bituminoznem dolomitu in med pola- mi in plastmi temno sivega do črnega mikritnega apnenca. Spodnjejurski premog se na Kočevskem in v Gorskem kotarju najpogosteje pojavlja v obhki največ do 0,75 m debelih in do 8 m dolgih leč. V večini primerov gre za precej tanjše in krajše leče, po- nekod pa sledimo le nekaj cm debele sloje premoga. Bukovac et al. (1984 a, b) omenjajo manjše ležišče premoga pri Brezovici v Be- li krajini. Premogišče je bilo nekoč izkoriščano. Danes sta ohranjena le manjši rov in jalovišče. Premogova leča je ležala v liasnem dolomitu z laporastim dolomitom in do- 90_Stevo Dozet lomitnim laporjem v krovnini. Obe kamenini krovnine vsebujeta impregnirani bitu- men, ki je po bitumenoloških analizah nastal z bitumenizacijo premoga. Lignohumit je razpršen v mineralni osnovi dolomita. Potemtakem imamo tu opravka s subbitu- minoznim premogom in subbituminoznim dolomitom. Stratigrafske razmere spodnjejurskega intervala mezozojske skladovnice Dinarske karbonatne platforme na območju Kočevskega Roga, Kočevske, Dolenjske, Notranj- ske in Gorskega kotarja so opisane v delih B u s e r j a (1965 a, b; 1974), D o z e t a (1980, 1982, 1983, 1989, 1992 a, b, 1996), Savica in Dozeta (1985 b) ter Bukovca in sodelavcev (1984). Spodnjejurske plasti z litiotidami in megalodonti sta nadrobno obdelala Buser in Debeljakova (1994/95) terDebeljakova in B u s e r (1998). Biostratigrafija in biostratigrafska razčlenitev jurskih plasti sta podana v delih Dozeta in Šribarjeve (1981) ter D o z e t a (1990). Tektonska zgradba obravnavanega ozemlja je prikazana v delih B u s e r j a (1965 b, 1974), Dozeta (1983) ter Savica in Dozeta (1985 a, b). Tektonska premikanja na Kočevskem v mezozoiku so opisana v delu Dozeta(1985 b). .-I Geologija premogišča Stratigrafska lega Karbonatna skladovnica s tankimi sloji in lečami premoga v Kočevskem Rogu (si. 3, si. 4) pripada spodnji juri. Spodnjejursko sedimentno zaporedje Kočevskega Roga lahko glede na favno in premog razdelimo v tri dele (si. 2): spodnji ali talninski del, srednji ali premogonosni in zgornji ali krovninski del. Talninski del pripada spodnje- mu liasu, premogonosno sedimentno zaporedje je srednjeliasne starosti, krovninski del pa je glede na stratigrafsko lego in po litologiji zgornjeliasni. Talnina premogonosnih plasti, ki smo jo prišteli k spodnjemu liasu, je sestavljena iz temno rjavkasto sivega in rjavkasto sivega ploščastega (2-10 cm) in plastnatega bi- tuminoznega dolomita. Ponekod vsebuje drobne organske ostanke. V dolomitu me- stoma opazujemo tanko pasnatost. Po strukturi pripada dolomit drobno, srednje in debelozrnatemu dolosparitu. Starost spodnjeliasnega dolomita je določena na podla- gi njegove stratigrafske lege in po litologiji. Opisano dolomitno zaporedje leži kon- kordantno pod litiotidnim dolomitom. Premog nastopa v srednjeliasnem rjavkasto sivem zrnatem in močno bitumino- znem dolomitu. Srednjeliasni dolomit je jasno plastnat (25-35 cm). Redko je ploščast (5-10 cm). Kontakti med plastmi so ostri, površine ploskev pa ravne ali valovite. Struktura je drobno- srednje- in debelozrnata. Poleg prevladujočega debelozrnatega dolosparita se pojavlja tudi horizont litiotidnega dolomita, ki loči spodnji in srednji lias. Skeleti litiotid so v glavnem vzporedni s plastnatostjo in so tako tesno skupaj, da tvorijo lumakele. Spodnjejurski dolomit je nastal pri poznodiagenetski dolomitizaciji apnencev. Za njegov poznodiagenetski nastanek govori predvsem njegova kristalna struktura. V srednjeliasni skladovnici se poleg dolosparitov pojavljajo tudi posami- čne tanke plasti drobnozrnate intraformacijske dolomitne breče. Debelina premogo- nosnih plasti znaša okoli 45 m. V nahajališču Kočevski Rog sledimo premog v petih nivojih srednjeliasnega inter- vala. Pojavlja se v obliki tankih slojev, vložkov in leč. B u s e r (1965 b, 1974) je uvr- stil liasne premoge na Dolenjskem med črne premoge, po naših podatkih pa v glav- Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_91 nem pripadajo rjavim premogom. Zaradi majhne debeline in razprostranjenosti lia- sni premog ni primeren za izkoriščanje. Konkordantno na premogonosnih plasteh leži zaporedje zgornjeliasnih apnencev, ki jih imamo za ekvivalent formacije marogastih apnencev. Prehod dolomita, v apne- nec je postopen. Apnenec je ploščast, plastnat (5-30 cm) in sivkasto črn. Najpogosteje pripada mikritu, redkeje stromatolitu in pasoven. Le redko ima zrnato strukturo. Me- stoma razpada v 2-5 cm debele plošče. Pogosto je bolj ali manj dolomitiziran. V najs- podnjejšem delu vsebuje dva vložka (20 cm in 30 cm) gline. Spodnji vložek sestavljata rjavkasto siva glina in skrilav lapor z redkimi 5-7 cm debelimi prodniki sivega mikri- tnega in stromatolitnega apnenca. Apnenec je pri poznodiagenetski dolomitizaciji ponekod spremenjen v debelokristalasti dolomit. Tektonska premikanja Proti koncu norijske dobe so se epirogenetska premikanja, ki so bila več ali manj prisotna skoraj ves čas norijske sedimentacije, ko so se v območju plime in oseke use- dali pretežno stromatolitni dolomiti, postopoma tako povečala, da so nekatera inter- tidalna področja Dinarske karbonatne platforme postala za krajši čas kopno. Na lo- kalnem kopnem so se vršili zakrasevanje, preperevanje in erozija, ki so omogočili na- stanek zakraselih oblik, dolomitne breče in konglomerata ter boksitne gline. Na območju Dinarske karbonatne platforme na meji med triasno in jursko periodo ni bilo orogenetskih premikanj (Dozet, 1989). Manjši epirogenetski sunki staroki- merijskega dviganja so na tej časovni prelomnici pogojevali sedimentacijo postopne- ga značaja; triasne in jurske plasti pa so povsod konkordantne. Do novih močnejših epirogenetskih premikanj je prišlo na meji med spodnjim in srednjim liasom. V srednjeliasni skladovnici Kočevske opazujemo namreč številne vendar ne tako izrazite dogodke, ki kažejo na močnejša pozitivna epirogenetska pre- mikanja. Ni težko ugotoviti, da je srednjeliasna sedimentacija v primerjavi z monoto- no spodnjeliasno dolomitno skladovnico zelo pestra, sestoji pa iz litiotidnih apnencev in dolomitov, mikritnih in biomikritnih apnencev, dolosparitov, megalodontnih apnencev in dolomitov ter biosparitnih apnencev. Posebej naj omenimo še debelozr- nate biointrasparitne apnence z orbitopselami in vložke oosparitnih apnencev s tu in tam hematitiziranimi ooidi. Pestra sedimentacija kaže na dokaj nemirno srednjelia- sno obdobje na Kočevskem. To sliko dopolnjujejo še pojavi kot so: bočno in vertikal- no menjavanje facij, izklinjevanje plasti in dejstvo, da se litiotide pojavljajo zdaj v apnencih zdaj v dolomitih, da imajo litiotidni horizonti zelo nestalno debelino in se včasih celo izklinjajo, nadalje pojav apnenčevo-dolomitnih breč s kalcitnim vezivom in ne nazadnje pojavi premoga, ki govorijo za lokalne plitve lagune, močvirja, oko- pnitve in ustvarjanje pogojev za vegetacijo, ki je sodelovala pri nastanku sedimentov s premogom. Lias je bil verjetno v celoti sorazmerno hladno in vlažno obdobje, zlasti pa njegov srednji del, ko je nastajal premog. Profil Kočevski Rog Liasne karbonatne plasti v plitvovodnem razvoju s tankimi vložki in lečami pre- moga so lepo razvite vzhodno od Kočevja na območju Kočevskega Roga. Odkrite so ob približno 500 m dolgi gozdni makadamski poti (si. 3 in 4). Profil je pomemben za 92_Stevo Dozet poznavanje geoloških razvojev in zlasti študij paleogeografskih razmer na ozemlju Kočevskega Roga oziroma območja Dinarske karbonatne platforme v spodnji juri. Profil pričenja ob precej močni, približno dinarsko usmerjeni prelomnici, ki loči južno ležeče spodnjemalmske in severno ležeče liasno zaporedje sedimentov s plastmi premoga. Apnenec s cladocoropsisi Južno od preloma ležeči apnenec je sivkasto črn do črn, v določenih intervalih sve- tlo siv do srednje svetlo siv. V strukturnem pregledu prevladujejo mikritni, biomikri- tni in biosparitni apnenec z algami, foraminiferami, cladocoropsisi in moluski. Tu in tam naletimo na vložke biointraoosparitnega apnenca s koralami, cladocoropsisi, briozoji in moluski. Debelina opisanih plasti znaša 150 do 200 metrov. Glede na lito- facies in na fosilno vsebino sklepamo, da pripadajo opisane kamenine srednjemu malmu. Spodnji dolomitni člen Severno od dinarskega preloma leži okoli 75 metrov debela skladovnica srednje te- mno sivega do temno sivega ploščastega in plastnatega (5-10 cm, 10-35 cm) srednje in debelozrnatega močno bituminoznega dolomita, ki tu in tam vsebuje nedoločljiv or- ganski detritus. Dolomit je včasih laminiran, oziroma pasnat. V pasovih se menjavata svetlo sivi zelo drobnozrnati in temno sivi debelozrnati dolosparit. Krojitev kamenine je debelo paralelepipedska, redkeje nepravilna. Spodnji dolomitni člen je glede na li- tologijo, stratigrafsko lego in debelino srednjeliasne starosti. Litiotidni dolosparit Nad spodnjim dolomitnim členom leži konkordantno brez prekinitve sivi plastnati (20-60 m) dolosparitni dolomit lumakelnega tipa. Sparitni dolomit vsebuje izredno številne litiotidne školjke. Školjke so na območju Dinarske karbonatne platforme v srednjeliasni dobi sestavljale podmorske trate ali biostrome. Po odložitvi apnenca je nastopila poznodiagenetska dolomitizacija, ki je že litificirani biosparitni apnenec spremenila v debelozrnati dolomit. Debelino horizonta dolomita z litiotidami je 2,5 m. Kontakt med spodnjim dolomitom in litiotidnim dolosparitom predstavlja mejo med spodnjim in srednjim liasom. Premogonosne plasti Nad horizontom litiotidnega dolomita sledi najprej 75 m debela skladovnica sive- ga, srednje rjavo sivega in temno sivega, ploščastega in plastnatega (5 - 10 cm, 10 - 60 cm) srednjezrnatega bituminoznega dolomita z zelo redkimi in tankimi (do 0,5 m) vložki intraf ormaci j ske dolomitne breče. Dolomitna breča je sestavljena iz zelo slabo zaobljenih sivkasto črnih drobcev srednjezrnatega dolomita v sivi zelo drobnozrnati dolomitni osnovi. V dolomitnih drobcih in tudi v osnovi opazujemo tu in tam organ- Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_93 ske ostanke. Dolomit je včasih laminiran. Laminiranost nastopa zaradi različne zrna- vosti in vsebnosti organske komponente. Menjavajo se bele, rjavkasto sive, temno rjave in črne lamine. Poleg vodoravne opazujemo mestoma tudi navzkrižno laminira- nost. Premogonosni skladi so nastajali v plitvem nadplimskem in medplimskem oko- lju, kamor je bila prinašana tudi premogova substanca. Prvi horizont premoga: Prvi horizont premoga (SI. 5) je debel 8 metrov Sestoji iz treh slojev oziroma leč premoga, ki leže v temno rjavo sivem in temno sivem močno razkrojenem oziroma razpadlem zrnatem bituminoznem dolomitu. Črna premogova substanca je ponekod v ostrem ravnem kontaktu z dolomitom, drugod pa zelo nepra- vilno prehaja v prikamenino. Prvi sloj premoga (SI. 5) prvega horizonta je debel 20-30 cm. V spodnjem delu vse- buje tudi nekaj temno sive premogove gline. Krovnino premoga tvori sivkasto črn ploščast (3-5 cm) zrnat bituminozen dolomit, ki je v ravnem in jasnem kontaktu s premogom. Navzdol prehaja premog najprej v sivkasto rumen dolomitni lapor nato v ploščast in tanko plastnat (5-15 cm) zrnat bituminozni dolomit. Premogova substan- ca je močno zaglinjena; v bazalnem delu z rumeno, v vrhnjem delu pa s sivo in temno sivo glino. Zgornji kontakt premoga z dolomitom je raven spodnji pa raven do rahlo valovit. Drugi sloj premoga (SI. 5) je debel 10-25 cm. Premogova substanca je v spodnjem in zgornjem delu in tudi lateralno pomešana s temno sivo in sivkasto črno glino. V krovnini premoga je rjavkasto siv ploščast (5-15 cm) zrnat bituminozen dolomit, njegovo talnino pa sestavlja črn ploščast in tankoplastnat (5-15 cm) zrnat bitumino- zen dolomit. Zgornji kontakt premoga in dolomita je valovit do nepravilen spodnji pa raven do rahlo valovit. Tretji sloj premoga (SI. 5) je debel 15 cm. V tretjem sloju prevladuje temno siva premogova glina. V krovnini premoga je rjavo siv ploščast (2-10 cm) drobno in sre- dnje zrnat dolomit v talnini pa je rjavkast ploščast (5-15 cm) zrnat bituminozen dolo- mit. Oba kontakta sta valovita do nepravilna. Vrhnja plast dolomita, ki zaključuje prvi horizont, je debela 1,5 m in je rožnato obarvana. Na njej leži 60 cm debela plast sivkasto črnega zrnatega bituminoznega apnenca, ki je v najspodnjejšem in vrhnjem delu rožnato rdeč. Drugi horizont premoga (SI. 5) je debel 10-25 cm. Zanj je značilno lečasto pojav- ljanje rumenkasto sivega prhkega dolomita v črni premogovi substanci, ki se menja- va z lističastim (1-3 mm) črnim glinovcem. Krovnino premoga predstavlja ploščast in tanko plastnat (5-15 cm) rumenkasto siv, temno siv in sivkasto črn zrnat bitumi- nozen dolomit v talnini pa je rumenkasto siv ploščast (3-10 cm) zrnat bituminozen dolomit. Tretji horizont premoga (SI. 5), ki ga sestavlja sivkasto črna premogova substan- ca, je debel 5 do 15 centimetrov Plast premoga je na enem mestu prekinjena z zrna- tim bituminoznim dolomitom. V talnini premoga je plastnat (25-35 cm) olivno sivo drobnozrnat dolomit, v krovnini pa plastnat (30-45 cm) sivkasto črn srednjezrnat dolomit. 94_Stevo Dozet Četrti horizont (si. 5) je sestavljen iz črne premogove substance, ki je zelo nepra- vilno razporejena v modrikasto in zelenkasto sivi skrilavi premogovi glini. Debel je 60 centimetrov. Premoga je okoli 25 %. V premogovi glini so redki do 1,5 cm debeli dokaj zaobljeni prodniki zrnatega bituminoznega dolomita in glinovca. Konkordan- tno in z ostro nepravilno ploskvijo na premogu leži rjavo siv stromatolitni dolomit. Med premogonosne plasti štejemo tudi 7,5 m debel pas postopnega prehoda med srednjeliasnim dolomitom in zgornjeliasnim marogastim apnencem. Pas postopnega prehoda pričenja z 0,5 m debelim sivim ploščastim (1-5 cm) stromatolitnim apnen- cem. Bazalni del stromatolitnega apnenca, je mestoma rožnat do rožnatordeč in po- nekod močno dolomitiziran. Navzgor sledi v debelini 1 m debeloplastnat, siv, v ba- zalnem delu rožnat, izredno močno dolomitiziran pasnat in stromatoliten apnenec. Na njem leži 25-50 cm debela plast sivkasto črnega do črnega zrnatega bitumino- znega gomoljastega dolomita z do 1,5 cm velikimi korozijskimi votlinami. Navzgor sledi najprej 0,5 m debel paket sivkasto črnega drobnozrnatega ploščastega in pla- stnatega (2-30 cm) apnenca, nato pa 0,5 m debel interval sivkasto črnega plastnate- ga 10-30 cm mikritnega apnenca. Dolomit (3 m), ki leži nad opisanim apnencem, je olivno siv do sivkasto črn, ploščast in tanko plastnat (5-20 cm) srednjezrnat in mo- čno bituminozen. Premogonosne plasti se zaključujejo zim debelim paketom temno rjavega in sivkasto črnega ploščastega in plastnatega (2-25 cm) zrnatega močno bi- tuminoznega „satastega" dolomita z do 10 cm debelimi lečami premoga. Gre za peti in zadnji horizont premoga (SI. 5) v obravnavanem sedimentnem zaporedju. Kamenine v pasu postopnega prehoda uvrščamo dogovorno k srednjeliasnemu za- poredju po načelu, da spada pas postopnega prehoda k tisti formaciji, ki je bolj pe- stra. Marogasti apnenec Gre za formacijo sivega temno sivega in sivkasto črnega mikritnega in drobnozr- natega ploščastega (5-10 cm) in plastnatega (10-35 cm, redko 45-60 cm) mikritnega apnenca z bolj ali manj pogostnimi rumenkastimi glinastimi in laporastimi lisami. Nekatere lise so nastale pri poznodiagenetski dolomitizaciji prvotnega apnenca zara- di različne mineraloške in kemične sestave. V vrhnjem delu 120 m debele skladovnice marogastega apnenca je nekaj 5 do 12 metrov debelih vložkov debeloplastnatega de- belozrnatega (40-60 cm) rjavo do srednje temno rjavega zrnatega bituminoznega do- lomita. V apnencu opazujemo številne vodoravne stilolitne šive. Po šivih, ki jih sledi- mo vertikalno v plasteh na vsakih 5 do 10 cm, je napredovala poznodiagenetska dolo- mitizacija, kar je zrahljalo kamenino do te mere, da je prvotno plastnata kamenina razpadla na plošče. V formaciji pretežno mikritnega marogastega apnenca sta v obravnavanem profilu precej pogostna tudi pasnati in stromatolitni apnenec. Pasna- tost v kamenini nastopa predvsem zaradi različne vsebnosti organskih snovi (beli, svetlo do temno rjavi, črni pasovi) in zaradi razlik v zrnavosti posameznih pasov ter zaradi različne stopnje in vrste diageneze (svetlo in temno rjavi pasovi). Značilnost formacije marogastih apnencev je tudi, da je izredno revna s fosili. V teh apnencih zasledimo ponekod nedoločljive organske ostanke. Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog 95 Tabela L Kemična sestava premoga v profilu Pekel-Lapinje (Kočevska Mala gora, južno od Oneka) in na območju Behh vod (Goteniška gora, si. 1) Table 1. Chemical composition of the coal in the cross-section Pekel-Lapinje (Kočevska Mala gora, S of Onek) and at Bele vode (Goteniška gora, fig. 1) Opomba: Kalorične vrednosti so določene kalorimetrično, razen pri tistih vzorcih, ki v kalori- meterski bombi ne zgorevajo. The calorific values are defined calorimetrie, except those samples, which do not burn out in the calorimetrie bomb. Kemična sestava premoga V geološkem profilu Pekel-Lapinje v južnozahodnem delu Kočevske Male gore je zaporedje kamnin (si. 6), ki po stratigrafski legi in litološki sestavi pripadajo srednje- mu liasu. Na tej lokaciji je v dolomitu okrog 2,25 m debel vložek zgoraj plastnatega spodaj 96_Stevo Dozet ploščastega apnenca. Na kontaktu med apnencem in dolomitom je okoli 20 cm de- bel vložek temno sivega premogovega skrilavca in gline s sledečo kemično sestavo, ki je prikazana na tabeli 1. Sedimentaci]sko okolje ^ V literaturi se z območja Tetide pogosto omenja reto-liasno premogovo obdobje s številnimi pojavi in ležišči premoga. Vendar na območju Dinarske karbonatne plat- forme v retiju ni bilo pogojev za nastajanje premoga. Epirogenetska premikanja in s tem v zvezi plitvenje morja sta se sicer povečala do te mere, da so nekatera med- plimska področja postala za krajši čas kopno, na katerem sta se vršila le zakraseva- nje in erozija. Šele koncem retija oziroma na začetku jure je prišlo do pojavov vlažne klime in z njo tudi do pospešnega razvoja kopenske in močvirne flore ter nastajanja premoga. V ugodnih klimatskih pogojih in naglemu razvoju rastlin na eni strani in obstoju številnih plitvovodnih bazenov oziroma lagun na drugi strani, je prišlo do večkratne akumulacije rastlinskega materala v karbonatno blato in do nastajanja premogišč. Kolebanja nivoja vode v laguni so bila posledica epizodičnih sprememb v hidrosferi in zlasti pojačanih premikanj in procesov v litosferi (subsidenca). Močvir- na gozdna facija, kot matična facija za nastanek premogovih slojev, je bila vezana za priobalno zono. Sedimentacija v laguni je bila odvisna od razmerja treh gradientov: (1) nanosa rastlinskega materiala, (2) nastajanja karbonatov in (3) subsidence. V in- tervalih, ko je bil gradient donosa rastlinskega materiala visok in klimatski pogoji ugodni, je prihajalo do nastajanja slojev premoga. V trenutku ko je gradient donosa rastlinskega materiala bil manjši od gradienta subsidence je nastajanje premogovih slojev bilo prekinjeno. Na premogove sloje se je odložilo karbonatno blato. Nato so sledili diagenetski in metamorfni procesi v odloženih sedimentih. Korelacija liasnih plasti južnovzhodne Slovenije Premogonosne liasne plasti Kočevskega Roga primerjamo z liasnimi plastmi Male gore (si. 9), Kočevske Male gore (si. 6 in 7), Suhe krajine (si. 8) in Bele krajine, to je ti- stih predelov Dinarske karbonatne platforme v južnovzhodni Sloveniji, ki ležijo v ne- posredni bližini Kočevskega Roga, oziroma ga obdajajo. Že na prvi pogled opazimo veliko sorodnost liasnih profilov naštetih lokalnosti. V spodnjem delu liasnega inter- vala je razvit zrnat, pretežno ploščast in močno bituminozen dolomit. V srednjem de- lu karbonatne skladovnice je nad prvim litiotidnim horizontom en ali več horizontov premoga, premogovega skrilavca in gline. V krovnini premogonosnih plasti je plo- ščast in plastnat zgornjeliasni marogasti apnenec. Stratigrafski stolpec liasnih plasti v profilu G. Retje - Bukovec pri Poljanah na Mali gori (si. 9) je dokaj enak zgoraj naštetim. To velja zlasti za njegov spodnji in zgornji del, ki ga sestavljata zrnat bituminozni dolomit oziroma marogasti apnenec. Opazna razlika nastopa v srednjem delu liasnega zaporedja Male gore, kjer se v najs- podnjejšem, srednjem in zlasti vrhnjem delu pojavlja oolitni apnenec. Tako apnenec kot dolomit sta bogata z makro in mikrofosili. Glavna razlika je v tem, da liasne pla- sti, ki gradijo Malo goro, ne vsebujejo premoga. Še najbolj drugačen je stratigrafski stolpec liasnih plasti Suhe krajine (si. 8), ki ga v spodnjem delu predstavljajo Krkini apnenci (Dozet, 1993).Tu pretežno gre za de- Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog_97 beloplastnate, črne, biomikritne, oomikritne, intrasparitne in biointrasparitne apnence z vložki intraf ormaci j skih breč in konglomeratov, fenestralnih apnencev, stromatolitnih apnencev ter tu in tam dolomitov. Našteti sedimenti kažejo izrazite značilnosti plitvomorske sedimentacije in so nastajali v podplimskem, medplimskem in nadplimskem pasu. Vsebujejo spodnjeliasno favno in floro, najbolj pogostne v njih pa so alge in foraminifere. V spodnjeliasnih apnencih so med drugim določene alge Palaeodasycladus mediterraneus Pia, Palaeodasycladus elongatus Praturlon in Lino- porella lucasi Gros & Lemoine. Srednjeliasna sedimentacija v profilu Podbukovje (Krka) - M. Korinj (si. 8) je precej bolj pestra kot spodnjeliasna. Sedimentno zapore- dje srednjeliasnega intervala sestoji iz temno in srednje temno sivih, zrnatih, bitumi- noznih dolomitov, intraf ormaci j skih dolomitnih breč, biopelmikritnih, oosparitnih, oointrasparitnih ter litiotidnih in megalodontidnih apnencev. V najspodnjejšem delu obravnavanega zaporedja sedimentov so čisti in apnenčevi dolomiti z vložki intrafor- macijskih dolomitinih breč. Dolomiti so debelokristalasti, torej poznodiagenetski. Včasih vsebujejo precej drobnih organskih ostankov. Megalodontidni apnenci so red- ki. Litiotidni apnenci se pojavljajo v zgornjem delu srednjeliasne skladovnice. V strukturnem pogledu pripadajo biomikritom, kjer so v temno sivem do sivkastočrnem apnenem mulju nakopičene številne litiotide, ki jih tu in tam spremljajo megalodon- tide in foraminifere. V litiotidni faciji se pojavljata biostromalni in grebenski tip se- dimentacije, zrnati apnenci in dolomiti pa so se odlagali v podplimskem, medplim- skem in nadplimskem okolju. Zgornjeliasni interval (si. 8) predstavlja formacija ma- rogastih apnencev za katero je v Suhi krajini značilno, da je debela le nekaj deset me- trov. Sestoji iz ploščastih (3-10 cm) in plastnatih (15-45 cm) temno sivih, sivkasto čr- nih in črnih pretežno mikritnih, lisastih, pogosto tudi gomoljastih apnencev. Apnenci so tu in tam nekoliko dolomitizirani in vsebujejo redke, nekaj metrov debele vložke rjavkasto sivega zrnatega dolomita. V strukturnem pogledu pripadajo najpogosteje mikritu in pelmikritu. Ponekod vsebujejo intraklaste ter limonitizirane ooide in on- koide. S fosili so zelo revni, kar kaže na to, da so se tvorili v okolju, ki je bilo neugo- dno za žive organizme. Opisano zaporedje sedimentov je po stratigrafski legi sodeč zgornjeliasne starosti. Leži namreč med litiotidnimi apnenci, ki so srednjeliasne sta- rosti, in oolitnimi apnenci z doggersko favno. Zaključek Zaporedje srednjeliasnih karbonatnih kamenin v Kočevskem Rogu, ki pripada Di- narski karbonatni platformi, vključuje v več nivojih tudi tanke sloje in leče premoga. Osnovna značilnost slojev in leč premoga je majhna in nestalna debelina, ki se giblje od 60 cm do popolne izklinitve. Material za premog poteka od kopenske in močvirske vegetacije. Glede na število odkritih pojavov premoga sklepamo, da so za razvoj mo- čvirske vegetacije bili dani najboljši pogoji v srednjem Uasu. Pri spodnjejurskih pre- mogih je šlo predvsem za alohtono kopičenje oziroma akumulacijo rastlinskega mate- riala. Transport materiala se je vršil s pomočjo vodnih tokov, drobnejši in odpornejši material (polen, spore) pa z vetrom. Majhne debeline slojev premoga govore, da ni bi- lo bujnega avtohtonega rastlinstva temveč da je le-ta prihajal v bazen z rečnimi toko- vi. Srednjeliasna premogišča so majhna. Lokalno so jih izkoriščali v preteklosti, dan- danes pa nimajo nobenega pomena za gospodarstvo. 98_Stevo Dozet Zahvala Za določitev litiotidnih školjk se avtor najlepše zahvaljuje magistri Ireni Debeljakovi. References B u k o v a C, J., P o 1 j a k, M., Š u š n j a r, M. & Č a k a 1 o, M. 1984: Tumač za list Črnomelj. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100 000. Savezni geološki zavod, 63 str., Beograd. B u s e r, S. 1965 a: Stratigrafski razvoj jurskih skladov na južnem Primorskem, Notranjskem in zahodni Dolenjski. Disertacija. - Arhiv Geološkega zavoda Ljubljana, 101 str, Ljubljana. B u s e r, S. 1965 b: Tolmač k Osnovni geološki karti SFRJ list Ribnica 1:100 000. -Arhiv Geo- loškega zavoda Ljubljana, 255 str., Ljubljana. Buser, S. 1974: Tolmač lista Ribnica. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100 000. - Zvezni ge- ološki zavod, 60 str, Beograd. Buser, S. & Debeljak, I. 1994/95: Lower Jurassic beds with bivalves in south Slovenia. - Geologija, 37,38, 23-62, Ljubljana. D e b e 1 j a k, I. & B u s e r, S. 1998: Lithiotid bivalves in Slovenia and their mode of life. - Geologija, 40, 11-64 (1997), Ljubljana. D o z e t, S. 1980: Jurske plasti na Kočevskem in južnovzhodnem Notranjskem. - Rud. met. zbornik, 27/4, 443-458, Ljubljana. D o z e t, S. 1982: Stratimetrijske raziskave Zunanjih Dinaridov, Gorski kotar-Kočevska. - Arhiv Geološkega zavoda Ljubljana, 37 str, Ljubljana. D o z e t, S. 1983: Tolmač za list Delnice. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100 000. - Arhiv Geološkega zavoda Ljubljana, 109 str, Ljubljana. D o z e t, S. 1989: Tektonska premikanja na Kočevskem v mlajšem paleozoiku in mezozoiku (južna Slovenija). Rud. met. zbornik, 36/4, 663-673, Ljubljana. D o z e t, S. 1990: Biostratigrafska razčlenitev jurskih in spodnjekrednih plasti Kočevske in Gorskega kotarja. - Rud. met. zbornik, 37/1, 3-18, Ljubljana. D o z e t, S. 1992a: Litostratigrafija, sedimentacijsko okolje in geokemija jurskih plasti na li- stu Delnice. - Rud. met. zbornik, 39/1-2, 193-203, Ljubljana. D o z e t, S. 1992b: Litostratigrafske enote in značilne mikrofacije kočevske jure. Rud. met. zbornik, 39/3-4, 287-305, Ljubljana. D o z e t, S. 1993: Lofer cyclothems from the Lower Liassic Krka limestones. - Riv. Ital. Pale- ont. Strat., 99/ 1, 81-100, Milano. D o z e t, S. 1996: Foraminiferal and algal biostratigraphy of the Jurassic beds in southea- stern Slovenia.-Rud. met. zbornik, 43/1-2, 3-10, Ljubljana. D 0 z e t, S. & Š r i b a r, L. 1981: Biostratigrafija jurskih plasti južno od Prezida v Gorskem kotarju. - Geologija, 24/1, 109-126, Ljubljana. Dunham, R.J. 1962: Classification of carbonate rocks according to depositional texture. - In W. E. H a m (ed.). Classification of carbonate rocks. - AAPG Memoir, 1, 108-121, Tulsa. F o 1 k, R. 1949: Practical pétrographie classification of limestones. - Bull. Americ. Assoc. Pe- trol. Geol., 43/1, 2-38, Tulsa. S a V i Č, D. & D o z e t, S. 1985 a: Osnovna geološka karta SFRJ, list Delnice. - Zvezni geolo- ški zavod, Beograd. S a v i d, D. & D o z e t, S. 1985 b: Tolmač za list Delnice L 33-90, Osnovna geološka karta SFRJ 1:100 000. - Zvezni geološki zavod, 66 str, Beograd. Plate 1 - Tabla 1 1, 2 Selektivna poznodiagenetska dolomitizacija premogonosnega ploščastega in plastnatega mikritnega apnenca z intrasparitnimi ter stromalitnimi pasovi in redkimi stiloliti. Selective late diagenetic dolomitization of the coal-bearing platy and stratified micritic li- mestone with intrasparitic and stromatolitic laminae and rare stylolites. Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog 99 100 stevo Dozet Plate 2 - Table 2 1 Litiotidne školjke ? Lithioperna sp. in Cochlearites sp. v srednjeliasnem zrnatem bitumino- znem dolomitu Lithiotid bivalves ? Lithioperna sp. and Cochlearites sp. in the Middle Liassic grained bi- tuminous dolomite 2 Prvi horizont s tremi sloji premoga v srednjeliasnem ploščastem in plastnatem zrnatem bi- tuminoznem dolomitu The first horizon with three coal seams in the Middle Liassic platy and stratified grained bituminous dolomite 3, 4 Drugi horizont premoga v poznodiagenetskem ploščastem in plastnatem zrnatem bitumi- noznem dolomitu The second horizon of coal in the late diagenetic platy and stratified grained bituminous dolomite 5 Tretji horizont premoga v debeloplastnatem zrnatem bituminoznem dolomitu The third horizon of coal in the thick-bedded grained bituminous dolomite 6 Premog med spodaj ležečim plastnatim zrnatim bituminoznim dolomitom in zgoraj ležečim pasnatim mikritnim apnencem The coal between underlying stratified grained bituminous dolomite and overlying lamina- ted micritic limestone Lower Jurassic dolomite-limestone succesion with coal in the Kočevski Rog 101 GEOLOGIJA 41, 103-108 (1998), Ljubljana 1999; Vunduški peščenjak namesto ptujskogorski peščenjak - zahodne Haloze The Vundušek sandstone instead of the Ptujska Gora sandstone in western Haloze Bogoljub Aničić Geološki zavod Slovenije Dimičeva 14, 1001 Ljubljana, Slovenija , , Anton Ramovš Katedra za geologijo in paleontologijo Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 2, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: ptujskogorski peščenjak, vunduški peščenjak, miocen, zahodne Haloze, Slovenija. Key words: Ptujska Gora sandstone, Vundušek sandstone, Miocene, western Haloze, Slovenia Kratka vsebina Ptujskogorski peščenjak je dobil ime po Ptujski Gori, kjer leži tudi cerkev Matere Božje, v katero so bili vgrajeni izdelki iz omenjenega peščenjaka. Ker na širšem območju Ptujske Gore prevladuje badenijski lapor, meniva, da to ime ni primerno za geološko terminologijo. Kamnolomi peščenjaka se nahajajo približno 4 km južno od Ptujske Gore v dolini potoka Vundušek in zaradi tega predlagava, da se ptujskogorski peščenjak preimenuje v vunduški peščenjak. Abstract The Ptujska Gora sandstone was named after Ptujska Gora where Saint Mary's church stands in which objects made of this sandstone occur Since in the wider sur- roundings of Ptujska Gora Badenian marl prevails, we consider this name not appropriate for geologic terminology. The quarries of the sandstone are situated about 4 kms south in the brook Vundušek valley. We propose therefore to rename the Ptujska Gora sandstone into the Vundušek sandstone. Uvod Med gradbenimi in okrasnimi slovenskimi kamni se je že kar udomačilo ime ptu- jskogorski peščenjak. V osmi številki Geološkega zbornika, posvečenega arhitekton- sko gradbenemu kamnu v Sloveniji in njegovi uporabi, je zanj naslednja razlaga: „Ptujskogorski peščenjak, ki je dobil ime po Ptujski Gori, dobimo blizu Majšperka, 104 Bogoljub Aničić & Anton Ramovš nedaleč od ceste Neraplje-Žetale pri Bolfenku in Čretniku v Zadnički grabi. Je sred- njemiocenske helvetijske starosti. Peščenjak je v tanjših plasteh med peščenimi laporji ali kot debelejša skladovnica v zgornjem delu laporja. Kamnina je siv, zelenkasto siv do olivno siv drobnozrnat kremenov peščenjak. Sestavljajo ga kremen, sljuda in drobci dolomita, magmatskih in metamorfnih kamnin. Iz ptujskogorskega peščenjaka so narejeni stebri in portali ter stopnišče cerkve na Ptujski Gori, nadalje spodnji del Florjanovega znamenja v Ptuju in Florjansko znamenje na Grajskem trgu v Mariboru. Ta peščenjak so uporabili v Mariboru pri gradnji starega železniškega mostu, kamnitega cestnega mostu čez Dravo, pri stolnici in pri zidovih ter portalih gradov Vurberg, Ravno polje, Goričko in Štatenberg" (B u s e r et al., 1987, 38). SLI. Položaj nahajališča vunduškega peščenjaka Fig.l. Location of Vundušek sandstone Vunduški peščenjak namesto ptujskogorski peščenjak - zahodne Haloze_105 V knjižici Naravni kamen: Kamnarsko geološki leksikon piše o ptujskogorskem peščenjaku: „Po Ptujski Gori pri Ptuju imenovani sivi, zelenkasto do olivno sivi drobnozrnati miocenski peščenjak. Veliko ga je v okolici Majšperka. Iz njega so npr stebri, portali in stopnišče pri cerkvi na Ptujski Gori, uporabili so ga za gradnjo starega železniškega in cestnega mostu v Mariboru, za več gradov in drugo." (Vesel et al., 1992, 70). Po imenu ptujskogorski peščenjak sodeč naj bi bila Ptujska Gora s hribovitim ozemljem med Polskavo na severu in Dravinjo na jugu iz srednjemiocenskega hel- vetijskega peščenjaka. V resnici pa je vse to ozemlje predvsem iz badenijskega lapor- ja z redkimi peščenimi vložki, delno tudi iz ottnangijskega in karpatijskega peščenega laporja ter sarmatijskega laporja in peska. Na grebenu, kjer stoji tudi ptu- jskogorska cerkev, prevladujejo badenijske laporne plasti, ki se vlečejo od Pečk na zahodu do Zg. Pristave na vzhodu (Žnidarčič & Aničič, 1995, 76). Vsi izdel- ki, imenovani v omenjenih publikacijah, niso iz ptujskogorskega kamna. Zato tudi med geologi napačno udomačeno ime ptujskogorski peščenjak ni pravilno. Peščenjak je bil poleg gradnje cerkve na Ptujski Gori uporabljen še pri graditvi številnih sakralnih in drugih objektov na širšem območju Haloz, Ptuja in vse tja do Maribora. Pridobivali so ga v več kamnolomih, v glavnem na levem pobočju Vunduškega potoka. Potok se severno od naselja Naraplje izliva v Jesenico, ta pa pri Stanečki vasi v Dravinjo. Kamnolomi tega kamna so zahodno od vasi Naraplje, pri- bližno štiri kilometre južno od Ptujske Gore in južno od aluvijalne ravnice Dravinje (si. 1). Geološki okvir vunduškega peščenjaka Ozemlje, kjer izdanja vunduški peščenjak, pripada zahodnim Halozam, ki imajo drugačno kamninsko sestavo kot ozemlje med Polskavo in Dravinjo, kjer leži tudi Ptujska Gora. Uvrščamo ga v Južne Karavanke, ki se preko Boča nadaljujejo v Haloško antiklinalo, tu in tam z manjšimi gubami in prelomi. Haloze sestavljajo ter- ciarne kamnine večinoma ottnangijske in karpatijske (helvetijske) starosti. V spod- njem delu prevladujejo laporji, peščeni laporji in glinovci. Više se ponekod menjavata peščenjak in lapor V zgornjem delu ottnangija in v karpatiju so v severnem delu Haloz ponekod konglomerati in peščenjaki, peščenjak prevladuje. Konglomerat ses- tavljajo kremenovi, apnenčevi in dolomitni prodniki ter prodniki magmatskih in metamorfnih kamnin, povezuje pa jih glineno ali peščeno vezivo. Peščenjak se pogos- to menjava s tankimi konglomeratnimi vložki. V peščenjaku prevladujejo kremenova zrna, drobci različnih karbonatnih, vulkanskih in metamorfnih kamnin, zlepljeni s kremenovim in karbonatnim vezivom. Med peščenjakovimi plastmi so tudi tanke pole laporja, glinenega laporja аИ glinovca (Aničič & Juriša, 1985). Vunduški peščenjak kot gradbeni kamen Peščenjak v dolini Vunduškega potoka in na njegovem levem pobočju so lomili v več kamnolomih, povsod pa ima približno enake značilnosti. Je sivo zelen, različki z več glinenih mineralov pa so rjavorumenkasti. Peščenjakove plasti so debele od nekaj centimetrov do dveh metrov, ponekod celo dva in pol metra. Med skladi so tu in tam do deset centimetrov debele pole laporja, glinenega laporja ali glinovca. Produktivna 106_Bogoljub Aničic & Anton Ramovš skladovnica je debela od 35 do 50 m in predstavlja velikanske rezerve naravnega okrasnega kamna. V njenem vrhnjem delu se običajno konča s tanko plastnatim peščenjakom. V peščenjaku in drobnozrnatem konglomeratu je pogostna postopna zrnavost. Spodnje dele konglomerata sestavljajo drobni kremenovi, apnenčevi in dolomitni prodniki, ter bolj poredko prodniki magmatskih in metamorfnih kamnin, debeli do pet milimetrov. Navzgor postajata konglomerat in peščenjak bolj drobnozrnata. V kamnolomih so skladi v normalnem položaju, niso zgubani, v njih tudi ni večjih zdrobljenih con. So le manjši prelomi in ob njih razpokane plasti. Vsi pregledani vzorci peščenjaka imajo približno enako sestavo. Prevladujejo detritična zrna. Najbolj pogosten je kremen (40 do 60 %), za njim dolomit (8 do 20 %) in muskovit (2 do 7 %) manj pa je drobcev apnenca, roženca, biotita, glinencev, neprosojnih mineralov, ter metamorfnih in vulkanskih kamnin (manj kot 5 %). Glede na sestavo ga lahko poimenujemo kremenov ali dolomitno kremenov peščenjak (Kovic, 1988). Kemične analize so dale naslednje odstotne vrednosti: SÌO2 niha od 50,80-64,05% (najbolj pogosto je ta vrednost od 61 do 63 %); AI2O3 od 6,08-10,09; РезОз od 3,70-5,56; CaO od 6,53 do 10,79; MgO od 3,09 do 3,75; SO3 od 1,58 do 3,06; TÌO2 od 0,47 do 0,72; NaaO 0,68 do 0,94; K2O od 0,82 do 1,47 in žaroizguba od 9,59 do 13,70 (J e r š e, 1989). Silikatna analiza je bila narejena v laboratoriju RRPS v Trbov- ljah. Kamnolomi v dolinu Vundušek V dolini Vundušek in na njenem levem pobočju je osem večjih ali manjših kam- nolomov (si. 2.), ki pa so opuščeni. Vsi leže na ozemlju, ki pripada vasi Jelovice. Le v občinskem kamnolomu občasno še lomijo kamen za tehnično gradbene namene, kadar so npr potrebna nasipa vanj a cest in zasipavanja pri poplavah in pri podobnih sanacijah. Naslednjih osem kamnolomov je še dobro ohranjenih. 1. Brglezov kamnolom je blizu Brglezove domačije, v spodnjem delu doline Vundušek in nedaleč od sotočja potokov Vundušek in Jesenice. Kraj ima domače ime Poluce. 2. Gojkovičev kamnolom je od 150 do 200 m v hribu severnozahodno od Brglezovega kamnoloma, pod domačijo Parkelj. 3. Verjetno največji kamnolom na tem območju je občinski kamnolom. Nahaja se pri- bližno 1,5 do 1,7 km od odcepa ceste za dolino Vundušek od glavne občinske ceste Majšperk-Žetale. Do njega pelje slaba makadamska cesta 150 do 200 m iz doline Vundušek proti domačiji Medvedovih. Ta kamnolom občasno še obratuje. 4. Medvedov kamnolom je dobrih 150 m od občinskega kamnoloma in v neposredni bližini Mevedove domačije. 5. Korazov kamnolom leži okoli 100 m od ostrega ovinka v dolini Vundušek, preden se cesta začenja vzpenjati proti Sv. Bolfenku. 6. Furmanov kamnolom je v grapi, ki poteka iz doline Vundušek proti Vrhu 536 m in domačiji Budno, 200 do 300 m od glavne ceste pred ostrim ovinkom, kjer se cesta začne vzpenjati proti Sv. Bolfenku. 7. Pruh pri krmišču za gozdne živali. Kamnolom leži kakih 100 m severno od Fur- manovega kamnoloma. 8. Purgov pruh je v isti dolinici kot prejšnji in sicer ob potoku kakih 150 m navzgor. Vunduški peščenjak namesto ptujskogorski peščenjak - zahodne Haloze_107 SI. 2. Položaj opuščenih kamnolomov vunduškega peščenjaka 1 - Brglezov kamnolom, 2 - Gojkovičev kamnolom, 3 - Občinski kamnolom, 4 - Medvedov kamnolom, 5 - Korazov kamnolom, 6 - Furmanov kamnolom, 7 - Pruh pri krmišču, 8 - Purgov pruh Fig. 2. Location of abandoned quarries of Vundušek sandstone 1 - Brglez quarry, 2 - Go j kovic quarry, 3 - Community quarry, 4 - Medved quarry, 5 - Koraz quarry, 6 - Furman quarry, 7 - Pruh pri krmišču, 8 - Purgov pruh Sklep Izdelki iz kremenovega peščenjaka v cerkvi Matere Božje na Ptujski Gori in ob njej so bili vzrok, da so kamen poimenovali kar ptujskogorski peščenjak. Ime pa ni pose- bej primerno. Ptujska Gora in vse ozemlje med Polskavo in Dravinjo je namreč večji del iz badenijskega laporja in tam ni kremenovega peščenjaka. Namesto dosedanjega imena ptujskogorski peščenjak predlagava zato ime vunduški peščenjak. Je ottnagi- 108_Bogoljub Aničić & Anton Ramovš jske in karpatijske starosti, ime pa naj ima po Vunduški dolini v zahodnih Halozah, kjer so ta peščenjak nekoč lomili v vsaj osmih kamnolomih in ga vozili tudi na Ptu- jsko Goro. Razen na Ptujski Gori je iz tega kamna veliko portalov in drugih izdelkov tudi v Halozah, na širšem ozemlju Majšperka, večina spomenikov na Ptuju in precej tudi v Mariboru. The Vundušek sandstone instead of the Ptujska Gora sandstone in western Haloze Conclusions The reason for naming the stone the Ptujska Gora sandstone are various objects made of this quartz sandstone in the Saint Mary's church at Ptujska gora and around it. The name is not well chosen. The hill of Ptujska Gora and the entire territory between Polskava and Dravinja consist largely of Badenian marl, while sandstone is absent. Instead of the present name Ptujska Gora sandstone we therefore propose the name Vundušek sandstone. The rock is of Ottnangian and Carpathian age, and the name is derived from the Vundušek valley in western Haloze where this sandstone was quarried in at least eight quarries, and transported also to Ptujska Gora. Next to Ptujska Gora, many portals and other architectural elements made of this stone are found also in Haloze, in the wider area of Majšperk, of it are most of the monu- ments at Ptuj and many in Maribor. Literatura Aničić, B. & Juriša, M. 1985: Tolmač za list Rogatec L 33-68. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000. Zvezni geološki zavod Beograd, 76p, Beograd. Buser, S., Aničić, B. & Terzan, M. 1987: Terciarne arhitektonsko-gradbene kamenine vzhodne Slovenije. - Geološki zbornik, 8, Arhitektonsko gradbeni kamen v Sloveniji in njegova uporaba, 37-40, Ljubljana. J e r š e , Z. 1989: Poročilo o geoloških raziskavah litavskega apnenca severno od Maribora (nahajališa Vundušek, Pečice in Hrastovec). - Arhiv Geološkega zavoda Slovenije, Ljubljana. Kovic, P. 1988: Poročilo o petrografski preiskavi vzorcev sedimentnih klastičnih kamnin iz jeder vrtin V-2 in V-3 - Vundušek. - Arhiv Geološkega zavoda Slovenije, Ljubljana. Vesel, J., Strmole, D., Senegačnik, A., Pavšič, J. & Pavlovec , R. 1992: Naravni kamen: Kamnarsko-geološki leksikon. - Geološki zavod - Inštitut za geologijo, geotehniko in geofiziko, Združenje slovenske kamnarske industrije. Odsek za geologijo, FNT Ljubljana, 10Op, Ljubljana. Žnidarčič, M. & Aničić, B. 1995: Geološke razmere med Halozami in Slovenskimi Goricami. - Geološki zbornik, 10, 76, Ljubljana. u GEOLOGIJA 41, 109-116 (1998), Ljubljana 1999, Clypeaster Scillae Besmouììns, 1837 iz miocenskih plasti pri Podgračenem Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837 from Miocene beds near Podgračeno, Eastern Slovenia Vasja Mikuž Katedra za geologijo in paleontologijo. Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 2, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: morski ježek, miocen, badenij, Podgračeno, Slovenija Key words: sea urchin, Miocene, Badenian, Podgračeno, Slovenia Kratka vsebina Članek obravnava nepravilnega morskega ježka iz najdišča Podgračeno. Nahaja- lišče je v badenijskih skladih, ki sestoje iz lumakele velikih ostrig, litotamnijskega apnenca in biokalkarenita. V omenjenih kamninah so razen ostrig še druge vrste školjk, polži, raki vitičnjaki in morski ježki. Morski ježek pripada vrsti Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837, ki je v Sloveniji razmeroma redka in najdena le še na ne- kaj krajih. Po literaturnih podatkih je omenjena vrsta pogostna v spodnje in sre- dnjemiocenskih plasteh Tetide ter v badenijskih plasteh Paratetide. Abstract In the paper, an irregular sea urchin from Podgračeno is considered. The locality- occurs in Badenian beds that consist of lumachelles of large ostreas, lithothamnian limestone and biocalcarenite. Next to ostreas appear also other bivalve species, gas- tropods, barnacles and sea urchins. The fossil belongs to species Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837, that is relatively rare in Slovenia, found only in a few localities. According to literature, the species is frequent in Lower and Middle Miocene beds of Tethys, and in Badenian beds of Paratethys. Uvod Pred nekaj leti smo si s študenti geologije na terenskih vajah ogledali tudi miocen- ske plasti pri Podgračenem (slika 1). Pri pregledovanju terena in iskanju fosilnih ostankov je študent Janez Maurer našel korono iregularnega morskega ježka, ki je za 110 Vasja Mikuž najdišče pri Podgračenem prava redkost. V Sloveniji so primerki rodu Clypeaster najdeni še v okolici Šentilja, Laškega, Senovega, Podsrede, Kostanjevice, Čateža, Ve- like Doline in morda še kje. SI. 1. Položajna skica najdišča klipeastra. Fig. 1. Location map of the Clypeaster find.; Dosedanje raziskave klipeastrov pri Podgračenem Pisnih podatkov o raziskavah klipeastrov iz omenjenega najdišča ni. Pri večkra- tnem pregledovanju najdišča smo do sedaj našli le tri primerke. Primerek Janeza Mau- rerja pripada vrsti Clypeaster Scillae, ki ima peterokotno, debelo in razmeroma nizko korono. Drugi primerek, ki ga je julija 1998 našel Gabrijel Fišer, dijak Gimnazije v Novi Gorici, pa je precej večji in ima visoko korono ter pripada drugi vrsti klipeastra. Podoben primerek je tudi v paleontološki zbirki Katedre za geologijo in paleontologi- jo v Ljubljani. Š i k i č et al., (1978) so na geološki karti pri Podgračenem označili tortonske orga- nogene in bioklastične apnence, peščenjake in laporje. V tolmaču (1979, 36) pa isti avtorji pišejo, da so plasti zgornjega tortona morske in transgresivne, pretežno obal- ne in plitvovodne tvorbe. Clypeaster Scillae Desmoulins_ m Paleontološki del (Sistematika po J. W. D u r h a m, 1966) Classis Echinoidea Leske, 1778 Subclassis Euechinoidea Bronn, 1860 Superordo Echinacea Claus, 1876 Ordo Clypeasteroida A. Agassiz, 1872 Subordo Clypeasterina A. Agassiz, 1872 Famiha Clypeasteridae L. Agassiz, 1835 Genus Cit/peaster Lamarck, 1801 Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837 Tab. 1, si. la, lb; Tab. 2, si. 1 1906 Clypeaster Scillae Desmoulins - L a m b e r t, 62, Pl. 6, Fig. 1, 2 1938 Clypeaster Scillae Desmoulins 1837 - P o 1 j a k, 175, Tab. 2, si. 3 1949 Clypeaster Scillae Scillae Desmoulins, 1837 - K a 1 a b i s, 33, Tab. 1, obr 1-2 1958 Clypeaster Scillae Desmoulins - Imbesi Smedile, 20,Tav. 3, figg. 3, 3a, 3b; Tav. 14, figg. 2, 2a; Tav. 15, figg. 1 1960 Clypeaster Scillae alienus Vad. - Mitrovic-Petrovic, 125, Tab. 4, si. 2; Tab. 5, si. 1 i la 1984 Clypeaster Scillae Desmoulins - M i t r o v i c - P e t r o v i é, Pl. 12, Fig. 1, la, lb 1993 Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837 - M a c z y ñ s k a, 110, Pl. 4, Figs la- id; Pl. 5, Fig. 1 1995 Clypeaster Scillae alienus - P a v 1 o ve c & M i k u ž, 7, SI. 6 in 7 Nahajališče: Podgračeno med Čateškimi Toplicami in Jesenicami na Dolenj- skem. M a t e r i a 1: En razmeroma dobro ohranjen primerek iz grape južno od lokalne ceste, ki pelje v Ribnico na Dolenjskem in dalje proti Mali in Veliki Dolini. Opis: Močna in nizka hišica je peterokotna, z zaobljenimi vogali in zadebeljenim robnim obodom. Aboralna stran je srednje izbočena z izrazitimi peterokrakimi am- bulakri. Spredaj so trije neparni, zadaj parna ambulakra. Ambulakri so skoraj ena- kih dolžin, sprednja parna sta nekoliko krajša. Na ambulakrih so na zgornjem uslo- čenem delu pore okrogle, v spodnjem izbočenem pa ovalne do rezaste. Med zgornjim in spodnjim delom ambulakra so številne ozke ambulakralne ploščice. Interambula- kralni deli so pri vrhu korone ozki, proti robu pa se močno razširijo in nekoliko po- globijo. Vrh ali apeks je monobazalen, leži centralno, pri vrsti Clypeaster Scillae je madreporit subpeterokoten in ima velik pomen pri razločevanju vrst in podvrst rodu Clypeaster (Mitrovič-Petrovic, 1995). Pri našem primerku madreporna plo- ščica ni ohranjena, ostala je samo njena zvezdasta odprtina. Oralna stran korone je na robovih ravna, v srednjem delu peristoma precej poglobljena, ustna odprtina je pokrita s sedimentom. Periprokt ali analna odprtina, ki je sicer na zadnjem robu, se ne vidi zaradi poškodovanosti korone. Na oralni strani so peterokrake in tanke am- bulakralne brazde. Cela korona je prekrita z drobnimi granulami, na nekaterih me- stih na gosto, drugod bolj poredko. 112_Vasja Mikuž Dimenzije (Dimensions): - . ' ■.. . ; , dolžina ( length) = 100 mm - širina (wide) = 80 mm višina (height) = 38 mm . „. ' premer odprtine madreporne ploščice ' (madreporite plate diamètre) = 3 mm oralna poglobitev (infundibulum) = 30 x 23 mm Stratigrafska in geografska razširjenost: Vrsto Clypeaster Scil- lae omenja Poljak (1938) iz tortonijskih plasti okolice Podsuseda in Stubičkih To- plic na Hrvaškem, K a 1 a b i s (1949) pa iz spodnjemiocenskih skladov Francije, Por- tugalske, Španije, Maroka in Korzike, ter srednjemiocenskih Italije, Alžirije, Egipta, Sirije, Jugoslavije, Češke in Slovaške, Poljske, Madžarske in Romunije. I m b e s i - S m e d i 1 e (1958) jo navaja tudi iz spodnje in srednjemiocenskih plasti Avstrije in Sardinije. Iz helvetijskih skladov Portugalske in Dunajske kotline jo omenja V e i g a Ferreira (1961). Mitrovič-Petrovič (1969) piše, da so jo našli tudi v lito- tamnijskem apnencu pri Bosanski Kostajnici. Iz srednjemiocenskih plasti Srbije jo prav tako omenja Mitrovič-Petrovič (1970, 343). Najdena je še v helvetijskih plasteh Grčije, od koder jo navaja Marcopoulou-Diacantoni (1974). Iz burdigalijskih, serra valli j skih, tortonijskih in messinijskih skladov Tetide ter iz ba- denijskih Paratetide jo omenja Marcopoulou-Diacantoni (1984). Klipeastre so pri nas našli v tortonijskih plasteh pri Kostanjevici, Čatežu in Veliki Dolini na Dolenjskem (Ramovš, 1974; Pavšič, 1995) ter miocenskih na Štajer- skem (Pavšič, 1995). Splošni podatki o paleogeografiji, stratigrafiji in paleoekologiji klipeastrov Durham (1966) piše, da ima red Clypeasteroida svoje prednike v zgornji kredi, ki sestoje iz štirih podredov Laganina, Rotulina, Scutellina in Clypeasterina. Prvi predstavniki podreda Clypeasterina se pojavijo v zgornjem eocenu z enim rodom, iz oligocenskih plasti poznamo v svetu dva rodova, iz miocenskih pet, pliocenskih tri, pleistocenskih štiri, danes pa živijo še štirje rodovi. Ali (1983a, 218) navaja, da se je rod Clypeaster najprej pojavil v mediteranski regiji v eocenu, v indopacifiški pa šele v oligocenu. Iz spodnjemiocenskih plasti mediteranske regije poznamo 56 vrst in le 13 vrst iz indopacifiške regije. Iz srednjemiocenskih skladov je v mediteranski regiji ugotovljenih 139 različnih vrst, v indopacifiški pa samo 4 vrste. A 1 i (1983a, 220-221) nadalje piše, da je bila mediteranska ehinidna favna v paleogenu zelo podobna indo- pacifiški. V spodnjem miocenu je prišlo do velikih sprememb in raznolikosti med obema regijama, zaradi premikov Afriške litosferske plošče proti Evrazijski. V mio- cenu, še posebej pa v srednjem miocenu mediteranske regije, je dosegel rod Clypeast- er v razvoju svoj maksimum. V pliocenu vse tropske oblike v Mediteranu močno na- zadujejo, vključno z rodom Clypeaster, iz pleistocenskih plasti je v svetu znanih le 15 vrst, vendar nobene iz mediteranske regije. Recentne vrste rodu Clypeaster živijo ob obalah tropskih in subtropskih morij (A 1 i, 1983b). Mitrovič-Petrovič (1981) piše, da predstavniki rodu Clypeaster živijo pre- težno ob obalah s peščenim dnom, in da fosilne klipeastre navadno najdemo v peskih in peščenjakih. Iz okolice Ulcinja so v miocenskih plasteh najdeni klipeastri, ki so izredno veliki, imajo debele korone z močno izbočeno aboralno stranjo, kar po M i t - rovid - Petrovič (1982, 172) pomeni, da so takšne morfološke značilnosti posle- Clypeaster Scillae Desmoulins_ ИЗ dica razmeroma toplega morja in razburkane vode. Nadalje piše, da so klipeastri iz Mediterana izginili koncem miocena zaradi nenadnega padca temperature vode. Sle- dnji podatek ne drži, ker jih A 1 i (1983b, 455) omenja še iz phocenskih plasti Italije, Grčije in severne Afrike. Sklep Za najdišče pri Podgračenem je predvsem značilen horizont z velikimi ostrigami in ciripednimi raki vrste Balanus concavus Bronn. Najdemo še druge vrste školjk ter redke polže in nepravilne morske ježke. Klipeastri so bili najdeni izolirani na povr- šju, izvirajo pa iz badenijskih plasti, najpogosteje litotamnijskega apnenca in biokal- karenita. Po fosilnih ostankih in kamninah lahko sklepamo na takratno plitvo in to- plo morje s peščenim dnom ter na bližnjo obalo. Vrsta iregularnega morskega ježka Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837 je razen v Podgračenem ugotovljena tudi v litotamnijskem apnencu badenijske starosti na Kre- snici pri Šentilju, ter prav tako v litotamnijskem apnencu in v zelenkastosivem debe- lozrnatem peščenjaku in konglomeratu v Šentilju, blizu slovensko-avstrijske meje. Clypeaster Scillae Desmoulms, 1837 from Miocene beds near Podgračeno, Eastern Slovenia The locality at Podgračeno is characterized especially by the horizon with large ostreas and cirriped species Balanus concavus Bronn. Also other bivalve species and rare gastropods, and irregular sea urchins can be found. The Clypeaster specimens were found isolated on the surface, and they came from Badenian beds that consist mostly of lithothamnian limestone and calcarenite. The fossil remains and lithology suggest shallow and warm sea with sandy bottom and nearby shore. The species of irregular sea urchin Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837, was deter- mined also in lithothamnian limestone of Badenian age at Kresnice near Šentilj, and likewise in lithothamnian limestone and greenish grey coarse sandstone and conglo- merate at Šentilj, near the Slovenian-Austrian border. Zahvala Prof, dr Jerneju Pavšiču se zahvaljujem za pregled članka, koristne nasvete in pri- pombe, študentu Janezu Maurerju za posredovan fosilni ostanek nepravilnega mor- skega ježka, Marijanu Grmu pa za risbo in foto dokumentacijo. Literatura A 1 i, M. S. 1983 a: Tertiary echinoids and the time of collision between Africa and Eurasia. - N. Jb. Geoi. Paläont. Mh. 4, 213-227, Stuttgart. , , , , A 1 i, M. S. 1983 b: The paleogeographic distribution of Clypeaster (Echmoidea) durmg the Cenozoic Era. - N. Jb. Geol. Paläont. Mh. 8, 449-464, Stuttgart. Durham J W 1966: Clypeasteroids. - In: Moore, R. C. (Ed.) Treatise on Invertebrate Pale- ontology, Part U, Echinodermata 3/2. The Geological Society of America, Inc. and The Univer- sity of Kansas Press, U367-695, Lawrence. 114_Vasja Mikuž Imbesi Smedile, M. 1958: Clipeastri Aquitanici, Elveziani e Tortoniani della Calabria. - Palaeontographia Italica, 53, (N.S. 23), 1-47, Tav._l-22, Pisa. K a 1 a b i s, V. 1949: Monografie Clypeasteru z Ceskoslovenského miocenu. - Rozpr Stat. Ge- ol. ustavu, 11 (1948), 1-115, Tab. 1-8, Praha. L a m b e r t, J. 1906: Étude sur les Échinides de la Molasse de Vence. - Ann. Soc. Lettr, Sci. Arts A.-M., 20, 1-64, Pl. 1-10, Nice. Maczynska, S. 1993: Echinoids from the Piríczów Limestones (Middle Miocene; Holy Cross Mountains, Central Poland). - Acta Geol. Polonica, 43/1-2, 103-114, Warszawa. Marcopoulou-Diacantoni, A. 1974: Biostratigraphie et Paléoécologie des Echini- des des Pays Helléniques du Miocene Moyen. - Ann. Géol. Pays Hellen., 25 (1973), 13-20, Athè- nes. Marcopolou-Diacantoni, A. 1984: Le genre Clypeaster dans domaine Hellénique durant le Néogene au point de vue biostratigraphique-paleoecologique-taphonomique. - Ann. Geol. Pays Hellen., 32, 245-256, Athènes. Mitrovid-PetrovićjJ. 1969: Srednjemiocenski ehinidi severne Bosne (Bosanska Po- savina). - Acta Geologica, 6, 113-146, tab. 1-30, Zagreb Mitrpvić-Petrovic, J. 1970: Les caractéristiques biostratigraphiques et paléoécologi- ques des Échinides du Miocène moyen en Yougoslavie. - Giornale di Geologia (2), 35/1, 335-346, Bologna. Mitrović-Petrovic, J. 1981: Ehinidi kao facijalni fosili. - Geol. anali Balk, pol., 45, 173-185, Beograd. Mitrovid-Petrović, J. 1982: Pregled tercijarne ehinidske faune Crne Gore. - Zbornik radova stratigrafija, paleontologija, petrologija, mineralogija, sedimentologija i tektonika, Knj. 1, 169-174, X. jubil. kongr geol. Jugoslavije, Budva. Mitrovid-Petrovid, J. 1984: Importance biostratigraphique et paleoecologique du genre Clypeaster (Echinoidea) pour les sediments Neogenes de la Yougoslavie. - Ann. Geol. Pays Hellen., 32, 211-235, Athènes. Mitrovid-Petrovid, J. 1995: Taksonomski značaj apikalnog sistema kod roda Clypea- ster (Echinoidea). Taxonomic significance of apical system in the Clypeaster Echinoids. - Geol. апаИ Balk. pol.,59/1, 131-147, Beograd. P a v 1 o v e C, R. & M i k u ž, V. 1995: Fosili v miocenskem litotamnijskem ajnencu v okolici Šentilja. Fossils in Miocene Lithothamnian Limestone in the Surroundings of Šentilj (Northern Slovenia). - Znan. Rev., 7/1, 3-8, Maribor P a V š i č, J. 1995: Fosili. Zanimive okamnine iz Slovenije. - Tehniška založba Slovenije, 139 str, Ljubljana. P o 1 j a k, J. 1938: Prilog poznavanju miocenskih Echinoidea Hrvatske i Slavonije. - Vesnik geol. inst. JugosL, 7, 167-203, Tab. 2-10, Beograd. R a m o v š, A. 1974: Paleontologija. - Univerza v Ljubljani, FNT, 304 str, 155 tab., Ljubljana. Š i k i d. K., B a s C h, O. & Š i m u n i d, A. 1978: Osnovna geološka karta SFRJ Zagreb 1:100 000. - Savezni geološki zavod Beograd, Beograd. Š i k i d, K., B a s C h, O. & Š i m u n i d, A. 1979: Tumač za list Zagreb. - Osnovna geološka karta 1:100 000, Savezni geološki zavod Beograd, 81 str, Beograd. VeigaFerreira, daO. 1961: Equinideos do Miocènico de Portugal Continental e Ilhas Adjacentes. - Com. Serv. Geol. Portugal, 45, 529-564, Est. 17, Lisboa. Tabla 1 - Plate 1 la Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837; Podgračeno, zgornja ali aboralna stran, naravna veli- kost Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837; Podgračeno, upper aboral side, natural size lb Isti primerek s strani, naravna velikost The same sample, lateral view, natural size Clypeaster Scillae Desmoulins 115 116 Vas j a Mikuž Tabla 2 - Plate 2 1 Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837; Podgračeno, spodnja ali oralna stran, naravna velikost Clypeaster Scillae Desmoulins, 1837; Podgračeno, lower oral side, natural size Fotografije (Photo): Marijan Grm GEOLOGIJA 41, 117-125 (1998), Ljubljana 1999 Kitovo vretence iz miocenskih çlasti v Turju blizu Dola pri Hrastniku Whale vertebra from Miocene beds in Tur j e near Dol pri Hrastniku, Slovenia Vasja Mikuž Katedra za geologijo in paleontologijo. Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 2, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: kiti, miocen, Turje, Slovenija Key words: whales, Miocene, Turje, Slovenia Kratka vsebina Obravnavano je kitovo vretence iz badenijskih plasti pri zaselku Turje. Ugotov- ljeno je, da gre za ledveno ali repno vretence odraščajočega osebka, najverjetneje pa pripada kitu iz družine Balaenopteridae. Abstract Examined was the whale vertebra from Badenian beds near the settlement of Turje. The vertebra is lumbal or caudal, and it belonged to an adolescent subject, most probably a whale of family Balaenopteridae. Uvod Pri globokem oranju njive na svoji parceli, je maja 1996 našel kost Ljudevit Mejač iz Dola pri Hrastniku. V začetku leta 1997 me je o najdbi kosti obvestil Janez Dirjec dipl. arheolog z Inštituta za arheologijo ZRC SAZU v Ljubljani. Marca istega leta smo si pri najditelju ogledali najdbo in samo najdišče. Ugotovili smo, da gre za kitovo vretence, najdeno pa je bilo na parceli št. 842 k.o. Turje, v globeli vzhodno od cerkve Sv. Štefana v Turju (slika 1). 118 Vasja Mikuž SI. 1. Položajna skica najdišča miocenskega kitovega vretenca Fig. 1. Location map of Miocene whale vertebra Na Osnovni geološki karti SFRJ lista Celje (B u s e r, 1978) leži zaselek Turje na la- škem laporju, južno od tod pa izdanja litotamnijski apnenec, oba tortonijske starosti. Po podatkih B u s e r j a (1979, 35) so v debelejšem horizontu sivega masivnega laške- ga laporja lahko ponekod tudi vložki biohermalnega litotamnijskega apnenca in kal- karenita. Najdbe fosilnih kitov v Sloveniji Do sedaj so v Sloveniji našli ostanke kitov le v miocenskih skladih. Največ najdb je iz badenijskih plasti. V badenijskem lapornatem peščenjaku med Staro vasjo in Dobruško vasjo vzhodno od Šmarjete, je bilo najdeno precej veliko kitovo vretence (Pavlovec & Perse, 1982). V badenijskem laškem laporju so v okolici Laškega pri Mariji Gradcu našli kitovo repno vretence, pri Gabrnem pa ledveno (M a j c e n, et al., 1997). Najdba najmlajšega primerka je iz sarmatijskega peščenega laporja pri Be- nediktu v Slovenskih goricah (Pavšič & Mikuž, 1996). Tam so našli skoraj cel skelet zelo majhnega mladega vosatega kita. Kitovo vretence iz miocenskih plasti v Turju__119 Paleontološki del ? Balaenoptera sp. Tab. 1, si. la-lc; Tab. 2, si. la-lb Nahajališče: Turje na nadmorski višini окоИ 590 m, med Dolom pri Hrastni- ku in Rimskimi Toplicami. M a t e r i a 1: En stisnjen in precej poškodovan primerek. Po ostankih kamnine, ki je ostala še na določenih mestih vretenca, lahko sklepam, da je bilo vrtence najdeno v badenijskem rumenkastem biokalkarenitu (inv št. 750). Opis: Srednjeveliko vretence je precej deformirano in poškodovano. Vretenčno telo (corpus vertebrae) je z lateralne strani stisnjeno in je brez trnka (processus spino- sus) ter prečnih (processus transversus) podaljškov Ohranjeni so samo bazalni deli podaljškov oz. odrastkov. Na dorzalni strani vretenca je živčni kanal (canalis neura- lis) zaradi poškodb le nakazan. Prav tako sta stisnjena in zavrtena kranijalni in kav- dalni okrajek. Kranijalni okrajek (caput vertebrae) je rahlo izbočen, kavdalni (fossa vertebrae) pa nekoliko vbočen. Blizu roba obeh okrajkov so koncentrične linije. Dimenzije vretenca (Dimensions of vertebra): dolžina vretenca (vertebra length) 120 mm višina vretenca (vertebra height) 105 mm širina vretenca (vertebra width) 63 mm premer sprednjega okrajka (diamètre of vertebra head) 82 x 108 mm premer zadnjega okrajka (diamètre of vertebra ) 84 x 100 mm debelina sprednjega okrajka (thickness of vertebra head) 15 mm debelina zadnjega okrajka (thickness of vertebra pit ) 15 mm Slovensko in latinsko poimenovanje morfologije vretenca je povzeto po Rebesku in sodelavcih (1986). Zaključki Obliko in dimenzije vretenca iz Turja sem primerjal s primerki kitovih vretenc v člankih P i 11 e r i j a (1989) in Caretta (1970). Po dimenzijah našega primerka in s primerjanji dimenzij v tabeli Caretta (1970, 30) lahko sklepam na sledeče: po dol- žini vretenca naš primerek ustreza 8. repnemu vretencu, po višini 9. repnemu vreten- cu, po premerih okrajkov pa 11. repnemu vretencu. Ker je dolžina vretenca v primer- javi z višino in premeri okrajkov najmanj prizadeta oziroma spremenjena, bi se naj- lažje odločil za 8. repno vretence. Vendar je 8. repno vretence drugače oblikovano. Vretence iz Turja ima ob straneh široke in dolge bazalne dele za prečna podaljška (processus transversus) in konkaven osrednji ventralni del vretenčnega telesa, kar je bolj značilno za vretenca lumbalnega in začetka kavdalnega dela kitove hrbtenice. Vretence iz Turja pripada najverjetneje odraščajočemu kitu, na kar sklepam po veli- kosti vretenca in še nepopolni zaraslosti sprednjega (kranialnega) in zadnjega (kav- dalnega) okrajka. Po enem razmeroma slabo ohranjenem, najverjetneje ledvenem (lumbalnem) vre- tencu, seveda ne morem določiti niti rodu, niti vrste. Morda pripada osebku iz rodu ? Balaenoptera. Danes določajo kite predvsem po značilnostih glave in manj po post- kranialnem okostju. V glavi pa predstavlja največjo taksonomsko značilnost koščeni bobnični mehur (bulla tympanica). 120_Vasja Mikuž Whale vertebra from Miocene beds in Turje near Dol pri Hrastniku, Slovenia The shape and size of the vertebra from Turje was compared to whale vertebras in articles by P i 11 e r i (1989) and Carello (1970). According to the measures of the specimen, and to the comparisons with dimensions inCaretto's table(1970, 30), the following can be established. With respect to length, the vertebra corresponds to the 8"^ caudal vertebra, with respect to height to the 9'*' caudal vertebra, and to dia- meters of vertebra head and pit to the ll'*' caudal vertebra. Since the length of the vertebra with respect to its height and diameters of vertebra head and pit is the least affected by alterations, the choice would be the 8^^ caudal vertebra. However, the 8''' caudal vertebra has a different shape. The vertebra from Turje has on sides broad and long basal parts for the two processi transversi, and concave central ventral part of the body of the vertebra; this is more typical for the vertebras of the lumbal and be- ginning of the caudal part of the whale backbone. The vertebra from Turje belongs most probably to an adolescent whale individual on the ground of the size of the ver- tebra, and imperfect degree of overgrowth of the vertebra head and the vertebra pit. A single, relatively poorly preserved vertebra, most probably of the lumbal region, does not suffice for determination of the genus nor the species. Perhaps it belongs to an individual of genus ? Balaenoptera. Nowadays, the whales are determined mainly according to characteristics of head, and less of the postcranian skeleton. In the he- ad, the most important taxonomic characteristics is the bony bulla tympanica. Zahvala Zahvaljujem se najditelju gospodu Ljudevitu Mejaču, ki je kitovo vretence poklo- nil paleontološki zbirki Katedre za geologijo in paleontologijo v Ljubljani. Iskrena hvala prof. dr. Vidi Poharjevi za številne nasvete pri sestavljanju članka in prof. dr. Jerneju Pavšiču za pregled besedila. Hvala tudi Janezu Dirjecu, ki me je obvestil o najdbi kitovega vretenca in Marijanu Grmu za slikovno gradivo. Kitovo vretence iz miocenskih plasti v Turju__121 Literatura B u s e r, S. 1978: Osnovna geološka karta SFRJ Celje 1:100 000. - Zvezni geološki zavod Beo- grad, Beograd. B u s e r, S. 1979: Tolmač lista Celje. Osnovna geološka karta 1:100 000. - Zvezni geološki za- vod Beograd, 72 str, Beograd. Caretto, P. G. 1970: La balenottera delle sabbie plioceniche di Valmontasca (Vigliano d'Asti). - Boll. Soc. Paleont. Italiana, 9 (1), 3-75, tav 1-20, Modena. M a j c e n, T, M i k u Ž, V. & P o h a r, V. 1997: Okamnine v paleontološki zbirki laškega mu- zeja. - Geol. zbornik, 13, 104-118, Ljubljana. Pavlovec, R. & Perse, J. 1982: Fosilni kiti pri nas. - Proteus, 45, (1982/83), 61-64, Lju- bljana. P a v š i č, J. & M i k u ž, V. 1996: Vosati kit (Balaenoptera acutorostrata cuvierii) iz miocen- skih plasti pri Benediktu v Slovenskih goricah, Slovenija. The Baleen Whale (Balaenoptera acu- torostrata cuvierii) from Miocene Beds near Benedikt in Slovenske gorice, Slovenia. - Razprave 4. razreda SAZU, 37/4, 85-97, Ljubljana. P i 1 1 e r i, G. 1989: Balaenoptera siberi, ein neuer spätmiozäner Bartenwal aus der Pisco- Formation Perus. - In: Pilleri, G. (Ed.), Beiträge zur Paläontologie der Cetaceen Perus. - Hirna- natomosches Institut Ostermindungen, 65-85, Taf. 1-10, Bern. R e b e s k o, B., R i g 1 e r, L., Z o b u n d ž i j a, M. & J a n k o V i Č, Ž. 1986: Slikovni priro- čnik anatomije domačih živali. - Državna založba Slovenije, Ljubljana. 122_Vasja Mikuž Tabla 1 - Plate 1 la ? Balaenoptera sp., desni lateralni del kitovega vretenca z bazalnim delom stranskega odrastka. Turje, x 0,55 Right lateral side of whale vertebra with basal part of processus transversus. Turje, x 0,55 lb ? Balaenoptera sp., ventralna stran istega vretenca. Turje, x 0,6 Ventral side of the same vertebra. Turje, x 0,6 Ic ? Balaenoptera sp., levi lateralni del kitovega vretenca z bazalnim delom stranskega odrastka. Turje, x 0,55 Left lateral side of whale vertebra with basal part of processus transversus. Turje, x 0,55 Kitovo vretence iz miocenskih plasti v Turju 123 124_Vasja Mikuž Tabla 2 - Plate 2 la ? Balaenoptera sp., kranijalni del (vretenčna glava) kitovega vretenca. Turje, x 1 Caput vertebrae or cranial side of whale vertebra. Turje, x 1 lb ? Balaenoptera sp.,kavdalni ali repni del (vretenčna jama) kitovega vretenca. Turje, x 0,9 Fossa vertebrae or caudal side of whale vertebra. Turje, x 1 Fotografije (Photo): Marijan Grm Kitovo vretence iz miocenskih plasti v Turju 125 GEOLOGIJA 41, 127-133 (1998), Ljubljana 1999^ Nova najdba mastodontovega zoba iz bližnje okolice Ptuja The new finding of Mastodont's tooth from vicinity of Ptuj, NE Slovenia Vasja Mikuž Katedra za geologijo in paleontologijo. Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 2, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: zob, mastodont, plio-pleistocen, Ptuj, Slovenija Key words: tooth, Mastodont, Plio-Pleistocene, Ptuj, Slovenia Kratka vsebina V prispevku je obravnavan del trobčarjeve zobne krone, ki je bil najden v okolici Ptuja. Značilnosti zobne krone kažejo na še razmeroma mlad, vendar že odrasel ose- bek villaf ranchi j skega mastodonta vrste Anancus arvernensis (Croizet & Jobert, 1828). Abstract In the contribution, a part of the dental crown of a proboscidean found near Ptuj is examined. The characteristics indicate a relatively young, but already adult indi- vidual of Villafranchian mastodon of species Anancus arvernensis (Croizet & Jo- bert, 1828). Uvod V letu 1997 sem dobil v raziskavo fosilni ostanek mastodonta, ki mi ga je prinesel mag. Draško Josipovič od kustosinje Pokrajinskega muzeja v Celju, gospe Irene La- zarjeve. Njej pa ga je dala sodelavka, ki je ostanek zoba dobila od svoje sostanovalke v bloku. Zob je bil najden pred približno 22. leti pri gradnji privatnega objekta, nekje v okolici Ptuja (slika 1). 128 Vasja Mikuž SI. 1. Položajna skica nahajališča mastodontovega zoba Fig. 1. Location map of the Mastodont's tooth remain Paleontološki del Sistematika po R. Vaufrey, 1958 Classis Mammalia Linné, 1758 Ordo Proboscida Iiiiger, 1811 Superfamilia Mastodontoidea Osborn, 1921 У Familia Tetralophodontidae Vaufrey, 1958 п Subfamilia Anancinae Hay, 1922 ■ ч Genus Anancus Aymard, 1855 v v AnancMs aruernensis (Croizet & Jobert, 1828) Tab. 1, si. la-lc 1877 M. arvernensis. Croizet et Jobert - V a c e k, 33, Taf. 7, Fig. 3, 3a 1891 Mastodon Arvernensis Croizet und Jobert - Weithofe r, 110, Taf. 4, Fig. 4; Taf. 5, Fig. 4; Taf. 13, Fig. 1, la ■ . Nova najdba mastodontovega zoba iz bližnje okolice Ptuja_129 1910 Mastodon arvernensis Croiz. et Job. -Bach, 112 1912 Mastodon arvernensis Cro. et Job. - Gorjanovic-Kramberger, 14, Tab. 2, Si. 2, 2a; 1922 Mastodon (Dibunodon) arvernensis Croizet et Jobert - S c h 1 e s i n g e r, 61, Taf. 11, Fig. 2; Taf. 12, Fig. 3, 4 1951 Mastodon arvernensis Croiz. et Job. - Rakove c, 173, Sl. 1, 2 1951 Mastodon arvernensis Croizet et Jobert - P e t r o n i j e v i c, 67, Tab. 2, 3 1952 Mastodon (Bunolophodon) cf. arvernensis Croiz. et Job. - Petronijević, 86, Tab. 4, Sl. 1, 2, 3 1964 Mastodon arvernensis Croizet & Jobert, 1828 - F e j f a r, 65, Pl. 3, Figs. 1-3 1968 Bunolophodon (Anancus) arvernensis (Croiz. et Job.) - Rakove c, 304, Tab. 1, Sl. 1-6; Tab. 3, Sl. 1-2 1970 Bunolophodon (Anancus) arvernensis Croizet et Jobert - Petronij evie, 106, Tab. 7, Sl. 1; Tab. 8, Sl. 1 1973 Anancus arvernensis Croizet & Jobert, 1828 - T o b i e n, 131, Fig. 15; 132, Fig. 17; 133, Fig. 18 1976 Anancus arvernensis - T o b i e n, 188, Abb. 32; 201, Abb. 43 1976 Anancus arvernensis (Croizet et Jobert) - Pavlovi ć, Milić&Eremija, 156, Tab. 1, 2, 3 1986 Anancus arvernensis -Tobten, 206, Abb. 29; 216, Abb. 35 1988 Anancus arvernensis (Croizet & Jobert, 1828) - Tobien, Chen&Li, 114; 139, Fig. 32 1997 Anancus arvernensis - Pavšič&Mikuž, 32 1997 Anancus arvernensis (Croizet & Jobert), 1828 - Lenardid&Pohar, III, PI. 1, Fig. la, lb, 2a, 2b; PI. 2, Fig. la, lb Nahajališče: Najdišče ni točno določeno, zob je najden pri izkopu za gradnjo nekega privatnega objekta v bližnji okolici Ptuja. Material: Najdba predstavlja sprednji labialni (oralni) del levega spodnjega tretjega molarja (Mg sin.), oziroma del zobne krone brez koreninskega in zadnjega aboralnega dela molarja (inv. št. 1025). Opis: Ohranjen je samo sprednji del zobne krone, nekako prva tretjina levega spodnjega zadnjega molarja. Koreninski del je odlomljen. Na oralni strani je cel talon s štirimi različnimi vzboklinami, na praetritni strani prvega prečnega grebena sledi glavna vzboklina (protokonid) z eno manjšo vzboklinico, na posttritni je glavna vzboklina (metakonid) in še dve manjši vzboklini. Med prvim in drugim prečnim gre- benom je globoka dolina, na sredini katere je velika zaporna vzboklina. Na drugem prečnem grebenu so na praetritni strani glavna vzboklina (hipokonid) in tri manjše, na posttritni pa glavna vzboklina (endokonid) in ena manjša vzboklinica. Nasploh je praetritna stran krone širša in položnejša, posttritna pa ožja in zelo strma. Glavni vzboklini prvega prečnega grebena sta nekoliko višji od glavnih vzboklin drugega prečnega grebena. Na drugem prečnem grebenu je lepo vidna alternacija praetritnega in posttritnega dela, kar je po R a k o v c u (1968, 310) in drugih avtorjih najznačil- nejši znak vrste Anancus arvernensis. Konice vzboklin so rahlo nečete, kar pomeni, da je bil zob že v uporabi in da je od mladega vendar odraslega mastodonta. Terminologija morfoloških značilnosti zobne krone je povzeta poRakovcu (1951, 1968) in T o b i e n u (1973, 1986). 130_Vasja Mikuž D i m e n z i j e (D i m e n s i o n s): fi dolžina praetritnega dela krone (length of the crown in outer side) = 80 mm ; •? i dolžina posttritnega dela krone (length of the crown in inner side) = 72 mm širina prvega prečnega grebena (width of the first ridge) = 81 mm " ;>) ; širina drugega prečnega grebena (width of the second ridge) = 84 mm največja višina prvega prečnega grebena ; ¡;': • (the greatest height of the first ridge) =49 mm ,< i'^' [ največja višina drugega prečnega grebena <: ivî r (the greatest height of the second ridge) = 45 mm Primerjava: Širina prvih dveh prečnih grebenov ima razpon med 81 in 84 mm, kar se nekako ujema s širinami v tabeli R a k o v c a (1951, 186), kjer so razponi med 75,5 do 98 mm za M3 iz nekaterih drugih evropskih najdišč. Največja širina spo- dnjega tretjega molarja iz Sv. Andraža v Slovenskih goricah pa znaša 93 mm (R a k o v e C , 1951). V a u f r e y (1958) navaja največje širine prečnih grebenov za M3 vrste A. arvernensis, ki znašajo med 64 in 95 mm. Weithofer (1891) ima raz- pone za širine enakega molarja z vrednostmi med 77 in 81 mm. Iz Hajnačke na Slova- škem opisuje F e j f a r (1964) tretji spodnji desni molar, katerega širine prečnih gre- benov so med 60 in 81 mm. Stratigrafska in geografska razširjenost mastodontov: Po Lenardič & Pohar (1997) je v Sloveniji registriranih 14 najdišč z ostanki mastodontov, ti pa so bili najdeni v miocenskih, pliocenskih in pleistocenskih sedi- mentnih kamninah. Ugotovljenih je pet mastodontnih rodov Gomphotherium, Tetra- lophodon, Anancus, Zygolophodon in Mammut. Največ najdišč in primerkov ima vr- sta Anancus arvernensis, ki so vsa v severnovzhodni Sloveniji. Opisana plio-pleistocenska vrsta Anancus arvernensis je bila v Evropi razmeroma razširjena. Njeni ostanki so najdeni v villafrachijskih plasteh Francije in Nemčije (Va u f r e y, 1958, 244), plio-pleistocenskih Nemčije (T o b i e n, 1986), Italije (Wei- thofer, 1891), spodnjevillafranchijskih skladih Italije (P i n n a, 1989), Avstrije (Va C e k , 1877; Bach, 1910), pliocenskih Hrvaške (Gorj anovič-Kram- berger, 1912), srednje in zgornjepliocenskih sedimentih Srbije (Petronijevič, 1951, 1952, 1970; P a v 1 o v i č et al., 1976 in P a v 1 o v i č, 1992), srednjepliocenskih Madžarske (Schlesinger, 1922) in spodnjevillafranchijskih Slovaške (F e j f a r, 1964). Zadnji avtor jih navaja tudi iz zgornjepliocenskih paludinskih plasti Romunije ter plio-pleistocenskih Rusije in Ukrajine. D u b r o v o (1997, 162) piše, da se je vrsta A. arvernensis pojavila v spodnjem pliocenu ter preživela v Evraziji vse do začetka starejšega pleistocena. u Sklepi Dimenzije ohranjenih prečnih grebenov zobne krone, oblikovanost grebenov in zo- bnih konic, predvsem pa alternacija praetritnih in posttritnih vzboklin drugega pre- čnega grebena kažejo, da je najdeni del zobne krone iz okolice Ptuja, nedvomno pri- padal vrsti Anancus arvernensis. Glede na obrabljenost konic zoba, pripada mlade- mu odraščajočemu osebku. Plasti, v katerih je bil ostanek trobčarjevega zoba najden, so najverjetneje villaf ranchi j ske starosti. u -> i u ^ ¡u u " : 1 - v- ■ Nova najdba mastodontovega zoba iz bližnje okolice Ptuja_131 The new finding of Mastodont's tooth from vicinity of Ptuj, NE Slovenia The dimensions of preserved transversal ridges of the tooth crov^rn, the morphology of ridges and tooth tips, and especially the alternation of praetritic and posttritic convexities of the second transversal ridge suggest the reliable attribution of the find from surroundings of Ptuj to the mastodon species Anancus arvernensis. As judged by the v^^ear of dental tips, the tooth belonged to a young adult individual. The beds in which the remains of the proboscidean tooth were found, are most likely of Vil- lafranchian age. Zahvala Zahvaljujem se prof. dr. Vidi Poharjevi za pregled članka in dodatno literaturo, prof. dr. Jerneju Pavšiču za koristne nasvete, kustosinji Pokrajinskega muzeja v Celju Ireni Lazarjevi za podatke o najdišču, mag. Drašku Josipoviču za posredovano najd- bo in Marijanu Grmu za risbo in fotografije. Literatura B a C h, F. 1910: Mastodontenreste aus der Steiermark. - Beiträge Paläont. Geol. Österr-Un- garns, 23, 63-124, Taf. 7-10, Wien und Leipzig. D u b r o V 0, I. A. 1997: Fossil Proboscideans. Fosilni trobčarji. - Geološki zbornik, 12, 159- 197, Velenje. F e j f a r, O. 1964: The Lower-Villafranchian Vertebrates from Hajnácka near Filákovo in Southern Slovakia. - Rozpravy Ústr ustav geol., 30, 1-115, Pl. 1-20, Praha. Gorjanovic-Kramberger, D. 1912: Fosilni proboscidi Hrvatske i Slavonije. - Djela Jugosl. akad. znan. umjetn., 21, 7-23, Tab. 1-4, Zagreb. Lenardid,J. & Poha r, V. 1997: Distribution of the Mastodonts in Slovenia. Razširje- nost mastodontov v Sloveniji. - Geološki zbornik, Í2,105-130, Velenje. P a v 1 o v i C, M. B. 1992: Tercijarni sisari u Srbiji kao paleoekološki i paleoklimatološki in- dikatori. - Geol. апаИ Balk, pol., 56, 137-152, Beograd. P a v 1 o v i ć. M. B, M i 1 i d, P. & E r e m i j a, M. 1976: Anancus arvernensis (Croizet et Jo- bert) iz povlate cementnih laporaca u Beočinu (Srem). - Geol. anali Balk, pol., 40, 155-160, Tab. 1-3, Beograd. P a v š i č, J. & M i k u ž, V. 1997: Redka najdba mastodonta. - Gea, 7/3, 32, Ljubljana. Petronijević, Ž. 1951: O nalasku ostataka Mastodon arvernensis Croizet et Jobert u Sremskim Karlovcima. - Glasnik prirod, muzeja Srp. Zemlje, Ser A, 4, 67-69, Tab. 2-3, Beo- grad. Petronijević, Ž. 1952: Prilog poznavanju fosilnih ostataka mastodontoidea iz Srbije. - Geol. anali Balk, pol., 20,75-86, Tab. 1-4, Beograd. Petronijević, Z. 1970: Prilog poznavanju mastodona mlađeg neogena. - Glas SANU, 278,33, 99-112, Tab.1-10, Beograd. P i n n a, G. 1989: II Grande Libro dei Fossili. I vari gruppi animah e vegetali, la distribuzio- ne nei terreni di diverse età, i principah giacimenti. - Biblioteca universale Rizzoli, 381p., Mila- no. R a k o V e c, I. 1951: O najdbah mastodonta (Mastodon arvernensis Croiz. et Job.) na Štajer- skem. - Razprave 4. razreda SAZU, 1, 173-202, Ljubljana. , л , , „ R a k o v e C, I. 1968: O mastodontih iz Šaleške doline. The Mastodons from the Salek valley. - Razprave 4. razreda SAZU, JI, 299-350, Ljubljana. Schlesinger, G. 1922: Die Mastodonten der Budapester Sammlungen. (Untersuchungen über Morphologie p'hylogenie, Ethologie und Stratigraphie europäischer Mastodonten.) - Geo- logica Hungarica, 2/1, 1-284, Taf. 1-22, Budapestini. , _ , _ , T o b i e n, H. 1973: The Structure of the Mastodont Molar (Proboscidea, Mammalia) Part 1: TheBunodontPattern.-Mainzer geowiss.Mitt., 2, 115-147, Mainz. T o b i e n, H. 1976: Zur paläontologischen Geschichte der Mastodonten (Proboscidea, Mam- malia). - Mainzer geowiss. Mitt., 5, 143-225, Mainz. . , 1.4.,.. T o b i e n, H. 1986: Die paläontologische Geschichte der Proboscider (Mammalia) im Main- zer Becken (BRD). - Mainzer Naturw. Archiv, 24, 155-261, Mainz. 132 _ Vasja Mikuž T o b i e n, H., C h e n, G. & L i, Y. 1988: Mastodonts (Proboscidea, Mammalia) from the Late Neogene and Early Pleistocene of the People's Republic of China. - Mainzer geowiss. Mitt., 17, 95-220, Mainz. V a c e k, M. 1877: Über Österreichische Mastodonten und ihre beziehungen zu den Mastodo- narten Europas. - Abh. Geol. R. A., 7/4, 1-45, Taf. 1-7, Wien. V a u f r e y, R. 1958: Proboscidiens. Étude systématique. In: Piveteau, J. (Ed.) Traité de Paléontologie. - Masson et Cie, 203-303, Paris. W e i t h o f e r, K. A. 1891: Die fossilen Proboscidier des Arnothaies in Toskana. - Beiträge Paläont. Österr-Ungarns, 8, 107-240, Taf. 1-15, Wien. Tabla 1 - Plate 1 la Anancus arvernensis (Croizet & Jobert, 1828), prvi in drugi prečni greben spodnjega levega tretjega mastodontovega molarja (M3), lingvalno (posttritno). Najdišče v okolici Ptuja, na- ' •' ravna velikost The first cross ridges of the Mastodont crov^^n Anancus arvernensis (Croizet & Jobert, 1828) from lingual (posttritic) side. Vicinity of Ptuj, natural size Ih Žvekalna (okluzalna) ploskev oralnega dela zobne krone istega primerka, naravna velikost Occlusal level of oral part of the crown, the same sample, natural size Ic Pogled z bukalne (praetritne) strani dela zobne krone istega primerka, naravna velikost .,. Buccal (praetritic) view of the same sample, natural size Fotografije (Photo): Marijan Grm ' " i,*^^ ' V J' . t^í- ' ' Nova najdba mastodontovega zoba iz bližnje okolice Ptuja 133 GEOLOGIJA 41, 135-155 (1998), Ljubljana 19991 Volcaniclastic Rocks in Borehole Tdp-1/84 Trobni Dol, Eastern Slovenia Vulkanoklastične kamnine v vrtini Tdp-1/84 Trobni Dol, vzhodna Slovenija Polona Kralj Geološki zavod Slovenije Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Key words: volcaniclastic rocks, pyroclastic rocks, submarine pyroclastic flow deposits, rhyolitic tuffs, zeolites, Slovenia Ključne besede: vulkanoklastične kamenine, piroklastične kamenine, sedimenti podmorskega piroklastičnega toka, riolitni tufi, zeoliti, Slovenija Abstract Uppermost 160 metres in the cored borehole Tdp-1/84 Trobni Dol, mainly consist of volcaniclastic sediments, deposited entirely in a marine environment. Two phases of volcanic activity were recognised, the second one producing huge amounts of pyroclastic material of rhyolitic composition, transported in a submarine pyrocla- stic flow and settled as an over 107 m thick ignimbrite deposit. After termination of explosive volcanic activity, sedimentation of fossiliferous marine mudstone Sivica continued, and immediately above the ignimbrite it contains a few cm thick layer of rhyolite-mudstone peperite. Peperite formed when magma intruded into a water- saturated muddy sediment, desintegrated into hyaloclasts owing to chill-and-qu- ench processes, and finally, intermixed with the sediment. Overlying syn-eruptive resedimented volcaniclastics were deposited after ceassation of volcanic activity, with normal marine transport and sedimentation agents. Kratka vsebina Gornjih 160 metrov jedrovane vrtine Tdp-1/84 Trobni Dol povečini sestoji iz vul- kanoklastičnih sedimentov, ki so bili v celoti odloženi v morskem okolju. Prepoznali smo dve fazi vulkanskega delovanja, od katerih je bila druga še posebno močna. Ob eksplozijah riolitne magme so nastale ogromne količine vulkanskega pepela, ki so se transportirale s podmorskim piroklastičnim tokom in se sedimentirale kot preko 107 metrov debel horizont ignimbrita. Ko je vulkanizem prenehal delovati, se je na- daljevala morska sedimentacija sivice, ki vsebuje nekaj cm debel sloj peperita iz ri- olita in sivice. Peperit je nastal ob intruziji magme v vlažen sediment. Zaradi hitre- ga ohlajanja se je magma pričela drobiti v hialoklaste in se nato mešala s sedimen- tom. Nad peperitom se nahajajo sin-eruptivno presedimentirani vulkanoklastiti, ki predstavljajo piroklastični material, sedimentiran in transportiran z normalnimi dejavniki v morskem okolju potem, ko je vulkanizem že ugasnil. 136 Polona Kralj Introduction The village Trobni Dol is located in Eastern Slovenia (Fig. 1), in the Tertiary Laško basin. Volcaniclastic rocks crop out on the crest of the Rudnica anticlyne, in the form of triangular, fault-bounded area of less than 120 km-. The Laško basin is characteri- sed by the occurrence of coal, which is the main reason for geological exploration of the area in the past, and also in the last decades. Fig. 1. Simplified geologic map of the Trobni Dol area (modified after Buser, 1977). 1, Quater- nary; 2, Mio-Pliocene clay, silt, sand and gravel; 3, Oligocene volcaniclastics; 4, Mesozoic carbo- nates; 5, Triassic keratophyre and tuffs; 6, Permian and Carboniferous clastic rocks Sl. 1. Shematska geološka karta območja Trobnega Dola (prirejeno po Buserju, 1977). 1, kvartar; 2, mio-pliocenski sedimenti - glina, melj, pesek in prod; 3, oligocenski vulkanoklastiti; 4, mezo- zojski karbonati; 5, triasni keratofir in njegov tuf; 6, permijski in karbonski klastiti Volcaniclastic Rocks in Borehole Tdp-1/84 Trobni Dol_137 Early works date in the previous century (Z o 11 i k o f e r , 1861; S t u r, 1871; B i t - t n e r, 1884), and they were followed in the period between both wars (M u n d a , 1939). The most extensive exploration of the area started after the Second World War It was dominantly related to elaboration of the Basic Geological Map of Slovenia, she- et Celje (B u s e r, 1977; 1979), but also, to coal prospection (H a m r 1 a , 1987). Recent works of D o z e t and R i j a v e c (1994), P e t r i c a et al. (1995), and Grad et al. (1996) deal with biostratigraphic division of Tertiary beds in the area, as well as with occurrence and chemical composition of the Trobni Dol coal seams. In the year 1984, two cored boreholes have been drilled in the vicinity of Trobni Dol (P e t r i c a, 1983). Their purpose was to find any new resources of coal in the area. The first one, Tdp-1/84 penetrated 360 metres of the Tertiary sediments and sedimentary rocks, and terminated in the basement, composed of Triassic dolomite. The second borehole Tdp-2/84 is 400 metres deep, but owing to the complex tectonic setting of the area, it did not reach the basement. The upper 160 metres of the drilled section in Tdp-1/84 mainly consist of volcaniclastic rocks, deposited in a shallow- marine environment. The present contribution deals with lithofacieses of volcanicla- stic rocks, recognised in the Tdp-1/84 borehole core, their depositional sedimentary environment and diagenetic alteration. Geological setting of the Trobni Dol area Trobni Dol area forms a part of the Laško basin. The basement consists of Permo- Carboniferous shales, quartzarenites and conglomerates, Permian sandstones and Triassic dolomite, shales and volcanic rocks. The basin is infilled with Tertiary suc- cessions ranging in age from Upper Oligocene to Badenian. Upper Oligocene beds in the area comprise Pseudosocka beds, grayish green marine mudstone named Sivica (G r a d et al., 1996), and volcaniclastics of rhyolitic composition. Oligo-Miocene and Miocene beds are subdivided only on the basis of lithology - owing to the lack of fos- sils - into sandy clays and sands of the Upper Egerian age, Eggenburgian marine marly clay and silt, named the upper Govce beds, Badenian calcarenites (the Laško beds), and Sarmatian silts and sands. Basement in the Tdp-1/84 borehole consists of Triassic dolomite, which is overlain discordantly by the lower Pseudosocka beds at 383.6 m. The lower Pseudosocka beds are composed of massive clay with some up to 40 cm thick coal seams. At 368.3 metre, the upper Pseudosocka beds occur being developed as finely laminated limestone, marly limestone and calcareous marl. At 341.5 metre, the sediments grade upwards into interstratified claystones, sandstones and siltstones. The Pseudosocka beds indi- cate intermixing fresh-water, brakish and shallow-marine environment. At 299.5 m, they are overlain by a 140 m thick succession of bluish gray marine mudstone Sivica. Foraminifera fauna indicates Lower Egerian age (Grad et al., 1996). At 159.4 m, pyroclastic rocks occur, and they fairly predominate up to the depth of 12.5 m, where a thin layer of eluvium is encountered. Volcaniclastic succession Volcaniclastic succession encountered in borehole Tdp-1/84, Trobni Dol, was com- pared with the models described by Wright & Mutti (1981), Y a m a d a (1973), 138 Polona Kralj Fig. 2. Diagrammatic cross-section across the cored borehole Tdp-1/84 Trobni Dol S1.2. Shematski prikaz profila jedrovane vrtine Tdp-1/84 Trobni Dol Volcaniclastic Rocks in Borehole Tdp-1/84 Trobni Dol 139 Table 1. Bulk chemical composition of volcaniclastic rocks from the Tdp-1/84 borehole, Trobni Dol in wt.%. Analyst Vida Hudnik, Kemijski inštitut Slovenije Tabela 1. Glavne prvine vulkanoklastičnih kamnin iz vrtine Tdp-1/84 Trobni Dol, v masnih %. Analitik Vida Hudnik, Kemijski inštitut Slovenije 1: sample from the pyroclastic flow unit, a depth of 83.05 m 2: peperite sample, a depth of 44.5 m 3: surface sample from resedimented unit Table 2. Microprobe analyses in wt.% of the matrix (sample 1), transitional area (sample 2) and a glass shard altered to clinoptilolite and cristobalite (sample 3). Analyst Peter Pavli, lEVT Ljubljana Tabela 2. Mikroanaliza v masnih % osnove (vzorec 1), prehoda (vzorec 2) in črepinjice vulkan- skega stekla, spremenjene v klinoptilolit in kristobalit (vzorec 3). Analitik Peter Pavli, lEVT Ljubljana ЕсгОз is total Fe recalculated as FegOs 140_Polona Kralj Fiske & Matsuda (1964), and Carey & Sigurdsson (1980). Diage- netic alteration of rocks is described already by Kovic & Mišic (1989). The succession lies conformably on the fossiliferous marine mudstone Sivica, and consists of an older, partially eroded volcaniclastic unit, pyroclastic flow unit, rhyoli- te mudstone (Sivica), peperite unit and resedimented unit (Fig. 2). Pyroclastic flow unit is ideally developed submarine pyroclastic flow deposit. It is relatively thick amounting to 107 m. Pyroclastic flow unit terminates with a 3 decimetre thick layer of the marine mudstone Sivica with autobrecciated rhyolite flow intermixed with the sediment, and forming a peperite. Resedimented unit is about 19 metres thick and comprises two horizons of fainty laminated syn-eruptive resedimented fine-grained tuff, interlayered with Sivica. Classification of volcaniclastic rocks from the Tdp-1/84 borehole is by no means simple. According to the silica and alkali content (Table 1) the rocks can be classified as dacites or rhyolites. However, bulk chemical composition, recalculated to the anhydrous base and compared with the data of Ewart (1979) indicates the tuffs deve- loped from a rhyolitic magma. The main problem concerning reliability of this che- mical composition is in diagenetic alteration of the rocks which involves redistributi- on of many elements on a small-scale, and maybe also their enrichment or loss owing to the mobility on a larger-scale. A small scale redistribution is reflected in a diffe- rent diagenetic alteration pattern of lapilli and glass shards which are replaced by the zeolite clinoptilolite, and the fine-grained matrix which is replaced by clay mine- rals. Microprobe analyses have shown rather diverse chemical composition of matrix, zeolitised volcanic glass, and the transitional area between them (Table 2). Chemical composition of the matrix indicates the loss of silica and sodium, and the gain of ma- gnesium, aluminium, potassium and iron. The released silica and sodium were, at le- ast partially, incorporated in clinoptilolite, which replaces volcanic glass. Both dia- genetic reactions, from matrix to clay, and from glass to clinoptilolite involve hydra- tion process and partial redistribution of alkaline and alkaline earth elements. Older volcaniclastic unit ...t ri^« v ,,v<,t Older volcaniclastic unit is 8.9 m thick, and consists of extensively altered pumice lapilli tuff (Plate 1 - Fig. 1) overlain by a 12 cm thick layer of resedimented crystal tuff (Plate 1 - Fig. 2). Plagioclases are still relatively fresh, but the texure of fine-gra- ined matrix can not be recognised any more owing to alteration. Volcanic glass in pu- mice lapilli is also completely replaced by illite and a random mixed layer clay mine- ral beidellite/montmorillonite/illite with B/M/I=50/40/10 (Plate 1 - Fig. 3; K o v i č & Mišić, 1986). Overlain plagioclase-rich coarse-grained tuff is resedimented, and contains detritial admixture, mainly quartz and chert. Fine-grained matrix is subor- dinate in occurrence as calcite and pyrite cement predominate. Both rock types of the older volcaniclastic unit contain glauconite. —_______....... —r Pyroclastic flow unit j Pyroclastic flow unit consists of massive tuff breccia in the lower part, massive, normally graded pumice lapilli tuff or ignimbrite in the central part, and massive co- arse-grained tuff with dominating glass shards and pumice in the top. The whole Volcaniclastic Rocks in Borehole Tdp-1/84 Trobni Dol 141 pyroclastic flow unit comprises dispersed foraminifers, commonly replaced by pyrite, and fragments of coal. The temperature of this submarine pyroclastic flow was hard- ly high enough for charring of plant material to occur. The fragments originate from underlying coal seams destructed during volcanic explosions. Their distribution is rather uniform throughout the unit and may indicate intensive turbulence, which is a general characteristic of transport in a pyroclastic flow (Cas & Wright, 1987; Fisher &Schmincke, 1984). Tuff breccia occurs between 149 m and 95 m of depth. The largest clasts are cogna- te in origin. Most commonly, they have lensoid forms and are up to 30 cm long. They represent the fragments of the older unit, which was disturbed during the new erup- tion, and admixed to juvenile material transported by the pyroclastic flow. Juvenile material forms the matrix of tuff breccia, and consists of pumice lapilli tuff with abundant glass shards. While cognate fragments are altered to clay minerals, juvenile material is extensively replaced by clinoptilolite. Above a depth of 95 metres, cognate fragments dissapear, and juvenile material prevails. Between 95 m and 58 m, normal gradation of lapilli can be recognised, al- though fine-grained matrix remains completely unsorted. The largest lapilli attain the sizes up to 7 cm, and their shape is commoly fluidal (Plate 2 - Fig. 1, Fig. 2). The deformation occurred during their deposition in the pyroclastic flow, when they have been still hot enough to be partially in a fluidal condition. Most commonly, they are elongated in the flow direction, but sometimes more extraordinary Z-forms occur. In- ternal texture of such lapilli is collapsed, and much alike to welded tuffs (Plate 2 - Fig. 3). Phenocrysts of plagioclase feldspars can be aligned in the flow direction (Pla- te 5 - Fig. 3), but they can also be broken „in situ" (Plate 3 - Fig. 1). Such désintégra- tion of plagioclases possibly occurred during cooling and deformation of lapilli. Very rarely, some extraordinary lapilli occur, being peperite fragments in origin (Plate 3 - Fig. 2, Plate 5 - Fig. 2). Peperite fragments are composed of intimate mixtu- res of magma and a sediment, and they are characterised by banded structure. They probably formed prior to explosive eruption, when ascending magma came in a con- tact with the wall sediments causing minor intermixing with, and assimilation of them. Matrix of lapilli tuffs is a coarse- and fine-grained vitric tuff. Its main constituents are glass shards, many of them having typical Y-forms. Glass shards show no sign of Table 3. Microprobe analyses of some plagioclase grains, borehole Tdp-1/84, in a depth of 96.4 m. Analyst Peter Pavli, lEVT Ljubljana Tabela 3. Mikroanaliza nekaterih zrn plagioklazov, vrtina Tdp-1/84, globina 96.4 m. Analitik Peter Pavli, lEVT Ljubljana , 142_Polona Kralj welding. Plagioclase grains are subordinate in occurrence. They are commonly enco- untered as twinned and zoned crystals. Fedorov's optical determination of compositi- on indicates that oligoclase and andesine prevail. Microprobe analyses show even higher amounts of calcium (Table 3), and recalculated formula on the basis of 8 ox- ygen atoms indicate average bytownitic composition (Nag i^ag 7 Fcq ooi)[A1i 7 SÌ2.3]- Among mafic minerals encountered in the tuff, biotite prevails, but somewhat ra- rely, hornblende also occurs. Both minerals indicate the magma was not dry and con- tained enough water for hydrous phases to form (Gill, 1981). Among accessory mi- nerals, apatite and Fe-Ti oxydes were determined by microprobe analysis. Quartz grains are rare in occurrence, and the majority of them are of detritial origin. Peperite unit Pyroclastic flow unit terminates with fossiliferous marine mudstone Sivica which contains up to 5 cm thick layer of peperite (Plate 4 - Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3; Plate 5 - Fig. 1). Peperite formed during the intrusion of magma into a wet, water-saturated sediment and indicates relative proximity to the vent. Superheating of water in the sediment commonly causes fluidisation effects (M c P h e e et al., 1993), and owing to abundant organic matter, they can be well observed in the peperite from borehole Tdp-1/84 (Plate 4 - Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3; Plate 5 - Fig. 1). Magma is desintegrated into irregularly shaped fragments having up to 2 cm in diameter Some of the fragments have round forms, and the others are elongated along the flow direction. The edges are jagged. Glassy groundmass is altered to clinoptilolite, calcite and cristobalite. Or- ganic matter is pyritised, and commonly wrapped around the fragment surfaces cau- sing flow foliation. Syn-eruptive resedimented volcaniclastics ,, , Above the peperite layer, syn-eruptive volcaniclastic rocks occur, and they are in- terlayered with two thin layers of Sivica. Syn-eruptive volcaniclastics were resedi- mented after volcanic eruption with normal marine transporting agents, and not with the energy of volcanism. Fine-grained tuffs predominate (Plate 3 - Fig. 3). Their sorting is still poor, but nevertheless, better than in the tuffs of the pyroclastic flow unit. Rare, up to some cm thick layers of coarse-grained tuffs consist of plagioclase- feldspar grains and pumice with subordinate fine-grained matrix. Volcaniclastic rocks are extensively altered to Ca-beidellite, randomly mixed layer clay mineral be- idellite/montmorillonite, clinoptilolite and cristobalite (Kovic & Mišic, 1989). Conclusions Volcaniclastic succession encountered in the borehole Tdp-1/84 Trobni Dol was entirely deposited in a marine environment in two stages of volcanic activity: 1. older eruption which can be recognised in an 8.9 m thick layer of pumice lapilli tuff, extensively altered into Ca-Na montmorillonite and illite. It is overlain by rese- dimented crystal-rich tuff with calcite and pyrite cement. Volcaniclastic Rocks in Borehole Tdp-1/84 Trobni Dol_143 2. younger eruption partially disrupted older volcaniclastics, and produced huge amounts of pyroclastic material, transported in a submarine pyroclastic flov^^, and settled as an over 107 m thick ignimbrite deposit. Diagenetic alteration is reflected in the development of clinoptilolite and mixed layer clay minerals beidellite/montmo- rillonite/illite. Whether the second, vigorous eruption terminated with non-explosive magma eruption is not known. Outcrops of lava flows were not found in the broader Trobni Dol area, and for this reason it is very likely, that peperite developed during the ter- mination of explosive volcanic activity when magma infilled the conduit. In the con- tact with water-saturated sediments it desintegrated into hyaloclasts owing to chill- and-quench processes. Sudden temperature rise related to the magma intrusion cau- sed matrix fluidisation which enabled dispersion of hyaloclasts away from the con- tact of magma and the sediment. After the termination of volcanic activity, local resedimentation of deposited pyro- clastic material started, with normal transporting agents related to a marine environ- ment. Vulkanoklastične kamnine v vrtini Tdp-1/84 Trobni Dol, vzhodna Slovenija Raziskovalna vrtina Tdp-1/84 je bila namenjena odkrivanju novih nahajališč pre- moga na območju Laške sinklinale. Locirana je bila pri vasi Trobni Dol in je prevrta- la 360 metrov terciarnih plasti, vse do predterciarne podlage triasnega dolomita. Zgornjih 160 metrov so prevladovale vulkanoklastične kamnine, ki so v tem prispev- ku podrobneje obravnavane. V zaporedju vulkanoklastičnih kamnin iz vrtine Tdp-1/84 smo ločili štiri glavne enote: 1. starejše vulkanoklastite, 2. mlajše piroklastite, sedimentirane s podmorskim piroklastičnim tokom, 3. peperit, in 4. sin-eruptivno presedimentirane vulkanoklastite Sedimentacijska enota starejših vulkanoklastitov se nahaja v najglobljih delih vulkanoklastičnega zaporedja in je debela le 8.9 m. Sestoji iz lapilnega tufa, ki v najzgornejšem delu prehaja v kristaloklastični tuf s kalcitnim in piritnim cementom, ki predstavlja že nekoliko presedimentirano vulkanoklastično kamnino. Lapilni tuf je močno spremenjen v illit in glinen mineral z zmesno strukturo vrste beidellit/mon- tmorillonit/illit. Nad starejšimi vulkanoklastiti se nahaja 107 metrov debela enota piroklastičnih kamnin, ki so nastale ob močni vulkanski eksploziji riolitne magme. Eksplozija je po- rušila del starejših vulkanoklastičnih sedimentov in jih skupaj z juvenilnim materia- lom transportirala s podmorskim piroklastičnim tokom. Tako se v spodnjem delu na- haja tuf ska breča, ki prehaja navzgor v normalno gradiran lapilni, in nato v debelo- zrnat in drobnozrnat vitroklastični tuf. Največji lapili so bili v času transporta še do- volj vroči, da so se plastično deformirali. Najpogosteje so razpotegnjeni v smeri toka, najti pa je mogoče tudi bolj nenavadne oblike, podobne črki Z (Plate 2 - Slika 1). V piroklastičnem horizontu je značilen diagenetski mineral klinoptilolit. 144_Polona Kralj Piroklastični horizont se konča s slojem sivice, v kateri je peperit. Peperit nastane tedaj, ko magma prodre v vlažen sediment in se zaradi nenadnega ohlajanja razdrobi ter pomeša s sedimentom. Zaradi intruzije se porna voda v sedimentu vpari in sedi- ment postane podoben visokoviskozni tekočini. Proces imenujemo fluidizacija (M c P h e e et al., 1993). Fluidizacija je v peperitu iz vrtine Tdp-1/84 še posebej lepo vi- dna zaradi obilice organske snovi v sivici (Plate 5 - Slike 1, 2, 3). Nad peperitom se nahajajo sin-eruptivno presedimentirani vulkanoklastiti. Pred- stavljajo piroklastični material, ki se je presedimentiral z običajnimi dejavniki trans- porta v morskem okolju potem, ko je vulkanizem že prenehal delovati. Volcaniclastic Rocks in Borehole Tdp-1/84 Trobni Dol_145 References B i 11 n e r, A. 1884: Die Tertär-Ablagerungen von Trifali und Sagor -Jb. Geol. R.-A., 34, 433- 600, Wien. B u s e r, S. 1977: Osnovna geološka karta SFRJ, list Celje 1:100 000. - Zvezni geološki zavod, Beograd. B u s e r, S. 1979: Tolmač lista Celje. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100 000. - Zvezni geolo- ški zavod, 72 pp., Beograd. C a s, R. A. F. & W r i g h t, J. V. 1987: Volcanic successions. Allen & Unwin, 528 pp., Lon- don. C a r e y, S. N. & S i g u r d s s o n, H. 1980: The Rosseau Ash: deep-sea tephra deposits from a major eruption on Dominica, Lesser Antilles arc. - J. Volcanol. Geother Res. 7, 67-86, London. D o z e t, S^. & R i j a v e C, L. 1994: On the geological relations of the Šentjur-Planina-Trobni Dol-Loka at Žusem area. -Rud.-met. zbornik, 42, 27-41, Ljubljana. E w a r t, A. 1979: A review of the mineralogy and chemistry of tertiary-recent dacitic, latitic, rhyolitic, and related salic volcanic rocks. - In: F. Baker (ed.), Trondhjemites, dacites, and rela- ted rocks. Elsevier, Developments in petrology 6, 13-112, Amsterdam. Fisher, R. V. & Schmincke, H.-U. 1984: Pyroclastic rocks, Springer-Verlag, 472 pp., Berlin. F i s k e, R. S. & M a t s u d a, T. 1964: Submarine equivalents of ash flows in the Tokiwa Formation, Japan. - Am. J. Sci. 262, 76-106, Washington. G i 11, J. B. 1981: Orogenic andésites and plate tectonics. Springer-Verlag, 390 pp., Berlin. Grad, K., D o z e t. S., P e t r i C a, R. & R i j a v e c, L. 1996: Pseudosocka beds with coal in borehole Tdp-1/84 Trobni Dol. - Geologija, 39, 97-118, Ljubljana. H a m r 1 a, M. 1987: Optična odsevnost nekaterih slovenskih premogov. Geologija, 28/29, 293-317, Ljubljana. K o v i č, P & M i š i č, M. 1989: Clinoptilolite alteration in the Trobni Dol volcanic rocks, Slovenia, NW Yugoslavia. - Recent Research Reports of the 8th International Zeolite Conferen- ce, 24-26, Amsterdam. M c P h e e, J., D o y 1 e, M. & A 11 e n, R. 1993: Volcanic textures, University of Tasmania, 198 pp., Hobart. M u n d a, M. 1939: Stratigrafske in tektonske prilike v rajhenburški terciarni kadunji. Inav- guralna disertacija. - Rud. met. zbornik, 3, 49-170, Ljubljana. P e t r i c a, R. 1983: Raziskave premoga na območju Trobni dol. - Arhiv Geološkega zavoda Slovenije, 21 pp., Ljubljana. P e t r i C a, R., R i j a v e C, L. & D o z e t, S. 1995: Stratigraphy of the Upper oligocene and Miocene beds in the Trobni Dol area (Kozjansko). - Rud.-met. zbornik, 42/3-4, 127-141, Ljubljana. R i j a V e c, L. 1983: Mikropaleontološke raziskave vzorcev iz okolice Trobnega dola. - Arhiv Geološkega zavoda Slovenije, 8 pp., Ljubljana. R i j a v e C, L. 1984a: Biostratigrafske raziskave v vzhodni Sloveniji za leto 1984. Manu- skript. - Arhiv Geološkega zavoda Slovenije, 17 pp., Ljubljana. R i j a v e C, L. 1984b: Mikropaleontološke raziskave vzorcev iz vrtine Tdp-1/84 (Trobni dol). - Arhiv Geološkega zavoda Slovenije, 7 pp., Ljubljana. S t u r, D. 1871: Geologie der Steiermark, 654 pp., Graz. W r i g h t, J. V. & M u 11 i, E. 1981: The Dali Ash, Island of Rhodes, Greece: a problem in in- terpreting submarine volcanigenic sediments. Bull. Volcanol., 44, 153-167. Y a m a d a, E. 1973: Subaqueous pumice flow deposits in the Okinobe Caldera, Miyagi Pre- fecture, Japan. - J. Geol. Soc. Jap. 79, 585-597, Tokyo. Zollikofer, Th. 1861: Über die geologischen Verhältnisse das Södösthchen Teiles von Untersteiermark. - Jb. Geol. R.-A., 12, 311-366,Wien. 146 Polona Kralj Plate 1 - Tabla 1 1 Lapilli tuff from the older volcaniclastic unit, borehole depth 155.6 m. Volcanic glass in pumice lapilli (L) is extensively replaced by clay minerals. Plane polarised light, magni- fication 23 X Lapilni tuf, starejši vulkanoklastiti iz globine 155.6 m. Vulkansko steklo v plovčevih la- pilih (L) je močno nadomeščeno z minerali glin. Presevna polarizirana svetloba, poveča- va 23 X 2 Crystal tuff with calcite and pyrite cement, older volcaniclastic unit, borehole depth 149.0 m. Plane polarised light, crossed niçois, magnification 23 x Kristaloklastični tuf, starejši vulkanoklastiti iz globine 149.0 m. Presevna polarizirana svetloba med navzkrižnimi nikoli, povečava 23 x 3 Another view to a pumice lapillus (L), replaced by clay minerals. Borehole depth 120.3 m. Plane polarised light, magnification 63 x Še en pogled na plovčev lapil (L), nadomeščen z minerali glin. Plane polarised light, ma- gnification 23 X 148_ Polona Kralj Plate 2 - Tabla 2 1 Polished core surface from the borehole at a depth of 83.2 m. Many lapilli have flame-li- ke endings, and some of them have extraordinary Z-shape. Core diameter is 9 cm Polirana površina jedra vrtine iz globine 83.2 m. Številni lapili imajo na konceh oblike, ki so podobne ognjenim zubljem, maloštevilni med njimi po obliki spominjajo na črko Z. Premer jedra je 9 cm 2 Lapilli endings under the microscope, borehole depth 83.2 m. Plane polarised light, ma-_ gnification 23 X Robni deli lapilov pod mikroskopom, globina 83.2 m. Presevna polarizirana svetloba, povečava 23 x 3 A detail of a deformed lapillus (L), borehole depth 83.5 m. Glassy groundmass resembles to a welded tuff. Plane polarised light, magnification 23 x Detajl deformiranega plovčevega lapila (L) iz globine 83. 5 m. Steklasta osnovna masa spominja na nataljene tufe. Presevna polarizirana svetloba, povečava 23 x 150_Polona Kralj Plate 3 - Tabla 3 1 During the lapilli deformation, vesicles collapsed into glass shards and the plagioclase phenocryst was broken „in situ". Borehole depth 95.0 m. Plane polarised light, magnifi- cation 63 X Med deformacijo lapila so se votlinice plinskih mehurčkov porušile in nastale so črepi- njice vulkanskega stekla, vtrošnik plagioklaza pa se je tudi zdrobil na mestu. Presevna polarizirana svetloba, povečava 63x 2 A clast of peperite in the lapilli tuff from a borehole depth of 83.5 m. Plane polarised light, magnification 63 x Klast peperita v lapilnem tufu z globine 83.5 m. Presevna polarizirana svetloba, poveča- va 63 X 3 Fine-grained vitric tuff from the syn-eruptive resedimented unit, at a depth of 13.4 m. Plane polarised light, magnification 63 x Drobnozrnat vitrični tuf iz enote sin-eruptivno presedimentiranih vulkanoklastitov. Globina 13.4 m, presevna polarizirana svetloba, povečava 63 x 152_Polona Kralj Plate 4 - Tabla 4 1 Rhyolite - mudstone peperite, borehole depth 44.3 m. Irregular hyaloclasts (light areas) are dispersed in the mudstone Sivica (gray areas). Fluidal structure is indicated by pyri- tised organic matter (dark areas). Plane polarised light, magnification 45 x -Peperit riolita in sivice iz globine 44.3 m. Nepravilni hialoklasti (svetla polja) so razprše- ni v sivici (siva polja). Fluidalno teksturo nakazuje piritizirana organska snov (temna polja). Presevna polarizirana svetloba, povečava 45 x 2 Same as Fig. 1, another view Enako kot sl.l, še en pogled na peperit , ;\ ; ,■, 3 Same as Fig. 1, another view , v Enako kot sl.l, še en pogled na peperit 154_Polona Kralj Plate 5 - Tabla 5 1 Rhyolite - mudstone peperite, borehole depth 44.3 m. Irregular hyaloclasts of rhyolite (light areas) are dispersed in the mudstone Sivica (gray areas). Pyritised organic matter shows the flow directon (dark areas). Plane polarised light, scale bar 0.1 mm Peperit riolita in sivice iz globine 44.3 m. Nepravilni hialoklasti riolita (svetla polja) so razpršeni v sivici (siva polja). Organska snov je razporejena v smeri tečenja (temna po- lja). Presevna polarizirana svetloba, merilo 0.1 mm 2 A clast of peperite in the lapilli tuff from a borehole depth of 83.5 m. Plane polarised light, magnification 23x Klast peperita v lapilnem tufu z globine 83.5 m. Presevna polarizirana svetloba, poveča- va 23 X 3 A narrow belt of fine-grained matrix with oriented plagioclases indicating dynamical fow-conditions. Borehole depth 83.0 m. Plane polarised light, scale bar 0.1 mm ' Ozek pas razpotegnjene drobnozrnate tufske osnove z orientiranimi plagioklazi, ki kaže na dinamične pogoje tečenja. Globina 83.0 m. Presevna polarizirana svetloba, merilo 0.1 mm GEOLOGIJA 41, 157-163 (1998), Ljubljana 1999 Skrilav glinovec ali glinast skrilavec? Shale or slate? i 1' Mirka Eržen-Trajanova Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija ^ Ključne besede: skrilav glinovec, glinast skrilavec Key words: shale, slate . . Kratka vsebina ^ Skrilav glinovec in glinast skrilavec sta izraza, zaradi katerih smo nemalokrat v zadregi. V območju anhicone, ko sedimentne kamnine prehajajo v metamorfne, je pogosto težko zagovarjati eno ali drugo uvrstitev, ne da bi dali prav tudi nasprotne- mu mišljenju. Zato se je, poleg upoštevanja fizikalno-mehanskih, teksturno-struk- turnih in ne nazadnje tudi mineraloško-kemijskih parametrov najpametneje dogo- voriti, kako bomo take kamnine določenega nivoja in starosti imenovali. V prispev- ku so podani praktični nasveti, na osnovi katerih si lahko pomagamo pri makro- skopski opredelitvi omenjenih kamnin. , '.- -V,..Abstract . ; : . Shale and slate are rock names, which are very often the cause of our doubts. In the field of anchizone, where sedimentary rocks transit to metamorphic rocks, it is often difficult to defend one or another name, without recognizing the opposite opi- ' nion, too. Besides considering physico-chemical, structural-textural and last but • -J not least mineralogic-chemical paramètres, the best for quick use is to agree upon Ц , . ^ how we are going to call this particular kind of rocks and to which stratigraphie le- ' vel they belong. Practical suggestions for their definition are given in the present paper Uvod Že vrsto let se s kolegi iz našega zavoda in s tistimi, ki se srečujejo z različnimi ka- mninami na terenu ali drugje, pogovarjamo in drug drugega prepričujemo, o pomenu in rabi nekaterih geoloških izrazov. 158_Mirka Eržen-Trajanova Na to, kako so stvari lahko zapletene, če o njih ne obstoja osnovni dogovor, sta me navedli dve besedi, ki jima z menjavo vrstnega reda, bistveno menjamo pomen. To sta skrilav glinovec in glinast skrilavec. Osnovna težava pri odločitvi, kateri izraz bomo uporabili izhaja iz tega, ker se na- hajamo v območju anhicone, kjer se diagenetsko zrela sedimentna kamnina, zaradi zunanjih vzrokov, začne postopno spreminjati v metamorfno kamnino. Prav zaradi postopnosti obstaja v odločitvah in interpretacijah velika mera subjektivnosti. Kje postaviti mejo med diagenezo in metamorfozo? Upam, da bo prispevek vsaj nekate- rim pomagal rešiti dilemo, druge pa vzpodbudil, da se bomo v korist naše stroke do- govorili o problemih, s katerimi se srečujemo pri delu. Na prehodu sedimentne v metamorfno kamnino Vsi soglašamo, da so skrilavi glinovci sedimentne, glinasti skrilavci pa metamor- fne kamnine. Toda kako ju ločiti? Za uvrstitev omenjenih prehodnih kamnin obstoja- jo različne analitske metode, katere temeljijo predvsem na preiskavah glinenih mine- ralov. Take so npr: določanje stopnje kristaliničnosti illita, določanje sestave in ure- jenosti strukture glinenih mineralov z zmesno strukturo (Reichweite) itd. Vse to pa zahteva preiskave, ki so na terenu in pri mikroskopski determinaciji, skratka pri vsakdanji rabi, neizvedljive in predrage. Potrebovali bi elemente, ki bodo prepoznav- ni s prostim očesom in v skrajnem primeru pod mikroskopom. Navedla bom parame- tre, s katerimi si pomagam sama. Jasno pa je, da bodo razlike v odločitvah vedno ob- stajale, kot je to drugod po svetu in na vseh mejnih področjih. Na hrvaškem govornem območju so težavo z obravnavanima izrazoma rešili zelo enostavno in iz angleščine privzeli imeni „šejl" in „slejt". Mislim, da to ni potrebno, ker imamo lepe domače izraze, samo dogovorimo se, katere kamnine bomo z njimi označevali in kje se pri nas nahajajo. Za začetek si poglejmo, kaj pomenita angleška izraza za skrilav glinovec - SHALE in glinast skrilavec - SLATE. V takih primerih se vedno zatekam k „glosariju" (Glos- sary of Geology), ki ga je izdal American Geological Institute, Washington, D.C. leta 1972 in je doživel več ponatisov. Skušala ju bom čim točneje prevesti, ker menim, da omenjeni slovar ni vsem pri roki. Skrilav glinovec (shale): Drobnozrnata, strjena, detritična sedimentna kamnina, nastala s konsolidacijo (s stiskanjem, kompresijo ali s cementacijo) gline, melja ali mulja, za katero je značilna zelo tanka plastnata tekstura (lamina 0,1-0,4 mm debela) in/ali razkolnost, ki je približno vzporedna plastovitosti (vzdolž katere se kamnina z lahkoto kolje v tanke plasti/ plošče), ki je navadno najbolj jasna na preperelih površi- nah. Sestavljen je iz znatne količine glinenih mineralov ali njihovih produktov in ima visoko vsebnost detritičnega kremena; tanko laminiran ali razkolen glinovec, melje- vec ali muljevec. Navadno vsebuje najmanj 50% melja, 35% „gline ali fine sljudne frakcije" in 15 % kemičnih ali avtigenih materialov (K r y n i n e, 1948, str 154-155). Skrilav glinovec je v splošnem mehak, toda zadosti trd, da ne razpade pri močenju; je manj trden kot argilit ali glinasti skrilavec (slate), navadno se iverasto kroji, ima gla- dek otip in ga z lahkoto razimo. Po barvi je lahko rdeč, rjav, črn, siv, zelen ali moder. Izraz „shale" velja včasih kot teksturni izraz s pomenom tanke plastovitosti ali raz- kolnosti, ne da bi upoštevali kako posebno sestavo; napačno se je uporabljal za ma- sivne ali v bloke strjene melje in gline, ki niso laminirani ali za laminirane melje in gline, ki niso strjeni pa do finozrnatih in tanko laminiranih peščenjakov in glinastih Skilav glinovec ali glinast skrilavec? 159 skrilavcev (kot za „laporni glinasti skrilavec"). Pregled o izvoru in uporabi izraza „shale" je podal T o u r t e 1 o t (1960), ... Ker nas v tem delu izvor besede „shale" ne zanima, zadnjega dela razlage ne bom prevajala. Glinast skrilavec (slate): a) Gosta, drobnozrnata, metamorfna kamnina nastala iz kamnin kot so skrilav glinovec ali vulkanski pepel, ki se cepijo vzdolž ravnin neodvi- snih od izvorne plastovitosti (slaty cleavage = skrilav klivaž), pri čemer se lahko koljejo v plošče, ki so litološko nerazpoznavne (H i m u s, 1954). b) Premogarski izraz za katerikoli skrilav glinovec, ki spremlja premog; včasih tudi ekvivalent „kostnega" premoga, (bone coal „ različek sapropelsko-durenskega premoga (ustna razlaga M. Markič)). Spremembe, ki skrilav glinovec spremenijo v glinast skrilavec, so predvsem posle- dica dinamometamorfoze in se odvijajo pri relativno nizkih temperaturah. Zato ra- zlike med obema iščem na osnovi fizikalno-mehanskih in teksturnih parametrov, ki so prikazani v tabeli 1. Tabela 1: Makroskopske razlike med skrilavim glinovcem in glinastim skrilavcem skrilav glinovec Ima masten, gladek otip. Pri dolgotrajni izpostavljenosti vodni sredini počasi razpade v glino. Pri preperevanju tanko iverasto razpada v smeri plastovitosti, kar je zanj značilna krojitev. Razkolne površine so mastno sve- tleče in se z dotikanjem hitro za- mažejo (izgubijo sijaj). Je izrazito higroskopičen. Skrilavost je približno vzporedna laminaciji. Z lahkoto ga razimo z nohtom. Nima lineacije, ker ima samo eno skrilavost. glinast skrilavec Ima gladek otip. Pri dolgotrajni izpostavljenosti vodni sredini ostane nespreme- *'Гг njen. Pri preperevanju tanko luskasto razpada v smeri skrilavosti, kar je zanj značilna krojitev. Razkolne površine so mastno do svileno svetleče in z dotikanjem ne izgubijo sijaja. Je zelo slabo ali ni higroskopičen. Skrilavost sledi ali ne sledi lami- naciji, zato je pogost diferencialni klivaž (sl. 1). Z nohtom se s težavo ali sploh ne razi. Pogosta je lineaci j a na preseku skrilavosti So in Sl. Pod mikroskopom so razlike vidne v mikrodislokacijah, zaradi katerih se je v skri- lavem glinovcu izoblikovala skrilavost, ki je pogosto različno orientirana kot mikro- lamine. Meljasti (pretežno kremenovi) klasti so rahlo sploščeni, listasti minerali (il- lit/muskovit = sericit) pa so v večji ali manjši meri reorientirani in delno rekristalizi- rani v smeri skrilavosti. Zaradi tega nastane nova smer cepljenja kamnine - takoime- novani skrilav klivaž (slaty cleavage). Pirit, kot pogost mineral v glinastih skrilavcih, je večkrat obraščen z vlaknatim kremenom ali/in kalcitom ali/in kloritom, katerih 160_Mirka Eržen-Trajanova vlakna so usmerjena pravokotno na smer povečanega pritiska. Pravimo, da so rasila v sencah pritiskov (pressure shadow). Pri tako nizki stopnji metamorfoze še ne na- stajajo indeksni minerali, razen v primerih bolj bazičnega kemizma, ko kristalizirajo zeoliti. Drobne razlike bi lahko še naštevali, vendar se mi zdi, da bi s tem možnost ločeva- nja samo zameglili, ne pa osvetlili. Skrilavost in skrilavec Opozoriti moram še na zelo pogosto napačno uporabo besede „skrilavec" (angl. schist). Ime je rezervirano izključno za metamorfne kamnine s skrilavo teksturo (gli- nasti skrilavci, zeleni skrilavci,...) in ga ne smemo istovetiti z besedo „skrilavost". Ko govorimo o skrilavosti, pomeni to teksturno oznako in izraz lahko uporabimo pridev- niško pred katerokoli vrsto kamnine ali usedline, naprimer: skrilava glina (nevezana usedlina), skrilav glinovec/meljevec/lapor/tuf (sedimentne kamnine), skrilav granit (v primeru, da je v tektonski coni tanko, subparalelno razluskan), skrilav amfibolit, ki ni isto kot amfibolski skrilavec itd. Glede na to je uporaba naziva „metamorfni skrilavec" pleonazem, ali nepotrebno, če že ne napačno poudarjanje. Za tako stanje pri uporabljanju gornjih nazivov je delno kriva tudi neustrezna ra- zlaga SKRILAVCA v Mineraloško-petrološkem izrazoslovju (Grafenauer in dru- gi, 1972, 221). Zato se bom tudi tu poslužila „glosarija": Skrilavec (schist): Kristalasta kamnina z izrazito foliacijo, nastala pri dinamome- tamorfozi, ki se lahko kroji v tanke luske ali plošče zaradi dobro razvitega paraleli- zma (usmerjene orientacije - prip. avt.) več kot 50% prisotnih mineralov, posebno tis- tih z listasto ali podolgovato, prizmatično obliko, npr. sljuda, rogovača. Mineralna se- stava ni bistveni faktor pri njegovi definiciji (ameriška raba), razen če ni posebej vključena v imenu kamnine, npr kremenovo-muskovitni skrilavec. Različke lahko imenujemo tudi na osnovi splošne sestave, npr karbonatno-silikatni skrilavec, amfi- bolitni skrilavec, ali strukture, npr pegasti skrilavec. Diskusija in zaključek Pelitni sedimenti iz diagenetsko zrelih skrilavih glinovcev (shales), predvsem pod vplivom dinamometamorfoze, postopno preidejo v glinaste skrilavce (slates). Spre- membe so najmočnejše v območju tektonskih premikov. Zato je lahko lokalno izraže- na stopnja sprememb dokaj različna. Teksturno-strukturni pokazatelji so odvisni od smeri delujočih povečanih pritiskov glede na primarno plastovitost. Na osnovi navedenih značilnosti uvrščam temno sive do črne, tanko skrilave ka- mnine karbonske starosti (npr z Golovca) med glinaste skrilavce (slate) v začetnem delu anhicone. V isto skupino štejem tudi Zaliloški strešni skrilavec in vsaj del psev- doziljskih skrilavcev, ki kažejo zgoraj opisane lastnosti. Med skrilave glinovce uvr- ščam predvsem terciarne karbonatne do lapornate glinovce in muljevce s skrilavo teksturo. Kaj pa skrilavci Štalenskogorske formacije? Zanje izraz glinasti skrilavec ne ustreza povsem, saj se delno nahajajo že na zgornjem robu anhicone, na prehodu v epicono. Zaradi višje stopnje metamorfoze iz njih nastajajo filiti. Zato jim izraz fili- tni skrilavci, ki ga je uporabila Hinterlechner-Ravnikova (1971, 194) bolj odgovarja. V tolmaču k OGK 1:100.000, list Slovenj Gradec Mioč in Žnidarčič Skilav glinovec ali glinast skrilavec? 161 Sl. 1. Diferencialni klivaž, ki je nastal na prehodu med glinastim skrilav- cem in lamino meljaste- ga peščenjaka. Puščica kaže zaglinjeno drsno površino v smeri skrila- vosti. Predor Golovec, pomanjšano 3 x. Fig. 1. Differential cleavage developed at the transit- tion from slate to silty sandstone lamina. Ar- row shows clayish sli- ding plane. Golovec tunnel, size reduced 3 x. (1978, 23) uporabljata ime glinast skrilavec, vendar z opombo, da je že filitoiden. Za- to, da bi poudarili višjo stopnjo metamorfoze od karbonskega glinastega skrilavca in da jih ne bi zamenjevali s filiti, predlagam ime filitni glinasti skrilavci, podobno kot jih v Avstriji na geološki karti merila 1:25.000 na območju Svinje planine imenujejo „toncshieferphyllit" (Pilger und Schönenberg, 1978). Ko se gibljemo med diagenezo in metamorfozo, moramo vedno upoštevati, da bodo sedimentologi pozorni na sedimentološke značilnosti kamnine, petrologi pa na meta- morfne. Razlike v odločitvah bodo zato še vedno obstajale. Odgovorimo si torej na vprašanje: koliko dreves ali trav na določeno površino moramo imeti, da se nahajamo vgozdualina travniku? Shale or slate? When acting in the zone of anchimetamorphose in our country in practice there is still not clear, when to place certain rocks among shales and when among slates. At the field we are not able to determine e.g. illite crystallinity, degree of internal order 162 Mirka Eržen-Trajanova and kind of mixed-layered clay minerals and so on. Therefore I made a list of macro- scopically visible characteristics (differences) which could be used in the field. Table 1: Macroscopic differences between shale and slate shale It has greasy, smooth feel. When long exposed to water it degrades slowly to clay. At weathering it has thinny splintery fracture along bedding. Fractured surfaces are greasy shinning and they lose luster by touching. It is strongly hygroscopic. Schistosity is approximately pa- rallel to lamination. It is easily scratched by nail. It has no lineation because it has only one schistosity. slate It has smooth feel. When long exposed to water it re- mains unchanged. At weathering it has thinny platy fracture along schistosity (slaty cleavage). Fractured surfaces are greasy to silky shinning and do not lose lu- ster by touching. It is poorly or not hygroscopic. Schistosity follows or not to la- mination, therefore differential cleavage frequently occur (fig. 1). It is hardly, or not at all scratched by nail. Lineation at the intersection of schistosities Sq and Sj is common. Based upone above listed characteristics dark gray to black, finely schistose rocks of Carboniferous age, as for example at locality Golovec, belong to slates positioned at the begining of anchizone. It seems that Zalilog roofing slate and at least part of the Pseudozilian schistose rocks which show the same characteristics, could be assi- gned to the same group. Tertiary carbonate to marly schistose claystones and mud- stones could mainly be labeled as shales. And what about Magdalensberg series schi- stose rocks? The term slates do not seem the most satisfactory for them, as at least part of them already belong to the upper part of anchizone with transition to epizone (to phyllites). Therefore the term phyllite schists, used by Hinterlechner- Ravnik (19971, 194) seems more suitable. M i o č and Žnidarčič (1978, 23) used for them term slates remarking that they are already phyllitic. Intending to po- int out higher grade metamorphose of Magdalensberg slates compared to Carbonife- rous slates and not to mix them with phyllites, my suggestion for their name is phyllitic slates. This name also corresponds to the term „tonschieferphyllit" used by Pilger and Schönenberg (1978) on the Geological map of Saualpe, scale 1:25.000. Talking about anchizone we should be aware that sedimentologists will devote more attention to sedimentological and petrologists to metamorphic characteristics of the rock. Differences in opinions will therefore, still exist. Skilav glinovec ali glinast skrilavec?_163 Literatura G a r y, M., M C A f e e, R. Jr & W o 1 f, C. L., (eds.) 1972: Glossary of Geology - American Geol. Inst., Washington, D.C. Grafenauer, S., Duhovni k, J. & Hinterlechner-Ravnik, A. 1972: Mine- raloško petrološko izrazoslovje. - Univ. Ljubljana, FNT, 275 pp., Ljubljana. Hinterlechner-Ravnik, A. 1971: Pohorske metamorfne kamnine. - Geologija 14, 187-226, Ljubljana. M i o č, P & Ž n i d a r č i č, M. 1978: Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000, Tolmač za list Slovenj Gradec. Zvezni geol. zavod, 74 pp., Beograd. Pilger, A. & Schönenberg, R. 1978: Geologische Karte der Saualpe, Süd (Kärnten) 1:25.000. - Geol. B. A., Wien. GEOLOGIJA 41, 165-190 (1998), Ljubljana 1999 Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja Zircon in the Val Gardena sandstone from the Žirovski vrh and Sovodenj region, W Slovenia Dragomir Skaberne Geološki zavod Slovenije Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: cirkon, Grödenska formacija, perm, Žirovski vrh, Slovenija Key words: zircon, Val Gardena Formation, Permian, Žirovski vrh, Slovenia Kratka vsebina Grödenska formacija permske starosti med Cerknim in Smrečjem je zaradi ru- dnih koncentracij urana in bakra ena zanimivejših formacij v Sloveniji. Litofacial- no korelacijo smo skušali izpopolniti z analizo zastopanosti tipoloških oblik cirko- na. V grödenskem peščenjaku smo od 64 oblik v Pupinovi tipološki klasifikaciji za- sledili 37 različnih oblik cirkona. Povezave med posameznimi oblikami cirkona, ki jih lahko združimo v sedem skupin, so relativno slabe. S tipološkimi oblikami cir- kona je možno ločevati in korelirati posamezne litostratigrafske člene s povprečno 82 % zanesljivostjo. Znotraj posameznih členov pa je podrobnejša korelacija na se- danji stopnji raziskanosti nezanesljiva. Glede na najbolj izraženo polje oblik S19 in S24 sklepamo, da so imele največji vpliv med magmatskimi kamninami na izvornem območju magmatske kamnine orogenega območja Ca-alkalne in K-Ca-alkalne se- stave. Abstract The Val Gardena Formation of the Permian age in the Žiri region between Cer- kno and Smrečje is one of more interesting formations in Slovenia because of occur- rences of ore concentrations of uranium and copper We tried to improve the lithofa- cial correlation by analysis of crystal forms of zircon. In the investigated Val Garde- na sandstone, 37 different forms of zircon were found of the 64 types of the Pupin's typologie classification. Correlation between different crystal forms of zircon is re- latively low, and they cluster into seven groups. The lithostratigraphic members can be distinguished and correlated according to the zircon crystal forms with the mean certainty of 82 %. However, within the lithostratigraphic members the detailed cor- relation is uncertain at the present stage of our knowledge. The field of the most frequent zircon crystal forms S19 and S24 indicates the prevailing influence of oro- genic types of igneous rocks of Ca-alkaline and K-Ca-alkaline composition between different igneous rocks in the source area. 166_Dragomir Skaberne Uvod V Sloveniji so kamnine Grödenske formacije, ki jo starostno uvrščamo v permsko periodo, ohranjene in razvite v največjem sklenjenem obsegu in debelini na Žirov- skem, med Cerknim in Smrečjem. Na tem območju so v grödenskih kamninah že v prejšnjem stoletju poznali številne pojave bakrove rude. Po odkritju radioaktivnih anomalij na Žirovskem vrhu leta 1960, se je zanimanje za grödenske kamnine zelo povečalo. Nadaljne raziskave so vodile k odprtju Rudnika urana Žirovski vrh, ki pa je od leta 1991 v fazi zapiranja. Pri raziskovanju in kasnejšem sledenju uranove rude so se geologi srečevali s pro- blemi korelacije, ki so posledica razgibanega rečnega sedimentacijskega okolja, v ka- terem so se usedali sedimenti, ki grade sorazmerno monotone klastične kamnine spo- dnjega dela Grödenske formacije. Ti so brez značilnih fosilnih ostankov, brez vodil- nih horizontov in s številnimi naglimi facialnimi spremembami ter v nekaterih delih v kompleksnih strukturnih odnosih. V takih razmerah so raziskovalci poskušali priti do podrobnejše litološko facialne korelacije in med drugim tudi do korelacije na osnovi mineralne sestave lahke in težke frakcije. Veliko podatkov o sestavi in korelaciji grödenskih kamnin je v neobjavljenih poro- čilih. Iz prvega obdobja raziskav je podatke o razvoju in korelaciji grödenskih ka- mnin na Žirovskem vrhu zbral Omaljev(1965, 1967a, b). Iz tega obdobja so po- datke objavili tudi Ristič in Markov (1971) ter P r o t i č s sodelavci (1972), ki izkazujejo tedanjo stopnjo poznavanja grödenskih kamnin v rudišču Žirovski vrh. Leta 1971 je geološke raziskave na območju Žirovskega vrha prevzel Geološki zavod Ljubljana. S tega obdobja sta za korelacijo pomembni predvsem dve deli. L u k a c s in Florjančič (1974) sta dokazala, da v osrednjem delu rudišča ni štirih pasov orudenja, temveč so le-ti posledica nagubane strukture (dvojna S struktura). Za li- tološko facialno korelacijo je pomembno delo Budkoviča (1980), ki je v spo- dnjem delu Grödenske formacije imenovanem siva grödenska formacija, ločil deset litostratigrafskih horizontov. Ta razdelitev je služila tudi za operativno korelacijo na območju rudnika Žirovski vrh. Od 1978 do 1985 je M 1 a k a r litostratigrafsko opre- delil celotno Grödensko formacijo med Cerknim, Žirovskim vrhom in Smrečjem ter opisal geološko zgradbo obravnavanega ozemlja. S sestavo grödenskih kamnin na tem območju so se ukvarjali Hinterlechner-Rav- nikova, Grad, Ramovš, Grafenauer, Radoševic, Jankovič, Protič, Drovenik, Silvestro- va, Orehkova, Dolenec, Skaberne, Štrumberger in drugi. Podrobnejšo korelacijo v spodnjem, pretežno sivem, uranonosnem delu Grödenske formacije so skušali vzpo- staviti z analizo mineralov težke frakcije. V grödenskem peščenjaku je do 1.4%, povprečno 0.28% masnega deleža težke frakcije. Od tega pripada večina neprozornim zrnom: ilmenitu, levkoksenu, magneti- tu, hematitu, hematitiziranim drobcem in piritu ter sfaleritu, ki sta avtigena. Med prozornimi težkimi minerali, ki so količinsko podrejeni, so bili ugotovljeni: cirkon, rutil, turmalin, granati, amfiboli, apatit, zoisit (klinozoisit), epidot, pirokseni, titanit, stavrolit, disten in andaluzit, kot pretežno terigena zrna, brookit, ki je lahko terigen ali avtigen in barit kot avtigen mineral. Poleg tega so v težki frakciji tudi kloriti in biotit. Cirkon, rutil, turmalin, granati, amfiboli, apatit, zoisit (klinozoisit) in epidot predstavljajo večino prozornih težkih mineralov, medtem ko so ostali v manjšem šte- vilu vzorcev, in sicer v sledovih. Kljub številnim poskusom, tudi z analizo mineralov težke frakcije, niso prišli do podrobnejše korelacije znotraj sivega, spodnjega dela Grödenske formacije (Skaberne, 1995). Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja_167 Kasneje jeŠtrumberger(1986 a) začel proučevati uporabnost cirkona kot ko- relacijskega minerala v spodnjem delu Grödenske formacije. Študij cirkona smo v več fazah nadaljevali do 1990 in ga razširili na večji del Grödenske formacije. Zbrane podatke in izsledke objavljamo v tem prispevku. Cirkon je namreč prisoten v vseh vzorcih in pogosto predstavlja prevladujočo komponento mineralov težke frakcije. Zaradi spremenljivosti oblik, barv, optičnih in drugih fizikalnih ter kemičnih lastnosti cirkona v odvisnoti od pogojev in okolja nje- govega nastanka ter njegove visoke mehanske in kemične stabilnosti med prepereva- njem, transportom in diagenezo se cirkon pogosto uporablja za stratigrafsko korela- cijo in diferenciacijo sedimentnih, metamorfnih in magmatskih kamnin. Cirkon je tu- di pomemben mineral za ugotavljanje petrogeneze, izvora, paleogeografskih inter- pretacij, določanje absolutne starosti, opredeljevanje mineraloške zrelosti klastičnih sedimentov in kot stabilnostni indikator v razvoju tal (M a r s h a 1 1, 1967). Kristalna oblika cirkona Cirkon je primarni magmatski mineral, ki nastaja večinoma med začetnimi fazami kristalizacije magme. Njegova kristalna oblika se spreminja od dolgih prizmatskih, preko prizmatskih do bipiramidalnih oblik. Na osnovi eksperimentalnih in petrolo- ških študij so ugotovili, da na kristalno obliko cirkona vplivajo predvsem sledeči ke- mični in fizikalni pogoji: Razmerje med alkalijami (predvsem Na) in aluminijem: naraščanje razmerja (Na+K)/Al > 1 v talini pospešuje nastanek bipiramidalnih kristalnih oblik cirkona (Poldervaart, 1956; K o s t o v, 1973; Pupin & Turco, 1972 b; Caruba, 1978). Kislost taline: naraščanje kislosti taline pospešuje nastanek sploščenih kristalnih oblik (Caruba et al., 1975). Količina vode v talini: v „suhih" magmah se pri cirkonih razvije predvsem prizma (100), v „mokrih" pa prizma (110) (Pupin et al., 1978). Spremembe v kemični sestavi cirkona: nadomeščanje Zr z U, Th, P in vodo do- mnevno pospešujejo nastanek bipiramidalnih oblik, medtem ko nadomeščanje Zr s Hf pospešuje nastanek prizmatskih oblik (K o s t o v, 1973). Spremenljivost oblike v odvisnosti od koncentracij določenih slednih prvin sta proučevala tudi B e n i s e k in F i n g e r (1993). Temperatura: z naraščanjem temperature se veča prizma (100) in manjša prizma (110) (P u p i n & Turco, 1972 c, 1975). Hkrati s tem je opazna povezava med višjo temperaturo in povečanjem količine Zr, V, Co, Ni in redkih zemelj v magmatskih ka- mninah (Pupin, 1985). Prenasičenost taline s Zr: pri visoki prenasičenosti taline raste prizma (110) hitreje od prizme (100), pri nizki prenasičenosti pa je razmerje hitrosti rasti prizem obratno. Rast piramid (211) pa naj bi bila odvisna od količine adsorbiranih drugih atomov na te ploskve (V a v r a, 1990). Hitrost kristalizacije: hitra kristalizacija pospešuje nastanek dolgih prizmatskih kristalov (K o s t o v, 1973). Velikost kristalov: oblika kristalov cirkona se spreminja z njegovo rastjo in se kot dominantna razvija prizma (110) nad prizmo (100) (Köhler, 1970; Pupin & Turco, 1972 a, b). To je lahko tudi posledica znižanja temperature. Cirkoni iz kimberlitov so zaobljeni (K r e s t e n et al., 1975). • ■ 168_Dragomir Skaberne Pogoji, ki vplivajo na kristalno obliko cirkonov, niso neodvisni med seboj. Zato je kristalno obliko cirkonov težko vezati le na enega izmed njih. P u p i n in Turco (1975) sklepata, da na kristalno obliko cirkonov od navedenih pogojev najbolj vpliva- ta temperatura kristalizacije in razmerje alkalnih ter aluminijevih ionov v magmi. Pri tem pa bi morali vedno upoštevati kinetiko rasti cirkona (V a v r a, 1990). V metamorfnih kamninah, ki so bile izpostavljene nizki in srednji stopnji metamor- foze, naj bi novonastali cirkon rasel pretežno sintaksialno na starejših zrnih in se tako njegova oblika ne bi bistveno spremenila. Pogosto so zrna cirkona nekoliko zaobljena, kar bi bila lahko posledica delne spremembe med metamorfozo (T ur co & Pupin, 1982). Delno zaobljena in avtigeno obrasla zrna cirkona pa so lahko le indikator meta- sedimentnih kamnin (W y a t t, 1954; V i t a n a g e, 1957; Murthy & Sid- di q u i e , 1964). V visoko metamorfnih kamninah so opazili ponekod popolno rekri- stalizacijo in nastanek novih kristalnih oblik cirkona (G a s t i 1 et al., 1967; Davis et al., 1968; A 1 i n a t et al., 1979; Blatt et al., 1980). Možnost takih sprememb pri visoki stopnji metamorfoze nakazujejo tudi novejše raziskave (Farges, 1994). V sedimentnih in nizkometamorfnih kamninah so cirkonova zrna pogosto zaoblje- na. Kljub mehanski odpornosti cirkona se njegova zrna zaradi abrazije med trans- portom lahko zaoblijo. Običajno pa je za izrazitejšo zaoblitev cirkonovih zrn potre- bnih več sedimentacijskih ciklov. Poleg tega poročajo tudi o avtigenezi cirkona v se- dimentnih kamninah (H u 11 o n, 1950; A w a s t h i, 1961). Medtem ko S a x e n a (1966) zelo poudarja pomembnost avtigenega nastajanja cirkona v sedimentnih in nizkometamorfnih kamninah, paMarshall(1967) tolikšnemu poudarku nastaja- nja avtigenega cirkona v diagenetskih in nizkometamorfnih pogojih oporeka. Za uporabo kristalne oblike cirkona v petrologiji moramo opazovanje oblik večje- ga števila cirkonovih zrn kvantificirati. V literaturi zasledimo tri metode: 1. Najstarejše so statistične metode merjenja dolžine in širine kristalov in njunega razmerja - razpotegnjenosti. Te podatke so prikazovali grafično v obliki histogramov ali frekvenčnih porazdelitvenih krivulj. Alper in Poldervaart (1957) sta na tej osnovi razvila metodo reducirane glavne osi, kjer se iz meritev dolžin (x) in širin (y) izračunajo povprečne vrednosti in standardni odkloni obeh dimenzij. 2. Fouriejevo analizo oblik dvodimenzionalnih projekcij cirkonovih zrn je uporabil B y e r 1 y s sodelavci (1975). 3. Prevladovanje glavnih prizem in piramid pri posameznih kristalnih oblikah cir- kona so povezali v skupine in podskupine ter jih prikazali v mrežnem diagramu (Pupin & Ture o, 1972 a, c). P u p i n in Turco (1972 c, 1975) razlagata prev- ladujoči razvoj prizme (100) nad prizmo (110) kot posledico naraščanja temperature kristalizacije cirkona in na osnovi tega izračunavata indeks T. Prevladujoči razvoj pi- ramide (101) nad piramido (211) pa vezeta na naraščanje razmerja alkalije/Al in na osnovi tega izračunavata indeks A. Osnovne geološke značilnosti obravnavanega ozemlja Kamnine Grödenske formacije se raztezajo med Cerknim, Žirovskim vrhom in Smrečjem v smeri NW-SE na dolžini približno 20 km in širini do 5 km v obliki neena- komerno širokega pasu. V širšem geotektonskem pogledu prištevamo obravnavano ozemlje k Dinaridom, v ožjem smislu pa k idrijsko - žirovskemu ozemlju, ki je del Tr- novskega pokrova (Mlakar, 1969;Placer, 1981). Krovno zgradbo sekajo številni dinarsko in prečno dinarsko usmerjeni prelomi. Starostno uvrščamo kamnine Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja 169 Grödenske formacije v srednji perm po tridelni ali v spodnji del zgornjega perma (ka- zanij) po dvodelni razdelitvi perma. V talnini Grödenske formacije leže diskordantno sive do temno sive klastične kamnine, ki jim pripisujemo karbonsko starost, pri če- mer dopuščamo možnost, da seže najvišji del teh tudi v spodnji perm. Krovnino Grödenske formacije grade karbonatne sedimentne kamnine zgornjepermske staro- sti. Obravnavano ozemlje (si. 1) je Mlakar v letih 1978 do 1982 v okviru raziskovalne naloge Geološki faktorji kontrole Hg, Cu in U mineralizacije geološko skartiral. Na podlagi litoloških značilnosti je Grödensko formacijo razdelil na šest superpozicij- skih enot A^, Ag, А3Д, A3/2, B in C, ki jim pripisujemo značaj litostratigrafskih čle- nov, in jih poimenoval. SI. 1. Situacijska karta širšega raziskovalnega območja, ki ga je podrobno geološko skartiral Ml a kar (1979 - 1982) Fig. 1. Location map of the larger investigated area geologically mapped by M 1 a k a r (1979 - 1982) Brebovniški člen (Br - А^) sestavljajo večinoma sivi in zelenosivi, ponekod rdeči in zeleni peščenjaki in konglomerati ter podrejeno muljevci. Na območju Žirovskega vr- ha je v zgornji polovici tega člena uranovo orudenje. Debelina člena se spreminja od 10 do 400 m. Hobovški člen (Ho - A2) je iz rdečega muljevca z lečami rdečega in sivega drobno- zrnatega peščenjaka, v katerem so ponekod pojavi Cu. Člen je debel od 20 do 280 m. Zalški člen (Za - Азд) grade večinoma rdeči, različno zrnati peščenjaki in podreje- no muljevci. Njihova debelina se giblje med 180 in 380 m. Koprivniški člen (Ko - A3/2) sestavljajo konglomerati in različno zrnati peščenjaki, v manjši meri muljevci. Na območju Žirovskega vrha doseže debelina tega člena 550 m. Škofješki člen (Šk - B) je na območju Škofja in Sovodenj razvit kot siv peščenjak, ki je ponekod tudi oruden s Cu, na območju Žirovskega vrha pa se skupaj z njim po- javlja tudi svetlo siv ponekod rožnat konglomerat. Debelina se spreminja od 20 do 100 m. Na Lavrovcu, kjer predstavlja bočni ekvivalent Žalskega in Koprivniškega člena, pa doseže debelino 740 m. 170 Dragomir Skaberne SI. 2. Litostratigrafski razvoj Grödenske formacije na območju Žirovskega vrha z lego vzorče- vanih profilov P-10, Pr-9/16, KI, Ral, projeciranih profilov B, E z območja Sovodnji, Ra2 z območja Golega vrha in Pr z območja Smrečja. Na levi strani so prikazani izdvojeni makrocikli. Osenčeni del profila označuje sivo in zeleno obarvane kamnine Fig. 2. Lithostratigraphic development of the Val Gardena Formation in the region of Žirovski vrh with positions of sampled profiles P-10, Pr-9/16, Kl, Ral, projected profiles B, E from the Sovodenj, Ra2 from the Goli vrh and Pr from the Smreče region. Macrocycles are shown on the left. Shadowed part of profile indicated grey and green coloured rocks Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja_171 Dobračevski člen (Do - C) grade raznobarvni muljevci in podrejeno drobnozrnati peščenjaki. Doseže debelino 120 m, proti SE pa se izklinja. Skupna debelina Grödenske formacije se, podobno kot debeline posameznih čle- nov, lokalno spreminja in to od 200 do 1750 m ter doseže največji obseg na območju Žirovskega vrh (sl. 2). Obravnavane grödenske kamnine interpretiramo kot produkt pretežno rečnega se- dimentacijskega okolja s skoraj vsemi proksimalno - distalnimi spremembami podo- kolij od aluvialnih vršajev do prepletajočih in meandrirajočih vodnih tokov z obse- žnimi poplavnimi ravninami in plitvimi jezeri (Skaberne, 1995). V zapolnitvi osrednjega dela sedimentnega bazena, ki obsega območje Žirovskega vrha, lahko ločimo štiri makrocikle (sl. 2). Prvi in drugi sta retrogradacijska, tretji, najdebelejši, pa je progradacijski. Četrti makrocikel ima retrogradacijski značaj in se konča z morsko transgresijo in usedanjem karbonatnih sedimentov zgornjega perma (Skaberne, 1995). Analitska metodologija Za določitev težke frakcije smo vzeli vzorce iz podrobno posnetih profilov, ki zaje- majo posamezne dele litostratigrafskih členov Grödenske formacije. Pri tem smo pa- zili, da so si bili vzorci po zrnavosti kolikor mogoče podobni. Večinoma pripadajo drobnozrnatemu peščenjaku, zastopani pa so tudi debeleje zrnati litološki različki. Težko frakcijo so izločili v laboratorijih Geološkega zavoda Ljubljana. Uporabili so gravitacijsko metodo z bromoformom specifične mase 2.89 g/cm^ in ločili 9 do 20 g frakcije velikosti 0.063 do 0.2 mm. Kvalitativno in kvantitativno mikroskopsko sestavo težkih mineralov sta določili S. Orehkova in M. Silvestrova. Tipološke analize cirkonov niso bile izvedene na vseh vzorcih, pri katerih je bila določena kvalitativna in kvantitativna sestava težke frakcije. Omejili smo se na manjše število (56) vzorcev iz deveteh profilov. Z njimi smo zajeli pet od šestih li- tostratigrafskih členov Grödenske formacije (sl. 2). Vendar pokritost z vzorci ni ena- komerna. Približno polovica vzorcev izvira iz uranonosnega Brebovniškega člena, medtem ko Dobračevskega člena zaradi slabe razgaljenosti nismo raziskali. Izmed zrn težkih mineralov smo pod stereolupo izbrali zrna cirkona in pripravili monomineralni preparat, ki je obsegal približno sto zrn. Zaradi majhnega vzorca in nizkega odstotka prozornih težkih mineralov, vsebujejo nekateri preparati tudi manj- še število cirkonovih zrn. V populaciji cirkonovih zrn so bila ugotovljena euhedralna in zaobljena zrna. Ker je tipološko analizo mogoče izvesti le na euhedralnih zrnih, smo pri pripravi preparata skušali izbrati čimvečje število takih zrn. Njihovo število se spreminja od 10 do 98 in je povprečno 56. Vsak preparat vsebuje tudi nekaj zao- bljenih zrn cirkona. Kvalitativno in kvantitativno tipološko analizo cirkona, pri kateri smo uporabili Pupinovo tipološko klasifikacijo (sl. 3) (P u p i n & Turco, 1972 c; P u p i n, 1980), smo izvedli z elektronskim rasterskim mikroskopom Jeol JSM P-15 na Oddelku za geologijo Naravoslovnotehniške fakultete Univezre v Ljubljani. Preparati so bili na- parjeni z ogljikom in aluminijem. Tipološko obliko cirkonovih zrn smo določali z di- rektnim opazovanjem na monitorju. Fotografirali smo le lepša zrna različnih tipolo- ških skupin in nekatere posebnosti posameznih zrn. Kvantitativne podatke zastopa- nosti posameznih tipoloških oblik smo statistično ovrednotili s korelacijsko, faktor- sko, klastersko in diskriminantno analizo ter testom t. 172 Dragomir Skaberne SI. 3. Pupinova tipološka klasifikacija cirkonov (prirejeno po P u p i n-u, 1980, 20, Fig. 1) Fig. 3. Pupin's typologie classification of zircon (modified after Pupin, 1980, 20, Fig. 1) Rezultati raziskav in razprava Kristalne oblike in nekatere značilnosti cirkona V raziskanih vzorcih smo od 64 oblik zajetih v Pupinovi tipološki klasifikaciji na- šli 37 (si. 4), ki pripadajo večinoma osrednjemu in spodnjemu delu Pupinove tipolo- ške klasifikacije oblik cirkonov. Poleg sorazmerno simetrično zgrajenih zrn smo pogosto zasledili tudi asimetrična zrna in zrna z morfološkimi lastnostmi dveh tipoloških oblik, in sicer večinoma med oblikami, ki jih določajo velikosti piramid (101) in (211): S19 - S20 (si. 5A), S18 - S20, S17 - S19 (si. 5C), S22 - S23, S23 - S24 (si. 5B), S12 - S13, S13 - S14, S12 - S14, S7 - S8, S7 - S9, SIO - P2. V večini opisanih primerov je simetrijska ravnina bolj ali manj asimetričnih zrn v smeri ravnin, ki jih določajo osi c-a in c-b, v redkih primerih pa osi a-b. Pogosto je opazen tudi asimetrični razvoj velikosti prizem. V nekaterih red- kih primerih smo opazili zrna, pri katerih se spremeni tudi razmerje med velikostmi prizem (100) < (110): zrna z značilnostmi skupin S17 - S7 (si. 5D). V primeru zrn z značilnostmi dveh oblik smo pri kvantitativni sestavi upoštevali obe obliki. Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja 173 SI. 4. Tipološke oblike cirkona ugotovljene v grödenskem peščenjaku Fig. 4. Typologie forms of zircon found in the Val Gardena sandstone 174 Dragomir Skaberne Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja_175 Pri nekaterih zrnih opazujemo tudi bolj ali manj kompleksne zraščence dveh, treh ali več oblik (si. 5E, F). Poleg opisanih euhedralnih zrn cirkona so prisotna tudi zrna z različno stopnjo za- obljenosti. Pri nekaterih slabo zaobljenih zrnih je še mogoče določiti prvotno obliko, medtem ko pri bolj zaobljenih lahko sklepamo le na skupino oblik (si. 5G), pri zelo zaobljenih zrnih pa tudi to ni več mogoče. Zrna cirkona so rahlo rožnata, redkeje temneje rožnata ali brezbarvna. Temnejše rožnate barve so večinoma relativno majhna zrna, ki smo jih opredelili v tipološko obliko S20 ali S25. V redkih cirkonovih zrnih zasledimo tudi conarno zgradbo. Neka- tera zrna cirkona so nekoliko motna in vsebujejo vključke neprozornih mineralov. Redka med njimi so magmatsko korodirana ali imajo odtise podolgovatih kristalov (si. 5B, F). Zaradi usmerjenih pritiskov so posamezna zrna cirkona enkrat ali večkrat počena in zlomljena, njihovi deli pa so lahko deloma zmaknjeni (si. 5H). V razpokah je zrasla illit-sericitna epiosnova, ki veže posamezne dele cirkonovih zrn. Spremembe fizikal- no-kemične sestave raztopin so povzročile delno raztapljanje in najedanje posame- znih zrn (si. 51, J) ter ponekod ponovno izločanje avtigenega cirkona (si. 5J). Kvalitativno in kvantitativno kemično sestavo cirkonov je določal Š t r u m - berger (1986 b) z elektronskim mikroanalizatorjem. Raziskal je tri vzorce iz pro- fila P-10, v katerih je določil kvantitativno kemično sestavo 40 zrn cirkona. Na vsa- kem zrnu je analiziral tri točke: na obeh robovih in v sredini. Določal je Si, Zr, Hf, Y, U, Th, Fe in P; pri tem so bile vsebnosti P na meji detekcije in jih ne navajamo. Anali- zirana zrna so pripadala sledečim tipološkim oblikam: S3, S4, S5, S12, S18, S19, S24, Pl, P2, P3, P4 in L5. Povprečne vsebine ugotovljenih oksidov so v tabeli 1. SI. 5. Zrna cirkona z morfološkimi lastnostmi dveh tipoloških obhk A. S19 - S20, (Pr-9/16/92.8), pov.: ЗООх; B. S23 - S24 z odtisi manjših podolgovatih kristalov, (Pr-9/16/15.4), pov.: ЗООх; C. S17 - S19, (Bl/11.0), pov: 270x; D. S17 - S7, (Pr-9/16/88.0), pov.: 270x; E. zraščenec treh delno razvitih zrn cirkona oblik S19 in S17, (Pr/8.5), pov.: 270x; F. zraščenec zrn cirkona oblik S19 z odtisi manjših podolgovatih kristalov, (Pr-9/16/59.2), pov.: ЗООх; G. zaobljeno zrno zraščenca cirkona, ki je imelo verjetno obliko Sil ali S12 ali S13, (Kl/7.2), pov: 270x; H. zdrobljeno zrno cirkona obike S19 (spodnji del), posamezne dele veže illit-sericitna episonova, (E/173.7), pov: ЗООх; I. najedeno zaobljeno zrno cirkona, (E/23.3), pov: 530x; J. najedeno zrno cirkona, na kate- rem je opazna avtigena rast (Pr-9/16/23.3), pov.: 400x Fig. 5. Zircon grains with morphologic properties of tw^o typologie forms A. S19 - S20, (Pr-9/16/92.8), mag.: ЗООх; B. S23 - S24 with impressions of small elongated crystals, (Pr-9/16/15.4), mag.: ЗООх; C. S17 - S19, (Bl/11.0), mag.: 270x; D. S17 - S7, (Pr-9/16/88.0), mag.: 270x; E. intergrowth of three partly developed zircon crystal forms S19 in S17, (Pr/8.5), mag.: 270x; F intergrowth of zircon crystal forms S19, (Pr-9/16/59.2), mag.: ЗООх; G. rounded grain of zircon intergrowth of possibly Sil or S12 or S13 types, (Kl/7.2), mag.: 270x; H. broken zircon grain of type S19 (lower part), parts of zircon are baund by illite-sericite epimatrix, (E/173.7), mag.: ЗООх; I. etched rounded grain of zircon, (E/23.3), mag.: 530x; J. etched grain of zircon with authigenic overgrowth, (Pr-9/16/23.3), mag.: 400x 176 Dragomir Skaberne Tabela 1. Kemična sestava nekaterih tipoloških oblik cirkona (v %) Table 1. Chemical composition of some typological forms of zircon (in %) Podrobnejša analiza povezave tipoloških oblik in kemične sestave ni možna, ker niso analizirane vse najbolj zastopane oblike in je bilo število zrn cirkona v nekaterih skupinah premajhno. Poleg tega ne razpolagamo s podatki posameznih meritev. Kljub temu je iz tabele 1 razvidno, da imajo tipološke oblike S18, S19 in S24, med katerimi sta S19 in S24 med najboj zastopanimi v celotni populaciji cirkonovih zrn, povišane vrednosti YgO (> 0.12 %), ThOs (> 0.10 %), in FeO (> 0.19 %), pri čemer so razlike pri Th02 in FeO izrazite, za Y2O pa se mejni vrednosti približujeta tudi obliki S5 in P4. Iztopajoče visoke vrednosti UO2 (> 0.09 %) imajo oblike S5, S12 in P4. Pri porazdelitvi Hf02 sta opazni dve populaciji. Prvo s koncentracijami Hf02 < 1.30 % in povprečjem 0.81 % sestavljajo oblike S4, S5, P3, P4 in L5, drugo s koncentracijami Hf02 > 1.30 % in povprečjem 1.58 % pa oblike S3, S12, S18, S19, S24, Pl in P2. Ti dve skupini ne odražata sistematične spremenljivosti vsebnosti Hf02 glede na Pupi- novo tipološko klasifikacijo. Analiza tipoloških oblik cirkona Kvantitativno analizo tipoloških oblik cirkona smo izvedli z vidika ugotavljanja povezav med tipološkimi oblikami (spremenljivkami) in vzorci (enotami), ki so z nji- mi opredeljeni. Pri tem smo upoštevali le oblike, ki so v populaciji vseh euhedranih oblik cirkona zastopane z več kot 1.5 %. Tako smo v analizo vključili tipološke oblike S7, S8, S9, P2, S12, S13, S14, S17, S18, S19, S20, P4, S22, S23, S24 ter vzorce oprede- ljene z njimi. Povezave med spremenljivkami (tipološkimi oblikami) smo raziskovali s korelacij- sko, faktorsko analizo vrste R in metodo razvrščanja v skupine vrste R. S korelacijsko analizo obravnavamo in opazujemo sočasno dva parametra (spre- menljivki). Za mero povezanosti spremenljivk smo uporabili Pearsonov korelacijski koeficient, ki predpostavlja linearno povezavo med spremenljivkama. Korelacijska Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja_177 analiza je razkrila slabo povezanost posameznih tipoloških oblik cirkona, saj je abso- lutna vrednost največjega korelacijskega koeficienta le 0.48, medtem ko je najmanjša vrednost korelacijskega koeficienta na ravni izračunanega tveganja p<0.05 0.27. Faktorska analiza je multivariatna metoda, s katero raziskujemo odvisnosti med opazovanji. Faktorska analiza vrste R razkriva strukturo odvisnosti med spremenljiv- kami. Faktorji, oziroma glavne komponente so sintetične spremenjivke, ki predstav- ljajo linearno transformacijo opazovanih spremenljivk. Določene so na tak način, da so med seboj neodvisne, pravokotne druga na drugo, in tako, da izrazijo čim večji de- lež celotne ali z že izdvojenimi faktorji še nepojasnene variance prvotnih spremen- ljivk. Pri analizi glavnih komponet smo upoštevali model s sedmimi faktorji, ki razloži 73.9 % celotne variance. Vsebinsko opredelitev faktorjev smo izvedli na osnovi faktor- ske strukture varimaksno rotiranih normaliziranih faktorskih uteži, z upoštevanjem kritične vrednosti faktorske uteži večje ali zelo blizu 0.70 (navedene v oklepaju). 1. faktor pojasnjuje 18.7 % celotne variance in je dvopolaren. Poudarjen je pozitiv- ni pol, na katerega sta vezani obliki S8 (0.74) in S19 (0.75) ter slabše izraženi negativ- ni pol, ki ga najbolj obremenjuje oblika S24 (-0.68). 2. faktor opredeljuje 13.7 % celotne variance in ima razvit predvsem negativni pol. Obremenjujeta ga predvsem obliki S17 (-0.79) in P2 (-0.69). 3. faktor razloži 11.0 % celotne variance. Na pozitivni krak je vezana predvsem oblika S18 (0.80). 4. faktor pojasnjuje 9.2 % celotne variance. Poudarjeno je razvit njegov negativni del, obremenjen z obliko S13 (-0.78). 5. faktor razloži 8.5 % celotne variance, z izrazitejšim negativnim delom, na kate- rega je vezana predvsem oblika S7 (-0.89). 6. faktor veže nase 7.0 % celotne variance in ima razvit predvsem pozitivni krak, obremenjen pretežno z obliko S9 (0.85). 7. faktor razloži 5.8 % celotne variance in je dvopolaren. Na negativni pol je veza- na oblika S12 (-0.79), na pozitivnega pa S23 (0.69). S hierarhično metodo razvrščanja v skupine vrste R smo, podobno kot s faktorsko analizo, skušali razkriti načine povezav med posameznimi spremenljivkami, tipolo- škimi oblikami cirkona in jih grafično predstaviti (sl. 6). Za ugotavljanje podobnosti med spremenljivkami smo uporabili Pearsonov korelacijski koeficient, za podobnosti med skupinami pa Wardovo razdaljo. Metoda razvščanja v skupine je potrdila fak- torsko strukturo. Pri razdalji povezav 0.9 se pokaže sedem skupin (sl. 6), ki z manjši- mi razlikami predstavljajo sedem faktorjev. Razlike se pojavljajo pri negativnem polu prvega in sedmega faktorja. Obliki, ki obremenjujeta predvsem negativi krak sedme- ga faktorja (S12, S14) sta vezani z obliko (S13) negativnega pola četrtega faktorja, medtem ko se obliki (S22, S23) pozitivnega dela sedmega faktorja povezujeta z obli- ko (S24) na negativnem delu prvega faktorja. Pregled povezav med spremenljivkami (tipološkimi oblikami) cirkona kaže, da so le-te ralativno slabo povezane med seboj. Sestavljajo sedem skupin nekoliko bolj po- vezanih oblik. Posamezne skupine pa vsebujejo le eno do tri oblike. Analiza postavlja pod vprašaj tudi Štrumbergerjev (1986 a) način združevanja posameznih oblik v nove skupine, npr. obliki S19+S24 združeni v skupino A in obliki S18+S23 združeni v skupino B. V nove skupine so združene oblike, med katerimi so negativne korelacije ali so vezane na različna pola istega faktorja ali nastopajo na različnih faktorjih in v različnih skupinah. To kaže na genetsko nasprotujoče in nezdružljive lastnosti, oziroma oblike, ki jih zato ne bi smeli združevati. 178 Dragomir Skaberne SI. 6. Dendrogram hierarhične razvrstitve tipoloških oblik cirkona v skupine Fig. 6. Hierarchical tree diagram of cluster analysis of typologie forms of zircon Povezave med vzorci (enotami) smo raziskovali z metodo razvrščanja v skupine in diskriminantno analizo. S hierarhično metodo razvrščanja v skupine vrste Q smo skušali objektivno ugoto- viti število skupin, ki jih sestavljajo enote, opredeljene z zgoraj podanimi tipološkimi oblikami cirkona. Zaradi prevelikega iztopanja smo iz nadalnje analize izločili enoto E/207.3. Pri hierarhičnem združevanju 55 enot v skupine smo za merilo podobnostmi med enotami uporabili Evklidsko razdaljo, za merilo podobnosti med skupinami pa Wardovo razdaljo. Pri razdalji podobnosti 60 lahko opredelimo štiri skupine (si. 7). Člane štirih hierarhično ugotovljenih skupin smo določili z nehierarhično metodo vo- diteljev. Analiza variance, s stopnjo tveganja p (v oklepaju) določeno na osnovi testa F, ka- že, da izdvojene skupine najbolje opredeljujejo oblike S19 (0.0000), S7 (0.0000), S17 (0.0000), S24 (0.0000), S12 (0.0001), P2 (0.0031), S23 (0.0038), S22 (0.0059) in S9 (0.0454). 1. skupino določa največja relativna frekvenca oblik S19 (32.90 %) in najmanjša oblik S22 (1.83 %) in S17 (11.92 %) ter obsega 20 enot. 2. skupina ima največ oblik S7 (14.52 %) in najmanj P2 (0.83 %) in S19 (16.27 %) ter vsebuje le 8 enot. 3. skupino opredeljuje maksimalna koncentracija oblik S24 (21.09 %), S22 (5.68 %), S23 (3.83 %) in minimalna koncentracija oblik S12 (1.88 %) ter povezuje 14 enot. 4. skupino določa največja zastopanost oblik S17 (18.80 %), S12 (6.61 %), P2 (6.61 %) in najmanjša zastopanost oblik S24 (5.00 %), S7 (3.81 %) in S23 (0,48 %) ter je se- stavljena iz 13 enot. Pripadnost enot (vzorcev) posameznim klasterskim skupinam je prikazana v tabeli 2. Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja 179 SI. 7. Dendrogram hierarhične razvrstitve enot (vzorcev) v skupine Fig. 7. Hierarchical tree diagram of cluster analysis of cases (samples) Porazdelitev enot v skupine (tabela 2) in njihova prostorska razvrstitev v posame- znih profilih kaže ponekod določeno korelacijo z izdvojenimi sedimentacijskimi eno- tami, medtem ko drugod takih povezav ni zaznati. Tako lahko ugotovimo, da dosedaj zbrani podatki tipoloških oblik cirkona ne omogočajo zanesli vej še podrobne korela- cije znotraj posameznih litostratigrafskih členov. Temu je najbrž vzrok relativno hi- tro spreminjanje sestave različnih tipoloških oblik cirkona, ki je lahko izraz vpliva lokalnih izvornih območij ali premajhnega števila raziskanih enot, s katerimi bi lah- ko razkrili morebitne zakonitosti njihovega spreminjanja. Ker se je podrobnejša korelacija s tipološkimi oblikami cirkona izkazala za neizra- zito, smo skušali ugotoviti, kako bi bilo mogoče z njimi korelirati in razlikovati večje enote, posamezne litostratigrafske člene. Za to smo uporabili diskriminantno analizo, s katero določimo diskriminantne funkcije, ki najbolje ločujejo izdvojene skupine. Diskriminantne funkcije so neodvisne linearne kombinacije merjenih spremenljivk, ki največ prispevajo k ločitvi skupin. Iz diskriminantnih funkcij lahko izpeljemo klasifikacijske funkcije, ki določajo posamezne skupine. Na njihovi osnovi je mogoče napovedati pripadnost enote posamezni skupini ali uvrstiti nove enote v določene skupine. Diskriminantno analizo smo izvedli za apriorno razvrstitev enot (vzorcev) v pet skupin (1 - Brebovniški člen, 2 - Hobovški člen, 3 - Zalški člen, 4 - Koprivniški člen in 5 - Škofješki člen), ki so določene na osnovi prostorske lege vzorčevanega profila. Izbrali smo analizo s postopnim vključevanjem posameznih spremenljivk v diskrimi- nantni model. V model so bile vključene spremenljivke (tipološke oblike): S8 (0.009), S23 (0.015), P4 (0.009), P2 (0.085), S22 (0.110), S18 (0.152), S7 (0.106), S19 (0.326) 180 Dragomir Skaberne Tabela 2. Razvrstitev enot (vzorcev) v člene, klasterske in diskriminantne skupine Table 2. Classification of cases (samples) into the members, cluster and discrimination groups SAM - enota (vzorec); * - nepravilno uvrščena enota (vzorec);^MEM - člen (1 - Brebovniški člen, 2 - Hobovški člen, 3 - Zalški člen, 4 - Koprivniški člen in 5 - Škofješki člen); GC - klasterske skupine (1-4 neimenovane); GD - diskriminantne skupine (oznake enke kot pri MEM - členih) SAM - case (sample); * - incorrectly classified case (sample); MEM - member (1 - Brebovnica Member, 2 - Hobovše Member, 3 - Zala Member, 4 - Koprivnik Member, 5 - Škofje Member); GC - cluster groups (1 - 4, unnamed); GD - discrimination groups (symbols the same as for MEM - member) in S14 (0.326), ki so navedene po postopnem zmanjševanju diskriminacijske moči in podano stopnjo tveganja izločitve (p), določeno na osnovi testa F. Oblike S24, S13, S12, S17, S9 in S20 niso bile vključene v model. Za ločitev med petimi skupinami (litostratigrafskimi členi) so bile določene štiri diskriminantne funkcije, ki s standar- diziranimi funkcijskimi in faktorskimi strukturnimi koeficienti kažejo sledeče pove- zave med njimi in spremenljivkami vključenimi v model. Pri tem navajamo le spre- menljivke, katerih faktorski strukturni koeficienti dosegajo ali presegajo vrednost 0.40 in so navedeni v oklepaju. Ti koeficienti so podobni faktorskim utežem pri fak- torski analizi in bolje izražajo vsebinsko opredelitev določene diskriminantne funk- cije kot standardizirani funkcijski koeficienti. Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja_181 1. diskriminantna funkcija pojasni 60.9 % razlik med skupinami in je dvopolarna. Na pozitivni pol sta vezani obliki S23 (0.54) in S22 (0.45), na negativnega pa S8 (-0.60). 2. diskriminantna funkcija razloži 21.0 % razlik med skupinami. Pri njej je razvit predvsem negativni krak, katerega obremenjuje večinoma oblika P4 (-0.67). 3. diskriminantna funkcija razlikuje skupine 12.0 % in je asimetrična, s poudarje- nim negativnim delom, na katerega je vezana predvsem oblika P2 (-0.55). 4. diskriminantna funkcija pojasni še preostalih 6.1 % razlik med skupinami. Tudi ta funkcija ima bolj razvit negativni pol, ki ga obremenjujeta pretežno obliki S18 (-0.42) in S14 (-0.40). Navedene štiri diskriminantne funkcije, od katerih sta le prvi dve statistično zna- čilni na stopnji tveganja p < 0.05, značilno razlikujejo 1. skupino (Brebovniški člen) od vseh ostalih skupin oziroma členov ter 3. skupino (Zalški člen) od 5. skupine (Ško- fješki člen), medtem ko razlike med ostalimi skupinami niso statistično značilne na isti stopnji tveganja. Ločitev posameznih skupin je prikazana v bivariatnih diagra- mih treh standardiziranih diskriminantnih funkcij DF 1, DF 2 in DF 4 (si. 8). Po opredelitvi diskriminantnih funkcij smo izračunali klasifikacijske funkcije, s katerimi smo določili lege posameznih enot in težišč njihovih skupin ali centroidov. Razdalje med centroidi in enotami v večdimenzionalnem prostoru so izražene z Ma- halanobisovo razdaljo. Na njihovi osnovi lahko ocenimo verjetnost pripadnosti dolo- čene enote posamezni skupini. Tako smo zaradi poznavanja merskega prostora in enot v njem aposteriorno ocenili uspešnost klasifikacije posameznih enot v skupine. V 1. skupino (Brebovniški člen) je bilo od 30 enot pravilno uvrščenih 25 enot ali 83.3 %, v 2. skupino (Hobovški člen) je bila od 2 enot pravilno določena 1 enota ali 50 %, v 3. skupino (Zalški člen) je bilo od 12 enot pravilno opredeljenih 10 enot ali 83.3 %, v 4. skupino (Koprivniški člen) pa je bilo od 7 enot pravilno uvrščenih 5 enot ali 71.4 % in v 5. skupino (Škofješki člen) je bilo od 5 enot pravilno klasificiranih 5 enot ali 100 %. Za posamezne enote (vzorce) so opredelitve v posamezne diskrimi- nantne skupine navedene v tabeli 2, nepravilno uvrščene enote pa so dodatno označe- ne. Zastopanost določenih tipoloških oblik cirkona v litostratigrafskih členih, je pri- kazana s povprečnimi vrednostmi v tabeli 3 in s histogrami na sliki 9. S testom t smo preverili statistično značilnost srednjih vrednosti zastopanosti določenih oblik v razi- skanih členih. Statistično značilno različne srednje vrednosti na stopnji tveganja p < 0.05 so za posamezne člene označene v tabeli 3. Z diskriminantno analizo smo pokazali, da je na osnovi tipoloških oblik cirkona možno relativno (povprečno 82 %) zanesljivo ločiti in korelirati posamezne litostrati- grafske člene Grödenske formacije na območju Sovodnja in Žirovskega vrha. 182 Dragomir Skaberne Sl. 8. Bivariatna diagrama standardiziranih diskriminatnih funkcij A. DFl - DF2 in B. DFl - DF4, ki ločujejo enote (vzorce) litostratigrafskih členov (1 - Brebovniški člen, 2 - Hobovški člen, 3 - Zalški člen, 4 - Koprivniški člen, 5 - Škofješki člen) Fig. 8. Scatterplot of normalised scores of discriminate functions A. DFl - DF2 and B. DFl - DF4 of cases belonging to the lithostratigraphic members (1 - Brebovnica Member, 2 - Hobovše Member, 3 - Zala Member, 4 - Koprivnik Member, 5 - Škofje Member) Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja 183 Tabela 3. Srednje vrednosti relativne zastopanosti določenih tipoloških oblik cirkona v litostra- tigafskih členih (v %) Table 3. Means of relative frequencies of the determined typological forms of zircon in thelitho- stratyraphic members (in %) Var - tipološke oblike cirkona; 1 Br - Brebovniški člen; 2 Ho - Hobovški člen; 3 Za - Zalški člen; 4 Ko - Koprivniški člen; 5 Šk - Škofješki člen; N - število enot (vzorcev); X' ^ " statistično zna- čilne razlike med srednjimi vrednostimi v členi (p < 0.05); Var - typological forms of zircon; 1 Br - Brebovnica Member; 2 Ho - Hobovše Member; 3 Za - Zala Member; 4 Ko - Koprivnik Member; 5 Šk - Škofje Member; N - number of cases (samples); X'^ - statistically significant differences laetween means in members (p < 0.05); Do sedaj smo Pupinovo tipološko klasifikacijo oblik cirkona uporabljali le za kvantitativno določevanje prisotnosti posameznih oblik cirkona v analiziranih vzor- cih (enotah), profilih in litostratigrafskih členih, da bi jih čim boljše opredelili, ločili in korelirali. Sedaj bomo skušali na osnovi podatkov P u p i n a (1980, 1985) interpre- tirati tudi sestavo magmatskih kamnin, iz katerih naj bi izvirala zrna cirkona v pe- ščenjakih Grödenske formacije na Žirovskem. Zaradi sorazmerno majhnih razlik v zastopanosti posameznih oblik v različnih litostratigrafskih členih (tabela 3) in neu- ravnoteženega števila raziskanih vzorcev v posameznih členih, bomo podali interpre- tacijo na osnovi tipološke frekvenčne porazdelitve populacije oblik cirkona vseh ov- rednotenih enot (sl. 10). Iz tipološke frekvenčne porazdelitve populacije oblik cirkona (sl. 10) so razvidne tri modalne vrednosti, ki nastopajo na območju tipoloških oblik 184 Dragomir Skaberne Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja 185 SI. 9. Frekvenčni histogrami zastopanosti 25 tipoloških oblik cirkona v posameznih litostrati- grafskih členih: A. Brebovniški člen, B. Hobovški člen, C. Zalški člen, D. Koprivniški člen, E. Škofješki člen Fig. 9. Frequency histograms of the presence of 25 typologie forms of zircon in the lithostrati- graphic members: A. Brebovnica Member, B. Hobovše Member, C. Zala Member, D. Koprivnik Member, E. Škofje Member [S19 (23.80 %) + S24 (12.72 %)], S17 (13.62 %) in S7 (7.05 %). Najbolj je izraženo pol- je, ki ga določata modalni obliki S19 (23.80 %) in S24 (12.72 %) ter podrejeno S18 (5.61 %) kar naj bi nakazovalo magmatske kamnine orogenih območij nastale iz vro- če in suhe magme Ca-alkalne in K-Ca-alkalne sestave. Modalna oblika S17 in delno oblika S18 naj bi označevali kamnine kremenovo dioritne (tonalitne) sestave. Tretja modalna oblika S7 naj bi nakazovala manjšo prisotnost hibridnih, migmatitnih ka- mnin monzonitne in granodioritne sestave. Manjša zastopanost tipoloških oblik sku- pine P [P2 (4.11 %), P3 (0.52 %), P4 (2.32 %)] pa naj bi bila značilna za podrejeno pri- sotnost kamnin alkalne sestave s svojim izvorom iz zemeljskega plašča. 186 Dragomir Skaberne Index A SI. 10. Tipološka frekvenčna porazdelitev cirkona v grödenskem peščenjaku Fig. 10. The typologie frequency distribution of zircon in the Val Gardena sandstone Zgornjo interpretacijo izvornih magmatskih kamnin Grödenske formacije potrju- jeta tudi modalna sestava in sestava litičnih zrn peščenjakov in prodnikov v konglo- meratih. Izvorno območje naj bi globalno tektonsko predstavljal recikliran orogen (Skaberne, 1995). Med litičnimi zrni magmatskih kamnin prevladujejo kisle pre- domine: rioliti, kremenovi rioliti in trahiti, ki naj bi ustrezali sestavi, opredeljeni s poljem oblik S24, S19 in deloma S18. V podrejeni količini se pojavljajo tudi zrna ba- zičnih predornin, spilitov in granitoidnih kamnin. Med slednjimi smo glede na ra- zmerje med K-glinenci in plagioklazi ter njihovimi preraščanji ločili dva različka. V prvem prevladujejo K-glinenci, ortoklaz in mikro klin nad plagioklazi, v drugem pa prevladuje mikropertit in plagioklazi nad K-glinenci, medtem ko je količina kremena v obeh različkih približno enaka. Glede na strukturo in sestavo oba uvrščamo med granite (Skaberne, 1995). Sklepi Grödenska formacija na Žirovskem med Cerknim in Smrečjem je bila zaradi ru- dnih koncentracij urana in bakra deležna precejšnjega zanimanja geologov. Pri svo- jem delu smo se srečevali s problemi podrobnejše korelacije, predvsem v spodnjem, uranosnosnem delu Grödenske formacije. Litofacialno korelacijo smo skušali dopol- niti s korelacijo na osnovi mineralne sestave lahke in težke frakcije. Med težkimi mi- nerali je cirkon med najbolj zastopanimi komponentami in je prisoten v vseh vzorcih. Zaradi spremenljivosti kristalnih oblik, fizikalnih in kemičnih lastnosti v odvisnosti od pogojev njihovega nastanka in mehanske ter kemične stabilnosti med prepereva- njem, transportom in diagenezo, smo cirkon uporabili kot korelacijski mineral. Kri- Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja_187 stalna oblika cirkona je lastnost, ki jo je sorazmerno enostavno opazovati, opredeliti in kvantificirati, a je odvisna od številnih fizikalnih in kemičnih pogojev, ki pa niso neodvisni eden od drugega. Pupin in Turco (1972 c, 1975) navajata, da je njego- va kristalna oblika najbolj odvisna od temperature kristalizacije in razmerja alkalij in aluminija v magmi. Na osnovi razmerja prizem (100) in (110) ter piramid (101) in (210) sta izdelala mrežni diagram tipoloških oblik cirkona (Pupin & Turco, 1972 c; P u p i n, 1980), ki smo ga uporabili za kvantitativno opredelitev kristalnih oblik cirkona. V grödenskih peščenjakih smo zasledili euhedralna in zaobljena zrna cirkona. Med euhedralnimi zrni smo prepoznali 37 različnih tipoloških oblik osrednjega in spo- dnjega dela Pupinove tipološke klasifikacije, ki obsega 64 kristalnih oblik cirkona. Poleg bolj ali manj simetričnih zrn so prisotna tudi zrna z morfološkimi lastnostmi dveh tipoloških oblik ali kompleksnejši zraščenci. Na osnovi do sedaj zbranih podatkov o kemični sestavi različnih tipoloških oblik cirkona, ne moremo podati zanesljivejših povezav med kemično sestavo cirkona in njegovo kristalno obliko, ker niso bile analizirane vse najbolj zastopane oblike ali pa je bilo število analiziranih zrn posameznih oblik premajhno. Podatki kažejo tudi na določene razlike v količini Hf, Y, Th, U in Fe, ki nadomeščajo Zr v kristalni strukturi posameznih tipoloških oblik cirkona. Povezave med tipološkimi oblikami S7, S8, S9, P2, S12, S13, S14, S17, S18, S19, S20, P4, S22, S23, S24, ki so zastopane z več kot 1.5 %, so relativno slabe. Nekoliko trdnejše povezave tipoloških oblik lahko združimo v sedem skupin. Morebitno zdru- ževanje posameznih oblik v nove apriorno določene skupine bi moralo sloneti na ugotovljenih naravnih povezavah. Razvrstitev enot (vzorcev), opredeljenih z zastopanjem posameznih tipoloških oblik cirkona, v posamezne skupine na sedanji stopnji raziskanosti ne kaže na mo- žnost zanesljivejše podrobnejše korelacije znotraj litostratigrafskih členov Gröden- ske formacije. Posamezni litostratigrafski členi pa se glede na zastopanost tipoloških oblik značilno razlikujejo. K njihovemu ločevanju največ prispevajo oblike S8, S23, P4, P2, S22, S18, S7, S19 in S14. Z njimi je na raziskovanem ozemlju možno posame- zne člene ločevati in korelirati s povprečno 82 % zaneslivostjo. Na osnovi tipološke frekvenčne porazdelitve populacije oblik cirkona in podatkov P u p i n a (1980, 1985) smo skušali interpretirati sestavo magmatskih kamnin na izvornem območju. Najbolj izraženo polje oblik S19 in S24 naj bi nakazovalo prevla- dujoč vpliv magmatskih kamnin orogenih območij, ki so kristalizirale iz suhe vroče magne Ca-alkalne in K-Ca-alkalne sestave. Tako interpretacijo potrjujejo tudi rezul- tati analiz modalne sestave in litičnih zrn v peščenjakih ter prodnikov v konglomera- tih (S k a b e r n e, 1995). Za rešitev nakazanih, a nerešenih vprašanj bi bilo potrebno raziskave tipoloških oblik cirkona nadaljevati. Zircon in the Val Gardena sandstone from the Žirovski vrh and Sovodenj region, W Slovenia Summary In Slovenia the largest continuous belt of clastic rock of the Val Gardena Formati- on of Permian age extends in the Žiri region betv^een Cerkno and Smrečje belonging 188_Dragomir Skaberne to Idrija - Žiri overthrust structure. Because of occurrences of ore concentrations of uranium and copper the formation has drawn attention of many geologists. Mlakar (1979 - 1982) geologically mapped the Žiri region and subdivided the Val Gardena Formation into six superposition units A^^, A2, А3Д, A3/2, B and C to which the character of lithostratigraphic members can be ascribed. They are named by Mla- kar А^ - Br - Brebovnica Member, A2 - Ho - Hobovše Member, А3Д - Ko - Koprivnik Member, A3/2 - Za - Zala Member, B - Šk - Škofje Member and C - Do - Dobračeva Member Thickness of the Val Gardena Formation locally changes from 200 to 1750m and is the greatest in the region of Žirovski vrh. The beds underlying the Val Gardena Formation consist of dark grey clastic rocks of attributed Carboniferous age. Their upper part might be of Lower Permian age. The overlying beds are the Upper Permi- an carbonate rocks. Geologists working in the Val Gardena Formation, especially in the lower uranium bearing part (Brebovnica Member), had problems with detailed correlation. We tried to improve the lithofacial correlation by mineral composition of light and heavy frac- tion. Zircon was chosen as discrimination mineral among the minerals present for many reasons. The crystal forms, physical and chemical properties of zircon vary de- pending on its crystallisation conditions. The mineral is mechanically and chemically very resistant during weathering, transport, and diagenesis. It is one of the most fre- quent components in the relatively quickly changeable suite of heavy minerals and is present in all samples. The crystal form of zircon is a property that is relatively easy to observe, determine, and quantify, but it is dependent of numerous physical and chemical conditions, which are more or less interdependent from each other Pupin and Turco (1972c, 1975) pointed out that the crystal forms of zircon depend the most of temperature and the ratio between alkalies and Al in magma. They construc- ted a reticular diagram of typological classification according to the ratio of develo- ped prisms (100), (110), and pyramids (101), (210) of zircon crystals, which was used for determination of the frequencies of the forms of zircon. In the Val Gardena sandstone the zircon grains are euhedral and rounded. On exa- mined euhedral grains of zircon 37 typological forms were determined from the mid- dle and lower part of the Pupin's typological classification which comprises 64 diffe- rent forms. Grains with properties of two typological forms and complex inter- growths are found beside more or less symmetrical ones. Data on chemical composition of different typological forms collected till now do not allow reliable conclusion on relation between the chemical composition of zircon and its crystal forms. Nevertheless, the chemical data show some differences in the content of Hf, Y, Th, U, and Fe substituting Zr in the crystal structure between types of zircon. For the quantitative evaluation only the typological forms S7, S8, S9, P2, S12, S13, S14, S17, S18 S19, S20, P4, S22, S23, S24 having the relative frequencies greater than 1.5 % in the entire zircon form population were considered. The correlation bet- ween different types of zircon is relatively low. Some higher correlation of the typolo- gical forms clustered into seven groups. If one would want to apply a combination two or more typological forms as new larger a priori defined groups, they should base on the established natural connections. Clusters of cases (samples) defined by the relative frequencies of the typological forms of zircon does not show a possibility for more detailed and confident correlati- on within the lithostratigraphic members of the Val Gardena Formation on the basis of the available data. However, the lithostratigraphic members of the Val Gardena Cirkon v grödenskem peščenjaku z območja Žirovskega vrha in Sovodnja_189 Formation are statistically different on the p <0.05 level. The typological forms S8, S23, P4, P2, S22, SIB, S7, S19 and S14 make the most significant contribution to the- ir discrimination. The lithostratigraphic members can be discriminated and correla- ted with the mean certainty of 82 %. At the end, we tried to interpret the composition of igneous rocks in the source area according to the relative frequencies of the crystal forms of zircon population in the Val Gardena sandstone. The outstanding field of the most frequent zircon types S19, S24, and data from Pupin (1980, 1985) indicate the prevailing influence of orogenic type igneous rocks of Ca-alkaline and K-Ca-alkaline compositions. The mo- dal, lithic grains and pebbles composition of the Val Gardena sandstone and conglo- merate confirmed such interpretation (Skaberne, 1995). For answers of the indicated unsolved questions further typological investigations of zircon in the Val Gardena sandstone would be needed. Zahvala Zahvaljujem se kolegom Simonu Pireu, Ladislavu Placerju in Bojanu Ogorelcu za koristne pripombe, ki so pripomogle k izboljšavi rokopisa. Za tehnično pomoč velja moja zahvala Vladimirju Segalli, Miranu Udovču in Mirjam Vrabec. Raziskave je fi- nančno omogočilo Ministrstvo za znanost in tehnologijo R Slovenije. Literatura A 1 i n a t. M., P u p i n, J. P. & T u r C o, G. 1979: Le zircon dans les roches de la série méta- morphique de „L'Anticlinal" de Tulle (Corrèze, Massif Central français). Implications pétrogénétiques. - Schweiz. Mineral. Petrogr Mitt., 59, 25-40, Zurich. Alper, A. & Poldervaart, A. 1957: Zircons from the Animas stock and associated rocks. New Mexico. - Econ. Geol., 52, 952-971, El Paso. A w a s t h i, N. 1961: Authigenic tourmaline and zircon in the Vindhyan formations of Sone Valley, Mirzapur District, Uttar Pradesh, India. - J. Sediment. Petrol., 31, 482-484, Tulsa. B 1 a 11, H., M i d d e 11 o n, G. V. & M u r r a y, C. R. 1980: Origin of sedimentary rocks. 2"'' ed., - Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliff, N. J., 782 pp. B u d k o V i Č, T. 1980: Sedimentološka kontrola uranove rude na Žirovskem vrhu. - Geologi- ja, 23/2, 221-226, Ljubljana. Benisek, A. & Finger, F. 1993: Factors contolling the development of prism faces in granite zircons: a microprobe study. - Contrib. Mineral. Petrol., 114, 441-451, Heidelberg. B y e r 1 y, G. R, M a r k o V i c h, J. V. & M a 1 c u i t, R. J. 1975: Use of Fourier shape analysis in zircon pétrographie studies. - Bull. Geol. Soc. Amen, 86, 956-958, Boulder C a r u b a, R. 1978: Morphologie des zircons synthétiques. - Can. Mineral., 16, 315-323, Otta- wa. C a r u b a, R., B a u m e r, A. & T u r c o, G. 1975: Nouvelles syntheses hydrothermales du zircon: substitutions isomorphiques; relation morphologie - milieu de croissance. - Geochim. Cosmochim. Acta, 39, 11-26, Oxford. D a V i s, G. L., H a r t, S. R. & T i 11 o n, G. R. 1968: Some effects of contact metamorphism on zircon ages. - Earth Planet. Sci. Letters, 5, 27-34, Amsterdam. F a r g e s, F 1994: The structure of metamict zircons: a temperature-dependent EXAFS study - Phys. Chem. Minerals, 20, 504-514, Berlin. G a s t i 1, R. G., DeLisle, M. & Morgan, J. 1967: Some effects of progressive metamor- phism on zircons. - Bull. Geol. Soc. Am., 78, 879-906, Boulder H u 11 o n, C. O. 1950: Studies of heavy detrital minerals. - Bull. Geol. Soc. Am., 61, 635-716, Boulder Kresten, P., Fels, P. & BerggrenG. 1975: Kimberlitic zircons - A possible aid in prospecting for kimberlites. - Mineral. Dep., 10, 47-56, Berlin. K Ö h 1 e r, H. 1970: Die Änderung der Zirconmorphologie mit dem Differentiations-grad ei- nes Granits. - N. Jb. Mineral. Mh., 9, 405-420, Stuttgart. 190_Dragomir Skaberne K o s t o V, I. 1973: Zircon morphology as a crystallogenetic indicator - Kristall und Techik, 8, 11-19, Berlin. Lukacs, E. & Florjančič, A. P. 1974, Uranium ore deposites in the Permian sedi- ments of Northwest Yugoslavia. - Formation of Uranium Ore Deposites, Proceedings of a Symposium, Athens, 6-10 May 1974, International Atomic Energy Agency, Vienna, 313-329. M a r s h a 11, B. 1967: The present status of zircon. - Sedimentology, 9, 119-136, Oxford. Mlakar,!. 1969: Krovna zgradba idrijsko žirovskega ozemlja. - Geologija, 12, 5-72, Lju- bljana. M 1 a k a r, I. 1978, 1979, 1980, 1981, 1982, 1983, 1985: Geološki faktorji kontrole Hg, Cu in U mineralizacije. - Arhiv IGGG, Ljubljana (neobjavljeno). M u r t h y, M. V. N. & S i d d i q u i e, H. N. 1964, Studies of some zircons form some garne- tiferous sillimanite gneisses (Khondalites) from Orissa and Andhra Pradesh, India. - J. Geol., 72, 123-128, Chicago. O m a 1 j e V, V. 1965: Ležište uranijuma Žirovski vrh. - Nuklearna energija, 3, Beograd. Omaljev, V. 1967a: Razvoj gredenskih slojeva i uranove mineralizacije u ležištu urana Ži- rovski vrh. - Radovi IGRI, 3, 33-65, Beograd. O m a 1 j e V, V. 1967 b: Korelacija slojeva u ležištu Žirovski vrh. - Radovi IGRI, 3, 125-149, Beograd. P 1 a c e r, L. 1981: Geološka zgradba jugozahodne Slovenije. - Geologija, 24/1, 27-60, Lju- bljana. Poldervaart, A. 1956: Zircon in rocks. 2. Igneous rocks. - Am. J. Sci., 254, 433, New Haven. P r o t i Ć, M., Radoševic, S. & Grad, K. 1972: Terrigene Permablagerungen als uranführende Sedimente in Slowenien. - Proceedings of the 2"'' International Symposium on the Mineral Deposits of the Alps, Geologija, 15, 77-90, Ljubljana. P u p i n, J. P. 1980: Zircon and granite petrology - Contrib. Mineral. Petrol., 73, 207-220, He- idelberg. P u p i n, J. P. 1985: Magmatic zoning of Hercynian granitoids in France based on typology. - Schweiz Mineral Petrogr Mitt., 65, 29-56, Zürich. P u p i n, J. P. & T u r c o, G. 1972 a: Une typologie originale du zircon accessoire. - Bull. Soc. fr Minéral. Cristallogr, 95, 348-359, Paris. P u p i n, J. P. & T u r c o, G. 1972 b: Application des données morphologiques du zircon ac- cessoire en petrologie endogene. - C. R. Acad. Sci., Paris, D, 275, 799-802, Paris. P u p i n, J. P. & T u r c o, G. 1972 c: Le zircon accessoire en géothermométrie. - C. R. Acad. Sci., Paris, D, 274, 2121-2124, Paris. P u p i n, J. P. & T u r c 0, G. 1975: Typologie de zircon accessoire dans les roches plutoniqu- es dioritiques, granitiques et syénitiques. Facteurs essentiels déterminant les variations typolo- giques. - Petrologie I, 2, 139-159, Paris. P u p i n, J. P., B 0 n i n, B., T e s s i e r, M. & T u r c o, G. 1978: Rôle de l'eau sur les caracteres morphologiques et la cristallisation du zircon dans les granites. - Bull. Soc. Géol. Fr., 20, 721- 725, Paris. R i s t i c, M. & M a r k o V, C. 1971: Mineraloško-geohemijske odlike, sredina taloženja, in- dikatori orudnjenja i način postanka ležišta urana Žirovski vrh u SR Sloveniji. - Radovi IGRI, 3, 1-34, Beograd. S a X e n a, S. К. 1966: Evolution of zircons in sedimentary and metamorphic rocks. - Sedi- mentology, 6, 493-502, Oxford. Skaberne, D. 1995: Sedimentacijski in postsedimentacijski razvoj grödenske formacije med Cerknim in Žirovskim vrhom. - Doktorska disertacija. Univerza v Ljubljani, I. del, 500 pp., II. del, 192 pp. + 46 pril., Ljubljana. Štrumberger, V. 1986a: Korelacija sive grödenske formacije na podlagi mineraloških lastnosti cirkona. Vrednotenje in eksploatacija uranovih nahajališč. - Referati 2. jugoslovanske- ga posvetovanja o jederskih surovnah. Škof ja Loka, 19.-21. junija 1986, 201-216, Škof ja Loka. Štrumberger, V. 1986 b: Poročilo o korelaciji litoloških členov grödenske formacije na osnovi mineraloško geokemičnih lastnosti mineralov težke frakcije. - Arhiv IGGG, Ljubljana (neobjavljeno). T u r C o, G. & P u p i n, J. P. 1982: Age et métamorphisme: des facteurs intervenant sur la coloration, le zonage, les „surcroissances" des zircons. - 9° Réun. Ann. Sc. de la Terre, 612, Paris. V a V r a, G. 1990: On the kinetics of zircon growth and its petrogenetic significance: a catho- doluminescence study. - Contrib. Mineral. Petrol., 106, 90-99, Heidelberg. V i t a n a g e, P. W. 1957: Studies of zircon types in the Ceylon Precambrian complex. - J. Ge- ol., 65, 117-128, Chicago. W y a t t, M. 1954: Zircons as provenance indicators. - Am. Mineralogist, 39, 983-990, Wa- shington. GEOLOGIJA 41, 191-221 (1998), Ljubljana 1999 Structural meaning of the Sava folds Strukturni pomen Posavskih gub Ladislav Placer Geološki zavod Slovenije Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Key words: boundary Austroalpine - Dinarides - Tisa unit, Sava folds, Slovenia Ključne besede: meja Avstroalpin - Dinaridi - enota Tisa, Posavske gube, Slove- nija Abstract The Sava folds are situated in the triangle betvi^een the W-E striking Periadriatic tectonic zone, the NW-SE Idrija tectonic zone, and the WSW-ENE Mid-Hungarian tectonic zone. The forming of folds is associated with shaping of the intersecting area between two important tectonic zones called the Idrija - Mid-Hungarian trans- section zone which is characterized by a typical parquet structure and by an absen- ce of dominant direction of shear displacements. In this way in the triangular se- gment between the Idrija and Mid-Hungarian tectonic zones called by us the Sava compressive wedge a field of N-S directed increased normal tensions was formed that resulted into the folding of the W-E oriented Sava folds. Owing to folding the compressive wedge shortened in the N-S direction for about 20 km which led to the shift of the Periadriatic tectonic zone to the south, and to its narrowing. The beginning of intense folding of Sava folds could not be more precisely deter- mined as being younger than Miocene, or presumingly Pliocene. The compression is associated with folding and uplift of the compressive wedge and the forming of the antecedent valley of the Sava river between the Ljubljana and Krško basins. This means the process of compression was at work also in the Quaternary, and could be hypothetically active even at present. Kratka vsebina Posavske gube so vmeščene v trikotnik med Periadriatsko tektonsko cono v smeri W-E, Idrijsko tektonsko cono v smeri NW-SE in Srednjemadžarsko tektonsko cono v smeri WSW-ENE. Nastanek gub je povezan z izoblikovanjem presečišča med Idrij- sko in Srednjemadžarsko tektonsko cono, imenovanega Idrijsko-Srednjemadžarska presečna cona z značilno parketno zgradbo brez dominantne smeri strižnih premi- kov. Tako se je v trikotnem segmentu med Idrijsko in Srednjemadžarsko tektonsko cono, imenovanem Savski kompresijski klin, ustvarilo polje povečanih normalnih napetosti v smeri N-S, ki je povzročilo nastanek Posavskih gub v smeri W-E. Zaradi gubanja se je kompresijski klin v smeri N-S skrčil za okoli 20 km, kar se je odrazilo z usločitvijo Periadriatske tektonske cone proti jugu in z njenim zoženjem. Začetka intenzivnega gubanja Posavskih gub ne moremo natančneje določiti, vse- kakor pa je mlajše od miocena in ga domnevno postavljamo v pliocen, kompresijo povezujemo z gubanjem in z dviganjem kompresijskega klina ter nastankom antece- dentne doline reke Save med Ljubljansko in Krško kotlino. To pomeni, da je proces komprimacije trajal še v kvartarju in bi bil hipotetično lahko dejaven še danes. 192_Ladislav Placer Introduction Between the Southern Alps and the External Dinarides along the middle course of the Sava river in Slovenia (fig. 1) a belt of folded beds is situated that was called by W i n k 1 e r (1923) the Sava folds. Earlier Kossmat(1913) used for this feature the term System of Sava folds. Characteristics of this belt are west-east striking folds with the wavelength of several hundreds of meters to ten kilometers and more, but with the amplitude of the largest hardly depassing two kilometers. In guidebooks to the Basic geologic map 1:100,000 several folds are listed. The more important are the Celje, Motnik, Laško, Planina-Desinice, Senovo, Bizeljsko-Zágorje, Brezina and Br- dovec synclines and Pletovarje-Macelj, Trojane, Rudenica-Ivanjica, Litija, Orlica and Marija Gorica anticlines (fig. 2). The boundaries of Sava folds are not sharp. They ex- tend westwards to the Ljubljana basin, in the east to Medvednica and Kalnik, in the north to Kamnik-Savinja Alps and eastern extension of Karavanke, and in the south they gradually fade out in External Dinarides south of Sava. Geologically they inclu- de Mesozoic beds of the Slovenian basin. Paleozoic and Mesozoic beds of the Exter- nal Dinarides, Mesozoic beds of the Southern Alps and Tertiary beds of the Pannoni- an basin. The rocks of the Slovenian basin are attributed in the present article to the Internal Dinarides; this problem is, however, not the object of this treatise, so also a different attribution is possible. This problem is dealt with in the paper on tectonic subdivision of the considered territory (Placer, 1998, this journal). In the structural sense the Sava folds consist from the bottom upwards of three structural levels. The first level is constituted of formationally not yet treated Carboniferous-Permian ela- stics and Middle Permian elastics of the Val Gardena Formation that were deposited on the first mentioned beds discordantly, and in places also of Triassic Werfen rocks. The second structural level that is overthrusted in the form of a large nappe, or seve- ral nappes, constitute the Permian, Triassic, Jurassic and Cretaceous beds that are developed in carbonate and clastic facies. A part of Jurassic and Cretaceous beds be- long to the pelagic facies of the Slovenian basin. The third structural level is formed by the disconformably deposited, loosely cemented clastic and carbonate rocks of Tertiary age. K u š č e r (1967) on the ground of works of older researchers, among which B i 11 n e r (1884) was the most important, and of his own observations mea- ningfully distinguished the Socka Formation with coal, marine clay called sivica, that he compared to Kiscell Formation, Govce Formation, Laško Formation and the Sarmatian beds. Locus typicus of the Socka Formation is Socka in Slovenian Styria where Jelen et al. (1992) attributed it to Eocene age. The Socka Formation in Sava folds should have been deposited according to investigations during Middle or Late Fig. 1. Neotectonic sketch map of the relationship between Eastern Alps and Dinarides 1 Eastern Alps; 2 Southern Alps; 3 Internal Dinarides; 4 External Dinarides; 5 Tisa unit; 6 Fa- ult; 7 Fault - covered or approximately located; 8 Fault - covered and most approximately loca- ted; 9 Reverse fault, thrust; 10 Thrust of the Kamnik-Savinja Alps over Sava fault; 11 Thrust border of the Internal Dinarides; 12 Approximate sedimentation border of the Internal Dinari- des; 13 Save fault - Celje fault after B u s e r (1978, 1979); 14 Sava fault - supposed line Sl. 1. Neotektonska skica stičnega območja Vzhodnih Alp in Dinaridov 1 Vzhodne Alpe; 2 Južne Alpe; 3 Notranji Dinaridi; 4 Zunanji Dinaridi; 5 Enota Tisa; 6 Prelom; 7 Prelom - prekrit ali približno lociran; 8 Prelom - prekrit in grobo lociran; 9 Reverzni prelom, nariv; 10 Nariv Kamniško-Savinjskih Alp čez Savski prelom; 11 Narivna meja Notranjih Dina- ridov; 12 Približna meja sedimentacije Notranjih Dinaridov; 13 Savski prelom - Celjski prelom po B u s e r j u (1978, 1979);14 Savski prelom - domnevna trasa structural meaning of the Sava folds 193 194 Ladislav Placer Fig. 2. Sava folds ; 1 Plioquatemary and Quaternary; 2 Paleozoic, Mesozoic, Tertiary; 3 Periadriatic lineament (Balaton 1.); 4 Sava fault; 5 Fault; 6 Fault - : covered and most approximately defined; 7 Thrust of the Kamnik-Savinja Alps over Sava fault; 8 Sava folds: (1) - Pletovarje-Macelj an- ticline, (2) - Celje syncline, (3) - Motnik syncline, (4) - Trojane anticline, (5) - Laško syncline, (6) - Rudnica-Ivančica anticline, (7) - Plani- na-Desinice syncline, (8) - Litija anticline, (9) - Senovo syncline, (10) - Orlica anticline, (11) - Bizeljsko-Zgorje syncline, (12) - Brezina syncline, (13) - Marija Gorica anticline, (14) - Brdovec syncline SI. 2. Posavske gube | 1 Pliokvartar in kvartar; 2 Paleozoik, mezozoik, terciar; 3 Periadriatski lineament (Balatonski L); 4 Savski prelom; 5 Prelom; 6 Prelom - prekrit in grobo lociran; 7 Nariv Kamniško-Savinjskih Alp čez Savski prelom; 8 Posavske gube: (1) - Pletovarsko-Maceljska antiklinala, (2) - Celjska sinklinala, (3) - Motniška sinklinala, (4) - Trojanska antiklinala, (5) - Laška sinklinala, (6) - Rudniško-Ivanjiška antiklinala, (7) - Planinsko-Desiniška sinklinala, (8) - Litijska antiklinala, (9) - Senovška sinklinala, (10) - Orhška antiklinala, (11) - Bizeljsko-Z-gor- ; ska sinklinala, (12) - Brezinska sinklinala, (13) - Marijagoriška antiklinala, (14) - Brdovška sinklinala structural meaning of the Sava folds 195 Fig. 3. Western part of the Laško syncline 1 Laško syncline; 2 Active colliery; 3 Abandoned colliery; 4 Cross - section on Fig. 4; 5 Tertiary; 6 Paleozoic and Mesozoic basement SI. 3. Zahodni del Laške sinklinale 1 Laška sinklinala; 2 Delujoči premogovnik; 3 Opuščeni premogovnik; 4 Profil na si. 4; 5 Terci- ar; 6 Paleozojska in mezozojska podlaga Oligocene, and was therefore called by the Jelen's group the Pseudosocka Formation. The deposition of Tertiary beds lasted with interruptions till the end of Sarmatian. The nappe structure was formed before the deposition of the Pseudosocka Formation. In the Sava folds intense folding started after the deposition of the Sarmatian beds. Since the Pseudosocka beds are the best developed in the Trbovlje region, accor- ding to a Kuščer's suggestion the term Trbovlje Formation is proposed for them by us. In the following text this term will be used. In the sam line we consider that for uni- fication of terms also the Sarmatian beds should be formationally determined. We propose for them the term Dol Formation named after the village Dol near Hrastnik where they could be studied in their totality. In professional literature separating of western Sava folds west of the Ljubljana basin, and the eastern Sava folds east of it became customary. The extent of the ea- stern Sava folds is defined as just described, while the extent of the western folds is not clear. Most authors, among them also Kossmat, understand by this term the Pol- hov Gradec and Škofja Loka territory west of Ljubljana consisting of Paleozoic and Mesozoic beds. However, in this region no W-E trending folds occur that are the reco- gnizable structural element of the Sava folds. Therefore in the present text the term Sava folds is a synonim for the eastern Sava folds, whereas for the western Sava folds we consider they do not exist in the structural sense. At present the Tertiary beds occur in the Sava folds in cores of synclines, while in the cores of larger anticlines the Carboniferous-Permian elastics are found. The Ter- tiary beds of the Sava folds have been the object of study by many researchers owing to their economic interest. In the Trbovlje Formation an important coal seam up to 30 m thick occurs. Non industrial coal mining started in places in the 18* century alre- ady, and later, mostly in 19'*^ century, mine workings in the Laško syncline at Šemnik, Kisovec, Loke, Zagorje, Orlek, Trbovlje, Hrastnik, Dol and Laško (Brezno, Huda ja- ma and Mihael) (fig. 3) were opened, in the Motnik syncline at Motnik, Zabukovica, Štore and Pečovnik, and in the Senovo syncline at Senovo and in a few other places. 196_Ladislav Placer The last cycle of structural studies of the Laško syncline was performed in 1981 to 1991 on the initiative of the former Brown coal mines of Slovenia company in Trbov- lje. At that time a detailed geologic map of the Laško syncline at the scale 1:5000 was made (fig. 2, 3). About 10 km mine adits in collieries Loke, Zagorje, Trbovlje, Hra- stnik, Dol and Laško were then mapped, several kilometers of surface and mine dril- lings considered, and data from voluminous actual and historical archive materials in survey offices of active collieries included. The results of these studies is the kinema- tic model of the Laško syncline that indirectly illustrates also the structure and gene- sis of the entire Sava folds. In this contribution the deformation of the Laško syncli- ne in a composite cross-section oriented N-S (fig. 3, 4) in the Zagorje area was shown as well as the resulting regional conclusions. Genesis of the actual structure of collieries in the Zagorje area It became clear already after the first analyses of genesis of the Laško syncline that the deformations in Tertiary beds reflect the structure of older deformations in the basis of Tertiary. Therefore mapping of a broad belt of Mesozoic and Paleozoic beds was necessary as well as the reconstruction of circumstances before the deposi- tion of the Oligocene beds. It turned out that the apparently so differing structures of individual coal deposits in the Laško syncline are a result of structural predisposition and different space relations between more or less ductile rocks in the pre-Tertiary basement, and not of different deformation styles. Fig. 4 shows the genesis of the Laško syncline in the Zagorje area that contains the coal deposits at Kisovec, Loke, Podstrana, Kotredež and Orlek (fig. 3). The general si- tuation before the deposition of the Trbovlje beds in the region of later Laško syncli- ne is shown by cross-section in fig. 4a. On it the first and the second structural levels of the Sava folds are shown, separated by a well expressed obliquely cut thrust line against which lean from the north southwards gradually younger stratigraphie mem- bers of the second structural level from the Middle Permian elastics of the Val Garde- na Formation in the north to Norian-Rhaetian Main Dolomite and Dachstein Lime- stone in the south. The nappe unit is of heterogeneous internal structure that is bi- valent in the considered area. In the south occur in the base some Middle Triassic la- yered rocks, while the largest part of it consists of Middle Triassic, Upper Triassic and Lower Jurassic non bedded or indistinctly bedded dolomite and limestone with some discordantly deposited Upper Cretaceous limestone. In the north the nappe unit consists first of Middle Permian elastics of the Val Gardena Formation, followed by predominantly layered carbonate rocks of the Bellerophon and Werfen Formations, and dolomite of the Mendola Formation, and finally of abundant sequence of elastics of the Pseudozilja Formation of Ladinian and Cordevolian age (Kolar - Jurkovšek & Placer, 1987; Placer & Kolar-Jurkovšek, 1990) that originally, according to the fossil locality at the Celje castle (Teller, 1889) were at- tributed in their totality to the Langobardian age. On Triassic beds lie erosional re- mnants of discordantly deposited Cretaceous limestone. The Pseudozilja beds were consequently deposited near shore, parallel to the carbonate threshold, which is an extraordinary phenomenon from the geomechanic point of view. The lateral passage from the carbonate to clastic facies is seen in the Ravenska vas area. The cross-section in fig. 4a is simplified to the measure as to enable understanding of deformational kinematics. structural meaning of the Sava folds_197 In Middle or in Late Oligocene ended a long time of erosion. The region started to subside slowly which resulted into forming of several depressions in the Sava folds region. In them initially the fresh water sedimentation started with a shorter period of swamping followed by the incursion of the Tertiary sea. In these depressions youn- ger Tertiary beds always occupy an essentially larger extent than do the older ones which is possibly an indication of incipient folding and simultaneous sinking. The rate of sinking during Tertiary was not uniform. At times it even had alternating cha- racter as suggested by alternating marine and brackish environment, or transgressive and regressive depositional sequences with interruptions during the Sava phase bet- ween the Kiscell and Govce Formations, in the Styrian phase between the Govce and Laško Formations, and in the Moldavian-Attic phase between the Laško and Dol Formations. Among these phases the Sava phase is exceptionally weak, and is ex- pressed only in places by a dispersion discordance. Somewhat more pronounced, but still dispersive, is the Styrian discordance, while the Moldavian-Attic is the stron- gest, displaying locally as the only one a clear angular component. The situation at the end of deposition of Miocene beds in the region of later Laško syncline is shown in fig. 4b. At the first look it is obvious that the center of subsiden- ce, and the design of the hinge of the Laško syncline were formed in the area of Pseu- dozilja Formation near the carbonate threshold, so that its south limb consists of pre- vailing non bedded carbonate beds, while the north limb of elastics of a higher degree of ductility. After the Sarmatian times started an intense compression of the region that resul- ted into the uplift of the territory and thrust of the southern part of the basin on its northern half. This is the Novi Dol thrust, as named byGregorac (1975) and com- mented byKuscer & Mitrevski (1979). It follows from the detailed recon- struction of genesis of entire basin that the length of displacement of the thrusted mass along this thrust eastwards amounts at Laško to 2.5 kilometers, while it be- comes westward shorter and shorter, so that it is in the Zagorje area only a few tens of meters, at most 100 meters. The effect of this thrust at Zagorje is shown in fig. 4c. The mentioned displacement along the Novi Dol thrust is an indication of a tem- porally limited phase of compression. Then probably followed a time of stagnation and repeated compression. Alternation of compression and stagnation is the virtual component in the explanation of the genesisi of the Sava folds. At the end of this chapter it will be seen that the scenario could have been different, with the same suc- cession of events, however Regardless of these dilemmas it is possible to conclude from the deformational analysis of the entire Laško syncline that during the second phase of compression the area was first gently folded in asymmetric folds (fig. 4d). Then along the just formed predisposed zone that was directed parallel to the layers of the Trbovlje Formation in the south limb of the newly folded syncline the thrust plane was formed at which the north limb of the syncline was thrusted for 1500 to 2000 m southwards on its sou- thern limb (fig. 4e). The Trbovlje Formation with coal seam was thrusted towards the south on the southerly lying carbonate threshold. At that the thrust front disintegra- ted into a number of nappes; the largest among them is the Kisovec horse (K). The considered overthrust from north to south is developed in the entire Laško syncline and is known as the Hrastnik thrust, after the town of Hrastnik. It was named by Gregorač (1975). The displacement along the Hrastnik thrust was probably followed by a phase of stagnation which was replaced by repeated intense folding (fig. 4f) with various re- 198_Ladislav Placer suits in the synclinal limbs. In the northern limb the thrust plane of the Novi Dol thrust was tilted upwards, and it dips actually steeply southwards. The intrastratal slips as a consequence of folding took place here in Pseudozilja elastics. In the non- bedded to thick bedded dolomite of the southern carbonate threshold in the southern limb the effect of folding was manifested by forming of reverse faults owing to extru- sions from the core of the fold (the Borovnik fault). These faults are directed close to nonexistent layer planes, or they present the reactivation of already existent discon- tinuities. With progressing folding the displacement along these faults increased. The characteristic steep dolomite horses in the southern limb od the Laško syncline at Zagorje and west from it were formed; some of them reach to the surface (Ocepkov vrh, Smrekovec, Borovnik), others do not. In the latter instance they always presen- ted a hidden danger for unexpected water inrushes into the collieries when coming too close to them with mine workings. West of Zagorje the Laško syncline became compressed into a subvertical isoclinal fold. When folding was not possible any more the thrust of the Upper Triassic carbo- nate rocks south of the Laško syncline on its southern limb was formed, as shown by fig. 4g (the Čolnišče thrust). It is true, at Zagorje the Laško syncline is not isoclinal, but this detail is an indication of the formation of the embryonic scheme of the Čol- nišče thrust in the area of the isoclinal fold, beyond the considered corss-section. In the footwall of the Čolnišče thrust In Tertiary beds of the southern border of the Ter- tiär basin the perithrust folds were formed. The already mentioned Kisovec horse (K) at the front of the Hrastnik thrust now became folded to the Kisovec lateral basin, as it was called in the mining practice. The structural feature between this basin and the Borovnik fault was formed into the Loke lateral basin. The profil in fig. 4g is synthetic, combining the actual situation in the area of Ki- sovec, Loke, Zagorje, Podstrana and Orlek, as established by detailed surface map- ping, and mapping of mine workings and surface and underground drillings. In the Kisovec lateral basin (K) the pits of Podstrana and Kisovec were developed, in the Loke lateral basin and in a part of the southern flank of the principal basin the Loke pit, and in the principal basin the pits Kotredež and Orlek. The reconstruction of the kinematic development of the Laško syncline in the Zagorje area is based on numero- us factographic structural data, so a high degree of confidence can be attributed to it. The conceptually equal reconstructions of coal deposits of Šemnik, Trbovlje, Hra- stnik and Laško (pits of Brezno, Huda jama, Mihael) that we already did are based on the same structural starting point and the same degree of compression, but they led to different end effects. They resulted into various structures of individual deposits as a result of either the dominance of folding, or of one of the three phases of thrusting. Before going to conclusions, I would like to draw attention to a different view of reconstruction, as announced earlier. The genesis of the present structure consisting of thrusting first from the south, and then from the north, and from the south again, and folding, can be kinematically explained also withouth the periods of stagnation between the periods of compression. The idea can be derived as a continuum of thru- sting and folding, first by thrusting from south northwards (fig. 4c) accompied by synchronous asymmetric folding (fig. 4d). At a sufficient steep northern limb of the syncline the thrusting capability along the Novi Dol thrust died away. With this, in the southern limb the conditions for forming of a new predisposed plane along beds of the Trbovlje Formation became fulfilled, and the thrust plane of the Hrastnik thrust formed with the southward thrusting along it to take place (fig. 4d, 4e). At si- multaneous thrusting and folding the Hrastnik thrust can be active as long as owing structural meaning of the Sava folds 199 200 Ladislav Placer structural meaning of the Sava folds_201 to folding its thrust plane becomes so steep that no further movements along it can occur (fig. 4f). When the fold becomes isoclinal, or somew^hat earlier, develops the Čolnišče thrust along which the southern flank of the Laško syncline is thrusted from the south northwards (fig. 4g). In all this the role of older fault planes that must have existed in the Mesozoic nappe before the deposition of the Tertiary beds should not be neglected. These cannot be etablished in detail, and therefore the described model cannot be very consistent with the real situation. The original dip of thrust planes in the model on fig. 4 is consistent with analysis of the factographic data. Here we have the kinematic reconstruction of a tectonic process for which the se- quence of events is not questionable nor are the starting and the final structure as well as the intermediate stages of evolution. Questionable is, however, the dynamics of the process that could be studied and its theory understood only by model investi- gations. Tectonic processes in Tertiary on the territory of the Laško syncline, and indirectly also in the Sava folds, could be arranged in a sequence of consecutive events but wi- thout accurate dating of them. The oldest and at the same time the most impressive tectonic element in the considered territory is the extended nappe unit of prevailing Triassic rocks on Carboniferous-Permian and Val Gardena elastics. The structure has been proved by numerous tectonic windows, semiwindows and a clear oblique secti- on, and it comprises the entire Sava folds. Its existence extends back to times before Fig. 4. Genesis of the Laško syncline a - Geologic section. The end of the Paleogene hiatus; b - Geologic section. End of Miocene; c - Origin of Novi Dol thrust; d - Asymmetric folding; e - Origin of Hrastnik thrust; f - Last phase of folding. Origin of Borovnik reverse fault; g - Origin of Čolnišče thrust. Synthetic section across the region of collieries Podstrana, Kisovec, Loke, Kotredež and Orlek 1 Tertiary clastic rocks of high ductility, coal; 2 Triassic massive rocks of low ductility; 3 Permi- an, Triassic and Cretaceous bedded rocks of medium ductility; 4 Triassic clastic rocks of high ductility; 5 Carboniferous and Permian clastic rocks of high ductility; 6 Unconformity; 7 Nappe basal plane; 8 Novi Dol thrust; 9 Hrastnik thrust; 10 Borovnik reverse fault; 11 Čolnišče thrust; 12 Supposed fault; 13 Dol Formation; 14 Laško Formation; 15 Govce Formation; 16 Kiscell For- mation; 17 Trbovlje Formation; 18 Upper Cretaceous bedded limestone and marl; 19 Norian, Rhaetian and Lower Jurassic very thick bedded and massive carbonate rocks; 20 Cordevolian and Julian massive and very thick bedded carbonate rocks. Counterpart of the Pseudozilja For- mation; 21 Reef of the Cassian dolomite; 22 Ladinian and Carnian elastics, pyroclastics and bedded limestones of the Pseudozilja Formation; 23 Partly Val Gardena clastic rocks and Upper Permian, Lower Triassic and Anisian bedded carbonate rocks and mudstones; 24 Carboniferous - Permian elastics and Middle Permian (Val Gardena Formation) elastics; 25 Kisovec horse SI. 4. Geneza Laške sinklinale a - Geološki profil ob koncu paleogenskega hiata; b - Geološki profil ob koncu miocena; c - Na- stanek Novodolskega nariva; d - Asimetrično gubanje; e -Nastanek Hrastniškega nariva; f - Za- dnja faza gubanja. Nastanek Borovniškega reverznega preloma; g - Nastanek Colniškega nari- va. Sintetični profil čez območje premogovnikov Podstrana, Kisovec, Loke, Kotredež in Orlek 1 Visoko duktilne terciarne klastične kamnine, premog; 2 Nizko duktilne triasne neplastnate kamnine; 3 Srednje duktilne plastnate permske, triasne in kredne kamnine; 4 Visoko duktilne triasne klastične kamnine; 5 Visoko duktilne karbonske in permske klastične kamnine; 6 Di- skordanca; 7 Narivna ploskev pokrova; 8 Novodolski nariv; 9 Hrastniški nariv; 10 Borovniški reverzni prelom; 11 Čolniški nariv; 12 Domnevni prelom; 13 Dolska formacija; 14 Laška forma- cija; 15 Govška formacija; 16 Kiscellska formacija; 17 Trboveljska formacija; 18 Zgornjekredni plastnat apnenec in lapor; 19 Norijski, retijski in spodnjejurski debeloplastnati in masivni kar- bonati; 20 Cordevolski in julski masivni in debeloplastnati karbonati. Ekvivalent Psevdoziljske formacije; 21 Greben iz cassijanskega dolomita; 22 Ladinijski in karnijski klastiti, piroklastiti in plastnati apnenci Psevdoziljske formacije; 23 Delno grödenski klastiti in zgornjepermski, spodnjetriasni in anizijski plastnati karbonati in meljevci; 24 Karbonskopermski klastiti in kla- stiti Grödenske formacije; 25 Kisovška luska 202_Ladislav Placer Middle or Late Oligocene. The internal structure of this nappe is not understood suf- ficiently to allow discussions on the directions of thrusting. There is even the possi- bility of existence of several nappes. The second important event is the deposition of Oligocene and Miocene sediments characterized by rhythmicity that is predisposed by the Sava, Styrian and Moldavi- an-Attic discordances of which each consecutive was stronger and more distinct. Folding of the Sava folds continued after Sarmatian since these beds are included into folding. The terminal part of deformations of the considered region is connected with a we- ak neotectonic reactivation of certain NW-SE striking faults. All compressive defor- mations after Miocene, from folding to NW-SE striking faults, formed at orientation of the principal maximal axis of regional tension state in the approximate N-S direc- tion. Previous investigations and comparison with results of regional studies Now, after knowing the newest schematic views of the structure and genesis of the Laško syncline, the previous studies should be reviewed. The first integral overview of geology of the Laško syncline and its surroundings was presented by B i 11 n e r (1884). The structure of the Sava folds was understood by Bittner as a simple sequen- ce of folded and interrupted by discordances Paleozoic, Mesozoic and Cenozoic beds, and in the same way also by T e 11 e r (1907) who used Bittner's data for construction of the Celje-Radeče sheet of the basic geologic map of Austro-Hungarian monarchy. The idea of the nappe structure was first expressed by W i n k 1 e r (1923). He assu- med an extended nappe of carbonate rocks of the External Dinarides being thrusted northwards on the Sava folds region. In this frame he considered the carbonate rocks threshold that is an equivalent of the Pseudozilja Formation a part of the External Dinarides, and the Pseudozilja beds themselves a part of the outer zone of the Sou- thern Alps. K u š č e r (1967) who investigated in detail the surroundings of Zagorje resumed Bittner's and Teller's concept on the non-problematic succession of Paleozo- ic, Mesozoic and Cenozoic beds in the Sava folds. During the mapping for the Basic geologic map of Yugoslavia at 1:100,000 new di- vergences of opinions arouse. The essential part of the Sava folds territory is covered by three sheets of the basic geologic map, Ljubljana, Celje and Rogatec, and they we- re interpreted by different authors. The result are two different tectonic concepts. The central part of the Sava folds, comprising also the central part of the Laško syncline, was investigated on the Celje sheet by B u s e r (1978, 1979). He established at the beginning of Helvetian, at the time of the Styrian phase, first folding of the territory, and then forming of extensive overthrust faults. The Sava folds themselves were folded to their final shape in Pliocene. The overthrusting should have been directed from north southwards; he did not mentioned the thrusting distances (fig. 5a). The proofs for the age of overthrusting he found in wedging out of thrust planes at the Styrian discordance. In spite of extensive overthrust structure Buser conside- red that the Sava folds continuoulsy pass to the External Dinarides. A similar stand- point was advocated also by Aničić & Juriša (1985a, 1985b) who mapped the sheet Rogatec east of the Celje sheet. The idea of forming of the overthrusts in Helve- tian should be refused owing to the absence of folded beds below the Styrian discor- dance. According to our observations, this discordance is of dispersion type, and on structural meaning of the Sava folds 203 Fig. 5. Schematic presentation of hypotheses on the structure of Sava folds 1 Tertiary; 2 Mesozoic; 3 Upper Paleozoic; 4 Unconformity; 5 Overthrust; 6 Nappe basal plane; 7 Fault SI. 5. Shematski prikaz hipotez o zgradbi Posavskih gub 1 Terciar; 2 Mezozoik; 3 Zgornji paleozoik; 4 Diskordanca; 5 Nariv; 6 Narivna ploskev pokrova; 7 Prelom 204_Ladislav Placer the sheet of Ljubljana even the Helvetian beds are preserved (P r e m r u, 1983a, 1983b). The boundaries of nappes nowhere cut the Oligocene and Lower Miocene beds. The Mesozoic beds are nowhere thrusted at overthrusts on Oligocene and Lo- wer Miocene beds. On the geologic map of the Ljubljana sheet and in inedependent papers P r e m r u (1974, 1975, 1980, 1983a, 1983b) defended an entirely different structural concept. According to his opinions, the Sava folds in Paleogene and Neogene went through three phases of thrusting. The oldest phase during which first folding and then thru- sting took place he dated at the boundary between Oligocene and Tortonian, and it could be observed in the western part of the eastern Sava folds. The next most ex- pressed phase in which also folding and thrusting happened lived between the end of Sarmatian and beginning of Pliocene. To the youngest thrusting in Quaternary he at- tributed only local importance. All described deformations were the result of increa- sed tensions in the N-S direction. In the most important folding and thrusting betwe- en Sarmatian and Pliocene the overturned and disrupted folds formed out of which resulted the extended thrusts whose southward movements amounted to between 8 and 19 km. The Sava folds were consequently folded during that phase. Each thrust unit should consist of an overturned anticline in the front of the thrust, and of a syncline in the back. The Paleozoic beds of the Sava folds should have been thrusted on the External Dinarides (fig. 5b). The most recent thrusting in Quaternary shoud be, however, somewhere directed also northwards. The described scheme cannot be accepted for several reasons. It is obvious that in the Sava folds the planes of nappes or overthrusts are folded together with the Sava folds, a fact taken in consideration by Buser and, as seen later, also by Mioč. There are no proofs on wider thrusting of Paleozoic and Mesozoic beds on the Tertiary ones, except for local deformations as the Hrastnik and Čolnišče thrusts. Certain thrust plains drawn by Premru are accor- ding to our observations entirely normal or discordant geologic boundaries, as evide- ned also by other geologists that mapped this territory (K u š č e r, 1962, 1967, 1975; Bus er, 1978, 1979). A justified objection against Premru's interpretation of thrust structure of the Sava folds was published by K u š č e r (1975). Premru's concept of the relationship of Sava folds to the External Dinarides was adapted also by Mlakar (1985/86). In this concept an interesting idea was raised by M i o č (1976, 1981) who took part in mapping the sheets of Celje and also Ribnica and Novo mesto south of the Sava folds. He introduced the term Sava nappe that would comprise the entire Sava folds. The structure should consist of two structural stages. The lower consists of Carboni- ferous-Permian elastics, and the upper one of Mesozoic rocks separated from the Pa- leozoic ones by smaller thrusts (fig. 5c). The nappe should have been thrusted from the north southwards on the External Dinarides before Oligocene. The Permian ela- stics in the surroundings of Ortnek, on the carbonate platform of the External Dina- rides south of the Sava folds should represent tectonic klippes that are erosional re- mnants of the Sava nappe. However, the data from the Basic geologic map, sheet Ri- bnica (B u s e r, 1969, 1974) and control visits in the field do not confirm this concept. The Middle Permian beds are overlain here discordantly by Lower Triassic and youn- ger beds so that the idea of tectonic klippes is groundless. Besides, these beds lie pre- dominantly in valleys, and represent simply erosional windows. It is a fact that up to the present nobody has ever proved or seen east of Ljubljana basin a thrust of Carbo- niferous-Permian elastics on the Mesozoic beds of the External Dinarides. The Car- boniferous-Permian elastics lie consistently below them. The constructions by Mioč, structural meaning of the Sava folds_205 Premru and Mlakar are hypothetic, and they are derived from the situation west of the Ljubljana basin where the Carboniferous-Permian beds are indubitably thrusted on the Mesozoic rocks of the External Dinarides. The thrusted position of the belt of Carboniferous-Permian beds on the Mesozoic ones between Orle and Gabrovka is a local deformation. Discussion We try to show with the present contribution that detailed studies in the Sava folds on 1:5000 indicated a different structure of the territory at the contact between the So- uthern Alps and the External Dinarides as suggested by the regional investigations in the frame of the Basic geologic map on 1:100,000. This means that the synoptic smaller scale maps in so complex circumstances as those in the region between the Southern Alps and the External Dinarides are not appropriate for detailed study of structure of this region. Therefore we commented only the authors that directly studied the Sava folds, and not numerous researchers that included the Alpine-Dinaric region into their regional or global syntheses. We consider that the understanding of key structural de- tails for the mentioned region is still unsufficient for allowing a serious synthesis. On the basis of new data and confirmed results of older researchers the following conclusi- ons can be reached at present on the structure of the Sava folds (fig. 5d): 1. All three structural stages of the Sava folds (1. Carboniferous-Permian elastics and in places also Permian and Lower Triassic beds, 2. Mesozoic beds, 3. Tertiary beds) are mappably and kinematically founded. The first and the second stages are separated by an extended overthrust plane, and between the second and the third stage occurs a well expressed discordance plane that formed after a long erosion pe- riod before the Middle or the Late Oligocene. 2. The Carboniferous-Permian beds of the Sava folds are a constituting part of the External Dinarides, as considered already byBuser(1978, 1979). There is no direct or indirect proof on thrusting of these beds southwards on the carbonate platform of the External Dinarides east of the Ljubljana basin. 3. The overthrusting of Mesozoic rocks in the Sava folds took place before the Middle or the Late Oligocene, and its thrust plane had in its starting position the pro- perty of a detachment. The direction of overthrusting has not been determined analy- tically yet. Nevertheless a large horizontal displacement, possibly several tens, per- haps a few hundreds of kilometers, can justifiedly be assumed. A large distance bet- ween the original positions of the rocks of the first ad the second structural stages can be deduced from the circumstances in cross-section in fig. 4a. The position of the Upper Triassic Main Dolomite and Dachstein Limestone on the Carboniferous - Per- mian beds that can be observed in several tectonic windows in the southern flank of the Laško syncline is a good indication for it. 4. For the Pseudosocka beds we propose the term Trbovlje Formation after the town of Trbovlje, and for Sarmatian beds Dol Foramtion after the village Dol near Hrastnik. The typical profiles of the Trbovlje and Dol Formations will have yet to be selected and described. 5. If looking at the Sava folds from a broader angle, already at the first glance an unusual correspondence between the regional geometry of neotectonic deformations of the considered region, and the extension of the Sava folds can be established (fig. 1, 2). They are, as a matter of fact, placed in a triangle between the neotectonically 206_Ladislav Placer active tectonic zones, the Periadriatic tectonic zone in the north, the Idrija tectonic zone in southwest, and the Mid-Hungarian tectonic zone in south-southeast, as sche- matically shown in fig. 6. The network of neotectonic faults on fig. 1 is taken from the sheets of the Basic geologic map of Yugoslavia on 1:100,000, and for the region of the Sava folds the results of the author's research were taken in consideration. Before proceeding, a few terms used in the text should be defined. The term Periadriatic tec- tonic zone was used by J e 1 e n et al. (1997) for deformations that are genetically as- sociated with shear displacements along the Periadriatic lineament. In the kinematic sense here is considered the belt between the Periadriatic lineament and the Sava fa- ult that forms the southern boundary of this zone. The Sava fault is understood in the sense of a unique fault plane that relies its classic course in the upper Sava valley, the Celje fault and the accurately still undetermined course east of Celje (Placer, 1996) towards the Šoštanj fault that passes near Velenje, fig. 2, and then between Ravna gora and Ivančica towards east-ortheast. The criteria of neotectoinic activity are de- formations as described by researchers of the Jelen's group. The characteristics of the Periadriatic tectonic zone is its southward bending in the region of the Sava folds. The Mid-Hungarian tectonic zone comprises the WSW-ENE oriented faults about between Orlica and southeast foot of Medvednica, and is understood in the sense of C s o n t o s et al. (1992). The criterion of neotectonic activity of this zone are defor- med axes of the Sava folds shown in fig. 2 and the Quaternary tectonic activity as de- scribed byPrelogovic & Cvijanovic (1976). The Mid-Hungarian tectonic zone leans on the Periadriatic tectonic zone northeast of Kalnik. The Idrija tectonic zone comprises the dominant faults in the northwestern part of the External Dinari- des in the NW-SE direction, approximately between the Raša and Stična faults ac- cording to B u s e r (1976). Its central structure is the Idrija fault. The criterion for neotectonic activity along these faults is of morphostructural nature. The Idrija tec- tonic zone consists of two parts that are separated by the Idrija fault. In the northea- stern, or its inner part (a on fig. 6), the faults lean at the rim of the zone on the Sava fault, while between the latter and the Idrija fault they more or less pinch out within the overthrust of the eastern Julian Alps. In the southwestern or outer part (a on fig. 6) in the region of the western Julian Alps the faults of this zone, comprising the Idrija fault, transform from wrench into oblique reverse faults according to a scheme described among others also by C a r u 1 1 i et al. (1990). In the region of the Sava folds, within the mentioned triangle the faults striking NW-SE and WSW-ENE cut the Tertiary sedimentary rocks to an insignificant degree, or do not cut them at all. The inner part of the Idrija and Mid-Hungarian tectonic zones cut in the extended Fig. 6. Sketch of the supposed Sava campressive wedge extension 1 Periadriatic tectonic zone; 2 Mid-Hungarian tectonic zone; 3 Idrija tectonic zone, a - outer part, b - inner part; 4 Idrija-Mid-Hungarian transsection zone; 5 Sava compressive wedge; 6 Primary position of the Periadriatic lineament; 7 Primary position of the Sava fault; 8 Sava gor- ge; 9 Primary position of the Labot (Lavant) fault; 10 Periadriatic lineament; 11 Sava fault; 12 Stična fault; 13 Idrija fault; 14 Raša fault; 15 Labot (Lavant) fault SI. 6. Skica domnevnega obsega Savskega kompresij skega klina 1 Periadriatska tektonska cona; 2 Srednjemadžarska tektonska cona; 3 Idrijska tektonska cona, a - zunanji del, b - notranji del; 4 Idrijsko-Srednjemadžarska presečna cona; 5 Savski kompre- sijski klin; 6 Prvotna lega Periadriatskega lineamenta; 7 Prvotna lega Savskega preloma; 8 Sav- ska soteska; 9 Prvotna lega Labotskega preloma; 10 Periadriatski lineament; 11 Savski prelom; 12 Stiski prelom; 13 Idrijski prelom; 14 Raški prelom; 15 Labotski prelom structural meaning of the Sava folds 207 208_Ladislav Placer Idrija- Mid-Hungarian transsection zone in which the Mid-Hungarian tectonic zone pinches out in the southwest, whereas the continuation of the Idrija tectonic zone so- utheastward is not clear The boundaries of the Sava folds are not sharp since they do not follow distinct faults, but are marked by gradual fading out intensity of folding in the mentioned tectonic zones (fig. 2). In the west we presume that this happens below the alluvial deposits of the Ljubljana basin that shows similarly to the faults of the Idrija tectonic zone the NW-SE strike. Therefore the fading out cannot be ob- served, although west of the Ljubljana basin no more folds occur that could be com- pared to the Sava folds. In the east the Sava folds slowly pinch out in the Mid-Hungarian tectonic zone in which they also change their striking from W-E to WSW-ENE. This actually happens already outside the north-northwestern border of this zone. In the north the folds in places occur also north of the Sava fault, e.g. the Pletovarje-Macelj anticline. It fol- lows from the described geometry of disjunctive and plicative elements of the struc- ture that the region between the Idrija and Mid-Hungarian tectonic zones represents a compressive wedge in which along with the regional orientation of the principal maximum tension of approximate direction N-S south of the Periadriatic tectonic zo- ne the Sava folds were formed. The feature is called by us the Sava compressive wed- ge (fig. 6). The extent of this compressive wedge was estimated according to those de- formations that are relied with the tension state in the wedge itself. In the southwest it presumably extended somewhat across the Stična fault, in the south-southeast to the center of the Mid-Hungarian tectonic zone, while the northern boundary could not be established. Only formally it was drawn somewhat more to the north of the original position of the Periadriatic lineament which will be discussed below. Considering the definition of the Sava compressive wedge, the following prelimi- nary conclusions can be formulated: A. The reason for formation of the Sava compressive wedge we see in the develo- pment of the Idrija - Mid-Hungarian transsection zone with the expressive parquet structure in which the dominant shear direction cannot be established. This means that the compressive wedge came into being in a period of stagnation of intensive shear movements in the inner part of the Idrija and in the Mid-Hungarian tectonic zones. B. The bending of the Sava folds at the Mid-Hungarian tectonic zone and within it is well expressed, whereas this phenomenon could not be proved along or within the Idrija tectonic zone. We suppose the reasion for this in the asymmetry of the Sava compressive wedge the south-southeastern flank of it being more exposed to influen- ces of the newly created tensional state than its southwestern flank. C. Next to folding the influence of compression of the region in the Sava compressi- ve wedge resulted also into the general uplift of the entire wedge. This can be observed in the antecedent character of the Sava gorge between the Ljubljana and the Krško basins, and in the Plioquaternary gravel that is at present within the wedge uplifted to 450 m above the actual level of the Sava river (Čolnišče above Zagorje, Završje below Kum), while the same gravel beyond the boundaries of the wedge occurs only little uplifted above the Sava, regardless of local anomalies, e.g. Libna at Krško. D. The fourth characteristics is the bending of the Periadriatic tectonic zone so- uthwards owing to shortening of space in the Sava compressive wedge. The extent of the total shortening was estimated on the basis of data on genesis of the Laško syncline in fig. 4 to about 6.5 km. Since into the construction in fig. 4 also the south limb of the Trojane and part of the northern limb of the Litija anticlines are included. structural meaning of the Sava folds_209 the total shortening of the compressive wedge south of the Sava fault can be deter- mined by addition of all synclines. Along the axis of the wedge occur in the N-S di- rection two synclines: the Tuhinj and Laško synclines that have about equal sizes, and suffered probably also similar shortenings, which amounts to narrowing for 13 km. If adding to this also the somewhat smaller shortening of the Planina-Desenice and Senovo synclines more eastwards from it, and a few smaller ones, it could be estimated that the largest shortening of the compressive wedge south of the Sava fa- ult is about 20 km. It follows thereof that the shortening of territory in the axis of the wedge caused a bending and shift of the Periadriatic tectonic zone for 20 km south- wards, in the flanks gradually less and less, to the zero shift close to the corners. The- se are situated for the level of the Sava fault west of the Kamnik-Savinja Alps and northeast of Kalnik. Folding is more intense in areas with more rocks of higher ducti- lity (Carboniferous-Permian, Val Gardena, Pseudozilja and Tertiary elastics), and less intense at the top of the wedge where Mesozoic carbonate beds prevail. There also the Periadriatic tectionic zone became narrower E. Along with forming of the Idrija - Mid-Hungarian transsection zone was neces- sary for the genesis of the Sava folds also the reorientation of tension conditions from the dextral shear character, over transpressive to normal ones oriented perpendicular to the Periadriatic tectonic zone in direction N-S, in probable connection with a rota- tion of wider dimensions. As deformations of the new tension state we consider next to the folds south of the Sava fault and partly within the tectonic zone also the wrench faults oriented NW-SE that cut the Periadriatic lineament and the Sava fa- ult, and were recapitulated from data byMioc & Žnidarčič (1977), M i o č et al. (1983), Polinski & Eisbacher (1992) and K r y s t y n et al. (1994). Among them is the most important the Labot (Lavant) fault that was most probably designed already during the initial stage of shortening of the Sava compressive wedge which is shown in fig. 6 by the initial shearing of the Periadriatic lineament in the original po- sition. The process can be explained by the arching effect, with extension in the di- rection of the Periadriatic tectonic zone, and with the influence of the Pohorje massif of competent rocks on the strike-slipping. The bending of the Periadriatic tectonic zone must have resulted along with the described influences also to inherited movements along already existent mechanic discontinuities of tectonic or sedimentary origin. Therefore more attention will have to be paid to these phenomena. At this point we would like to draw attention to the paper by J e 1 e n et al. (1997) in which the dextral progressive transpression along the Sava fault that ought to continue even at present is established. If transpression really exists it could be of secondary importance and of local extent only owing to ar- ching effects of the bending of the Periadriatic tectonic zone, but of no regional im- portance. With respect to their ascertaining that the last intense shear movements occurred 6 million years ago, this means at the end of Miocene, we believe that the conditions for forming of the Sava compressive wedge were realized in Pliocene, so that the process of folding and compression of the territory could have lasted into the Quaternary, as indicated by Plio-Quaternary gravel on Čolnišče and at Završje, high above the gorge of the Sava river. The question whether the recent movements are a continuation of these processes should become the object of future research. The proposed neotectonic geometric scheme is still in the stage of intense investi- gations, in spite of several sufficiently firm facts. Therefore many relationships bet- ween the mentioned structural elements are not yet unequivocally explained. This is especially true for the relationship between the southern boundary of the Periadria- 210_Ladislav Placer tic tectonic zone, resp. the Sava fault and the Mid-Hungarian tectonic zone, that is studied by Jelen's group in a broader geotectonic context, and for the question of ge- nesis of the Idrija-Mid-Hungarian transsection zone. Strukturni pomen Posavskih gub Uvod Med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi leži ob srednjem toku reke Save v Slo- venji (si. 1) pas nagubanih kamnin, ki ga je W i n k 1 e r (1923) poimenoval Posavske gube, že prej pa je Kossmat (1913) za isto strukturo uporabil izraz Savski sistem gub. Značilnost tega pasu so gube potekajoče v smeri zahod-vzhod, z valovno dolžino od nekaj sto metrov do deset kilometrov in več, amplituda pri največjih pa doseže največ dva kilometra. V tolmačih Osnovne geološke karte 1:100.000 je navedenih več gub; pomembnejše so Celjska, Motniška, Laška, Planinsko-Desiniška, Senovška, Bi- zeljsko-Z-gorska, Brezinska in Brdoveška sinklinala ter Pletovarsko-Maceljska, Tro- janska, Rudeniško-Ivanjiška, Litijska, Orliška in Marijagoriška antiklinala (si. 2). Meje Posavskih gub niso ostre, na zahodu segajo do Ljubljanske kotline, na vzhodu do Medvednice in Kalnika, na severu do Kamniško-Savinjskih Alp in vzhodnega po- daljška Karavank, na jugu pa počasi zamrejo v Zunanjih Dinaridih južno od Save. V geološkem smislu vključujejo mezozojske kamnine Slovenskega bazena, paleozojske in mezozojske kamnine Zunanjih Dinaridov, mezozojske kamnine Južnih Alp ter ter- ciarne kamnine Panonskega bazena. Kamnine Slovenskega bazena prištevamo v tem članku k Notranjim Dinaridom, vendar to vprašanje ni predmet te razprave, zato do- puščamo tudi drugačno uvrstitev. S tem problemom se ukvarjamo v prispevku o tek- tonski rajonizaciji obravnavanega ozemlja (P 1 a c e r, 1998, ta revija). V strukturnem smislu sestoje Posavske gube od spodaj navzgor iz treh strukturnih etaž. Prvo tvorijo formacijsko še neobdelani karbonskopermski klastiti in srednjepermski klastiti Grödenske formacije, ki so na prve odloženi diskordantno ter ponekod tudi v^^erfen- ske kamnine. Drugo strukturno etažo, ki je na prvo narinjena v obliki obsežnega po- krova ali več pokrovov, tvorijo permske, triasne, jurske in kredne kamnine, razvite v karbonatnih in klastičnih faciesih. Del jurskih in kredne plasti pripadajo pelagične- mu fasiesu Slovenskega bazena. Tretja strukturna etaža je iz diskordantno odloženih, slabo vezanih, klastičnih in karbonatnih kamnin terciarne starosti. K u š č e r (1967) je na podlagi del starejših raziskovalcev, od katerih je najpomembnejši B i t t n e r (1884) in lastnih opazovanj smiselno ločil Sotesko formacijo s premogom, morsko gli- no - sivico, ki jo je primerjal s Kiscellsko formacijo, Govško formacijo, Laško forma- cijo in sarmatske plasti. Locus tipicus Soteske formacije je kraj Socka na Sloven- skem Štajerskem, kjer so J e 1 e n et al. (1992) ugotovili, da je eocenske starosti. Sote- ska formacija v Posavskih gubah pa naj bi po dosedanjih raziskavah nastala v sre- dnjem ali zgornjem oligocenu, zato jo Jelenova skupina imenuje Psevdosoteška for- macija. Sedimentacija terciarnih plasti je s prekinitvami trajala do konca sarmata. Krovna zgradba se je izoblikovala pred odložitvijo Psevdosoteške formacije. Posav- ske gube so se pričele intenzivno gubati po odložitvi sarmatskih plasti. Ker so psevdosoteške plasti najlepše razvite na območju Trbovelj, predlagamo za- nje, po Kuščerjevi sugestiji, termin Trboveljska formacija. V nadaljevanju bomo upo- rabljali ta izraz. Podobno menimo, da je zaradi poenotenja potrebno formacijsko structural meaning of the Sava folds_211 opredeliti tudi sarmatske plasti, zato zanje predlagamo termin Dolska formacija po kraju Dol pri Hrasniku, kjer bi jih mogli v celoti raziskati. V strokovni literaturi se je uveljavilo ločevanje na Zahodne Posavske gube, zaho- dno od Ljubljanske kotline in na Vzhodne Posavske gube, vzhodno od tod. Medtem ko je obseg Vzhodnih Posavskih gub definiran kot smo ga opisali, je obseg Zahodnih nejasen. Večina avtorjev razume, tako kot Kossmat, pod tem terminom Polhograjsko in Škofjeloško ozemlje zahodno od Ljubljane, zgrajeno iz paleozojskih in mezozoj- skih kamnin, vendar na tem območju ni v smeri W-E potekajočih gub, ki so spoznav- ni strukturni element Posavskih gub. Zato je v tem prispevku termin Posavske gube sinonim za Vzhodne Posavske gube, medtem ko za Zahodne menimo, da v struktur- nem smislu ne obstojajo. Danes nastopajo terciarne plasti Posavskih gub v jedrih sinklinal, medtem ko v je- drih večjih antiklinal izdanjajo karbonskopermski klastiti. Terciarne kamnine Posav- skih gub so zaposlovale že mnoge raziskovalce zaradi ekonomskih vzrokov, saj se v Trboveljski formaciji nahaja pomemben sloj rjavega premoga, ki doseže debelino do 30 m. Neindustrijsko odkopavanje premoga se je ponekod pričelo že v 18. stoletju, sčasoma, pretežno v 19. st., pa so se razvili rudarski obrati v Laški sinklinali v Še- mniku, Kisovcu, Lokah, Zagorju, Orleku, Trbovljah, Hrastniku, Dolu in Laškem (Brezno, Huda jama in Mihael) (sl. 3), v Motniški sinklinali v Motniku, Zabukovici, Štorah in Pečovniku, v Senovški sinklinali v Senovem in še ponekod. Zadnji ciklus strukturnih raziskav Laške sinklinale je bil opravljen v letih od 1981 do 1991 na po- budo takratnega podjetja Rudniki rjavega premoga Slovenije v Trbovljah. Tedaj smo izdelali detajlno geološko karto Laške sinklinale v merilu 1:5000 (sl. 2, sl. 3). Skarti- rali smo okoli 10 km rovov v rudnikih Loke, Zagorje, Trbovlje, Hrastnik, Dol in La- ško, obdelali nekaj kilometrov površinskih in jamskih vrtin ter obsežno aktualno in zgodovinsko arhivsko gradivo v jamomernicah obstoječih rudnikov. Rezultat teh ra- ziskav je kinematski model Laške sinklinale, ki posredno pojasnjuje tudi zgradbo in genezo celotnih Posavskih gub. V tem prispevku smo prikazali deformacijo Laške sinklinale v kombiniranem profilu v smeri N-S (sl. 3, sl. 4) na območju Zagorja in re- gionalne zaključke, ki iz tega sledijo. Geneza sedanje zgradbe premogišč na območju Zagorja Že pri prvih analizah geneze Laške sinklinale je postalo jasno, da so deformacije v terciarnih kamninah odsev zgradbe in starejših deformacij v podlagi terciarja. Zato je bilo treba skartirati tudi široko ozemlje mezozojskih in paleozojskih kamnin ter rekonstruirati razmere pred pričetkom sedimentacije oligocenskih skladov. Pokazalo se je, da je na videz tako različna zgradba posameznih premogišč v Laški sinklinali posledica strukturnega predrisa in različnih prostorskih odnosov med bolj in manj duktilnimi kamninami v podlagi terciarja, ne pa različnih stilov deformiranja. Na sl. 4 je prikazana geneza Laške sinklinale na območju Zagorja, ki vključuje premogišča v Kisovcu, Lokah, Podstrani, Kotredežu in Orleku (sl. 3). Splošne razme- re tik pred odložitvijo trboveljskih plasti na prostoru kasnejše Laške sinklinale pona- zarja profil na sl. 4a. V njem sta vidni prva in druga strukturna etaža Posavskih gub, ki ju loči izrazit krovni poševni rez, na katerega se od severa proti jugu naslanjajo ve- dno mlajši stratigrafski členi druge strukturne etaže od srednjepermskih klastitov Grödenske formacije na severu do noriško retijskega glavnega dolomita in dachstein- skega apnenca na jugu. Krovna enota ima heterogeno notranjo zgradbo, ki je na opi- 212_Ladislav Placer sanem območju zgrajena bivalentno. Na jugu je v podlagi nekaj srednjetriasnih pla- stnatih kamnin, pretežni del pa je iz srednjetriasnega, zgornjetriasnega in spodnje- jurskega neplastnatega ali slabo plastnatega dolomita in apnenca z nekaj diskordan- tno odloženega zgornjekrednega apnenca. Na severu pa je krovna enota sestavljena najprej iz srednjepermskih klastitov Grödenske formacije, nato pretežno iz plastna- tih karbonatov Belerofonske in Werfenske formacije in dolomita Mendolske formaci- je ter končno iz obsežne skladovnice klastitov Psevdoziljske formacije ladinijske in cordevolske starosti (Kolar-Jurkovšek & Placer, 1987; Placer & Kolar - Jurkovšek, 1990), ki so bili prvotno po najdišču fosilov na celjskem gradu (Teller, 1889) uvrščeni v celoti le v langobardsko dobo. Na triasnih kamni- nah ležijo erozijske krpe diskordantno odloženega krednega apnenca. Psevdoziljske plasti so se torej odlagale blizu obale, vzporedno ob karbonatnem pragu, kar je v geo- mehanskem smislu izjemen pojav. Lateralni prehod iz karbonatnega v klastični facies je viden na območju Ravenske vasi. Profil na si. 4a je poenostavljen toliko, kolikor je potrebno za razumevanje kine- matike deformiranja. V srednjem ali v zgornjem oligocenu se je končalo dolgo obdobje erozije. Območje se je pričelo polagoma pogrezati, zaradi česar je na območju Posavskih gub nastalo nekaj depresij, v katerih se je najprej uveljavila sladkovodna sedimentacija s krajšim obdobjem zamočvirjenja, nakar je vanje vdrlo terciarno morje. V teh depresijah za- vzemajo mlajše terciarne plasti vedno bistveno večjo površino od starejših, kar kaže morda na začetke gubanja in hkratno pogrezanje. Grezanje skozi terciar ni bilo ena- komerno, včasih je imelo celo nasprotni predznak, saj se menjavata morsko in braki- čno okolje, oziroma transgresij ski in regresijski nizi sedimentacije s prekinitvami v savski fazi med Kiscellsko in Govško formacijo, v štajerski fazi med Govško in Laško formacijo in v moldavsko-atiški fazi med Laško in Dolsko formacijo. Od teh faz je savska izjemno šibka in se izraža le ponekod z disperzij sko diskordanco. Nekoliko izrazitejša, vendar še vedno disperzijska, je štajerska diskordanca, medtem ko je moldavsko-atiška najmočnejša in ima ponekod edina tudi jasno kotno komponento. Stanje ob koncu sedimentacije miocenskih plasti na prostoru kasnejše Laške sin- klinale kaže si. 4b. Že na prvi pogled je očitno, da je jedro grezanja, oziroma zasnova temena Laške sinklinale, nastalo na območju Psevdoziljske formacije blizu karbona- tnega praga, tako da je njeno južno krilo pretežno iz neplastnatih karbonatov, sever- no pa iz klastitov z višjo stopnjo duktilnosti. Po sarmatski dobi je nastopilo intenzivno stiskanje prostora, ki se je odrazilo v dvigu ozemlja in v narivu južne polovice bazena na severno polovico. Po Novem Dolu je to Novodolski nariv, ki ga je poimenoval Gregorač (1975), komentirala pa Kuščer & Mitrevski (1979). Iz detajlne rekonstrukcije geneze celotnega ba- zena vemo, da znaša dolžina premika narinjene grude ob tem narivu na vzhodu pri Laškem okoli dva kilometra in pol, proti zahodu je premik vedno manjši, na območju Zagorja pa znaša le še nekaj deset metrov do največ 100 m. Učinek tega nariva v Za- gorju kaže si. 4c. Omejen premik ob Novodolskem narivu kaže na časovno omejeno obdobje kom- primacije. Tej je verjetno sledilo obdobje stagnacije in ponovno komprimacija. Me- njavanje komprimacije in stagnacije je virtualna komponenta razlage geneze Posav- skih gub, ob koncu tega poglavja bomo videli, da bi bilo lahko tudi drugače, vendar pri enakem zaporedju dogodkov. Ne glede na dileme moremo iz analize deformacije celotne Laške sinklinale ugoto- viti, da se je v drugi fazi komprimacije območje najprej rahlo asimetrično nagubalo structural meaning of the Sava folds_213 (si. 4d), nato pa se je ob novonastali predisponirani coni, ki je potekala po plasteh Tr- boveljske formacije v južnem krilu novonastale sinklinale, formirala narivna ploskev ob kateri se je severno krilo sinklinale narinilo za 1500 m do 2000 m proti jugu na njeno južno krilo (si. 4e). Trboveljska formacija s premogom se je narinila proti jugu na južni karbonatni prag. Pri tem je čelo nariva razpadlo na več lusk; največja med njimi je Kisovška luska (K). Obravnavani nariv od severa proti jugu je razvit v celo- tni Laški sinklinali in je poznan kot Hrastniški nariv po kraju Hrastnik. Poimenoval ga je Gregorač (1975). Premiku ob Hrastniškem narivu je verjetno sledila faza stagnacije in nato ponovno intenzivno gubanje (si. 4f), ki se je v krilih sinklinale različno odražalo. V severnem krilu se je narivna ploskev Novodolskega nariva postavila pokonci in vpada danes strmo proti jugu. Medplastni zdrsi zaradi gubanja so se tu dogajali v psevdoziljskih klastitih. V južnem krilu pa se je v neplastnatem do debeloplastnatem zrnatem dolo- mitu južnega karbonatnega praga manifestiral učinek gubanja z nastankom rever- znih prelomov zaradi izrivanja v jedru gube (Borovniški prelom). Ti ležijo blizu lege neobstoječih plastnic, ali pa gre morebiti za reaktivacijo že obstoječih diskontinuitet. Z nadaljnjim gubanjem se je premik ob teh prelomih še povečal. Nastale so značilne strme dolomitne luske v južnem krilu Laške sinklinale v Zagorju in zahodno od tod, od katerih segajo nekatere do površja (Ocepkov vrh, Smrekovec, Borovnik), druge pa ne. V slednjem primeru so te vedno predstavljale skrito nevarnost za nenadejane vdo- re vode v jamske prostore, če so se jim z rudarskimi deli preveč približali. Zahodno od Zagorja se je Laška sinklinala stisnila v subvertikalno izoklinalno gu- bo. Ko gubanje ni bilo več mogoče se je izoblikoval nariv zgornjetriasnih karbonatov južno od Laške sinklinale na njeno južno krilo kot kaže si. 4g (Čolniški nariv). V Za- gorju Laška sinklinala sicer ni izoklinalna, vendar ta podrobnost kaže le na to, da je embrionalna zasnova Colniškega nariva nastala izven obravnavanega profila na območju izoklinalne gube. V talninski grudi Colniškega nariva so v terciarnih plasteh južnega roba terciarne kadunje nastale obnarivne gube. Že omenjena Kisovška luska (K) s čela Hrastniškega nariva se je sedaj nagubala v Kisovško stransko kadunjo, kot so jo poimenovali v rudarski praksi. Struktura med to kadunjo in Borovniškim prelo- mom pa se je izoblikovala v Loško stransko kadunjo. Profil na si. 4g je sintetičen in združuje sedanje razmere na območju Kisovca, Lok, Zagorja, Podstrane in Orleka, ugotovljene na podlagi detajlnega površinskega karti- ranja, kartiranja rudarskih del ter površinskih in jamskih vrtin. V Kisovški stranski kadunji (K) sta bili jami Podstrana in Kisovec, v Loški stranski kadunji in v delu ju- žnega krila glavne kadunje je bila jama Loke, v glavni kadunji sta se razvili jami Ko- tredež in Orlek. Rekonstrukcija kinematskega razvoja Laške sinklinale na območju Zagorja temelji na številnih strukturnih faktografskih podatkih, tako da moremo go- voriti o kinematski rekonstrukciji visoke stopnje verjetnosti. Smiselno enake rekon- strukcije premogišč v Šemniku, Trbovljah, Hrastniku in Laškem (Brezno, Huda jama, Mihael), ki smo jih že opravili, imajo enako strukturno izhodišče, enako stopnjo kom- primacije, vendar različne končne efekte. Ti se izražajo z različno zgradbo posame- znih premogišč, ki je nastala ali z dominacijo gubanja ali ene od treh faz narivanja. Preden preidemo na zaključke naj opozorimo na drugačen vidik rekonstrukcije, ki smo ga že napovedali. Genezo sedanje strukture ali narivanje najprej z juga, nato s severa in ponovno z juga ter gubanje je mogoče kinematsko razložiti tudi brez obdo- bij stagnacije med obdobji komprimacije. Idejo je mogoče izpeljati kot kontinuum narivanja in gubanja in sicer najprej narivanje od juga proti severu (si. 4c) in hkratno asimetrično gubanje (si. 4d). Pri dovolj strmem severnem krilu sinklinale zamre spo- 214_Ladislav Placer sobnost nari vanj a ob Novodolskem nari vu. S tem se v južnem krilu ustvarijo pogoji za nastanek nove predisponirane ploskve po plasteh Trboveljske formacije in formira se narivna ploskev Hrastniškega nari va, ob kateri pride do narivanja od severa proti jugu (sl. 4d, 4e). Ob hkratnem narivanju in gubanju živi Hrastniški nariv toliko časa, dokler se zaradi gubanja njegova narivna ploskev toliko ne usloči, da premikanje ob njej ni več mogoče (sl. 4f). Ko postane guba izoklinalna, ali pa nekoliko prej, se razvi- je Čolniški nariv, ob katerem je južno krilo Laške sinklinale narinjeno od juga proti severu (sl. 4g). Pri vsem tem ne smemo zanemariti vloge starejših prelomnih ploskev, ki so gotovo obstajale v mezozojskem pokrovu pred pričetkom usedanja terciarnih plasti. Teh ne moremo podrobno poznati, zaradi česar predstavljeni model ne more biti povsem v skladu z naravnimi razmerami. Prvotni vpad narivnih ploskev v mode- lu na sl. 4 je usklajen z analizo faktografskih podatkov. Pred seboj imamo torej kinematsko rekonstrukcijo nekega tektonskega dogajanja, katerega zaporedje dogodkov ni sporno, sporna nista tudi izhodiščna in končna zgradba in vmesne stopnje razvoja. Sporna pa je dinamika dogajanja, ki bi jo bilo mogoče proučevati in ji dati teoretično podlago le z modelnimi raziskavami. Tektonska dogajanja v terciarju na območju Laške sinklinale in posredno tudi Po- savskih gub, je mogoče razvrstiti v lestvico zaporednih dogodkov, medtem ko se nji- hove natančnejše starosti še ne da določiti. Najstarejši in hkrati naj markantne j ši tek- tonski element na obravnavanem ozemlju je obsežna krovna enota iz pretežno tria- snih kamnin na karbonskopermskih in grödenskih klastitih, ki je dokazana s števil- nimi tektonskimi okni, polokni in izrazitim poševnim rezom ter zavzema celotne Po- savske gube. Nastala je pred srednjim ali zgornjim oligocenom. Notranja zgradba po- krova še ni dovolj proučena, da bi lahko razpravljali o smeri narivanja, obstoja pa tu- di možnost, da je pokrovov več. Drugi pomemben dogodek je sedimentacija oligocenskih in miocenskih sedimen- tov, za katere je značilna ritmičnost, ki je podana s savsko, štajersko in moldavsko- atiško diskordanco, od katere je vsaka naslednja močnejša in bolj izrazita. Gubanje Posavskih gub se je dogajalo po sarmatu, ker so te plasti vključene v gu- banje. Sklepni del deformiranja obravnavanega prostora je povezan s šibko neotektonsko oživitvijo nekaterih prelomov v smeri NW-SE. Vse deformacije stiskanja prostora po miocenu od gubanja do prelomov NW-SE so nastale pri orientaciji glavne maksimal- ne osi regionalnega napetostnega stanja približno v smeri N-S. Dosedanje raziskave in primerjava z rezultati regionalnih raziskav Sedaj ko poznamo najnovejši shematski pogled na zgradbo in genezo Laške sinkli- nale, se je potrebno ozreti na dosedanje raziskave. Prvi je celovit pregled geološke zgradbe Laške sinklinale in njenega obrobja podal Bittner(1884). Zgradbo Posav- skih gub sta tako Bittner kot pozneje Teller(1907), kijeza izdelavo osnovne geo- loške karte avstro-ogrske monarhije v merilu 1:75.000, list Celje-Radeče, uporabil Bittnerjeve podatke, razumela kot običajno zaporedje nagubanih in z diskordancami prekinjenih paleozojskih, mezozojskih in kenozojskih kamnin. Idejo o krovni zgradbi je prvi izrazil W i n k 1 e r (1923), vendar je sklepal na obsežni pokrov karbonatnih kamnin Zunanjih Dinaridov narinjen proti severu na območje Posavskih gub, tako da je karbonatni prag, ki je ekvivalent Psevdoziljske formacije smatral za del Zuna- njih Dinaridov, same psevdoziljske plasti pa je prišteval k Južnim Alpam oziroma structural meaning of the Sava folds_215 njihovi Zunanji coni. K u š č e r (1967), ki je detajlno obdelal okolico Zagorja, je po- vzel Bittnerjevo in Tellerjevo idejo o neproblematičnem zaporedju paleozojskih, me- zozojskih in kenozojskih skladov v Posavskih gubah. Pri kartiranju v okviru Osnovne geološke karte Jugoslavije v merilu 1:100.000, pa je prišlo do novih razhajanj. Bistveni del ozemlja Posavskih gub prekrivajo trije listi Osnovne geološke karte in sicer Ljubljana, Celje in Rogatec, ki so jih interpretirali različni avtorji; rezultat sta dva različna tektonska koncepta. Osrednji del Posavskih gub, oziroma osrednji del Laške sinklinale, je na listu Celje obdelal B u s e r (1978, 1979) in ugotovil, da se je v helvetiju v času štajerske faze ozemlje najprej nagubalo, nato pa so nastali obsežni krovni narivi. Same Posavske gube naj bi se dokončno na- gubale v pliocenski dobi. Narivanje naj bi bilo usmerjeno od severa proti jugu; dolži- ne narivanja ni omenil (sl. 5a). Starost krovnega narivanja je dokazoval z izklinja- njem narivnic ob štajerski diskordanci. Kljub obsežni narivni zgradbi Buser meni, da Posavske gube neproblematično prehajajo v Zunanje Dinaride. Enako stališče je za- govarjal tudi Aničič & Juriša (1985a, 1985b), ki je kartiral list Rogatec vzho- dno od lista Celje. Misel, da bi krovni narivi nastali v helvetiju je treba zavrniti, saj pod štajersko diskordanco ni nagubanih plasti. Po naših opazovanjih je ta diskordan- ca disperzijska, na listu Ljubljana pa so helvetske plasti poPremruju (1983a, 1983b) celo ohranjene. Meje pokrovov nikjer ne sekajo oligocenskih in spodnjemio- censkih plasti. Mezozojske plasti niso nikjer ob krovnih narivih narinjene na oligo- censke in spodnjemiocenske. Na listu Ljubljana in v samostojnih razpravah je P r e m r u (1974, 1975, 1980, 1983a, 1983b) zagovarjal povsem drugačen koncept zgradbe. Posavske gube so po njem v paleogenu in neogenu doživele tri faze narivanja. Starejša faza, v kateri je prišlo najprej do gubanja in nato do narivanja je nastala na meji med oligocenom in tortonom, vidna pa naj bi bila v zahodnem delu Vzhodnih Posavskih gub. Naslednja najbolj izrazita faza, v kateri se je tudi uveljavilo gubanje in narivanje, je živela med koncem sarmata in začetkom pliocena. Najmlajše narivanje v kvartarju naj bi imelo le lokalni pomen. Vse opisane deformacije naj bi nastale zaradi povečanih napetosti v smeri N-S. V najpomembnejši fazi gubanja in narivanja med sarmatom in pliocenom so nastale prevrnjene in pretrgane gube, iz katerih so se razvili obsežni narivi s pre- mikom proti jugu, katerih dolžino je ocenil na 8 do 19 km. Posavske gube naj bi se to- rej nagubale v tej fazi. Vsaka narivna enota naj bi bila zgrajena iz prevrnjene antikli- nale v čelu nariva in sinklinale v začelju. Paleozojske plasti Posavskih gub pa naj bi bile narinjene na Zunanje Dinaride (sl. 5b). Najmlajše narivanje v kvartarju naj bi bilo ponekod usmerjeno tudi proti severu. Opisani shemi ne moremo pritrditi zaradi več vzrokov. V Posavskih gubah je očitno, da so narivne ploskve pokrovov ali narivov nagubane skupaj s Posavskimi gubami, kar sta upoštevala Buser in kot bomo videli tudi Mioč. Nikjer nimamo dokazov o obsežnejšem narivanju paleozojskih in mezozoj- skih plasti na terciarne, razen pri lokalnih deformacijah kot sta npr Hrastniški in Čolniški nariv. Nekatere narivne ploskve, ki jih riše Premru, so po naših opazovanjih povsem normalne ali diskordančne geološke meje, kar potrjujejo tudi drugi geologi, ki so to območje kartirali (K u š č e r, 1962, 1967, 1975; B u s e r, 1978, 1979). Upravi- čen ugovor proti Premrujevi interpretaciji narivne zgradbe Posavskih gub je objavil K u š č e r (1975). Premrujev koncept odnosa Posavskih gub do Zunanjih Dinaridov je povzel tudi Mlakar (1985/86). V tem kontekstu je zanimiva ideja M i o č a (1976, 1981), ki je sodeloval pri karti- ranju lista Celje pa tudi Ribnica in Novo mesto južno od Posavskih gub. Uvedel je termin Savski pokrov, ki naj bi zajemal celotne Posavske gube. Sestavljen naj bi bil iz 216_Ladislav Placer dveh strukturnih etaž. Spodnja naj bi bila iz karbonskopermskih klastitov, zgornja pa iz mezozojskih kamnin, ki so od paleozojskih ločene z manjšimi narivi (si. 5c). Po- krov naj bi bil narinjen od severa proti jugu na Zunanje Dinaride, nastal pa naj bi pred oligocenom. Permski klastiti v okolici Ortneka na karbonatni platformi Zuna- njih Dinaridov južno od Posavskih gub naj bi predstavljali tektonske krpe, ki so ero- zijski ostanki Savskega pokrova. Vendar podatki Osnovne geološke karte, list Ribni- ca (B u s e r, 1969, 1974) in kontrolnih ogledov na terenu tega ne potrjujejo, saj tukaj na srednjepermskih plasteh ležijo diskordantno odložene spodnjetriasne in mlajše plasti, tako da je ideja o tektonskih krpah brez osnove, poleg tega pa ležijo te plasti pretežno v dolinah in preprosto predstavljajo erozijska okna. Dejstvo je, da nihče do- slej ni vzhodno od Ljubljanske kotline dokazal ali videl nariva karbonskopermskih klastitov na mezozojske sklade Zunanjih Dinaridov, temveč ležijo karbonskopermski klastiti dosledno pod njimi. Konstrukcije Mioča, Premruja in Mlakarja so hipotetične in izhajajo iz razmer zahodno od Ljubljanske kotline, kjer so karbonskopermske pla- sti nedvomno narinjene na mezozojske kamnine Zunanjih Dinaridov. Narivna lega pasu karbonskopermskih plasti na mezozojskih med Orlami in Gabrovko predstavlja lokalno deformacijo. Razprava S tem prispevkom skušamo pokazati, da so detajlne raziskave v Posavskih gubah v merilu 1:5000 nakazale drugačno zgradbo ozemlja na stiku med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi, kot so jo dale regionalne raziskave v okviru Osnovne geološke karte v merilu 1:100.000. To pomeni, da pregledne karte v tako zamotanih razmerah, kot je prostor med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi niso primerne za poglo- bljen študij zgradbe tega prostora. Zato smo tudi komentirali le tiste avtorje, ki so neposredno raziskovali Posavske gube, ne pa tudi številnih raziskovalcev, ki so alps- ko-dinarski prostor vključevali v regionalne in globalne sinteze, saj menimo, da je poznavanje ključnih strukturnih detajlov z omenjenega prostora še premajhno, da bi lahko izdelali resnejšo sintezo. Na podlagi novih podatkov in potrjenih ugotovitev starejših raziskovalcev lahko v tem trenutku o zgradbi Posavskih gub zaključimo na- slednje (si. 5d): 1. Vse tri strukturne etaže Posavskih gub (1. karbonskopermski klastiti ter pone- kod tudi permski in spodnjetriasni skladi, 2. mezozojske plasti, 3. terciarne plasti) so kartografsko in kinematsko utemeljene. Prva in druga sta ločeni z obsežno krovno narivno ploskvijo, med drugo in tretjo pa je izrazita diskordančna ploskev, ki je na- stala po dolgem obdobju erozije pred srednjim oziroma zgornjim oligocenom. 2. Karbonskopermske plasti Posavskih gub so sestavni del Zunanjih Dinaridov, ta- ko kot je menil že B u s e r (1978, 1979). O narivanju teh plasti proti jugu na karbona- tno platformo Zunanjih Dinaridov vzhodno od Ljubljanske kotline ni nobenega ne- posrednega ali posrednega dokaza. 3. Krovno narivanje mezozojskih kamnin v Posavskih gubah je nastalo pred sre- dnjim ali zgornjim oligocenom, njegova krovna narivna ploskev pa je imela v izhodi- ščni legi lastnost ločilne ploskve (décollement, detachment). Smer narivanja še ni analitično ugotovljena. Kljub strokovno še neugotovljeni smeri narivanja pa upravi- čeno domnevamo na velik horizontalni premik, ki bi utegnil znašati več deset, morda več sto kilometrov. Na veliko prvotno medsebojno oddaljenost kamnin prve in druge strukturne etaže je mogoče sklepati po razmerah v profilu na si. 4a. Lega zgornjetria- snega glavnega dolomita in dachsteinskega apnenca na karbonskopermskih skladih. structural meaning of the Sava folds_217 ki jo je mogoče opazovati v nekaj tektonskih oknih v južnem krilu Laške sinklinale, je dober dokaz za to. 4. Za psevdosoteške plasti predlagamo termin Trboveljska formacija po kraju Tr- bovlje, za sarmatske plasti pa Dolska formacija po kraju Dol pri Hrastniku. Tako naj bi imeli v Laški sinklinali Trboveljsko, Kiscellsko, Govško, Laško in Dolsko formaci- jo. Tipična profila Trboveljske in Dolske formacije bo treba še določiti in opisati. 5. Če pogledamo na Posavske gube s širšega zornega kota, opazimo že na prvi po- gled nenavadno skladnost med regionalno geometrijo neotektonskih deformacij obravnavanega prostora in razprostranjenostjo Posavskih gub (si. 1, si. 2). Te so pra- vzaprav vmeščene v trikotnik med neotektonsko aktivne tektonske cone in sicer Peri- adriatsko tektonsko cono na severu. Idrijsko tektonsko cono na jugozahodu in Sre- dnjemadžarsko tektonsko cono na jugo-jugovzhodu, kar je shematsko prikazano na si. 6. Mreža neotektonskih prelomov na si. 1 je povzeta po listih Osnovne geološke karte Jugoslavije 1:100.000, za območje Posavskih gub pa smo upoštevali podatke la- stnih raziskav. Preden nadaljujemo naj nekoliko podrobneje definiramo uporabljene termine. Izraz Periadriatska tektonska cona so uporabili Jelen et al. (1997) za de- formacije, ki so genetsko povezane s strižnimi premiki ob Periadriatskem lineamen- tu. V kinematskem smislu prištevamo sem pas med Periadriatskim lineamentom in Savskim prelomom, ki je južna meja te cone. Savski prelom razumemo v smislu eno- tne prelomne ploskve, ki povezuje njegovo klasično traso v Zgornjesavski dolini. Celjski prelom in natančno še nedoločeno traso vzhodno od Celja (Placer, 1996) do Šoštanjskega preloma, ki poteka mimo Velenja, si. 2, nato pa med Ravno goro in Ivančico proti vzhodu-severovzhodu. Kriteriji neotektonske aktivnosti so deformaci- je, kot jih opisujejo raziskovalci Jelenove skupine. Značilnost Periadriatske tekton- ske cone je, da je na območju Posavskih gub usločena proti jugu. Srednjemadžarska tektonska cona zajema prelome v smeri WSW-ENE približno med Orlico in jugovz- hodnim podnožjem Medvednice in jo razumemo v smislu C s o n t o s a et al. (1992). Kriterij neotektonske aktivnosti te cone so deformirane osi Posavskih gub, prikazane na si. 2 in kvartarna tektonska aktivnost kot jo podajata Prelogovič & Cvi- janovic (1976). Srednjemadžarska tektonska cona se naslanja na Periadriatsko tektonsko cono severovzhodno od Kalnika. Idrijska tektonska cona vključuje domi- nantne prelome v severozahodnem delu Zunanjih Dinaridov v smeri NW-SE, pribli- žno med Raškim in Stiškim prelomom po B u s e r j u (1976). Njena osrednja struktu- ra je Idrijski prelom. Kriterij neotektonske aktivnosti ob teh prelomih je morfo- strukturne narave. Idrijska tektonska cona je sestavljena iz dveh delov, ki ju loči Idrijski prelom. V severovzhodnem ali njenem notranjem delu (b na si. 6) se prelomi ob robu cone naslanjajo na Savski prelom, med temi in Idrijskim prelomom pa se bolj ali manj izklinjajo znotraj pokrova Vzhodnih Julijskih Alp. V jugozahodnem ali zu- nanjem delu (a na si. 6) se na območju Zahodnih Julijskih Alp prelomi te cone skupaj z Idrijskim transformiraju iz zmičnih v poševne reverzne prelome po shemi, ki jo med drugimi podajajo C a r u 11 i et al. (1990). Na prostoru Posavskih gub znotraj ome- njenega trikotnika prelomi smeri NW-SE in WSW-ENE le v neznatni meri ali pa sploh ne sekajo terciarnih sedimentnih kamnin. Notranji del Idrijske in Srednjemadžarska tektonska cona se sekata v obsežni Idrijsko-Srednjemadžarski presečni coni v kateri se izklinja Srednjemadžarska tek- tonska cona proti jugozahodu medtem ko je nadaljevanje Idrijske tektonske cone proti jugovzhodu nejasno. Meje Posavskih gub niso ostre, ker ne potekajo po določe- nih prelomih, temveč se intenzivnost gubanja v omenjenih tektonskih conah postopo- ma manjša (si. 2). Na zahodu domnevamo, da se to dogodi pod aluvialnimi naplavina- 218_Ladislav Placer mi Ljubljanske kotline, ki ima tako kot prelomi Idrijske tektonske cone smer NW-SE, zato samega zamiranja ne moremo opazovati, vendar vzhodno od Ljubljanske kotline ni več gub, ki bi jih lahko vzporejali s Posavskimi. Na vzhodu se Posavske gube polagoma izklinijo v Srednjemadžarski tektonski co- ni, v kateri spremenijo tudi smer od W-E proti WSW-ENE, kar pa se pravzaprav zgo- di že zunaj severo-severozahodne meje te cone. Na severu se gube ponekod pojavljajo tudi severno od Savskega preloma, npr. Pletovarsko-Maceljska antiklinala. Iz opisa- ne geometrije disjunktivnih in plikativnih elementov zgradbe moremo sklepati, da predstavlja območje med Idrijsko in Srednjemadžarsko tektonsko cono kompresijski klin, v katerem so se pri regionalni orientaciji glavne maksimalne napetosti približno v smeri N-S južno od Periadriatske tektonske cone izoblikovale Posavske gube. Ime- nujemo ga Savski kompresijski klin (sl. 6). Obseg kompresijskega klina smo določili na podlagi tistih deformacij, ki jih povezujemo z napetostnim stanjem v samem kli- nu. Na jugozahodu je domnevno segal nekaj čez Stiski prelom, na jugo-jugovzhodu do srede Srednjemadžarske tektonske cone, severne meje pa ni mogoče določiti. Zgolj formalno smo jo potegnili nekaj severneje od prvotne lege Periadriatskega lineamen- ta, o čemer bomo spregovorili nekoliko pozneje. Glede na definicijo Savskega kompresijskega klina moremo postaviti naslednje preliminarne sklepe: A. Vzrok za izoblikovanje Savskega kompresijskega klina vidimo v nastanku Idrij- sko-Srednjemadžarske presečne cone z izrazito poudarjeno parketno zgradbo, v ka- teri ne moremo določiti dominantne strižne smeri. To pomeni, da se je kompresijski klin razvil v obdobju stagnacije intenzivnejših strižnih premikov v notranjem delu Idrijske in v Srednjemadžarski tektonski coni. B. Zavijanje Posavskih gub ob Srednjemadžarski tektonski coni in znotraj nje je izrazito, medtem ko tega pojava ob ali v Idrijski tektonski coni nismo mogli dokazati. Menimo, da leži vzrok v asimetriji Savskega kompresijskega klina, saj je njegovo ju- go-jugovzhodno krilo bolj izpostavljeno vplivom novonastalega napetostnega stanja kot jugozahodno krilo. C. Poleg gubanja se je vpliv stiskanja prostora v Savskem kompresijskem klinu izrazil tudi v splošnem dviganju celotnega klina, kar opazujemo v antecedentnem značaju Savske soteske med Ljubljansko in Krško kotlino in v pliokvartarnem produ, ki je danes znotraj klina dvignjen do 450 m nad današnji nivo reke Save (Čolnišče nad Zagorjem, Završje pod Kumom), medtem ko je isti prod izven kompresijskega klina v splošnem le malo dvignjen nad Savo, če izvzamemo lokalne anomalije, npr. Libna pri Krškem. D. Četrta značilnost je usločitev Periadriatske tektonske cone proti jugu zaradi skr- čenja prostora v Savskem kompresijskem klinu. Velikost celotnega skrčka smo ocenili na podlagi podatkov geneze Laške sinklinale na sl. 4, ki znaša okoli 6,5 km. Ker je v konstrukcijo na sl. 4 vključeno tudi južno krilo Trojanske in del severnega krila Litij- ske antiklinale, je mogoče celotni skrček kompresijskega klina južno od Savskega pre- loma določiti s seštevkom vseh sinklinal. Po osi klina nastopata v smeri N-S dve sin- klinali: Tuhinjska in Laška, ki sta približno podobnih dimenzij in imata verjetno tudi podobna skrčka, kar pomeni zožitev za 13 km. Če pa temu prištejemo še skrček Pla- ninsko-Desiniške in Senovške sinklinale nekoliko vzhodneje od tod, ki ni tolikšen in še nekaj manjših, menimo, da znaša največji skrček kompresijskega klina južno od Savskega preloma okoli 20 km. Iz tega sledi, da je zoženje prostora v osi klina povzro- čilo usločitev in pomik Periadriatske tektonske cone za 20 km proti jugu, v bokih pa postopoma manj do ničelnega premika v bližini oglišč. Ti se za nivo Savskega preloma structural meaning of the Sava folds_219 nahajata zahodno od Kamniško-Savinjskih Alp in severovzhodno od Kalnika. Guba- nje je intenzivnejše tam, kjer je več kamnin visoke duktilnosti (karbonskopermski, grödenski, psevdoziljski in terciarni klastiti), manj intenzivno pa je v vrhu klina, kjer prevladujejo mezozojski karbonati. Zožila se je tudi Periadriatska tektonska cona. E. Za nastanek Posavskih gub je bila poleg formiranja Idrijsko-Srednjemadžarske presečne cone potrebna tudi preusmeritev napetostnih pogojev od desnih strižnih preko transpresivnih k normalnim pravokotno na Periadriatsko tektonsko cono v smeri N-S, ki je verjetno povezana z rotacijo širših razsežnosti. Kot deformacije no- vega napetostnega stanja obravnavamo poleg gub južno od Savskega preloma in del- no znotraj tektonske cone tudi zmične prelome v smeri NW-SE, ki sekajo Periadriat- ski lineament in Savski prelom in so povzeti po podatkih Mioča & Žni- darčič a (1977), Mioča et al. (1983), Polinskega & Eisbacherja (1992) in K r y s t y n a et al. (1994). Med temi je najpomembnejši Labotski prelom, ki je bil po vsej verjetnosti zasnovan že v začetnem stadiju krčenja Savskega kompre- sijskega klina, kar je na si. 6 prikazano z inicialnim prestrigom Periadriatskega line- amenta v prvotni legi. Proces je mogoče razložiti z ločnim efektom, oziroma razteza- njem v smeri Periadriatske tektonske cone in z vplivom Pohorskega masiva kompe- tentnih kamnin na zmikanje. Upogib Periadriatske tektonske cone je poleg opisanih moral povzročiti tudi na- sledstvene premike ob že obstoječih mehanskih diskontinuitetah tektonskega in sedi- mentnega izvora, zato bo treba temu dogajanju posvetiti več pozornosti. Ob tej priliki naj opozorimo na prispevek J e 1 e n a et al. (1997), kjer ugotavljajo desno progresivno transpresijo ob Savskem prelomu, ki naj bi trajala še danes. Če transpresija obstoja bi lahko imela le sekundarni pomen in krajevni obseg zaradi ločnih učinkov usloče- nja Periadriatske tektonske cone ne pa regionalnega pomena. Glede na njihovo ugo- tovitev, da se je zadnje intenzivno strižno premikanje dogajalo pred 6 milijoni leti, to- rej ob koncu miocena, menimo, da so se pogoji za nastanek Savskega kompresij skega klina ustvarili v pliocenu, sam proces gubanja in stiskanja prostora, pa je, oziraje se na pliokvartarni prod visoko nad sotesko reke Save na Čolnišču in pri Završju, mogel trajati še v kvartarju. Vprašanje ali so recentni premiki nadaljevanje teh procesov bi moralo postati predmet bodočih raziskav. Predlagana neotektonska geometrijska shema je, kljub nekaterim dovolj trdnim dejstvom, še vedno v fazi intenzivnih raziskav. Zato vse relacije med omenjenimi strukturnimi elementi še niso enoznačno pojasnjene. Zlasti to velja za odnos med ju- žno mejo Periadriatske tektonske cone, oziroma Savskim prelomom in Srednjema- džarsko tektonsko cono, ki ga raziskuje Jelenova skupina v širšem geotektonskem kontekstu, in za vprašanje geneze Idrijsko-Srednjemadžarske presečne cone. Zahvala Za skrben pregled članka in pripombe se zahvaljujem dr Franciju Cimermanu in dr Špeli Goričan. Obenem se zahvaljujem Prof. dr Simonu Pircu za prevod v angleščino. References A n i č i C, B. & J u r i š a, M. 1985a: Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000, List Rogatec (Basic geological map of Yugoslavia, 1:100.000, sheet Rogatec). Zvezni geološki zavod, Beograd. A n i č i d, B. & J u r i š a, M. 1985b: Tolmač lista Rogatec, Osnovna geološka karta SFRJ, 220_Ladislav Placer 1:100.000 (Guidebook of sheet Rogatec, Basic geological map of Yugoslavia, 1:100.000). Zvezni geološki zavod, Beograd, pp 76. B i t t n e r, A. 1884: Die Tertiär-Ablagerungen von Trifali und Sagor - Jb. geol. R.A., 34/3, 433-596, Wien. B u s e r, S. 1969: Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000, List Ribnica (Basic geological map of Yugoslavia, 1:100.000, sheet Ribnica). Zvezni geološki zavod, Beograd. B u s e r, S. 1974: Tolmač lista Ribnica, Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000 (Guidebook of sheet Ribnica, Basic geological map of Yugoslavia, 1:100.000). Zvezni geološki zavod, pp 60. Buser, S. 1976: Tektonska zgradba južnozahodne Slovenije (Tektonischer Aufbau Südwest - Sloweniens). 8. jugosl. geol. kongres. Bled 1974, 3, 45-57, Ljubljana. B u s e r, S. 1978: Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000, List Celje (Basic geological map of Yugoslavia, 1:100.000, sheet Celje). Zvezni geološki zavod, Beograd. B u s e r, S. 1979: Tolmač Usta Celje, Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000 (Guidebook of she- et Celje, Basic geological map of Yugoslavia, 1:100.000). Zvezni geološki zavod, Beograd, pp. 72. C a r u 11 i, G.B., N i C o 1 i C h, R., R e b e z, A. & S 1 e j k o, D. 1990: Seismotectonics of the Northwest External Dinarides. - Tectonophysics, 179, 11-25. Csontos, L., Nagymarosy, A.,Kovac, M. & Horvath, F. 1992: Tertiary evolution of the Intra-Carpathian area: a model. - Tectonophysics, 208, 221-241. Gregorač, V. 1975: Geološke in hidrogeološke razmere na območju jame Hrastnik. Di- plomsko delo, manuskript. Arhiv Univerze v Ljubljani. J e 1 e n, B., A n i č i Ć, B., B r e z i g a r. A., B u s e r. S., C i m e r m a n, F, D r o b n e. K., Monostori,M.,Kedves, M.,Pavšič, J. & Skaberne, D. 1992: Model of positional relationships for Upper Paleogene and Miocene strata in Slovenia. I.U.G.S. - S.O.G. Miocene Columbus Project, 71-72, Portonovo (Ancona), Abstracts. J e 1 e n, B., M á r t o n, E., F o d o r, L., B a 1 d i, M., Č a r, J., R i f e 1 j, H., S k a b e r n e, D. & V r a b e c, M. 1997: Paleomagnetic, Tectonic and Stratigraphie Correlation of Tertiary Formati- ons in Slovenia and Hungary along the Periadriatic and Mid-Hungarian Tectonic Zone (Preli- minary Communication). - Geologija, 40, 325-331, Ljubljana. Kolar-Jurkovšek, T. & Placer, L. 1987: Ladinijsko-karnijska mikrofavna iz psev- doziljskih plasti Posavskih gub (Microfauna from the Pseudozilian beds /Ladinian-Carnian/ of the Sava folds area /NW Yugoslavia). - Geol. vjestnik, 40, 53-64, Zagreb. Kossmat, F 1913: Die adriatische Umrandung in der alpinen Faltenregion. - Mitt. Geol. Ges., VI, 61-165, Wien. K r y s t y n. L., L e i n, R., S c h 1 a f, J. & B a u e r, F.K. 1994: Über ein neues obertriadisch- jurassisches Intraplattformbecken in den Südkarawanken. - Jubiläumsschrift 20 Jahre Geol. Zusammenarbeit Österreich-Ungarn, 2, 409-416, Wien. K u š č e r, D. 1962: Psevdoziljski skladi v okolici Zagorja (Pseudozilian beds from the Zagor- je area). - Geologija, 7, 67-69, Ljubljana. K u š č e r, D. 1967: Zagorski terciar (Tertiary Formations of Zagorje). - Geologija, 10, 5-85, Ljubljana. K u š č e r, D. 1975: Ali so Posavske gube zgrajene iz krovnih narivov? (Gibt es in den Sava- Falten Deckenüberschiebungen?). - Geologija, 18, 215-222, Ljubljana. Kuščer, D. & Mitrevski, G. 1979: Geologija mejnega območja med jamama Hrastnik in Dol (Geology of the Area between the Coal mines Hrastnik and Dol). - Rudarsko-metalurški zbornik, 26, 2/3, 167-178, Ljubljana. Mioč, P. 1976: Prilog poznavanju tektonskih odnosa granične cone istočnih Posavskih bora i dinarskog šelfa (Contribution to the knowledge of the tectonic relations of the boundary zone of the eastern Sava folds and Dinaric shelf). Sekc. za prim. geol. geof. i geok. JAZU, II, Znanst. skup 1975, Ser A, 5, 223-228, Zagreb. M i o Č, P. 1981: Tektonski odnosi savske navlake prema susjednim jedinicama u Sloveniji te njena veza sa širim jugoslavenskim područjem. - Nafta, 32, 543-547, Zagreb. M i o č, P. & Ž n i d a r č i č, М. 1977: Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000, List Slovenj Gradec (Basic geological map of Yugoslavia, 1:100.000, sheet Slovenj Gradec). Zvezni geološki zavod, Beograd. M i o č, P & Ž n i d a r č i č, M. 1983: Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000, List Ravne na Koroškem (Basic geological map of Yugoslavia, 1:100.000, sheet Ravne na Koroškem). Zvezni geološki zavod, Beograd. M 1 a k a r, I. 1985/86: Prispevek k poznavanju geološke zgradbe Posavskih gub in njihovega južnega obrobja (A contribution to the knowledge of the geological structure of the Sava folds and their southern border). - Geologija, 28/29, 157-182, Ljubljana. Placer, L. & Kolar-Jurkovšek, T. 1990: O starosti psevdoziljskih skladov v vzho- dnih Posavskih gubah (The age of the Pseudozilian beds in the east part of the Savafolds). - Ru- darsko-metalurški zbornik, 4, 529-534, Ljubljana. Placer, L. 1996:0 premiku ob Savskem prelomu (Displacement along the Sava fault). - Geologija, 39, 283-287, Ljubljana. P 1 a C e r, L. 1998: Contribution to the macrotectonic subdivision of the border region betwe- structural meaning of the Sava folds_221 en Southern Alps and External Dinarides. - Geologija, 41, Ljubljana. Polinski, R. & Eisbacher, G.H. 1992: Deformation partitioning during polyphase oblique convergence in the Karawanken Mountains, southeastern Alps. - Jour Struc. Geol., 14/10, 1203-1213. Prelogović, E. & Cvijanović, D. 1976: Kvartarne tektonske deformacije i seizmoge- ne zone Hrvatske (Quartärtektonische Deformationen und seismogene Zonen Kroatiens). 8. ju- gosl. geol. kongres. Bled 1974, 3, 175-190, Ljubljana. P r e m r u, U. 1974: Triadni skladi v zgradbi osrednjega dela Posavskih gub (Trias im geolo- gischen Bau der mittleren Sava-falten). - Geologija, 17, 261-297, Ljubljana. P r e m r u, U. 1975: Posavske gube so zgrajene iz narivov (Die Sava-Falten sind aus Übersc- hiebungen gebildet). - Geologija, 18, 223-229, Ljubljana. P r e m r u, U. 1980: Geološka zgradba osrednje Slovenije (Geologie structure of Central Slo- venia). - Geologija, 23/2, 226-278, Ljubljana. P r e m r u, U. 1983a: Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000, List Ljubljana (Basic geologi- cal map of Yugoslavia, 1:100.000, sheet Ljubljana). Zvezni geološki zavod, Beograd. P r e m r u, U. 1983b: Tolmač Usta Ljubljana, Osnovna geološka karta SFRJ, 1:100.000 (Gui- debook of sheet Ljubljana, Basic geological map of Yugoslavia). Zvezni geološki zavod, Beo- grad, pp 75. T e 11 e r, F. 1889: Daonella Lommeli in den Pseudo-Gailthalerschiefern von Cilli. -Verh. geol. R.A., 1, 210-211, Wien. T e 11 e r, F. 1907: Geologische Karte der österr-ung. Monarchie, 1:75.000, Gruppe 93, Cilli- Ratschach, Wien. W i n k 1 e r, A. 1923: Ueber den Bau der östlichen Südalpen. - Mitt. Geol. Ges., XVI, 1-272, Wien. . . _ ______...... .. . GEOLOGIJA 41, 223-255 (1998), Ljubljana 1999. Contribution to the macrotectonic subdivision of the border region between Southern Alps and External Dinarides Prispevek k makrotektonski rajonizaciji mejnega ozemlja med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi Ladislav Placer Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Key words: tectonics. Eastern Alps, Southern Alps, External Dinarides, Slovenia Ključne besede: tektonika. Vzhodne Alpe, Južne Alpe, Zunanji Dinaridi, Slovenija Abstract In the paper the bases for macrotectonic dismembering of the border region bet- ween the Southern Alps and the External Dinarides are given. The gravity point lies on problems of establishing the course of the Southalpine thrust border, or the Sou- thalpine front west and east of the Ljubljana basin, and the relationship of the nap- pe units of the External Dinarides to this border North of the Periadriatic lineament lie the Eastern Alps. South of the Periadria- tic lineament extend the Dinarides that are subdivided into Southern Alps and Ex- ternal and Internal Dinarides. The Southern Alps lie between the Periadriatic linea- ment and the Southalpine front. A special position in the Southern Alps has the Pe- riadriatic tectonic zone between the Periadriatic lineament and the Sava fault. The Southern Alps are thrusted on the External Dinarides and the Adriatic or Apulian foreland. Both units are declined with respect to the Southern Alps for 30-45° Ex- ternal Dinaric front is forming the border between the Adriatic or Apulian foreland and External Dinarides, and between the External and Internal Dinarides exists a transitional area that is characterized as the domain of migration of the southwe- stern border of the pelagic development of the Internal Dinarides during the Meso- zoic. The Pannonian basin consists of terrains that were formed from parts of the megastructural units of Alps and Dinarides. The Southalpine front passes east of the Ljubljana basin into the Mid-Transdanubian zone. Kratka vsebina V članku so podane osnove makrotektonske rajonizacije ozemlja na meji med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi. Težišče članka je razprava o problemih do- ločitve trase Južnoalpske narivne meje ali Južnoalpske meje zahodno in vzhodno od Ljubljanske kotline in odnos krovnih enot Zunanjih Dinaridov do te meje. Severno od Periadriatskega lineamenta so Vzhodne Alpe. Južno od Periadriat- skega lineamenta so Dinaridi, ki jih delimo na Južne Alpe ter Zunanje in Notranje Dinaride. Južne Alpe ležijo med Periadriatskim lineamentom in Južnoalpsko mejo. Posebno mesto v Južnih Alpah ima Periadriatska tektonska cona med Periadriat- 224_Ladislav Placer skim lineamentom in Savskim prelomom. Južne Alpe so narinjene na Zunanje Di- naride in Jadransko ali Apulijsko predgorje. Obe enoti sta nasproti Južnim Alpam zamaknjeni za 30o-45o. Mejo med Jadranskim ali Apulijskim predgorjem in Zuna- njimi Dinaridi tvori Zunanjedinarska meja, med Zunanjimi in Notranjimi Dinaridi pa obstaja prehodno območje, ki označuje predel migracije jugozahodne meje pela- gičnega razvoja Notranjih Dinaridov tekom mezozoika. Panonski bazen je sestav- ljen iz terranov, ki so nastali iz delov megastrukturnih enot Alp in Dinaridov. Južnoalpska meja se vzhodno od Ljubljanske kotline nadaljuje v Srednjetransdanu- bijsko cono. Introduction The formal geotectonic subdivision of the territory on the contact of Eastern Alps and Dinarides into the Eastern Alps, Southern Alps, External and Internal Dinari- des, Adriatic or Apulian foreland and the Pannonian basin (fig. 1) was built up gra- dually by generations of geologists starting with the famous K o s s m a t's (1913) tre- atise on the folded hinterland of the Adriatic Sea. The boundary between the Eastern and the Southern Alps is not questionable since it passes along the Periadriatic linea- ment and the Ljutomer fault as the probable extension of the Balaton lineament. Both terms signify the same disjunctive unit that is cut by the Labot (Lavanttal) fa- ult. Also the Pannonian subsidence does not represent an unsolvable problem altho- ugh its limits cannot be clearly defined. Out of the embarassment helps the distribu- tion of the Tertiary sedimentary beds; therefore the term Pannonian basin is applied. Serious troubles arise, however, when we try to delimit the Southern Alps from the External and Internal Dinarides, and to separate the latter two units. The proposal for tectonic subdivision shown in fig. 1 was made by using the data of the Basic geo- logic map of Yugoslavia 1:100,000, B u s e r's Geologic map of Slovenia 1:250,000, in print. Geologic map of Slovenia 1:500,000 (Buser & Draksler, 1993), and the results of recent investigations, as listed in the contents. The methodology for the proposed tectonic dismembering is based on the nappe structure of the Southern Alps and External Dinarides, on tectonic elements of vario- us hierarchic levels, and on sedimentologie criteria. The nappe structure of the Sou- thern Alps and External Dinarides is derived from the detachment plane between competent Mesozoic, mostly carbonate rocks, and incompetent Paleozoic clastic rocks. The latter act as a soft bed to the nappe units. The detachment plane was reco- gnized in the Sava folds and in the Upper Savinja valley in the area of Podolševa. A first order tectonic element is considered the Periadriatic lineament that separates the Eastern Alps from the Dinarides and the faults bounding the Tisa unit east of the Zagreb from the Dinarides. A second order tectonic element is the Southalpine thrust border between the Southern Alps and the External Dinarides. This line was formed within the originally unique sedimentation domain. The third order tectonic elements are considered the Sava and Idrija fault and the borders of extended nappe units wi- thin the Southern Alps and External Dinarides. The Dinaric directed faults NW-SE, faults of the middlehungarian direction WSW-ENE and the external dinaric border between the External Dinarides and the Adriatic, or Apulian foreland are termed the fourth order tectonic elements. The boundary between the External and the Internal Dinarides is depositional, and such is also the border of the Pannonian basin. Contribution to the macrotectonic subdivision_225 Boundary between the Southern Alps and the External Dinarides In the present work especially the boundary between the Southern Alps and the External Dinarides will be discussed. Only with the mapping for the Basic geologic map of Yugoslavia 1:100,000 an un- disputed opinion on the attribution of the Blegoš Mountain as part of the Poljane-Vr- hnika range to the External Dinarides (Grad & Ferjančič, 1974, 1976; Premru, 1980) could be established. This concept was confirmed also by kinema- tic analysis of genesis of the Blegoš structure (Placer & Čar, 1997) from which it follows that Blegoš was formed first by overthrusts of dinaric orientation NE-SW, and then by extensive overthrusting of the Southern Alps from north to south. Conse- quently, in the Blegoš area the structural boundary between the Southern Alps and the External Dinarides can be quite unequivocally defined, since it follows a thrust plane. This boundary is, next to the Periadriatic lineament, the most important dislo- cation of the considered region. Its course west of Blegoš is relatively clearly defined: in the north of it extend the deeper marine deposits of the Slovenian basin, and on the southern side the carbonate beds of the Trnovo nappe. The lithologie difference of the two units is distinctly visible in the area of Blegoš westwards to Tolmin. West of there the boundary can be followed according to structural criteria, as here are come in contact similar rocks of the two mentioned units. This boundary was defined by Kossmat (1913) already as the line Kobarid-Stol-Cerkno, and more in detail by B u s e r (1986, 1987) on the sheet Tolmin and Udine (Videm). A special meaning for proving the overthrust character of this boundary have the Ponikve and Senica tecto- nic klippes at Tolmin. The further westward continuation of the considered thrust plane is resumed from S 1 e j k o et al. (1986) who has drawn it to the recent tectonic graben in the Tagliamento valley between Gemona (Gumin) and Moggio Udinese (Mužac), and farther southwest wards. For this boundary they proposed the term Sou- thalpine front. C a r u 11 i et al. (1990) proposed the term Periadriatic overthrust. In this paper the older variant is used since it is more distinct. Eastwards the Southalpine front can be followed to Kranj from where it turns sharply towards south-southwest to east of Škofja Loka, and then eastwards to Me- dvode along the western rim of the Ljubljana basin. Here start difficulties that need some more extended explanations. To understand the problem properly, the Trnovo nappe which is a part of the External Dinarides, and its relationship to Southern Alps and to the Sava folds should be considered first. The Sava folds extend, accor- ding to the new definition (Placer, 1998, this journal), east of the Ljubljana basin only, while west of it they do not exist in the structural sense. The Trnovo nappe com- prises the Trnovski gozd with Banjšice, Idrija-Žiri region and Škofja Loka-Polhov Gradec region. It is overthrusted from NE to SW on the Hrušica nappe, whereas from north southwards the Southern Alps are overthrusted on it along the just discussed Southalpine front. It follows from the internal structure of the Trnovo nappe (Mlakar, 1969; Placer, 1973, 1981) that its thrust plane forms an oblique section in the manner that the youngest rocks are developed in the ovethrusting direction in the thrust front above the Vipava valley, where Cretaceous and Paleocene beds occur, and the oldest Carboniferous-Permian elastics in the root of the nappe in the Škofja Loka-Polhov Gradec region. In the latter instance, they are overthrusted on the Tri- assic rocks of the Poljane-Vrhnika ranges that are in the larger sense a part of the Mesozoic beds of southern Slovenia, and in the narrower sense a part of the Hrušica nappe. In contrast to that lie the Carboniferous-Permian rocks of the Litija anticline 226 Ladislav Placer Contribution to the macrotectonic subdivision 227 228 Ladislav Placer Fig. 1. Sketch of macrotectonic subdivision the bordering region between Southern Alps and External Dinarides 1 Region of the metamorphic rocks; 2 Northern Karavanke Mountains (Drava range); 3 Regions of the periadriatic igneous rocks; 4 Košuta unit; 5 Javornik unit; 6 Julian nappe, a - Zlatna structure; 7 „Tolmin nappe", a - Supposed Slovenian basin, P - Ponikve tectonic klippe, T.K. - Preveški hrib tectonic klippe; 8 In tectonical sense undefined region; 9 Trnovo nappe, a - Škofja Loka-Polhov Gradec horses; 10 H - Hrušica nappe, S -Snežnik thrust sheet, K - Komen thrust sheet, I - Kras imbricate structure, a - Pseudozilja beds in the Blegoš region; 11 Autochthon - Istria (Adriatic or Apulian foreland), P^. - Paleocene, E - Eocene; 12 Deeper water sedimentary rocks of Dinaric platform in the Trnovo nappe, K2 - Upper Cretaceous, P^. - Paleocene; 13 Paleo- gene of External Dinarides, Pc - Paleocene, E - Eocene; 14 Upper Triassic, Jurassic and Cretace- ous pelagic sediments of the transitional region between External and Internal Dinarides; 15 Tertiary and Plioquaternary of the Pannonian basin and marginal depressions; 16 Quaternary; 17 Paleozoic, soft bed of the nappe structure of the Dinarides, isostatic and supplantic uplifted region, a - In Southern Alps, b - In External Dinarides; 18 Periadriatic and Balaton lineaments; 19 Important fault; 20 Southalpine front; 21 Overthrust boundary in the Southern Alps region; 22 Detachment plane of the Southalpine overthrust structure; 23 Trnovo nappe boundary; 24 Nappe and overthrust boundary in the External Dinarides region; 25 Detachment plane of the External Dinarides overthrust and nappe structure; 26 Overthrust boundary in the North Kara- vanke Mountains unit; 27 Thrust boundary of local importance in the Sava compressive wedge; 28 Inaccurately defined or covered fault and thrust line; 29 Hypothetic fault and thrust line or fault and thrust zone; 30 Direction of overthrusting; 31 Eastern Alps; 32 Dinarides, a -Southern Alps, b -External Dinarides, c - Transitional region between External and Internal Dinarides; 33 Adriatic or Apulian foreland; 34 Pannonian basin Sl. 1. Skica makrotektonske rajonizacije mejnega ozemlja med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi 1 Območje metamorfnih kamnin; 2 Severne Karavanke (Dravski niz); 3 Območja periadriatskih magmatskih kamnin; 4 Košutina enota; 5 Javorniška enota; 6 Julijski pokrov, a - Zlatenska plošča; 7 „Tolminski pokrov", a - Slovenski bazen, P. - Ponikvanska tektonska krpa, TK. -_Pre- veška tektonska krpa; 8 V narivnem smislu neopredeljeno območje; 9 Trnovski pokrov, a - Ško- fjeloško-Polhograjske luske; 10 H - Hrušiški pokrov, S - Snežniška narivna gruda, K - Komen- ska narivna gruda, I - Kraški naluskani prag, a - Psevdoziljske plasti na območju Blegoša; 11 Avtohton - Istra (Jadransko ali Apulijsko predgorje), P^. - paleocen, E - eocen; 12 Globljevodne kamnine Dinarske platforme v Trnovskem pokrovu, K2 -zgornja kreda, Pc - paleocen; 13 Paleo- gen Zunanjih Dinaridov, P^, - paleocen, E - eocen; 14 Zgornjetriasni, jurski in kredni pelagični sedimenti prehodnega območja med Zunanjimi in Notranjimi Dinaridi; 15 Terciar in pliokvar- tar Panonskega bazena in obrobnih depresij; 16 Kvartar; 17 Paleozoik, mehka posteljica krovne zgradbe Dinaridov, izostatično in izrivno dvignjeno območje, a - V Južnih Alpah, b - V Zunanjih Dinaridih; 18 Periadriatski in Balatonski lineament; 19 Pomemben prelom; 20 Južnoalpska me- ja; 21 Meja pokrova v Južnih Alpah; 22 Ločilna ploskev Južnih Alp; 23 Meja Trnovskega pokro- va; 24 Meja pokrova in narivne grude v Zunanjih Dinaridih; 25 Ločilna ploskev Zunanjih Dina- ridov; 26 Narivna meja v Severnih Karavankah; 27 Nariv krajevnega pomena znotraj Savskega kompresijskega klina; 28 Nenatančno določena ali prekrita prelomnica in narivnica; 29 Hipote- tična prelomnica in narivnica ali prelomna in narivna cona; 30 Smer krovnega narivanja; 31 Vzhodne Alpe; 32 Dinaridi, a - Južne Alpe, b -Zunanji Dinaridi, c - Prehodno območje med Zu- nanjimi in Notranji Dinaridi; 33 Jadransko ali Apulijsko predgorje; 34 Panonski bazen Contribution to the macrotectonic subdivision 229 south and east of the Ljubljana basin consistently belov^ the Mesozoic rocks of sou- thern Slovenia, and so without a single direct of indirect indication for a different position. This anomaly was noticed by K o s m a t (1913) already, and he solved it by limiting the overthrust of the Škofja Loka-Polhov Gradec region, which he did not compare to the Trnovski gozd nappe, to the domain of Poljane-Vrhnika ranges, Lju- bljana Moor and Golovec south of Ljubljana. This concept was adopted from him by Winkler (1923) and R a k o v e c (1956). A new solution was proposed by M i o č (1976, 1981) with his idea of the Sava nappe that should comprise the Idrija-Žiri and Škofja Loka-Polhov Gradec regions and Carboniferous-Permian and Mesozoic beds of the Sava folds, and that should have been thrusted southwards on the Mesozoic beds of southern Slovenia. That the Carboniferous-Permian beds of the Litija anticli- ne were overthrusted southwards was believed also by P r e m r u (1980, 1983a, 1983b) and Mlakar (1987) as well as by the authors of the Structural model of Italy (Bigi et al., 1990). In contrast did B u s e r (1978, 1979), similarly to Kossmat, Win- kler ad Rakovec, consider that the Carboniferous-Permian beds of the Litija anticli- ne underlie the Mesozoic beds of southern Slovenia. With our pilot investigations we came to the same conclusion as Buser Fig. 2. Idealized section through the nappe structure of northwestern part of the External Dina rides (Modified after P 1 a c e r, 1981, fig. 7) 1 Eocene flysch; 2 Carborniferous-Permian beds; 3 Thrust plane in External Dinarides; 4 Sou- thalpine front; 5 Detachment plane; A Autochthon - Istria (Adriatic or Apulian foreland); I Kras imbricate structure, Thrust front of the External Dinarides; K Komen thrust sheet; S Snežnik thrust sheet; H Hrušica nappe; T Trnovo nappe SI. 2. Idealiziran profil krovne zgradbe severozahodnega dela Zunanjih Dinaridov (Prirejeno po Placerju, 1981, si. 7) 1 Eocenski fliš; 2 Karbonskopermske plasti; 3 Narivna ploskev v Zunanjih Dinaridih; 4 Južno- alpska meja; 5 Ločilna ploskev; A Avtohton - Istra (Jadransko ali Apulijsko predgorje); I Kraški naluskani prag, Narivno čelo Zunanjih Dinaridov; K Komenska narivna gruda; S Snežniška na- rivna gruda; H Hrušiški pokrov; T Trnovski pokrov 230 Ladislav Placer It follov^^s from the position of the Carbonoferous-Permian beds west and east of the Ljubljana basin that these beds in central Slovenia take part of two distinct tec- tonic units. Those in the west belong to the Trnovo nappe, and those in the east lie below the Mesozoic beds of south Slovenia, i.e. below the Hrušica nappe and the thrusted units east of it. In order to understand the problem of structure of central Slovenia in the sense of this concept, we should take a closer look at the nappe struc- ture of southwest Slovenia (Placer, 1981, fig. 7a) that is shown in a simplified ver- sion in fig. 2 and 3. It follows from the relationship between the Trnovo and Hrušica nappes, fig. 2a, that the Carboniferous-Permian beds of the Trnovo nappe in the northeast part of the cross-section overlie analogous beds of the Hrušica nappe. Since the cross-section has been constructed from data on the position, internal sructure, thickness and length of nappe units and overthrust distance, the conclusion can be reached, as in Fig. 3. Relationship between the Trnovo nappe and the Southalpine front 1 Southalpine front; 2 Trnovo nappe boundary; 3 Hrušica nappe and Snežnik thrust sheet boun- dary; 4 Detachment plane in External Dinarides; 5 Direction of overthrusting; 6 Border of ac- companying deformations at the Southalpine front; T Trnovo nappe; H Hrušica nappe; S Snežnik thrust sheet. Sl. 3. Razmerje med Trnovskim pokrovom in Južnoalpsko mejo 1 Južnoalpska meja; 2 Meja Trnovskega pokrova; 3 Meja Hrušiškega pokrova in Snežniške na- rivne grude; 4 Ločilna ploskev v Zunanjih Dinaridih; 5 Smer krovnega narivanja; 6 Meja sprem- ljajočih deformacij ob Južnoalpski meji; T Trnovski pokrov; H Hrušiški pokrov; S Snežniška na- rivna gruda. Contribution to the macrotectonic subdivision 231 the former аИпеа, that the Carboniferous-Permian beds of the Škofja Loka-Polhov Gradec region overlie the Mesozoic rocks of south Slovenia as well as the Carbonife- rous-Permian beds of the Litija anticline east of the Ljubljana basin. These lie consi- stently below the carbonate sedimentary nappe of southern Slovenia. Since we dedu- ce the nappe structure of the External Dinarides from a unique detachment plane, it is possible to conclude the very complicated shape of this plane that forms the boun- dary between the Carboniferous-Permian of the Litija anticline that in places include also the Val Gardena beds, and east of Kum also the Werfenian and Middle Triassic beds, and the Mesozoic beds. Therefore it is entirely understandable that in the Sava folds the younger beds are overthrusted on older ones, as for the detachment plane the parallel, and not the oblique section is characteristic. This peculiarity has been often used as the basis for an argument against the nappe, or overthrust structure of this part of Slovenia. The detachment plane passes also within the Carboniferous- Permian beds. Therefore its position on the border between the Paleozoic and Meso- zoic beds in the Sava folds in fig. 1 is largely formal. The southeastern border of the Trnovo nappe has a transversal-dinaric direction SW-NE. In the treatise on the structure of southwestern Slovenia (Placer, 1981) this was proved by dip of axes of large overthrust folds in the nappe front towards southwest. However, this fact is not a sufficient reason for the anomalous direction of Fig. 4. Two histograms of different types of thrust range in External Dinarides, a - exponential thrust range, section in fig. 2a and section 1-1 in fig. 3, b - combined thrust range, section in fig. 2b and section 2-2 in the fig. 3 I Karst imbricate threshold; K Komen thrust sheet; S Snežnik thrust sheet; H Hrušica nappe; T Trnovo nappe; N Thrust unit in hinterland of Hrušica nappe SI. 4. Dva histograma različnih tipov narivnega niza v Zunanjih Dinaridih, a - eksponencialni narivni niz, profil na si. 2a in profil 1-1 na si. 3, b - kombiniran narivni niz, profil na si. 2b in profil 2-2 na si. 3 I Kraški naluskani prag; K Komenska narivna gruda; S Snežniška narivna gruda; H Hrušiški pokrov; T Trnovski pokrov; N Narivna enota v zaledju Hrušiškega pokrova 232 Ladislav Placer Fig. 5. Map of the Moho isobaths (After C a r u 11 i et al., 1990, fig. 3), 1-1 and 2-2 sections in figs. 2 and 3 Sl. 5. Karta Mohorovičicevih izobat (po C a r u 11 i j u et al., 1990, sl. 3), 1-1 in 2-2 profila na sl. 2in3 , . the considered border, as in the Poljane-Vrhnika ranges the Trnovo nappe is not in- clined towards northwest anymore, but the direction of the border does not change accordingly. It is more likely that the southeast border of the Trnovo nappe represents the lateral border of this large nappe unit the largest part of which is covered by the Southern Alps. The situation is schematically shown in fig. 3 where for easier orien- tation also the Poljane-Vrhnika ranges and Blegoš are also drawn. The extent of the Trnovo nappe and the extraordinary structure of Blegoš are indications of the impor- tance of the Southalpine front. Along it a large displacement is supposed that could be explained by substantial rotation of the External Dinarides versus the Southern Alps, or by overthrusting without rotation, as believed e.g. by P r e m r u (1980), Doglioni &Siorpaes (1990) and Polinski & Eisbacher (1992). As the Trnovo nappe is of limited extent, the model in fig. 2 and its kinematic- dynamic derivation with an exponential thrust range (fig. 4a) could be valid only for the cross-section that passes across the Trnovo nappe (cross-section 1-1 in fig. 3), whereas the circumstances in cross-section 2-2 (fig. 3) beyond the Trnovo nappe in Contribution to the macrotectonic subdivision 233 Fig. 6. Crustal cross-section between Gulf of Trieste and Ljubljana basin showing the nappe structure. Legende in fig. 2. Sl. 6. Profil zemeljske skorje med Tržaškim zalivom in Ljubljansko kotlino z vidika krovne zgradbe. Legenda na sl. 2 fig. 2b and 3 are already different. Although the Trnovo nappe originally extended somewhat farther southeast wards, and was later eroded, we consider its extent in this direction not much different from the present one owing to the absence, throug- hout south Slovenia, of tectonic klippes that would indicate the contrary. Therefore the structure of the External Dinarides southeast of the Trnovo nappe should be de- duced from the cross-section in fig. 2b, namely from the accumulation of nappe units in the southwest, with the Hrušica nappe as the highest member, and in the northeast as the separating thrust imbricated structure as established e.g. from a borehole at Dolenjske Toplice (Premru et al., 1977) where Jurassic beds are thrust over the Cretaceous. We could hypothetically consider a nappe structure derived from the de- tachment plane with an assumed combined thrust range (Placer, 1982) as shown in fig. 4b. From cross-section 1-1 in fig. 2 and 3 can further also be hypothesized that the ne- gative anomaly of the Mohorovičić discontinuity at 45 km in fig. 5 (after C a r u 11 i et al., 1990, fig. 3) in the relatively narrow space between the Trieste gulf and Lju- bljana basin could be the consequence of isostatic subsidence of the territory on which the nappe unit were stacked one above the other. The size of the anomaly in the NW-SE direction corresponds to the position and size of the Trnovo nappe. The map that was published by CaruUi et al. was used by us owing to its better resoluti- on with respect to the Structural map of Mohorovičić discontinuity for the territory 234_Ladislav Placer of Yugoslavia (Dragašević et al., 1989). On the contrast, in the root area of the nappe units the isostatic uplift of the soft bed of incompetent Carboniferous-Permian beds below the Mesozoic strata can be observed. The described relationship between the nappe structure and the Mohorovičić discontinuity is illustrated by cross-section in fig. 6 which is identical with cross-section 1-1, except for the fact that in its con- struction the real situation from fig. 1 was taken in account but without the Idrija fa- ult, since only the nappe structure is being considered here. The anomaly southeast of the Trnovo nappe is here somewhat smaller (40 km), but it nevertheless clearly ex- presses the isostatic subsidence of the overthrusted units, and the uplift in the region of the Sava folds. The outcropping of Carboniferous-Permian beds in the Polhov Gradec-Škofja Loka hills and in the area of the Sava folds has consequently a logic explanation. The picture can be supplemented also by the uplift of the Sava folds wi- thin the Sava compressive wedge (Placer, 1998, this journal). From the discussed facts it can be concluded that the Carboniferous-Permian beds of central Slovenia belong in their totality to the External Dinarides. This was belie- ved already by B u s e r (1979). In looking for the right answer about the course of the Southalpine front east of Medvode, we are faced with a dilemma in spite of the solved question upon the attri- bution of the Carboniferous-Permian beds to two structural units. This dilemma can- not be adequately solved on the ground of the presently available data. Several que- stions arise, the first considering the age of overthrusting, and the second one the in- ternal structure of nappe units. The dinaric nappes are connected with the genesis of Eocene flysch beds which would mean that the cycle of this overthrusting terminated most likely at the end of the Eocene times. The southalpine nappes lie on the dinaric nappes, so they could be only younger according to normal logic. In the Sava folds the Mesozoic rocks take part in one or several large overthrust units that were over- thrusted before the deposition of the Trbovlje beds (Placer, 1998, this journal; first the Socka beds, and then the Pseudosocka beds -Jelen et al., 1992) in Middle or Late Oligocene. It would be therefore logical to compare one or several nappe units that comprise the entire Sava folds with the dinaric nappes. However, in the facial sense they are comparable only with rocks of the Slovenian basin and its rim west of Škofja Loka and Kranj. There is further the question of the age of the Julian nappe, as we named the nap- pe of the Julian and the Kamnik-Savinja Alps. This nappe was named by G r a d & Ferjančič (1976) the Jelovica nappe, by M i o č (1981) Julian - Savinja nappe, by Mioč (1983) and Premru (1983b) the Savinja overthrust, by Jurkovšek (1987b) the nappe of the Julian Alps, by B u s e r (1986) the Krn nappe, and by K r y s t y n et al. (1994) in somewhat modified form the Krn, or the Pokljuka nappe. In the present paper we accepted, regardless of the right of the first author, the name proposed by Mioč, and we modified it to the term Julian nappe. It comprises the Juli- an and the Kamnik-Savinja Alps. The age of the Julian nappe could be only indi- rectly ascertained from the relation of the overthrust in the Julian Alps to the Oligo- cene beds of the Ljubljana basin. These beds are exposed across its entire extent, and, according to data of the Basic geologic map, sheets of Celovec (Buser & Cajhen, 1978) and Kranj (Grad & Ferjančič, 1974), below the Quaternary alluvial de- posits the Ljubljana basin is covered almost completely with them. Therefore we co- uld suppose Oligocene beds overlie also the thrust plane of the Julian nappe, if it sinks below the Oligocene beds of the Ljubljana basin. The situation in the Kamnik- Savinja Alps is at the first look different, however, and the interpretation with nap- Contribution to the macrotectonic subdivision 235 Fig. 7. Position of Upper Triassic beds in western part of the Laško syncline 1 North limb; 2 Hinge; 3 South limb Sl. 7. Lega zgornjetriasnih plasti v zahodnem delu Laške sinklinale 1 Severno krilo; 2 Sedlo; 3 Južno krilo pes thrusted on the Oligocene beds in sheet Celovec (Buser & Cajhen, 1978, cross-section C-D) or sheet Ljubljana (Premru, 1983a, cross-section A-B), is not proved. Provable are only small overthrusts of post-Sarmatian, most probably post- Middle Pliocene age that are the result of the compression within the Sava compres- sive wedge and of the shortening of the area. Based on these data we believe that the Kamnik-Savinja and the Julian Alps could have been overthrusted on the pelagic de- posits of the Slovenian basin already before the Middle or Late Oligocene as one, or possibly several nappe units in the Sava folds, and as it is valid also for the central part of the Southern Alps (Doglioni & Bosellini, 1987). Between the end of Eocene and the Middle to Late Oligocene there could be enough time for formation of the Southalpine nappe structure. On the other side dis B u s e r (1980), Premru (1980) and Polinski & Eisbacher (1992) attribute the nappes of Juilian and Kamnik-Savinja Alps to Neogene. The question is not simple. It could be solved only by extensive research. The Oligocene beds at Bohinj, on Velika Planina and Kopišče near Kamniška Bistrica river are of special importance for dating of the Julian nap- pe. It should be noted, however, that separating the genesis of the Julian nappe from the Southalpine front is not logical, and can be only a result of insufficient structural factography on the region of the Julian and the Kamnik-Savinja Alps. It was already stated with respect to the internal structure of the nappe units and overthrusting directions that west of the Ljubljana basin the separation of the Dina- ric and the Southalpine nappe structures can be made on the basis of dinaric (NW- SE) and southalpine (W-E) structural elements. Therefore at the relatively short di- stance east of the Ljubljana basin equal or at least similar situation could be expec- ted. Yet, the structure there is different. Its dissimilarity is associated with the gene- sis of the Sava folds within the Sava compressive wedge (Placer, 1998, this jour- 236 Ladislav Placer nal): the Sava folds were intensely folded with axes in the W-E direction, and in this process the dinaric nappe structures got externally effaced to a large degree. For de- termining the course of the Southalpine front, the internal structure of the Mesozoic beds in the Sava folds should be analyzed. Since up to the present only the wider area of the Laško syncline was mapped anew, the analysis of of dips of the thick bedded Middle Triassic and Main Dolomite as well as the Dachstein Limestone was done only Fig. 8. Course variants of the Southalpine front eastern of the Ljubljana basin 1 Southern Alps; 2 External Dinarides; 3 Tertiary; 4 Ljubljana basin and Ljubljana moor; Ex- planation of other signs in the legend of fig. 1 SI. 8. Različici poteka Južnoalpske meje vzhodno od Ljubljanske kotline 1 Južne Alpe; 2 Zunanji Dinaridi; 3 Terciar; 4 Ljubljanska kotlina in Ljubljansko barje; Razlaga ostalih znakov v legendi na si. 1 in this area. In thick bedded rocks the regional aspects of deformations are preserved relatively independently of the local influences. These rocks occur west of the Kum mountain. In the north limb of the Laško syncline they are found at Reber above Ko- lovrat northwest of Izlake and in the south limb between Kum and Slemšek above Vače. In the southern limb of the syncline the beds dip generally toward west to west- northwest, and in the northern limb towards southwest to south-southwest. It is possi- ble to determine with a simple rotation around the W-E axis that is parallel to the axis of folding that the poles of the beds of one and the other synclinal limbs lie in the sa- me plane (fig. 7), while the constructed direction of the beds in the apex of the syncli- ne is dinaric (NW-SE). Next to the structural aspect also the facial one is important. Contribution to the macrotectonic subdivision_237 The characteristic condensed cross-section of Val Gardena and Bellerophon beds in the highway cut at Višnja Gora (Skaberne, oral communication) was discovered also in the Borovnik sand pit at Kisovec in the Laško syncline. This could suggest the same depositional region. The position of the Upper Triassic beds and the development of Permian beds could serve as an indication of the appurtenance of Mesozoic rocks in the Sava folds, or at least those south of the Trojane anticline, to the External Dinari- des. For confirmation of such conclusion the entire Sava folds must be analyzed. The- refore to this observation no decisive importance could be attributed. By considering the elements of age of the nappe thrusting and the internal structu- re of the nappe units the clear answer about the passage of the course of the Southern Alps east of the Ljubljana basin could not be approached. It was established, howe- ver, that the nappe structure in the Sava folds is of pre-Middle to pre-Late Oligocene age, that the Julian nappe is of the same, or of post-Sarmatian age, and that the Sou- talpine front, along which the rocks of the Slovenian basin was thrusted southwards west of the Ljubljana basin, is a temporal equivalent of the nappe strcuture of the Sava folds; the Oligocene sedimentary beds at Medvode cover the Southalpine front. From the said follow two variants of the passage of the Southalpine front east of the Ljubljana basin. Each of them has its advantages and weaknesses. Both variants are shown in fig. 8. According to the variant 8a passes the border of the Southern Alps along the nor- thern rim of the Carboniferous-Permian core of the Trojane anticline, and according to variant in fig. 8b along the northern rim of the Carboniferous-Permian core of the Litija anticline whereat also the Preveški hrib tectonic klippe (after the Preveški hrib - hill above Polšnik, 873 m) belongs to the Southern Alps. According to the first vari- ant the Upper Triassic, Jurassic and Cretaceous pelagic deposits of the Slovenian ba- sin would belong to the Southern Alps, while the Triassic beds in the basement and in limbs of the Laško syncline would belong to the highest nappe of the dinaric pro- venience. This would be indicated also by the position of beds west of Kum. This va- riant takes into account the strtuctural aspect of the position of beds and similarity in development of condensed Val Gardena and Bellerophon beds at Kisovec and at Višnja Gora, as well as the discordant position of Cretaceous deeper marine beds on Triassic platform carbonate beds which is characteristic of the inner belt of the Ex- ternal Dinarides. It must be borne in mind, however, that the position of beds only in a small part of the Sava folds was analyzed, and that rather a gradual passage from the predominant carbonate facies of Middle to Upper Triassic beds in the south to clastic and pelagic development in the north, and not a radical tectonic discontinuity is indicated by the development of the Mesozoic beds in this area, if the Southalpine front would pass along the northern rim of the Trojane anticline. Therefore we took at the present state of understanding for the working hypothesis the variant 8b which is consistent with K o s s m a t's (1913) and W i n k 1 e r's (1923) understanding of connection of the considered thrust plane between the western and the eastern borders of the Ljubljana basin, but from different theoretic starting points. Dilemmas connected with this question are more complex. They concern the for- mational and structural problems (geometric and kinematic), paleomagnetism, pa- linspastics, paleogeography and global tectonics. Thereof the need for complex ap- proach to solving these problems in Slovenia is probably the most urgent, and should be directly relied with the universal processing for the mapping of the geologic map 1:50,000. The vagueness is associated not only with the passage of the Southalpine front east of the Ljubljana basin but also with the question of its global meaning. 238_Ladislav Placer Owing to insufficient state of investigation at present we cannot decide whether it continues to the Mid-Transdanubian zone, or does it bend towards southeast. On the ground of prevailing global views on the genesis of the Pannonian subsidence (e.g. C s o n t o s et al., 1992; Horváth & Tari, 1998) in the present treatise the first vari- ant, although it is only hypothetical, was used. We took orientation after the Mesozo- ic ophiolitic melange of Kalnik and Medvednica that cannot be directly relied to the deeper marine rocks of the Sava and Krško hills and Gorjanci mountain, but we beli- eve they belong in the broader sense to Internal Dinarides. Here we should call attention to the opinion of P r e m r u (1980), D o g 1 i o n i & S i o r p a e s (1990) and Polinski & Eisbacher (1992) on the genesis of decli- nation between the Southern Alps and External Dinarides, and hence follows that in the Southern Alps relics of the dinaric oriented structural elements could be expec- ted. Also therefore the choice of the 8b variant is at present more suitable. Mentioned should be further the hypothesis by S 1 e j k o et al. (1986) and C a r u 11 i et al. (1990) on the stili active character of the Southalpine front west of the Idrija fault. The concept is associated wtih the hereditary effects, and is an indi- cation of the complexity of dating the disjunctive structures in areas in which several tectonic phases occurred. Discussion Geotectonic subdivision of the territory of present Slovenia is based upon two me- gadisjunctive features, the Periadriatic lineament and the Southalpine front as well as on the internally heterogeneous and not very clearly delimited Pannonian sub- sidence. Therefore it is simpler to talk of the Pannonian basin, although unfortuna- telly in the term not only the geometry of the Pannonian subsidence is not reflected, but also of the bordering territories with elements of the hereditary deformations that are not genetically connected with the subsidence. The aim of the present treatise is not detaiuled genetic subdivision, but moreover a general formal tectonic subdivision of the Slovenian area and determination of the most important tectonic units of regional importance, based upone global principles and on nappe structure resulting from detachment tectonic geometry. 1. The Eastern Alps comprise region of the metamorphic rocks and regions of the Mesozoic carbonate rocks (Drava range and other regions). Drava (Drau) range rea- ches Slovenian territory as North Karavanke and their eastern relics at Mislinja and Zreče. 2. The Dinarides are delimited from the Eastern Alps by the Periadriatic linea- ment. They are commonly subdivided into the Southern Alps and the External and Internal Dinarides. 2a. The Southern Alps lie between the Periadriatic lineament and the Southalpine front. Their important structural unit is the Periadriatic tectonic zone (Jelen et al., 1997; Placer, 1998, this journal) between the Periadriatic lineament and the Sava fault. In the present paper the question of the nappe structure of the Southern Alps is not dealt with in any detail, but several general aspects are discussed that should be the object of attention in the future. In spite of the shift along the Sava fault, let it be 25, 40 or 65 to 70 km (P 1 a c e r, 1996b), the Juhan and the Kamnik-Savinja Alps sho- uld be considered as a single tectonic object in which the rocks of the Slovenian basin occupy the central position. They occur, according to K r y s t y n et al. (1994), in the Contribution to the macrotectonic subdivision_239 Tolmin nappe that lies belovv^ the Julian nappe. With respect to the extension of the latter it can be stated that it is overthrusted in the south on the rocks of the Sloveni- an basin (Tolmin area, Baška grapa, Selce valley, Županje Njive near Kamnik, Črna valley near Kamnik), vv^hile in the north, on sheet Ravne, it overlies the rocks of Lo- v^^er to Middle Triassic age, possibly also Upper Triassic (Mioč, 1983; Mioč & Žnidarčič, 1983). This leads to the idea that the rocks of the northern rim of the Julian nappe form the basement, and in places also the lateral equivalent of the de- posits of the Slovenian basin, and that they belong most probably to the Tolmin nap- pe as well as the rocks of the Slovenian basin. Owing to the hypothetic character of this concept we write the „Tolmin nappe" of such extent in quotation marks. On she- et Ravne lies the Lower Triassic beds of the „Tolmin nappe" with tectonic contact on Carboniferous elastics that represent the soft bed of the Southern Alps. This unit comprises next to the Paleozoic beds on the sheets Celovec and Beljak with Pontebba also the Lower and Middle Triassic beds. The thrust plane itself towards the „Tolmin nappe", however, is most probably hidden within the same formation. The rocks that could be attributed to the Paleozoic basement of the „Tolmin nappe" occur also south of the Sava fault above Kranjska gora and Rateče (Jurkovšek, 1987a). Above them are the Lower and Middle Triassic beds of the „Tolmin nappe" that exend ac- cording to the geologic map of the Structural model of Italy (Bigi et al., 1990) in a narrow belt along the southern side of the Fella (Bela) fault far westward. In the Structural model the boundary of these beds with the Upper Triassic beds is normal. We suppose, however, that here similar situation occurs as on the sheet Beljak with Pontebba (Jurkovšek, 1987a, cross-sectioin A-B), and therefore we assume also here the existence of the „Tolmin nappe", whereas the Paleozoic beds are exposed only in the area of Kranjska gora and Rateče. To the „Tolmin nappe" belong also the Mesozoic rocks of the Sava folds that were reduced by the decision about the course of the Southalpine front along the northern rim of the Litija anticline to a single nap- pe unit. This solution must be considered hypothetic, however The Paleozoic soft bed rocks of the Southern Karavanke and the Triassic Kara- wanke belt rocks of the „Tolmin nappe" betwen Sava fault and Periadriatic linea- ment did B u s e r (1980), Mioč (1983) and Jurkovšek (1987a) attribute to the South Karavanke unit that ought to comprise also the Lower and Middle Triassic beds. Owing to the importance of the Paleozoic basement we propose for it the term Javornik unit after Javorniški Rovt above Jesenice. With regard to the exposed starting points occur in the Southern Alps the Javornik and the Košuta units, and the „Tolmin" and the Julian nappe. The Košuta unit is a tectonic lens of Mesozoic rocks between the Periadriatic lineament and several faults within the Periadriatic tectonic zone (B r e n č i č et al., 1995) that played during the development of the latter various dynamic parts. The Javornik unit is the soft bed of the Southern Alps. The „Tolmin nappe" and the Julian nappe are nappe units over- thrusted generally from the north southwards on the External Dinarides. Boskovec, Paški Kozjak, Konjiška gora, Boč and Ravna gora are structurally part of the Julian Alps, and owing to their rock composition we tentatively attribute them to the „Tol- min nappe". According to rocks the Košuta unit in the Karavanke mountains could be a part od the Julian nappe that was intensely tectonically reworked within the Pe- riadriatic zone. However, this was not taken into account in the dismembering sche- me owing to our general starting points. The Julian and the „Tolmin" nappes are in the direction W-E dish-like deformed which might be connected with the regional compression. The border between the Ja- 240_Ladislav Placer vornik unit and the „Tolmin nappe" could be identical with the plane of the Southal- pine front. The Southalpine overthrust border is at the same time the southern border of the „Tolmin nappe". 2b. The External Dinarides are declined with regard to the Southern Alps for 30 to 45° and underthrusted below them. They consist of three belts: a - the external para- autochthonous belt with preserved Tertiary sedimentary rocks in cores of synform structures (the Kras imbricate structure, the Komen thrust sheet), b - the central al- lochthonous part in which the Tertiary sedimentary beds are only exceptionally pre- served (Snežnik, Hrušica, Trnovo nappes and the not yet subdivided thrust structure northeast of the Hrušica nappe), and c - of the internal allochthonous belt represen- ting the transition region between the External and the Internal Dinarides, or the so called slope zone (Pleničar & Premru, 1975) that by some authors is consi- dered as the Internal Dinarides. Is characterized by the migration of pelagial through the Upper Triassic, Jurassic and Cretaceous. A special position in the External Dina- rides is occupied by the Trnovo nappe which is only the extreme southeast visible part of a larger nappe that is underthrusted below the Southern Alps. Exceptional are its position and structure, since at its northwestern rim the degradation of the Di- naric carbonate platform was started in the Upper Cretaceous already. Since the de- gradation appeared in the Trnovo nappe first, we believe this observation to be one of the more important data for the study of palinspastics of the Dinarides. In fig. 1 are drawn next to the Trnovo nappe also the thrust borders of the Hrušica nappe, Snežnik and Komen thrust sheets and the Kras imbricated structure, as the Ćićarija imbricated structure was more adequately named by us (P 1 a c e r, 1981). The latter occupies the part of thrust front for the External Dinarides. The boundaries of the overthrust units of the northeastern part of the External Dinarides are not drawn since their courses have not been analytically studied yet. The Carboniferous-Permian beds in the Sava folds are a part of the External Di- narides. 2c. The transition region between the External and the Internal Dinarides. On the territory of Slovenia, in the megatectonic sense the Internal Dinarides are absent. There remains only the transition region between the External and the Internal Di- narides where the Jurassic and Cretaceous pelagial sediments were deposited discor- dantly on Triassic and older rocks of the External Dinarides, or where the Upper Tri- assic shelf gradually passes into the pelagial (Ogorelec & Dozet, 1997) where- fore some authors consider this transitional region as Internal Dinarides. In the regi- on of the Sava folds the transition region between the External and the Internal Di- narides is underthrusted below similar rocks of the Slovenian basin or of the Sou- thern Alps. The question on the appurtenance of the basement of deep sea deposits of Medvednica and Kalnik remains open. It most probably belongs to a distinct structu- ral unit within the Mid-Hungarian tectonic zone, and therefore it was not tectoni- cally considered here. Similar difficulties are connected also with the southern slope of Ivančica, if the hypothetic Southalpine front in this area is correctly placed. 3. The Adriatic or Apulian foreland is an autochthone of the dinaric thrust and nappe structure. It is underthrusted together with the External Dinarides below the Southern Alps. 4. The Pannonian basin is a heterogenous tectonic unit. Its basement consists of the eastern, or better the east-northeastern extensions of the eastern alpine and dina- ric geotectonic units that occur subsided under the Tertiary sedimentary beds of Paratethys. After Haas et al. (1995) these units form extensive central alpine terra- Contribution to the macrotectonic subdivision_241 nes that consist prevailingly of continental crust: the Easternalpine of metamorphic rocks, Transdanubian of rocks of the Drava range or the Northern Karawanke moun- tains, Mid-Transdanubian of rocks of Southern Alps, and the Tisza ferrane consisting of the rocks with European faunistic elements. It follows from the interpretation of the Transdanubian and Mid-Transdanubian terranes that the boundary between them is formed by the Balaton lineament which is a continuation of the Periadriatic lineament east of the Labot (Lavanttal) fault. In the territory of Slovenia the Balaton lineament is marked as the Ljutomer fault. The boundary between the Transdanubi- an and the Eastern Alpine ferrane is represented by the Raba fault (Haas et al., 1995; Horváth & Tari, 1998) that should have been also the source structure of the North Karavanke overthrust. On the map in fig. 1 the Raba fault is not drawn be- cause of the uncertainty of its course in the considered teritory on the Basic geologic map (sheets Goričko and Leibnitz, Maribor, Čakovec and Rogatec). The structure of the Periadriatic tectonic zone is reflected in distinct development of the Tertiary beds north and south of this zone as well as within it (J e 1 e n et al., 1992, 1997). This diversity is an expression of its tectogenesis that was studied in de- tail by F o d o r et al. (1998). Conclusions The proposed scheme of macrotectonic dismembering has the character of a wor- king hypothesis, and is presented as basis for discussion of tectonic structure of Slo- venia. With it we tried to submit those elements of global and the overthrust tecto- nics of the territory at the crossing of three megastructures that shed light on the pro- posed scheme. The most important of them are as follows: 1. Paleozoic beds occur in structurally the most uplifted parts for which we sup- plied kinematic and dynamic explanation: a - in the isostatically strongly uplifted ro- ot of the Trnovo nappe, b - in the intensely compressed and extruded Periadriatic tectonic zone, and c - in the isostatically uplifted Sava folds that were, the same as the Periadriatic tectonic zone, in the framework of the Sava compressive wedge uplifted above the neighboring structures. 2. The characteristic structure of the External Dinarides and extension of the Tr- novo nappe are confirmed by the negative anomaly of the Mohorovičić discontinuity at the mark of 45 km. 3. The importance of the Southalpine front becomes integrally evident only when being considered in the broader circumadriatic region. Lying at the contact between the Southern Alps and the External Dinarides this front can be traced according to the position of the Trnovo nappe and the peculiar double overthrust structure of Ble- goš. 4. Difficulties in determining the course of the Southalpine front east of the Lju- bljana basin are connected with deformations within the Sava compressive wedge and with structurally insufficient geologic coverage on the scale of 1:100,000. The questions that remained open are important for the palinspastic reconstructi- on of genesis of the Dinarides and the Pannonian basin. Such is for example 1. the question of the course of the Southalpine front east of the Ljubljana basin. It is not unimportant for the palinspastics of this region whether its course is bent at the nor- thern rim of the Litija anticline towards east-northeast, or towards southeast. De- pending upon this is, however, the final selection between the variants 8a or 8b (fig. 242_Ladislav Placer 8), or some other 2. The question of the course of this border is important also for un- derstanding of the role of Pseudozilja beds in the area of Blegoš in the Poljane-Vrhni- ka ranges and in the northern flank of the Laško syncline in the Sava folds, which is one of the enigmas of the border territory between the Southern Alps and the Exter- nal Dinarides. Finally remains the comparison between several interpretations of the structure of Slovenian territory as they were made on the basis of mapping for the Basic geologic map. Here especially Mioč's idea on the Sava nappe and the structure of the transiti- on teritory between the Eastern and the Southern Alps are meant as well as Premru's interpretation of central Slovenia, although this was already the object of discussion (Placer, 1998, this journal). Since the subdivision scheme presented in this paper has the working character no detailed analysis of differences shall be given. We shall limit ourselves to starting points of individual hypotheses only that are essentially different, as are different also the interpretations. Mioč introduced in his works two novelties, the Sava nappe (Mioč, 1976, 1981) and the idea of a unique overthrust structure of the Southern and Northern Karavanke (Mioč, 1986, 1997). We already said of the Sava nappe that it should include the Paleozoic and Mesozoic beds of the Sava folds and of the Škofja Loka-Polhov Gradec and Žiri regions. It should have been thrusted southwards on the carbonate shelf of the External Dinarides. We also wrote that the Carboniferous-Permian beds of the Škofja Loka-Polhov Gradec region that overlie the Mesozoic beds of Inner and Lower Carniola, or of the so called carbo- nate shelf, and the same beds that underlie the mentioned Mesozoic beds, cannot be considered equal. Owing to these facts well founded by observations the idea on the Sava nappe has been entirely rejected by us. The concept that the North Karavanke overthrust could be connected with the overthrust of the Paleozoic beds in the Sou- thern Karavanke, the so called Southkaravanke overthrust, moved from south north- wards on the Košuta unit, is based on the idea byFrisch(1978) who believed that after the collision of the Adriatic plate with the Eastern Alps the first was overthru- sted on the second. This idea was resumed also by the authors of the geologic structu- re of Austria (Oberhauser, 1980). It would be possible to discuss this subject ar- gumentatively when investigations in the North Karavanke region and the Periadria- tic tectonic zone will be acomplished. The obtained results are alreadly partly pu- blished by P 1 a c e r (1996a), by J e 1 e n et al. (1997) and by F o d o r et al. (1998). Premru (1974, 1975, 1980, 1983a, 1983b) treated in his works, and especially in the treatise on the structure of central Slovenia (1980), the most delicate part of the territory east and west of the Ljubljana basin, as it is considered also in the present paper His kinematic starting point for the structure of the Sava folds is entirely dif- ferent from ours, and it has been critically discussed in the treatise on the Sava folds (Placer, 1998, this journal). Therefore its analysis will not be repeated here. The major shortcoming of Premru's concept is the negation of hard facts of the structural elements in their essential parts, to which attention was drawn already by K u š č e r (1975). Therefore his overthrust interpretation must be rejected. It should be stressed, however, that Premru was the first to study in detail on the basis of the data of the Basic geologic map of Yugoslavia the contact between the Southern Alps and the Ex- ternal Dinarides in the region of central Slovenia, that he in this region as the first applied the structuro-facial analysis, and that he as the first draw attention to the importance of transform faults in interpreting the genesis of paleosedimentation re- gions in the Dinarides, and their place in the present structure. The transform faults were not considered in the present paper, although they are, also in the light of our Contribution to the macrotectonic subdivision_243 studies, an essential element for understanding the structure of the Alpine, Dinaric and Pannonian regions. Prispevek k makrotektonski rajonizaciji mejnega ozemlja med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi Uvod Formalno geotektonsko rajonizacijo ozemlja na stiku Vzhodnih Alp in Dinaridov na Vzhodne Alpe, Južne Alpe, Zunanje in Notranje Dinaride, Jadransko ali Apulijsko predgorje ter Panonski bazen (sl. 1) so postopoma izoblikovale generacije geologov vse od znamenite Kossmatove (1913) razprave o nagubanem zaledju Jadranske- ga morja. Meja med Vzhodnimi in Južnimi Alpami ni sporna, ker poteka po Periadri- atskem lineamentu in Ljutomerskem prelomu, ki verjetno predstavlja podaljšek Ba- latonskega lineamenta. Oba termina označujeta isto disjunktivno enoto razmejeno z Labotskim prelomom. Tudi Panonska udorina ne predstavlja nerešljivega problema, čeprav ne moremo jasno določiti njenih meja. Iz zadrege si pomagamo z razprostra- njenostjo njenih terciarnih sedimentov, zato govorimo o Panonskem bazenu. Resne težave nastopijo pravzaprav šele pri razmejitvi Južnih Alp od Zunanjih in Notranjih Dinaridov, ter pri ločevanju slednjih dveh enot. Predlog tektonske rajonizacije na sl. 1 je narejen na podlagi podatkov Osnovne geološke karte Jugoslavije 1:100.000, Buserjeve Geološke karte Slovenije 1:250.000 v tisku. Geološke karte Slovenije 1:500.000 (Buser & Draksler, 1993) in rezultatov novejših raziskav, kot je ra- zvidno iz vsebine. Metodologija predlagane tektonske rajonizacije temelji na krovni zgradbi Južnih Alp in Zunanjih Dinaridov, na tektonskih elementih različnih hierarhičnih stopenj in sedimentoloških kriterijih. Krovna zgradba Južnih Alp in Zunanjih Dinaridov je iz- peljana iz ločilne ploskve (detachment) med kompetentnimi mezozojskimi pretežno karbonatnimi kamninami in nekompetentnimi paleozojskimi klastiti, ki igrajo vlogo mehke posteljice krovnih enot. Ločilna ploskev je bila ugotovljena v Posavskih gubah in v Zgornjesavinjski dolini na območju Podolševe. Tektonski elementi prvega reda so Periadriatski lineament, ki razmejuje Vzhodne Alpe od Dinaridov in preloma, ki omejujeta enoto Tisa vzhodno od Zagreba od Dinaridov. Tektonski element drugega reda je Južnoalpska narivna meja med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi. Ta je nastala znotraj prvotno enotnega sedimentacijskega prostora. Tretjega reda so Savski in Idrijski prelom ter meje obsežnih krovnih enot znotraj Južnih Alp in Zunanjih Di- naridov, medtem ko so prelomi dinarske smeri NW-SE in srednjemadžarske smeri WSW-ENE ter Zunanjedinarska meja med Zunanjimi Dinaridi in Jadranskim ali Apulijskim predgorjem četrtega reda. Meja med Zunanjimi in Notranjimi Dinaridi je sedimentacijska, tako kot meja Panonskega bazena. Meja med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi V tem prispevku bomo razpravljali predvsem o meji med Južnimi Alpami in Zuna- njimi ter Notranjimi Dinaridi. Šele s kartiranjem za Osnovno geološko karto Jugoslavije 1:100.000 se je izobliko- 244_Ladislav Placer vaio enotno mnenje, da spada Blegoš kot del Poljansko-Vrhniških nizov k Zunanjim Dinaridom (Grad & Ferjančič, 1974, 1976; Premru, 1980). To je bilo doka- zano tudi s kinematsko analizo geneze blegoške strukture (Placer & Čar, 1997), iz katere je razvidno, da so Blegoš izoblikovali najprej dinarsko usmerjeni narivi od NE proti SW, nato pa obsežno narivanje Južnih Alp od severa proti jugu. Na območju Blegoša je potemtakem mogoče povsem nedvoumno določiti strukturno mejo med Zunanjimi Dinaridi in Južnimi Alpami, ki je narivna ploskev in poleg Periadriatske- ga lineamenta najpomembnejša dislokacija obravnavanega prostora. Njen potek za- hodno od Blegoša je sorazmerno jasen, saj se na severni strani nahajajo globljemor- ske kamnine Slovenskega bazena, na južni strani pa karbonatne kamnine Trnovskega pokrova. Litološka raznolikost obeh enot je na območju Blegoša in proti zahodu ja- sno vidna do Tolmina, zahodno od tod pa je mejo mogoče slediti po strukturnih krite- rijih, čeprav se tu stikajo podobne kamnine obeh imenovanih enot. To mejo je defini- ral že K o s s m a t (1913) kot linijo Kobariški Stol - Cerkno, natančneje pa B u s e r (1986, 1987) na listu Tolmin in Videm. Poseben pomen pri dokazovanju krovnega značaja te meje imata Ponikvanska in Seniška tektonska krpa pri Tolminu. Nadaljnji potek obravnavane narivne ploskve proti zahodu je povzet po S 1 e j k u et al. (1986), ki jo vlečejo do recentnega tektonskega jarka po dolini Tilmenta med Guminom in Mužacem ter naprej proti jugozahodu. Za opisano mejo predlagajo termin „Southal- pine front", ki ga prevajamo kot Južnoalpska meja, oziroma meja Južnih Alp ali Južnoalpska narivna meja. C a r u 11 i et al. (1990) pa so predlagali termin „Periadri- atic overthrust" oziroma Periadriatski nariv. V tem prispevku smo uporabili starejšo varianto, ker je bolj določna. Proti vzhodu je Južnoalpsko mejo mogoče slediti do Kranja in nato ostro proti ju- go-jugozahodu, vzhodno od Škofje Loke pa ponovno proti vzhodu do Medvod ob za- hodnem robu Ljubljanske kotline, nakar se pričenjajo težave, ki zahtevajo obširnejšo razlago. Da bi vprašanje pravilno razumeli, si najprej oglejmo Trnovski pokrov, ki je del Zunanjih Dinaridov in njegov odnos do Južnih Alp in Posavskih gub. Le-te se po novi definiciji (Placer, 1998, ta revija) razprostirajo le vzhodno od Ljubljanske ko- tline, zahodno od tod pa v strukturnem smislu ne obstojajo. Trnovski pokrov obsega Trnovski gozd z Banjšicami, Idrijsko-Žirovsko ozemlje in Škofjeloško-Polhograjsko ozemlje. Narinjen je od NE proti SW na Hrušiški pokrov, nanj pa so od severa proti jugu narinjene Južne Alpe ob pravkar omenjeni Južnoalpski meji. Iz notranje zgrad- be Trnovskega pokrova sledi (Mlakar, 1969; Placer, 1973, 1981), da tvori njegova narivna ploskev poševni rez tako, da so najmlajše kamnine v smeri narivanja razvite v čelu pokrova nad Vipavsko dolino, kjer nastopajo kredne in paleocenske plasti, naj- starejši karbonskopermski klastiti pa v korenu pokrova na Škofjeloško-Polhograj- skem ozemlju. Tukaj so le-ti narinjeni na triasne kamnine Poljansko-Vrhniških nizov, ki so v širšem smislu del mezozojskih kamnin južne Slovenije, v ožjem pa del Hrušiškega pokrova. Nasprotno pa ležijo karbonskopermske kamnine Litijske anti- klinale južno in vzhodno od Ljubljanske kotline dosledno pod mezozojskimi kamni- nami južne Slovenije in ni nobenega posrednega ali neposrednega dokaza, da bi bilo kako drugače. Anomalijo je opazil že Kossmat (1913) in jo rešil tako, da je nariv Škofjeloško-Polhograjskega ozemlja, ki ga pa ni vzporejal z narivom Trnovskega gozda, omejil na območje Poljansko-Vrhniških nizov. Ljubljanskega barja in Golovca južno od Ljubljane. Enako sta za njim povzela W i n k 1 e r (1923) in Rakovec (1956). Novo rešitev je posredoval Mioč (1976, 1981) z idejo o Savskem pokrovu, ki naj bi zajemal Idrijsko-Žirovsko in Škofjeloško-Polhograjsko ozemlje ter karbonsko- permske in mezozojske plasti Posavskih gub in bil porinjen proti jugu na mezozojske Contribution to the macrotectonic subdivision_245 plasti južne Slovenije. Da so karbonskopermske plasti Litijske antiklinale narinjene proti jugu sta menila tudi Premru (1980, 1983a, 1983b) in M 1 a k a r (1987) ter av- torji Strukturnega modela Italije (Bigi et al., 1990). Nasprotno pa je B u s e r (1978, 1979) tako kot Kossmat, Winkler in Rakovee menil, da ležijo karbonskopermske pla- sti Litijske antiklinale pod mezozojskimi skladi južne Slovenije. S pilotskimi razi- skavami smo prišli do enakega sklepa kot Buser. Iz lege karbonskopermskih skladov zahodno in vzhodno od Ljubljanske kotline to- rej sledi, da ležijo te plasti v osrednji Sloveniji v dveh različnih tektonskih enotah. Tiste na zahodu pripadajo Trnovskemu pokrovu, tiste na vzhodu pa ležijo pod mezo- zojskimi skladi južne Slovenije oziroma pod Hrušiškim pokrovom in narivnimi eno- tami vzhodno od le-tega. Da bi v smislu te ugotovitve razumeli problem zgradbe osrednje Slovenije, si moramo pobliže ogledati krovno zgradbo jugozahodne Sloveni- je (P 1 a c e r 1981, sl. 7a), ki jo poenostavljeno podajamo v dveh profilih na sl. 2 in na sl. 3. Iz odnosa med Trnovskim in Hrušiškim pokrovom na sl. 2a je razvidno, da karbon- skopermske plasti Trnovskega pokrova v severovzhodnem delu profila prekrivajo enake plasti Hrušiškega pokrova. Ker je profil narejen po faktografskih podatkih o legi, notranji zgradbi, debelini in dolžini krovnih enot ter dolžini narivanja, za- ključujemo tako kot v prejšnjem odstavku, da ležijo karbonskopermske plasti Škof je- loško-Polhograjskega ozemlja hkrati na mezozojskih kamninah južne Slovenije in na karbonskopermskih plasteh Litijske antiklinale vzhodno od Ljubljanske kotline. Te pa ležijo dosledno pod karbonatnim sedimentnim pokrovom južne Slovenije. Glede na to, da izvajamo krovno zgradbo Zunanjih Dinaridov iz enotne ločilne ploskve (dé- collement, detachment), je mogoče skleniti, da predstavlja meja med karbonskoper- mskimi skladi Litijske antiklinale, ki ponekod vključujejo tudi grödenske plasti, vzhodno od Kuma pa tudi werfenske in srednjetriasne plasti, nasproti mezozojskim plastem komplicirano zgrajeno ločilno ploskev. Zaradi tega je povsem razumljivo, da imamo v Posavskih gubah mlajše plasti narinjene na starejše, saj je za ločilno ploskev značilen vzporedni ne pa poševni rez. Ta posebnost pogosto predstavlja osnovo za ugovor proti ideji o krovni ali narivni zgradbi tega dela Slovenije. Ločilna ploskev poteka tudi znotraj karbonskopermskih plasti, zato je njena lega na meji med paleol- zojskimi in mezozojskimi plastmi v Posavskih gubah na sl. 1 v pretežni meri formal- na. Jugovzhodna meja Trnovskega pokrova ima prečnodinarsko smer SW-NE. V raz- pravi o zgradbi jugozahodne Slovenije (Placer, 1981) smo to utemeljevali z vpadom osi velikih narivnih gub v čelu pokrova proti severozahodu. Vendar to dejstvo ni za- dosten razlog za anomalno smer obravnavane meje, saj na območju Poljansko-Vr- hniških nizov Trnovski pokrov ne visi več proti severozahodu, smer te meje pa se za- radi tega ne spremeni. Bolj verjetno je, da predstavlja jugovzhodna meja Trnovskega pokrova bočno mejo te obsežne krovne enote, katere pretežni del je prekrit z Južnimi Alpami. Stanje je shematsko prikazano na sl. 3, na kateri so zaradi lažje orientacije narisani tudi Poljansko-Vrhniški nizi in Blegoš. Obseg Trnovskega pokrova in izje- mna struktura Blegoša kažeta na velik pomen Južnoalpske meje. Ob njej domnevamo velik premik, ki bi ga lahko razložili z obsežno rotacijo Zunanjih Dinaridov nasproti Južnim Alpam ali pa s prekrilnim narivanjem brez rotacije kot menijo npr. Premru (1980), Doglioni & Siorpaes (1990) ter Polinski & Eisbacher (1992). Ker ima Trnovski pokrov omejen obseg, velja model na sl. 2a in njegova kinemat- sko-dinamska izpeljava z eksponencialnim narivnim nizom (sl. 4a) le za profil, ki po- teka preko Trnovskega pokrova (profil 1-1 na sl. 3), medtem ko so razmere v profilu 246_Ladislav Placer 2-2 (si. 3) izven Trnovskega pokrova na slikah 2b in 3 nekoliko drugačne. Čeprav je Trnovski pokrov prvotno segal verjetno nekoliko dlje proti jugovzhodu in bil pozneje erodiran, menimo, da njegov obseg v tej smeri ni mogel biti bistveno večji od da- našnjega, saj nikjer v južni Sloveniji ne najdemo tektonskih krp, ki bi dokazovale nasprotno. Zato je treba zgradbo Zunanjih Dinaridov jugovzhodno od Trnovskega pokrova izvajati iz profila na si. 2b, in sicer kot kopičenje krovnih enot na jugozaho- du katerih najvišji člen je Hrušiški pokrov, na severovzhodu pa kot ločilno narivno luskasto strukturo, ki je bila ugotovljena npr z vrtino v Dolenjskih Toplicah (Premru et al., 1977), kjer so jurske plasti narinjene na kredne. Lahko bi torej hi- potetično govorili o krovni zgradbi izhajajoči iz ločilne ploskve z domnevnim kombi- niranim narivnim nizom (Placer, 1982), kot je prikazan na si. 4b. Iz profila 1-1 na si. 2 in 3 je mogoče tudi sklepati, da je negativna anomalija Moho- rovičičeve diskontinuitete 45 km na si. 5 (povzeto poCarulliju et al., 1990, si. 3) na razmeroma ozkem prostoru med Tržaškim zalivom in Ljubljansko kotlino, nastala zaradi izostatičnega ugrezanja območja, kjer so krovne enote nakopičene ena vrh druge. Obseg anomalije v smeri NW-SE pa ustreza legi in razprostranjenosti Trnov- skega pokrova. Karto, ki jo podajajo Carulli et al. smo uporabili zato, ker je bolj gra- duirana od Strukturne karte Mohorovičičeve diskontinuitete (D r a g a š e v i č et al., 1989) za območje Jugoslavije. V korenu krovnih enot pa nasprotno opažamo izosta- tični dvig mehke posteljice iz nekompetentnih karbonskopermskih plasti pod mezo- zojskimi skladi. Opisani odnos med krovno zgradbo in Mohorovičičevo diskontinui- teto je ponazorjen na profilu na si. 6, ki je istoveten s profilom 1-1, le da smo pri nje- govi konstrukciji uporabili realno stanje s si. 1, vendar brez Idrijskega preloma, saj obravnavamo le krovno zgradbo. Anomalija jugovzhodno od Trnovskega pokrova je sicer nekoliko blažja (40 km), vendar še vedno poudarjeno izraža izostatični ugrezek narinjenih enot in dvig na območju Posavskih gub. Izdanjanje karbonskopermskih plasti v Polhograjsko-Škofjeloškem hribovju in na območju Posavskih gub ima torej logično razlago. Dopolnimo jo lahko tudi z dvigom Posavskih gub znotraj Savskega kompresij skega klina (Placer, 1998, ta revija). Iz navedenega moremo sklepati, da pripadajo karbonskopermske plasti osrednje Slovenije v celoti Zunanjim Dinaridom. Tako je menil že B u s e r (1979). Pri iskanju pravega odgovora na vprašanje o poteku Južnoalpske meje vzhodno od Medvod, stojimo kljub razrešitvi vprašanja o pripadnosti karbonskopermskih plasti dvema strukturnima enotama pred dilemo, ki je na podlagi danes znanih podatkov še ne moremo zadovoljivo rešiti. Pojavlja se več vprašanj, prvo se dotika starosti krov- nega narivanja, drugo pa notranje zgradbe krovnih enot. Dinarski pokrovi so poveza- ni z genezo eocenskih flišnih plasti, torej se je ciklus tega narivanja verjetno zaključil konec eocenske dobe. Južnoalpski pokrovi prekrivajo dinarske in so po normalni lo- giki lahko le mlajši. V Posavskih gubah tvorijo mezozojske kamnine eno ali več ob- sežnih krovnih enot, ki so bile narinjene pred odložitvijo trboveljskih plasti (P 1 a c - e r, 1998, ta revija; prvotno soteske plasti, nato psevdosoteške plasti -Jelen et al., 1992) v srednjem ali zgornjem oligocenu. Logično bi torej bilo, da bi eno ali več krov- nih enot, ki obsegajo celotne Posavske gube vzporejali z dinarskimi pokrovi, vendar jih v facialnem smislu lahko primerjamo le s kamninami Slovenskega bazena in nje- govega obrobja zahodno od Škofje Loke in Kranja. Nadalje obstaja vprašanje starosti Julijskega pokrova kot smo poimenovali pokrov Julijskih in Kamniško-Savinjskih Alp. Le-tega sta Grad & Ferjančič(1976) imenovala Jelovški pokrov, Mioč (1981) Julijsko-Savinjski pokrov, Mioč (1983) in Premru (1983b) Savinjski nariv, Jurkovšek (1987b) pokrov Julijskih Alp, Contribution to the macrotectonic subdivision_247 B u s e r (1986) Krnski pokrov, K r y s t y n et al. (1994) v nekoliko modificirani obli- ki pa Krnski oziroma Pokljuški pokrov. V tem prispevku smo kljub pravici prvega prevzeli Miočev predlog in ga modificirali v Julijski pokrov, ki obsega Julijske in Ka- mniško-Savinjske Alpe. Na starost Julijskega pokrova lahko le posredno sklepamo po odnosu krovnega nariva v Julijskih Alpah do oligocenskih plasti Ljubljanske ko- tline, ki izdanjajo na njenem celotnem območju in jo po podatkih Osnovne geološke karte, Hstov Celovec (Buser & Cajhen, 1978) in Kranj (Grad & F e r j a n č i č , 1974) pod kvartarnimi naplavinami prekrivajo skoraj v celoti. Zato bi lahko sklepali, da je z oligocenskimi plastmi prekrita tudi narivna ploskev Julij- skega pokrova, če se spusti pod oligocenske plasti Ljubljanske kotline. Razmere v Kamniško-Savinjskih Alpah so na prvi pogled drugačne, vendar interpretacija s krovnimi narivi na oligocenske plasti na listu Celovec (Buser & Cajhen, 1978, profil C-D) ali na listu Ljubljana (Premru 1983a, profil A-B) ni dokazana. Doka- zljivi so le manjši narivi postsarmatske, po vsej verjetnosti postsrednjepliocenske sta- rosti, ki so posledica kompresije znotraj Savskega kompresijskega klina in krčenja prostora. Na podlagi teh ugotovitev menimo, da bi se Kamniško-Savinjske in Julijske Alpe lahko narinile na pelagične sedimente Slovenskega bazena že pred srednjim, oziroma zgornjim oligocenom tako kot ena ali več krovnih enot v Posavskih gubah in kot velja tudi za osrednji del Južnih Alp (Doglioni & Bosellini, 1987). Med koncem eocena in srednjim do zgornjim oligocenom bi bilo lahko dovolj časa za for- miranje Južnoalpske krovne zgradbe. Po drugi strani pa B u s e r (1980), Premru (1980) ter Polinski & Eisbacher (1992) uvrščajo pokrove Julijskih in Ka- mniško-Savinjskih Alp v neogen. Vprašanje ni preprosto. Rešiti ga bo mogoče le z ob- sežnimi raziskavami. Vsekakor imajo oligocenske plasti pri Bohinju, na Veliki Plani- ni in na Kopišču ob Kamniški Bistrici za ugotavljanje starosti Julijskega pokrova ve- lik pomen. Pripomniti pa velja, da je ločevanje nastanka Julijskega pokrova od Južnoalpske meje nelogično in izvira iz pomanjkljive strukturne faktografije območja Julijskih in Kamniško-Savinjskih Alp. Glede notranje zgradbe krovnih enot in smeri narivanja smo že dejali, da je zaho- dno od Ljubljanske kotline mogoče na podlagi južnoalpskih (W-E) in dinarskih (NW- SE) elementov strukture ločiti dinarsko od južnoalpske krovne zgradbe. Zato bi pričakovali, da so na sorazmerno kratki razdalji vzhodno od Ljubljanske kotline ra- zmere enake ali vsaj podobne. Vendar je struktura drugačna. Njena drugačnost je po- vezana z genezo Posavskih gub znotraj Savskega kompresijskega klina (Placer, 1998, ta revija), zaradi česar so se le-te močno nagubale v smeri W-E, pri čemer so se dinarske krovne strukture navzven močno zabrisale. Da bi lahko ugotovili potek Južnoalpske meje, bi morali analizirati notranjo strukturo mezozojskih kamnin na območju Posavskih gub. Ker smo na novo skartirali le širše območje Laške sinklinale, smo opravili le analizo vpadov debeloplastnatega srednjetriasnega in glavnega dolo- mita ter dachsteinskega apnenca na tem območju, saj se v debeloplastnatih kamni- nah odražajo regionalni vidiki deformiranja razmeroma neodvisno od krajevnih vpli- vov. Te kamnine nastopajo zahodno od Kuma. V severnem krilu Laške sinklinale jih najdemo na Rebri nad Kolovratom severozahodno od Izlak, v južnem krilu pa med Kumom in Slemškom nad Vačami. V južnem krilu sinklinale vpadajo plasti generalno proti zahodu do zahodu-severozahodu, v severnem krilu pa proti jugozahodu do ju- go-jugozahodu. S preprosto rotacijo okoli osi W-E, ki je vzporedna osi gubanja, je mogoče ugotoviti, da ležijo poli plasti enega in drugega krila sinklinale v isti ravnini (sl. 7), smer plasti v temenu sinklinale, ki je konstruirana pa je dinarska (NW-SE). Poleg strukturnega obstoja tudi facialni vidik. Značilni kondenzirani profil gröden- 248_Ladislav Placer skih in belerofonskih plasti v useku avtoceste pri Višnji Gori (Skaberne, ustna izjava) smo odkrili tudi v Borovniškem peskokopu v Kisovcu v Laški sinklinali, kar bi kaza- lo na isti sedimentad j ski prostor Lega zgornjetriasnih plasti in razvoj permskih pla- sti bi lahko služila za dokaz, da pripadajo mezozojske kamnine v Posavskih gubah, ali vsaj del južno od Trojanske antiklinale. Zunanjim Dinaridom. Za potrditev takega sklepa pa bi morali analizirati celotne Posavske gube. Zato temu podatku ne moremo pripisovati odločilnega pomena. Z upoštevanjem elementov starosti krovnega narivanja in notranje zgradbe krov- nih enot, se še nismo približali jasnemu odgovoru o poteku meje Južnih Alp vzhodno od Ljubljanske kotline. Ugotovili pa smo, da je krovna zgradba v Posavskih gubah predsrednje do predzgornjeoligocenske starosti, da je Julijski pokrov enake ali pa postsarmatijske starosti in da je Južnoalpska narivna meja ob kateri so se kamnine Slovenskega bazena narinile proti jugu zahodno od Ljubljanske kotline časovni ekvi- valent krovne zgradbe Posavskih gub, saj oligocenski sedimenti v okolici Medvod prekrivajo Južnoalpsko mejo. Glede na povedano obstojata o poteku Južnoalpske meje vzhodno od Ljubljanske kotline dve varianti, od katerih ima vsaka nekaj pre- dnosti in nekaj slabosti. Obe sta prikazani na si. 8. Po varianti 8a poteka meja Južnih Alp po severnem robu karbonskopermskega je- dra Trojanske antiklinale, po varianti na si. 8b pa po severnem robu karbonskoper- mskega jedra Litijske antiklinale, pri čemer je v Južne Alpe vključena tudi Preveška tektonska krpa (po Preveškem hribu nad Polšnikom, 873 m). Po prvi varianti bi k Južnim Alpam spadali zgornjetriasni, jurski in kredni pelagični sedimenti Slovenske- ga bazena, medtem ko naj bi triasne kamnine v podlagi in krilih Laške sinklinale pri- padale najvišjemu pokrovu dinarske provenience. Na to bi kazala lega plasti zahodno od Kuma. Ta varianta sicer upošteva strukturni vidik lege plasti in podoben razvoj kondenziranih grödenskih in belerofonskih plasti v Kisovcu in pri Višnji Gori, pa tu- di diskordantno lego krednih globljemorskih plasti na triasnih platformnih karbona- tih, kar je značilno za notranji pas Zunanjih Dinaridov. Vendar ne smemo zanemariti pomanjkljivosti, da smo analizirali lego plasti na majhnem delu Posavskih gub, in da kaže razvoj mezozojskih plasti na tem območju bolj na postopen prehod od pretežno karbonatnega faciesa srednje in zgornjetriasnih plasti na jugu do klastičnega in pela- gičnega razvoja na severu kot pa na obsežno tektonsko prekinitev, če bi Južnoalpska meja potekala po severnem robu Trojanske antiklinale. Zato smo se pri tem stanju raziskanosti odločili za varianto 8b kot delovno hipotezo, ki je sicer skladna s Kossmatovim (1913) inWinklerjevim (1923) razumevanjem povezave obravnavane narivne ploskve med zahodnim in vzhodnim obrobjem Ljubljanske ko- tline, vendar iz različnih teoretskih izhodišč. Dileme v zvezi z obravnavanim vprašanjem so širše. Tičejo se formacijskih in strukturnih vprašanj (geometrijskih in kinematskih), paleomagnetizma, palinspasti- ke, paleogeografije in globalne tektonike. Zato je potreba po kompleksnem pristopu k reševanju te problematike na Slovenskem morda najbolj akutna in bi morala biti neposredno povezana z vsestransko obdelavo v okviru geološke karte 1:50.000. Neja- snost ni povezana samo s potekom Južnoalpske meje vzhodno od Ljubljanske kotline, temveč tudi z vprašanjem njenega globalnega pomena. Danes zaradi nezadostne razi- skanosti ne moremo ugotoviti ali se nadaljuje v Srednjetransdanubijsko cono ali pa zavije proti jugovzhodu. Na podlagi prevladujočih globalnih pogledov na genezo Pa- nonske udorine (npr Csontos et al., 1992; Horváth & Tari, 1998), smo v tej razpravi uporabili prvo varianto, ki pa je zgolj hipotetična. Orientirali smo se po me- zozojskem ofiolitnem melanžu Kalnika in Medvednice, ki ju sicer ne moremo nepo- Contribution to the macrotectonic subdivision_249 sredno povezovati z globljemorskimi kamninami Posavskega in Krškega hribovja ter Gorjancev, menimo pa, da pripadajo v širšem smislu Notranjim Dinaridom. Ob tej priliki bi opozorili na mnenje P r e m r u j a (1980), Doglionija & Siorpaesa (1990) terPolinskega & Eisbacherja (1992) o genezi zami- ka med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi iz česar izhaja, da v Južnih Alpah lah- ko pričakujemo relikte dinarsko usmerjenih elementov strukture. Zaradi tega je izbi- ra variante 8b v tem trenutku primernejša. Omeniti pa velja še domnevo S 1 e j k a et al. (1986) in C a r u 11 i j a et al. (1990), da je Južnoalpska meja zahodno od Idrijskega preloma še aktivna. Misel je povezana z nasledstvenimi učinki in kaže na kompleksnost ugotavljanja starosti disjunktivnih struktur na prostoru, ki je prestal več tektonskih faz. Diskusija Geotektonska rajonizacija slovenskega ozemlja temelji na dveh megadisjunktivnih strukturah, Periadriatskem lineamentu in Južnoalpski meji ter na notranje heteroge- ni in ne povsem jasno zamejeni Panonski udorini. Zaradi tega je enostavneje govoriti o Panonskem bazenu, čeprav se na žalost v njem ne odraža le geometrija Panonske udorine, temveč tudi mejnih ozemelj z elementi nasledstvenih deformacij, ki z udori- no niso genetsko povezane. Cilj pričujoče razprave ni podrobna genetska, temveč generalna formalna tekton- ska rajonizacija Slovenije in določitev najpomembnejših tektonskih enot regionalne- ga pomena, ki temeljijo na globalnih principih in na krovni zgradbi izhajajoči iz geo- metrije ločilne (detachment) tektonike. 1. Vzhodne Alpe obsegajo območje metamorfnih kamnin in območja mezozojskih karbonatnih kamnin (Dravski niz in ostalo). Dravski niz sega na naše ozemlje kot Se- verne Karavanke in njihovi vzhodni relikti pri Mislinji in Zrečah. 2, Dinaridi so od Vzhodnih Alp razmejeni s Periadriatskim lineamentom. Delimo jih na Južne Alpe ter Zunanje in Notranje Dinaride. 2a. Južne Alpe ležijo med Periadriatskim lineamentom in Južnoalpsko mejo. Nji- hova pomembna strukturna enota je Periadriatska tektonska cona (Jelen et al., 1997; P 1 a c e r, 1998, ta revija) med Periadriatskim lineamentom in Savskim prelo- mom. V tem članku se ne ukvarjamo poglobljeno z vprašanjem krovne zgradbe Južnih Alp, podajamo pa nekaj splošnih izhodišč, ki bi jim morali v bodoče posvetiti vso pozornost. Kljub premiku ob Savskem prelomu najsi je 25, 40 ali 65-70 km (Placer, 1996b), moramo Julijske in Kamniško-Savinjske Alpe obravnavati kot enoten tektonski objekt v katerem zavzemajo osrednje mesto kamnine Slovenskega bazena. Te po K r y s t y n u et al. (1994) nastopajo v Tolminskem pokrovu, ki leži pod Julijskim pokrovom. Glede na razprostranjenost slednjega ugotavljamo, da je ta na jugu narinjen na kamnine Slovenskega bazena (Tolminsko, Baška grapa, Selška dolina. Županje Njive pri Kamniku, dolina Črne pri Kamniku), na severu na območju lista Ravne pa leži na kamninah spodnje do srednjetriasne starosti, morda tudi zgor- njetriasne (Mioč, 1983; Mioč & Žnidarčič, 1983). To navaja na misel, da tvo- rijo kamnine s severnega obrobja Julijskega pokrova podlago, ponekod pa tudi bočni ekvivalent sedimentov Slovenskega bazena in pripadajo verjetno Tolminskemu po- krovu tako kot kamnine Slovenskega bazena. Zaradi hipotetičnosti te domneve nava- jamo „Tolminski pokrov" v takem obsegu v narekovajih. Na listu Ravne ležijo na območju Podolševe spodnjetriasne kamnine „Tolminskega pokrova" tektonsko na 250_Ladislav Placer karbonskih klastitih, ki predstavljajo mehko posteljico Južnih Alp. Ta enota poleg paleozojskih zajema na listih Celovec ter Beljak in Ponteba tudi spodnje in srednje- triasne plasti, sama narivna ploskev nasproti „Tolminskemu pokrovu" pa je verjetno skrita znotraj iste formacije. Kamnine, ki bi jih lahko prištevali k paleozojski podlagi „Tolminskega pokrova", se nahajajo tudi južno od Savskega preloma nad Kranjsko goro in Ratečami (Jurkovšek, 1987a) nad njimi pa nastopajo spodnje in srednje- triasne plasti „Tolminskega pokrova", ki se po geološki karti s Strukturnega modela Italije (Bigi et al., 1990) vlečejo v ozkem pasu ob južni strani Belškega preloma da- leč proti zahodu. Na Strukturnem modelu je meja teh plasti nasproti zgornjetriasnim normalna, vendar domnevamo, da obstojajo tu enake razmere kot na listu Beljak in Ponteba (Jurkovšek, 1987a, profil A-B), zato tudi tu predvidevamo obstoj „Tol- minskega pokrova", medtem ko se paleozojske plasti pojavljajo le na območju Kran- jske gore in Rateč. K „Tolminskemu pokrovu" spadajo tudi mezozojske kamnine Po- savskih gub, ki smo jih z določitvijo poteka Južnoalpske meje po severnem robu Li- tijske antiklinale reducirali na eno krovno enoto. Vendar moramo tako rešitev obrav- navati hipotetično. Paleozojske kamnine mehke posteljice južnih Karavank in triasne kamnine kara- vanškega pasu „Tolminskega pokrova" med Savskim prelomom in Periadriatskim li- neamentom so B u s e r (1980), Mioč (1983) in Jurkovšek (1987a) uvrstili v Južnokaravanško enoto, ki naj bi zajemala tudi spodnje in srednjetriasne plasti. Gle- de na pomen paleozojske podlage predlagamo zanjo termin Javorniška enota po Ja- vorniškem Rovtu nad Jesenicami. Glede na predstavljena izhodišča nastopajo v Južnih Alpah Javorniška in Košuti- na enota ter „Tolminski" in Julijski pokrov. Javorniška enota je mehka posteljica Južnih Alp. Košutina enota je tektonska leča iz mezozojskih kamnin med Periadriat- skim lineamentom in več prelomi znotraj Periadriatske tektonske cone (B r e n č i č et al., 1995), ki so imeli tekom razvoja slednje različno dinamsko vlogo. „Tolminski" in Julijski pokrov sta krovni enoti narinjeni generalno od severa proti jugu na Zuna- nje Dinaride. Boskovec, Paški Kozjak, Konjiška gora, Boč in Ravna gora so struktur- no del Južnih Alp, po kamninski sestavi smo jih hipotetično uvrstili v „Tolminski po- krov". Po kamninski sestavi bi bila Košutina enota v Karavankah lahko del Julijske- ga pokrova, ki je znotraj Periadriatske tektonske cone močno tektonsko preoblikova- na. Vendar tega v shemi rajonizacije zaradi hipotetičnosti nismo upoštevali. Julijski in „Tolminski" pokrov sta v smeri W-E skledasto usločena, kar je mogoče povezati z regionalno komprimacijo. Meja med Javorniško enoto in „Tolminskim po- krovom" bi lahko bila istovetna z narivno ploskvijo Južnoalpske meje. Južnoalpska narivna meja je hkrati tudi južna meja „Tolminskega pokrova". 2b. Zunanji Dinaridi so nasproti južnim Alpam zamaknjeni za 30° do 45° in pod slednje podrinjeni. Sestavljeni so iz treh pasov: a - iz zunanjega paravtohtonega z ohranjenimi terciarnimi sedimenti v jedrih sinformnih struktur (Kraški naluskani prag, Komenska narivna gruda), b - iz osrednjega alohtonega dela, kjer so terciarni sedimenti le izjemoma ohranjeni (Snežniški, Hrušiški, Trnovski pokrov ter nerazčle- njena narivna zgradba severovzhodno od Hrušiškega pokrova), in c - iz notranjega alohtonega pasu, ki predstavlja prehodno območje med Zunanjimi in Notranjimi Di- naridi oziroma t.i. pregibno zono (Pleničar & Premru, 1975), ki jo nekateri avtorji uvrščajo v Notranje Dinaride. Zanjo je značilna migracija pelagiala skozi zgornji trias, juro in kredo. Posebno lego v Zunanjih Dinaridih ima Trnovski pokrov, ki je le skrajni jugovzhodni vidni del večjega pokrova, podrinjenega pod Južne Alpe. Izjemna je njegova lega in zgradba, saj se na njegovem severozahodnem robu prične Contribution to the macrotectonic subdivision_251 degradacija dinarske karbonatne platforme že v zgornji kredi. Ker se degradacija po- javlja najprej v Trnovskem pokrovu sodimo, da je ta podatek eden pomembnejših za študij palinspastike Dinaridov. Na sl. 1 so poleg Trnovskega pokrova izrisane tudi narivne meje Hrušiškega pokrova, Snežniške in Komenske narivne grude ter Kraške- ga naluskanega praga, kot smo ustrezneje preimenovali Čičarijsko naluskano zgrad- bo (P 1 a c e r, 1981). Slednja ima vlogo narivnega čela Zunanjih Dinaridov. Meje na- rivnih enot severovzhodnega dela Zunanjih Dinaridov niso izrisane, ker njihov potek še ni analitično proučen. Karbonskopermske plasti v Posavskih gubah so del Zunanjih Dinaridov. 2c. Prehodno območje med Zunanjimi in Notranjimi Dinaridi. Na območju Slove- nije v megatektonskem smislu ni Notranjih Dinaridov. Obstaja le prehodno območje med Zunanjimi in Notranjimi Dinridi, kjer so jurski in kredni pelagični sedimenti odloženi diskordantno na triasnih in starejših kamninah Zunanjih Dinaridov ali pa zgornjetriasni self polagoma prehaja v pelagial (Ogorelec & Dozet, 1997), za- radi česar nekateri prehodno območje uvrščajo v Notranje Dinaride. Na območju Po- savskih gub je prehodno območje med Notranjimi in Zunanjimi Dinaridi podrinjeno pod podobne kamnine Slovenskega bazena oziroma Južnih Alp. Odprto ostaja vprašanje pripadnosti podlage globokomorskih sedimentov Medvednice in Kalnika, saj po vsej verjetnosti pripada posebni strukturni enoti znotraj Srednjemadžarske tektonske cone, zato ju v tektonskem smislu nismo uvrstili. Podobne težave povzroča južno pobočje Ivančice, če je hipotetična Južnoalpska meja na tem mestu postavljena pravilno. Južnoalpska narivna meja loči podobne ali enake kamnine Trnovskega pokrova in prehodnega območja med Notranjimi in Zunanjimi Dinaridi od Slovenskega bazena. V času nastajanja so bile te kamnine bolj ali manj daleč narazen. Razdaljo med pale- ogeografskimi enotami v času sedimentacije bo mogoče oceniti po palinspastični re- konstrukciji tektogeneze Dinaridov, po detajlni kinematski in dinamski analizi me- gastrukturnih enot in po detajlni analizi faciesov. 3. Jadransko ali Apulijsko predgorje je avtohton dinarske narivne in krovne zgradbe. Skupaj z Zunanjimi Dinaridi je podrejeno pod Južne Alpe. 4. Panonski bazen je heterogena tektonska enota. Njegovo podlago sestavljajo vzhodni oziroma vzhodno-severovzhodni podaljški vzhodnoalpskih in dinarskih geo- tektonskih enot, ki so pogreznjene pod terciarne sedimente Paratetide. Po H a a s u et al. (1995) sestavljajo te enote obsežne srednjealpske ferrane, sestavljene pretežno iz kontinentalne skorje; Vzhodnoalpskega iz metamorfnih kamnin, Transdanubijskega iz kamnin Dravskega niza oziroma Severnih Karavank, Srednjetransdanubijskega iz kamnin Južnih Alp in Tisinega iz kamnin z evropskimi favnističnimi elementi. Iz in- terpretacije Transdanubijskega in Srednjetransdanubijskega terrana sledi, da tvori mejo med njima Balatonski lineament, ki je podaljšek Periadriatskega lineamenta vzhodno od Labotskega preloma. Na ozemlju Slovenije je Balatonski lineament označen kot Ljutomerski prelom. Mejo med Transdanubijskim in Vzhodnoalpskim terranom tvori Rabski prelom (Haas et al., 1995; Horváth & Tari, 1998), ki naj bi bil tudi izvorna struktura Severnokaravanškega nariva. Na karti na sl. 1 Rab- ski prelom ni narisan, ker njegov potek na obravnavanem ozemlju na Osnovni geo- loški karti (listi Goričko in Leibnitz, Maribor, Čakovec in Rogatec) ni določen. Zgradba Periadriatske tektonske cone se odraža v različnem razvoju terciarnih plasti severno in južno od te cone in znotraj nje (J e 1 e n et al., 1992, 1997). Ta razno- likost je odsev njene tektogeneze, ki so jo natančneje obdelali F o d o r et al. (1998). 252_Ladislav Placer Sklep *^ Predlagana shema makrotektonske rajonizacije je delovna in je predstavljena kot osnova za razpravo o tektonski zgradbi Slovenije. V njej smo skušali podati tiste ele- mente globalne in krovne tektonike ozemlja na stičišču treh megastruktur, ki predla- gano shemo osvetljujejo. Od teh so najpomembnejši: 1. Paleozojske plasti nastopajo v strukturno najbolj dvignjenih delih, za kar poda- jamo kinematsko in dinamsko razlago: a - v izostatsko močno dvignjenem korenu Tr- novskega pokrova, b - v močno stisnjeni in iztisnjeni Periadriatski tektonski coni in c - v izostatsko dvignjenih Posavskih gubah, ki so bile poleg tega, tako kot Periadriat- ska tektonska cona, v okviru Savskega kompresij skega klina dvignjene nad okolne strukture. 2. Značilno zgradbo Zunanjih Dinaridov in razprostranjenost Trnovskega pokrova potrjuje negativna anomalija Mohorovičičeve diskontinuitete na koti 45 km. 3. Pomen Južnoalpske meje je v celoti razviden šele tedaj, ko jo obravnavamo v širšem cirkumadriatskem prostoru. Na stiku med Južnimi Alpami in Zunanjimi Di- naridi jo je mogoče oceniti po legi Trnovskega pokrova in nenavadni dvojni narivni strukturi Blegoša. 4. Težave pri določitvi poteka Južnoalpske meje vzhodno od Ljubljanske kotline so povezane z deformacijami znotraj Savskega kompresij skega klina in strukturno po- manjkljivo geološko osnovo v merilu 1:100.000. Vprašanja, ki so ostala odprta so pomembna za palinspastično rekonstrukcijo ge- neze Dinaridov in Panonskega bazena. Tako je npr 1. vprašanje poteka Južnoalpske meje vzhodno od Ljubljanske kotline, saj za palinspastiko tega prostora ni vseeno ali zavija le-ta ob severnem robu Litijske antiklinale proti vzhodu-severovzhodu ali pro- ti jugovzhodu. Od tega je odvisna končna izbira variante 8a ali Bb (si. 8) ali pa katere druge. 2. Vprašanje poteka te meje je pomembno tudi za razlago vloge psevdoziljskih plasti na območju Blegoša v Poljansko-Vrhniških nizih in v severnem krilu Laške sinklinale v Posavskih gubah, kar je ena od zagonetk mejnega ozemlja med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi. Nazadnje nam ostane še primerjava z nekaterimi interpretacijami zgradbe Sloven- skega ozemlja, ki so nastale na podlagi kartiranja za Osnovno geološko karto. Misli- mo predvsem na Miočevo idejo o Savskem pokrovu in zgradbi prehodnega ozemlja med Vzhodnimi in Južnimi Alpami ter na Premrujevo interpretacijo osrednje Slove- nije, čeprav smo o tem že razpravljali (P 1 a c e r, 1998, ta revija). Ker je v tem pris- pevku predstavljena rajonizacija delovna, se ne bomo spuščali v detajlno analizo ra- zlik. Omejili se bomo le na izhodišča posameznih hipotez, ki so bistveno različna, kot se razlikujejo tudi interpretacije. Mioč v svojih delih uvaja dve novosti. Savski po- krov (Mioč, 1976, 1981) in idejo o enoviti narivni zgradbi Južnih in Severnih Kara- vank (Mioč, 1986, 1997). O Savskem pokrovu smo že dejali, da naj bi zajemal paleo- zojske in mezozojske plasti Posavskih gub ter Škofjeloško-Polhograjskega in Žirov- skega ozemlja. Porinjen naj bi bil proti jugu na karbonatni self Zunanjih Dinaridov. Zapisali smo tudi, da ne moremo enačiti karbonskopermskih skladov Škofjeloško- Polhograjskega ozemlja, ki ležijo na, in enakih skladov v Posavskih gubah pod mezo- zojskimi plastmi južne Slovenije, oziroma takoimenovanim karbonatnim šelfom. Po- leg tega paleozojske plasti pri Ortneku ne predstavljajo tektonskih krp, temveč ero- zijska okna pod mezozojskimi plastmi. Zaradi teh dejstev, ki imajo faktografsko težo, idejo o Savskem pokrovu v celoti zavračamo. Zamisel, da je Severnokaravanški nariv povezan z narivom paleozojskih plasti v Južnih Karavankah, takoimenovanim Contribution to the macrotectonic subdivision_253 Južnokaravanškim narivom, porinjenim od juga proti severu na Košutino enoto sloni na ideji F r i s c h a (1978), ki je menil, da se je po koliziji Jadranske plošče z Vzho- dnimi Alpami prva na slednje narinila. To idejo so povzeli tudi pisci geološke zgradbe Avstrije (Oberhauser, 1980). O tej ideji bo moboče argumentirano razpravljati, ko bodo končane sedanje raziskave Severnih Karavank in Periadriatske tektonske cone, katerih delne rezultate so objavili Placer (1996a), Jelen et al. (1997) in F o dor et al. (1998). Premru (1974, 1975, 1980, 1983a, 1983b) je v svojih delih, posebej pa v razpravi o zgradbi osrednje Slovenije (1980), obdelal najbolj občutljivi del v tem prispevku obravnavanega ozemlja zahodno in vzhodno od Ljubljanske kotline. Njegovo kine- matsko izhodišče o zgradbi Posavskih gub je povsem drugačno od našega in smo ga kritično že obdelali v razpravi o Posavskih gubah (P 1 a c e r, 1998, ta revija), zaradi česar analize tukaj ne bomo ponavljali. Glavna pomanjkljivost njegove ideje je, da v bistvenih delih zanika faktografijo elementov strukture, na kar je K u š č e r (1975) že opozoril. Zaradi tega moramo njegovo narivno interpretacijo zavrniti. Poudariti pa je treba, da je na podlagi podatkov Osnovne geološke karte Jugoslavije prvi podrobneje obdelal stik med Južnimi Alpami in Zunanjimi Dinaridi na območju osrednje Slove- nije, da je v tem prostoru prvi uporabil strukturno-facialno analizo in da je prvi opo- zoril na pomen transformnih prelomov pri interpretaciji geneze paleosedimentacij- skih prostorov v Dinaridih in njihovega mesta v sedanji zgradbi. Transformnih prelo- mov v tem prispevku nismo obravnavali, pomenijo pa tudi po naših raziskavah enega bistvenih elementov razumevanja zgradbe alpsko-dinarsko-panonskega prostora. Zahvala Za skrben pregled članka in izredno koristne pripombe se zahvaljujem dr. Špeli Goričan in dr. Katici Drobne. Za korekten prevod v angleščino se zahvaljujem prof. dr Simonu Pircu. References B i g i. G., C o s e n t i n o. D., P a r o 11 o. M., S a r t o r i, R. & S c a n d o n e, P 1990: Struc- tural model of Italy 1:500.000, sheet 2. Consiglio nazionale delle ricerche. B r e n č i Č, M., B u d k o V i Č, T., F e r j a n č i Č, L. & P o 11 n i g, W. 1995: Hydrogeologie der Westlichen Karawanken. - Beiträge zur Hydrogeologie, 46, 5-42, Graz. B u s e r, S.: Geološka karta Slovenije 1:250.000. Geološki zavod Slovenije, in print. B u s e r, S. & D r a k s 1 e r, V. 1993: Slovenija, Geološka karta 1:500.000. Geodetski zavod Slovenije. C a r u 11 i, G. B., N i C o 1 i C h, R., R e b e z, A. & S 1 e j k o, D. 1990: Seismotectonics of the Northwest External Dinarides. - Tectonophysics, 179, 11-25. Csontos, L. Nagymarosy, A., Kova c, M. & Horvath, F. 1992: Tertiary evolution of the Intra-Carpathian area: a model. - Tectonophysics, 208, 221-241. Doglioni, C. & Bosellini, A. 1987: Eoalpine and mesoalpine tectonics in the Sou- thern Alps. - Geologische Rundschau 76/3, 735-754, Stuttgart. Doglioni, C. & Siorpaes, C. 1990: Polyphase deformation in the Col Bechei area (Do- lomites - Northern Italy). - Eclogae geol. Helv, 83/3, 701-710, Basel. Dragašević, T.,Andrić, B. & Joksović, P. 1989: Strukturna karta Mohorovičićeve diskontinuitete (Structural map of Mohorovičić discontinuity) 1:500.000. Rudarsko-geološki za- vod, Beograd. F o d o r. L., J e 1 e n, M., M a r t o n. E., S k a b e r n e. D., Č a r, J. & V r a b e c, M. 1998: Mi- ocene - Pliocene tectonic evolution of the Slovenian Periadriatic fault. Implications for Alpine - Carpathian extrusion models. - Tectonics, 17/5, 690-709. 254_Ladislav Placer F r i s C h, W. 1978: A Plate tectonic model of the Eastern Alps. Inter Union Commission on Geodynamics Scientific Report, 38, 167-173, Stuttgart. H a a s, J., K o V á c s, S., K r y s t y n, L. & L e i n, R. 1995: Significance of Late Permian- Triassic facies zones in ferrane reconstructions in the Alpine-North Pannonian domain. - Tecto- nophysics, 242, 19-40. H o r V á t h, E & T a r i, G. 1998: Overview of the Alpine Evolution of the Pannonian Basin. Sedimentary Basins - Models and Constrains, Proceedings of the International School Earth and Planetary Sciences, 121-134, Siena. J e 1 e n, B., A n i č i d , B., B r e z i g a r. A., B u s e r, S., C i m e r m a n, F, D r o b n e , K., M onostori. K., Kedves, M., Pavšič, J. & Skaberne, D. 1992: Model of positional re- lationships for Upper Paleogene and Miocene strata in Slovenia. I.U.G.S. - S.O.G. Miocene Co- lumbus Project, Portonovo (Ancona), Abstracts. J e 1 e n, B., M á r t o n, E., F o d o r, L., B á 1 d i, M., Č a r, J., R i f e 1 j. H., S k a b e r n e , D. & V r a b e c, M. 1997: Paleomagnetic, Tectonic and Stratigraphie Correlation of Tertiary For- mations in Slovenia and Hungary along the Periadriatic and Mid-Hungarian Tectonic Zone (Preliminary Communication). - Geologija, 40, 325-331, Ljubljana. Kossmat, F 1913: Die adriatische Umrandung in der alpinen Faltenregion. - Mitt. Geol. Gesell. VI, 61-165, Wien. K r y s t y n, L., L e i n, R., S C h 1 a f, J. & B a u e r, F. 1994: Über ein neues obertriadisch - jurassisches Intraplattformbecken in den S^dkarawanken. Jubil%oumsschrift 20 Jahre Geol. Zu- sammenarbeit Österreich - Ungarn, 2, 409-416, Wien. Kuščer, D. 1975: Ali so Posavske gube zgrajene iz krovnih narivov? (Gibt es in den Sava- Falten Decken^berschiebungen?). - Geologija, 18, 215-222, Ljubljana. Mioč, P. 1976: Prilog poznavanju tektonskih odnosa granične zone istočnih Posavskih bora i dinarskog šelfa (Contribution to the knowledge of the tectonic relations of the boundary zone of the eastern Sava folds and dinaric shelf). Sekc. za prim. geol. geof i geok. JAZU, II, Znanst. skup 1975, Ser A, 5, 223-228, Zagreb. M i o Č, P. 1981: Tektonski odnosi savske navlake prema susjednim jedinicama u Sloveniji te njena veza sa širim jugoslovenskim područjem. - Nafta, 32, 543-548, Zagreb. M i o č, P. 1986: Tektonska gradja terena uzduž Periadriatskog šava u Sloveniji (Tectonical characteristics of the area along the Periadriatic Lineament in Slovenia (Yugoslavia). Knjiga 3, XL kongres geologa Jugoslavije, 507-520, Tara. M i o č, P. 1997: Tectonic Structure Along the Periadriatic Lineament in Slovenia. - Geol. Croat., 50/2, 251-260, Zagreb. M 1 a k a r, I. 1969: Krovna zgradba idrijsko žirovskega ozemlja (Nappe structure of the Idrija - Žiri Region). - Geologija, 12, 5-72, Ljubljana. M 1 a k a r, I. 1987: Prispevek k poznavanju geološke zgradbe Posavskih gub in njihovega južnega obrobja (A contribution to the knowledge of the geological structure of the Sava folds and their southern border - Geologija 28, 29, 157-182, Ljubljana. Oberhauser, R. 1980: Die geologische Aufbau Österreichs. Geologische Bundesanstalt, Springer - Ver, Wien, New York, pp. 699. Ogorelec, B. & Dozet, S. 1997: Upper Triassic, Jurassic and Lower Cretaceous Beds in Eastern Sava folds - Section Laze at Boštanj (Slovenia). - Rudarsko-metalurški zbornik, 44/3-4, 223-235, Ljubljana. Osnovna geološka karta Jugoslavije (Basic geological map of Yugoslavia) 1:100.000. LISTI (SHEETS) A n i č i d, B. & J u r i š a, M. 1985a: Rogatec B a s C h, O. 1983a: Ivanid-Grad B u k o v a C, J., P o 1 j a k. M., Šušnjar, M. & Čakalo, M. 1984a: Črnomelj B u s e r. S., G r a d, K. & P 1 e n i č a r, M. 1967: Postojna B u s e r, S. 1968: Gorica B u s e r, S. 1969: Ribnica B u s e r, S. 1978: Celje / B u s e r, S. & C a j h e n, J. 1978: Celovec Buser, S.1987: Tolmin in Videm (Udine) G r a d, K. & F e r j a n č i č, L. 1974: Kranj Jurkovšek, B. 1987a: Beljak in Ponteba M i o č, P & Ž n i d a r č i č, M. 1977: Slovenj Gradec M i o č, P & Ž n i d a r č i č, M. 1983: Ravne -.i M i o č, P & M a r k o v i d, S. 1998a: Čakovec Piki j a, M. 1987a: Sisak P 1 e n i č a r, M. 1968: Goričko in Leibnitz P 1 e n i č a r. M., P o 1 š a k, A. & Š i k i d, D. 1969: Trst Pleničar, M. & Premru, U. 1976: Novo mesto P r e m r u, U. 1983a: Ljubljana S a v i d, D. & D o z e t, S. 1985a: Delnice Contribution to the macrotectonic subdivision_255 Š i k i d, D., P 1 e n i č a r, M. & Š p a r i c a, M. 1972: Ilirska Birstrica Š i k i ć, K., B a s C h, O. & Š i m u n i tí, A. 1978: Zagreb Š i m u n i d, A., P i k i j a, M. & H e d i m o v i tí, I. 1983: Varaždin Žnidarčič, M. & M i o č, P. 1988: Maribor in Leibnitz TOLMAČI (GUIDEBOOKS) A n i č i tí, B. & J u r i š a, M. 1985b: Rogatec B a s C h, O. 1983b: Ivanití-Grad Bukovac, J. Poljak, M. Šušnjar, M. & Čakalo, M. 1984b: Črnomelj B u s e r, S. 1973: Gorica B u s e r, S. 1974: Ribnica B u s e r, S. 1979: Celje B u s e r, S. 1980: Celovec Buser, S. 1986: Tolmin in Videm (Udine) G r a d, K. & F e r j a n č i č, L. 1976: Kranj Jurkovšek, B. 1987b: Beljak in Ponteba M i o č, P. 1978: Slovenj Gradec M i o č, P 1983: Ravne M i o č, P & M a r k o v i č, S. 1998b: Čakovec M i o č, P. & Ž n i d a r č i č, M. 1989: Maribor in Leibnitz Piki j a, M. 1987b: Sisak ài P 1 e n i č a r, M. 1970a: Postojna P 1 e n i č a r, M. 1970b: Goričko in Leibnitz P 1 e n i č a r, M., P o 1 š a k, A. & Š i k i tí, D. 1973: Trst Plenica r, M. & Premru, U. 1977: Novo mesto P r e m r u, U. 1983b: Ljubljana S a v i d, D. & D o z e t, S. 1985b: Delnice Š i k i tí, D. & P 1 e n i č a r, M. 1975: Ilirska Bistrica Š i k i d, K., B a s C h, O. & Š i m u n i tí, A. 1979: Zagreb Š i m u n i tí. A., P i k i j a. M., H e tí i m o v i tí, I. & S i m u n i tí. Al. 1981: Varaždin Zvezni geološki zavod, Beograd. Placer, L. 1973: Rekonstrukcija krovne zgradbe idrijsko-žirovskega ozemlja (Reconstructi- on of the Nappe Structure of the Idrija-Žiri Region). - Geologija, 16, 317-334, Ljubljana. P 1 a c e r, L. 1981: Geološka zgradba jugozahodne Slovenije (Geologic structure of Southwe- stern Slovenia). - Geologija, 24/1, 27-60, Ljubljana. P 1 a c e r, L. 1982: Problemi raziskovanja narivne zgradbe Južnih Alp in Dinaridov (Structu- ral problems in investigation of the Southern Alps and the Dinarides). Zbornik radova, 1, X. ju- bilarni kongres geologa Jugoslavije, 589-603, Budva. P 1 a c e r, L. 1996a: Pecin nariv ob Periadriatskem lineamentu (Peca thrust at the Periadria- tic lineament). - Geologija, 39, 289-302, Ljubljana. P 1 a c e r, L. 1996b: O premiku ob Savskem prelomu (Displacement along the Sava fault). - Geologija, 39, 283-287, Ljubljana. P 1 a C e r, L. 1998j Structural meaning of the Sava folds. - Geologija, 41, Ljubljana. P 1 a c e r, L. & Č a r, J. 1997: Structure of Mt. Blegoš between the Inner and Outher Dinari- des. - Geologija, 40, 305-323, Ljubljana. Plenica r, M. & Premru, U. 1975: Facielne karakteristike sjeverozapadnih Dinarida (Facial characteristics of northwestern Dinaric Alps). II. god. znanstveni skup sekcije za primje- nu geologije, geofizike i geokemije znanstvenog svijeta za naftu JAZU, Zagreb, 1974. P o 1 i n s k i, R.K. & Eisbacher, H. 1992: Deformation partitioning during polyphase oblique convergence in the Karawanken Mountains, southeastern Alps. - Journal of Structural Geology, 14/10, 1203-1213. P r e m r u, U. 1974: Triadni skladi v zgradbi osrednjega dela Posavskih gub (Trias im geolo- gischen Bau der mittleren Savefalten). - Geologija 17, 261-297, Ljubljana. P r e m r u, U. 1975: Posavske gube so zgrajene iz narivov (Die Sava-Falten sind aus 30%): Hg in Mo ter Bi^, Sb^, Se^ in Те^. Enega izmed vzrokov slabe ponovljivosti lahko pripišemo nizkim vsebnostim prvin v vzorcih. Na splošno lahko zaključimo, da so uporabljene analitske metode zelo zanesljive za Al, Fe, K, Mg, Na, Ti, Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Sc in V; zanesljive je za As^, Ca, La, Ni, Pb, Sr, Th, Y in Zn; zadržano pa moramo upoštevati vsebnosti Cd, Hg, Sbjj in Zr Za Nb nismo imeli podatkov o priporočenih vrednostih standardov. Rezultati raziskave Osnovne statistike vsebnosti kemičnih prvin Za izračun osnovnih statistik vsebnosti prvin v poplavnih sedimentih smo upora- bili metode parametrične in neparametrične statistike. Iz obdelave smo najprej od- stranili analizne podatke prvin, katerih vsebnosti so bile v večini vzorcev pod mejo zaznavnosti (Ag, As, Au, Be, Bi, Ge, Se, Sn, Te, U in W). Nato smo izračunali osnovne vrednosti parametrične in neparametrične statistike za preostale prvine ter se na osnovi testov asimetričnosti (A), sploščenosti (E) in histogramov odločili za vrsto po- razdelitve (normalna z naravnimi ali logaritmiranimi vrednostmi) posameznih prvin (tab.2). Naravne vrednosti Al, Fe, K, Na,. Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Sc in V bolj ustrezajo nor- malni porazdelitvi kot logaritmirane vrednosti. Za ostale prvine (Ca, Mg, P, Ti, Cd, La, Nb, Pb, Sr, Th, Y, Zn, Zr, Hg, As^ in Sb^) velja, da se logaritmirane vrednosti bolje prilagajajo normalni porazdelitvi. 282 Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar Tab. 2. Sprejete porazdelitve in vrednosti Tab. 2. Accepted distributions and values - Al, Ca, Fe, Mg, Na, P in Ti v %, Hg v mg/t, ostale prvine v g/t. - Por. - porazdelitev (NOR-normalna, LOG-logaritemska), N„ /N¡,„ - število vzorcev in število upoštevanih vrednosti, min - najnižja vrednost, max - najvišja vrednost, X - aritmetična ali geometrična sredina, s - standarni odklon, Me - mediana - Al, Ca, Fe, Mg, Na, P in Ti in %, Hg in mg/t, remaining elements in g/t. - Por - disstribution (NOR - normal, LOG - lognormal), N„ /Nj„ - number of samples analysed/considered, min - minimum, max - maximum, X - arithmetical or geometrical mean, s - standard deviation, Me - median Faktorska analiza Za oceno povezav med prvinami smo uporabili faktorsko analizo vrste R (D a v i s, 1986). Iz skupine 28 obravnavanih prvin smo izločili Ba in Sr, ker nista kazala smi- selnih povezav z ostalimi prvinami. As^ in Sb^ sta bila določena samo v 116 vzorcih in ju zaradi tega tudi nismo vključili v faktorsko analizo. Rezultat je predstavljen z Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 283 vrednostmi faktorskih uteži, v odstotkih vrednosti pojasnjene variance za posamezne faktorje in komunalnosti obravnavanih spremenljivk (tab. 3). Pet faktorjev skupaj pojasni 84 % celotne variance. Večina spremenljivk ima ko- munalnost večjo od 80%. Rezultati faktorske analize so podobni rezultatom cluster- ske analize. Izračunali smo faktorske vrednosti za vsak posamezni vzorec, kar je omogočilo iz- delavo prostorske predstavitve faktorskih vrednosti. Tab. 3. Rotirane R-mode faktorske uteži vsebnosti prvin v poplavnih sedimentih (N=140) Tab. 3. Rotated R-mode factor loadings for chemical composition of overbank sediment (N=140) Geokemične karte poplavnih sedimentov Poplavni sedimenti bi lahko bili zaradi njihovih že opisanih lastnosti dobro vzor- čno sredstvo za izdelavo regionalnih geokemičnih kart Slovenije. Njihova osnovna pomanjkljivost je, da jih ni bilo mogoče pridobiti na celotnem ozemlju. Kljub temu smo se odločili za izdelavo geokemičnih kart Slovenije. Imamo jih lahko za prelimi- narne in manj zanesljive zlasti iz naslednjih razlogov: vzorčenje poplavnega sedimen- 284_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar ta ni bilo izvedeno po mreži, lokacije vzorcev so bile izbrane na območju poplav, upoštevajoč dobro dostopnost. Zato je vzorčna mreža nepravilna in gostota vzorcev majhna, nekatera porečja pa so bila tudi povsem izločena. Meje intervalov vsebnosti prvin in faktorskih vrednosti smo določili na osnovi per- centilov porazdelitve v 6 razredov, in sicer: 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-90 in 90-100 percentilov porazdelitve. Grafični prikaz prostorske porazdelitve prvin in faktorskih vrednosti smo izvedli na dva načina: a) po vplivnih ozemljih in b) z interpolacijsko metodo. a) Na topografski karti smo za vsak vzorec omejili vplivna ozemlja. To pomeni, da smo na karti od lokacije vzorca ob reki ali potoku zajeli ves prostor, ki se kakor- koli izpira v vodotok. Vplivna ozemlja posameznih vzorcev medsebojno mejijo na grebenih hribov, merijo pa od nekaj km^ do skoraj 1000 km^ Tako smo sestavili za- ključene površine, ki predstavljajo vplivna ozemlja posameznih vzorcev (si. 1). Pri- kazovanje geokemičnih podatkov po vplivnih ozemljih daje dokaj objektivno oceno povprečne kemične sestave opazovanega ozemlja in omogoča grobo, a zanesljivo odkrivanje ozemelj naravnih ali antropogenih virov anomalnih koncentracij v sedi- mentu. b) Geokemične karte z interpolacijo podatkov smo izdelali z univerzalnim krigi- ranjem z linearnim variogramom, ki temelji na teoriji regionalizirane spremenljiv- ke (D a v i s, 1986; P e r i š i Ć, 1983). Glede na nizko gostoto vzorčenja smo izbrali 50-kilometrsko polje iskanja podatkov (vplivno območje podatkov), 4-kvadratno iskanje s 4 točkami v vsakem kvadratu in izotropen prostor interpolacije. Interpoli- rane geokemične karte so navidez bolj pregledne in dobro prikazujejo trende po- razdelitve prvin. Porazdelitve prvin v poplavnih sedimentih Izdelane geokemične karte faktorskih vrednosti in posameznih prvin (si. 2 do 17) omogočajo opazovanja prostorskih porazdelitev in primerjave z geološko zgradbo, znanimi rudišči in nahajališči mineralnih surovin ter ostalimi značilnostmi nekega ozemlja (relief, raba tal, naseljenost, itd). V nadaljevanju podajamo porazdelitev fak- torskih vrednosti in posameznih prvin. Pri opisih smo se omejili predvsem na poraz- delitev vzorcev z visokimi vsebnostmi (nad 90. percentilom) in nizkimi vsebnostmi (pod 10. percentilom). Faktor 1 {La, Sc, Th, Y, Fe, Nb, P, Al, Ti, V, Na, K) ; Faktor pojasnjuje 36 % variance in vsebuje največje število prvin (tab. 3), s faktor- skimi utežmi od 0.88 do 0.63. Faktor lahko poimenujemo glede na prostorsko poraz- delitev faktor preperevanja (si. 2). Najvišje pozitivne vrednosti so na ozemlju ma- gmatskih in metamorfnih kamenin Pohorja in Kobanskega ter molasnem ozemlju obrobja Panonskega bazena severovzhodne Slovenije. Višje faktorske vrednosti so tu- di v dolini reke Krke ter v zahodnih Predalpah. Faktor ima najvišje negativne vre- dnosti v severozahodnem delu Slovenije, na ozemlju mezozojskih apnencev in dolo- mitov Julijskih Alp, vzhodnih Karavank in Savinjskih Alp ter ozemlju mešanih ka- mnin jugozahodne Slovenije. Faktor 1 prikazuje naravno porazdelitev prvin. Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 285 Sl. 2. Prostorska porazdelitev faktorja 1 (La, Sc, Th, Y, Fe, Nb, P, Al, Ti, V, Na, K ), interpolirane vrednosti Fig. 2. Areal distribution of factor 1 scores (La, Sc, Th, Y, Fe, Nb, P, Al, Ti, V, Na, K), interpolated values. 286_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar Glavne značilnosti porazdelitev posameznih prvin so naslednje: Aluminij - Na obrobju ozemlja Pohorja in Kobanskega so vsebnosti Al od 6.33 do 8.28%, na ozemlju Julijskih Alp in zahodnih Karavank pa med 0.1 in 1.2 %. Najvišja vsebnost je na poplavni ravnici Ledave pred Lendavo (8.52 %), ki teče pretežno po ozemlju molase. Med 7.5 in 8% Al je v vzorcih z obrežij Polskave neposredno pred izlivom v Dravinjo, Poljanske Sore pri Škofji Loki ter Idrijce pred Idrijo. Železo - Vrednosti Fe so na vznožju Pohorja in Kobanskega med 4.37 in 6.64 %, v Julijskih Alpah in zahodnih Karavankah pa med 0.12 in 0.77%. Visoki vsebnosti Fe imata tudi vzorca na obrežju Mure, jugovzhodno od Radencev (4.8%) in obrežju Le- dave (4.74 %). Kalij - Najvišje vsebnosti K niso samo na poplavnih ravnicah na obrobju Pohorja in Kobanskega, kjer znašajo od 1.05 do 2 %, temveč tudi na obrežju Pesnice pri Dor- navi (2.27%), v vzorcih v okolici Litije (1.55 - 2.29%), na poplavnih ravnicah ob obeh Sorah (2.06 in 2.24 %) ter ob Črni nad Črno pri Kamniku (2.47 %), ki je tudi najvišja vsebnost nasploh. Vsebnosti v Julijskih Alpah so najnižje in znašajo od 0.1 do 0.37 %. Natrij - To je prvina, ki najbolj natančno opredeljuje nekarbonatno/klastični zna- čaj faktorja 1. Vse visoke in višje vsebnosti so na ozemlju Pohorja in Kobanskega (0.9 do 1.55%), na ozemlju molasnih sedimentov vzhodne Slovenije (do 1.34%) ter na ozemlju andezitov in tufov v okolici Mozirja (do 1.32 %). Višji sta tudi vsebnosti Na na flišnem ozemlju pri Vremskem Britofu (1.01 in 1.06%). Vsebnosti v Julijskih Al- pah in zahodnih Karavankah ne presegajo 0.23 %. Fosfor - Najvišjo vsebnost P ima vzorec pri Ledavi pred Lendavo (0.238%), na Po- horju in Kobanskem so vrednosti med 0.107 in 0.142 %, v Julijskih Alpah in zahodnih Karavankah pa so vsebnosti okoli 0.02 %. Več P je tudi na ozemlju srednjega toka Kr- ke, od 0.07 do 0.15%. Titan - Porazdelitev Ti je povsem podobna Fe, in sicer: na ozemlju Pohorja in na Kobanskem so vsebnosti med 0.5 in 0.96 %, le malo nižje so v severovzhodni Sloveni- ji. Na severozahodu so vsebnosti Ti nizke in znašajo do 0.07 %. Lantan - Vse visoke vsebnosti La so vezane na Pohorje in Kobansko (43 do 132 g/t), višje vsebnosti pa so značilnost vzhodne Slovenije (do 42 g/t). V Julijskih Alpah in zahodnih Karavankah so vrednosti La do 4 g/t. Niobij - Vsebnosti Nb na Pohorju in Kobanskem se gibljejo od 7 do 29 g/t, v seve- rovzhodni Sloveniji so do 11 g/t, v severozahodni pa znašajo večinoma le 1 g/t. Dva vzorca odvzeta pri Idrijci, pred in za Idrijo, imata tudi visoki vsebnosti (12 in 13 g Nb/t). Skandij - Kaže podobno porazdelitev kot P z izjemo ozemlja Krke, kjer so vsebno- sti okoli povprečja. Na Pohorju in Kobanskem so vrednosti Sc med 13 in 24 g/t, v se- verozahodni Sloveniji pa med 1.4 in 2.8 g/t. Torij - Najvišje vsebnosti so na ozemlju Pohorja in Kobanskega, od 14 do 53 g Th/t, najnižje pa v Julijskih Alpah in zahodnih Karavankah (1 do 3 g Th/t). Višje vre- dnosti so tudi na Idrijskem ozemlju (15 in 22 g/t) in ob Sorah (14 in 15 g/t). Vanadij - Dve najvišji vsebnosti V sta na poplavnih ravnicah potokov na Koban- skem (185 in 178 g/t). V Julijskih Alpah in zahodnih Karavankah so najnižje vsebno- sti, gibljejo se med 3 in 26 g/t. Itrij - Največja vsebnost 48 g Y/t je v vzorcu z obrežja Mislinje. Tudi ostale vsebno- sti v severovzhodni Sloveniji so visoke ali povišane. V severozahodni Sloveniji so vse- bnosti najnižje in znašajo med 3 in 9 g Y/t. Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 287 SI. 3. Prostorska porazdelitev faktorja 2 (Ni, Co, Cr, Cu, Mn), interpolirane vrednosti Fig. 3. Areal distribution of factor 2 scores (Ni, Co, Cr, Cu, Mn), interpolated values 288 Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar SI. 4. Prostorska porazdelitev Co, interpolirane vrednosti Fig. 4. Areal distribution of Co, interpolated values Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 289 SI. 5. Prostorska porazdelitev Cr, interpolirane vrednosti Fig. 5. Areal distribution of Cr, interpolated values 290 Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar SI. 6. Prostorska porazdelitev Cu, interpolirane vrednosti Fig. 6. Areal distribution of Cu, interpolated values Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 291 SI. 7. Prostorska porazdelitev Ni, interpolirane vrednosti ¡ Fig. 7. Areal distribution of Ni, interpolated values 292_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar f " " Faktor 2 (Ni, Co, Cr, Cu, Mn) Pojasnjuje 16% variance, združuje Ni, Co, Cr, Cu in Mn (faktorske uteži od 0.93 do 0.66) ter tudi prikazuje naravno porazdelitev prvin (tab. 3). Visoke vrednosti so veza- ne na klastične kamnine jugozahodne Slovenije, predvsem na ozemlja istrskega in brkinskega flišnega bazena ter ozemlje srednjega toka reke Krke (sl. 3). Na splošno lahko opazimo, da so vrednosti faktorja višje na ozemljih, kjer izdanjajo fliš in drugi slabo sprijeti klastični sedimenti (Ljubljansko barje. Slovenske gorice, Pomurje). Zato smo ga poimenovali faktor mlajših klastičnih kamnin. Kobalt - Najvišja vsebnost Co, 21 g/t, je na poplavni ravnici potoka Koprivna pod Peco, ki teče po magmatskih in metamorfnih kamninah vzhodnih Karavank (sl. 4). Poleg flišnih ozemelj Brkinov in Vipavske doline so visoke vsebnosti Co še na obrobju Pohorja in Kobanskega (13 do 19 g/t), na Dolenjskem v dolinah Krke in Temenice (14 do 20 g/t) ter Ledave (17 g/t). Vsebnosti Co od 1 do 5 g/t so značilne za severozahodno Slovenijo. Krom - Največ vzorcev z visokimi vsebnostmi Cr je v severovzhodni Sloveniji (sl. 5), kjer je na poplavni ravnici Ščavnice najvišja vsebnost (176 g Cr/t). Vsebnosti na flišu jugozahodne Slovenije so med 99 in 148 g Cr/t, v severozahodni Sloveniji pa največ 22 g Cr/t. Opozorili bi še na visoko vsebnost 156 g Cr/t na Ljubljanskem barju, vzhodno od Notranjih goric. Baker - Najvišja vsebnost Cu 50 g/t je na poplavni ravnici Meže med Črno in Meži- co (sl. 6). Tudi ostale vsebnosti v poplavnih sedimentih srednjega in spodnjega toka Meže so v najvišjem razredu (nad 32 g Cu/t). Visoke vsebnosti so še v podnožju Po- horja in Kobanskega (13 do 42 g Cu/t), flišu jugozahodne Slovenije (15 do 38 g Cu/t), v dolinah Krke in Temenice (23 do 42 g Cu/t) ter Ledave (42 g Cu/t) in Idrijci nizvo- dno od Idrije (37 g Cu/t). V severozahodni Sloveniji vsebnosti Cu ne presegajo 11 g/t. Nikelj - Vse visoke vsebnosti Ni so v zahodni Sloveniji (sl. 7), in sicer v brkinskem in istrskem flišnem bazenu (od 43 do 97 g Ni/t) ter na poplavnih ravnicah Save Bo- hinjke, pred Bohinjsko Bistrico in za Nomenjem (65 in 73 g Ni/t). Najvišja vsebnost Ni je v vzorcu poplavnega sedimenta Reke pri Vremskem Britofu (97 g/t), najnižje vrednosti (4 do 16 g Ni/t) pa so v Julijskih Alpah, na poplavnih ravnicah Soče in Ko- ritnice. Mangan - Vse visoke vsebnosti Mn se, za razliko od Ni, nahajajo na poplavnih rav- nicah vzhodne Slovenije v podnožju Pohorja in Kobanskega (2141 in 1656 g Mn/t ob Mislinji ter od 811 do 1042 g Mn/t ob severnih in južnih pritokih Drave). V vzorcu po- plavne ravnice Mure je vsebnost Mn 1405 g/t, pri Krki pod Novim Mestom pa 1402 g/t. V jugozahodni Sloveniji so vsebnosti Mn, razen v vzorcu Rižane, med 817 in 1171 g/t. V severozahodni Sloveniji so vsebnosti Mn najnižje, od 69 do 203 g/t. I I Faktor 3 (Pb, Mo, Zn, Cd) Pojasnjuje skoraj 15% variance (tab. 3). Predstavlja predvsem težke kovine, in si- cer Pb, Mo, Zn in Cd (faktorske uteži od 0.93 do 0.86). Najvišje vrednosti le-teh so na ozemlju mežiškega rudišča, najnižje pa v osrednjem delu Julijskih Alp, jugozahodni Sloveniji, Vipavski dolini ter na ozemlju Panonskega bazena (sl. 8). Faktor kaže tako naravno porazdelitev naštetih kovin kot tudi vpliv rudarjenja in predelave rude ali drugih onesnaževalcev (Meža, Koritnica, Temenica, vzorca na Dravi in Savi pri Kr- škem, potok Rak v Rakovem Škocjanu). Poimenovali smo ga faktor težkih kovin. Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 293 SI. 8. Prostorska porazdelitev faktorja 3 (Pb, Mo, Zn, Cd), interpolirane vrednosti Fig. 8. Areal distribution of factor 3 scores (Pb, Mo, Zn, Cd), interpolated values 294 Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar SI. 9. Prostorska porazdelitev Cd, vplivna ozemlja ^ Fig. 9. Areal distribution of Cd, areas of influence Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 295 SI. 10. Prostorska porazdelitev Mo, vplivna ozemlja Fig. 10. Areal distribution of Mo, areas of influence 296 Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar SI. 11. Prostorska porazdelitev Pb, vplivna ozemlja Fig. 11. Areal distribution of Pb, areas of influence Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 297 SI. 12. Prostorska porazdelitev Zn, vplivna ozemlja Fig. 12. Areal distribution of Zn, areas of influence 298_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar Kadmij - Visoke vsebnosti Cd so na poplavnih ravnicah Meže (si. 9): od njenega zgornjega toka (potok Koprivna z vsebnostjo 2.7 g Cd/t) preko najvišje vsebnosti v celoti zahodno od Prevalj (42.8 g Cd/t) do izliva v Mislinjo (22.2 g Cd/t). Meža nedvo- mno prispeva tudi delež vsebnosti Cd na obali Drave pred Rušami (3.0 g/t). Pod Ko- pami na Pohorju, v dolini Mislinje je vsebnost Cd 7.4 g/t. Presenetljivo visoka vse- bnost 17.5 g Cd/t je v vzorcu Temenice južno od Mirne peči. Višje so tudi vrednosti Cd v dolini Krke in njenih pritokov (0.7 do 1.1 g/t). Omeniti moramo tudi vzorce zakra- selega ozemlja v pasu med Čabrom in Rakekom z vsebnostmi Cd okoli 1 g/t. Molibden - Večina vrednosti Mo je le malo nad mejo zaznavnosti (1 ali 2 g/t) ana- litske metode. Zanimive so le vsebnosti v porečju Meže (si. 10). Podobno kot porazde- litev Cd, so v zgornjem toku vsebnosti Mo nizke, nato pri Prevaljah dosežejo najvišjo vrednost (179 g/t), v vzorcu pred izlivom Meže v Mislinjo pa znaša vsebnost Mo še ve- dno visokih 43 g/t. Svinec - Najvišja vsebnost je v vzorcu poplavnih sedimentov Meže (10 320 g/t), prav tako pa so tudi vsi okolni vzorci uvrščeni v najvišji vsebnostni razred (si. 11). V zgornjem toku Meže so vsebnosti okoli 150 g Pb/t, nato naraščajo do 910 g/t in za- hodno od Prevalj dosežejo preko 10 000 g Pb/t. Pred izlivom v Mislinjo je vsebnost Pb še vedno 3563 g/t, ob Dravi pri Rušah pa celo visokih 252 g Pb/t. Za sediment Meže so značilne tudi najvišje vrednosti Mo, Cd, Zn, Sb in As med vsemi analiziranimi vzorci. Poleg tega je na omenjenem ozemlju tudi najvišja vsebina Ag - 1.4 g/t. Visoke vrednosti Pb so tudi v okolici Litije (87 do 384 g/t) ter v vzorcu poplavne ravnice Sa- ve pred Krškim (56 g/t). Cink - Porazdelitev Zn vzdolž toka Meže je podobna porazdelitvi Pb, le da je raz- pon vsebnosti od 591 do 7565 g Zn/t (si.12). Tudi na ostalih ozemljih povišanih vse- bnosti Pb so visoke vsebnosti Zn, razen v severozahodni Sloveniji. Vsebnost Zn znaša v vzorcu Koritnice 396 g/t, v dolini Soče pa so vsebnosti od 154 do 438 g/t. Visoke vrednosti ima Zn še na poplavni ravnici Temenice (250 g/t), v spodnjem toku Krke (236 g/t) ter ob Ledavi (225 g Zn/t). Faktor 4 (Ca, Mg, -Na, -K, -La) ' Ta faktor pojasni 10% variance (tab.3) in združuje Ca in Mg (faktorski uteži 0.81 in 0.65) ter z negativnim predznakom Na, K in Al (faktorske uteži -0.56, -0.58 in - 0.43). Visoke pozitivne vrednosti faktorja so na ozemljih karbonatnih kamnin visoko- gorskega reliefa, nizke vrednosti pa na ozemljih klastičnih kamenin vzhodne Sloveni- je (si. 13). Poimenovali smo ga karbonatni faktor Kalcij - Najvišja vsebnost, in sicer 21.09 % Ca je v vzorcu z obrežja Koritnice. Tudi ostali vzorci ozemlja Julijskih Alp in zahodnih Karavank imajo visoke vsebnosti Ca (nad 18%), za razliko od vzhodne Slovenije, kjer znašajo vsebnosti od približno 0.5% do nekaj odstotkov. Magnezij - Podobno kot za Ca so tudi vsebnosti Mg najvišje na ozemlju mezozoj- skih karbonatnih kamnin severozahodne Slovenije, kjer je tudi najvišja vrednost na obali Save Dolinke, in sicer 14.8 % Mg, preostale vrednosti pa so višje od 6.39 %. V se- verovzhodni Sloveniji večina vsebnosti Mg ne presega 1 %. Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 299 Sl. 13. Prostorska porazdelitev faktorja 4 (Ca, Mg., -Na, -K, -Al), interpolirane vrednosti Fig. 13. Areal distribution of factor 4 scores (Ca, Mg., -Na, -K, -Al), interpolated values 300 Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar Sl. 14. Prostorska porazdelitev faktorja 5 (Hg, Zr), interpolirane vrednosti Fig. 14. Areal distribution of factor 5 scores (Hg, Zr), interpolated values Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 301 Sl. 15. Prostorska porazdelitev Hg, vplivna ozemlja Fig. 15. Areal distribution of Hg, areas of influence 302_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar Faktor 5 (Hg, Zr) Faktor 5 pojasnjuje 7 % variance (tab.3) in ga predstavljata Hg in Zr (faktorske uteži 0.81 in 0.82). Za nenavadno združbo Hg-Zr nismo uspeli najti pravega razloga, opozoriti pa moramo na nizko zanesljivost analitike obeh prvin. Kar zadeva Hg lah- ko, podobno kot pri faktorju 3, opredelimo vir visokih vrednosti v večini primerov kot posledico naravno visokih vrednosti in antropogeno povzročenega onesnaženja. Faktor ima najvišje vrednosti na idrijsko-škofjeloškem ozemlju, najnižje pa v severo- zahodni in severovzhodni Sloveniji (sl.l4). Živo srebro - Pričakovano so najvišje vsebnosti Hg, celo do 1264 g Hg/t , v poplav- nih sedimentih Idrijce (Gosar et al., 1997) (sl. 15). Zanimive pa so tudi nekatere druge višje vrednosti Hg, in sicer v vzorcu doline Tržiške Bistrice (0.635 g/t), na litij- skem ozemlju (0.125 do 2.08 g/t) in v dolini Poljanske Sore (0.455 g/t). Visoke vsebno- sti so tudi na obrežjih Mislinje pri Slovenj Gradcu (0.810 g/t), Ledave (0.235 g/t) in Save pri Krškem (0.81 g/t). Cirkonij - Genetsko in tudi z ozirom na prostorsko porazdelitev Zr ne opazimo po- dobnosti med Hg in Zr, razen na idrijskem ozemlju, kjer je tudi najvišja vrednost 158 g/t. Visoke vsebnosti Zr so še v srednjem toku Savinje (68 do 81 g/t) ter v dolini spodnjega toka Krke (60 in 65 g/t). Najnižje vsebnosti ima Zr na ozemljih mezozoj- skih karbonatnih kamnin severozahodne Slovenije (1 do 12 g/t). Prvine, ki niso bile zajete v faktorski analizi (As, Ba, Sb, Sr) Arzen - Najvišja vsebnost As 39.7 g/t je na poplavni ravnici Črmenice na Koban- skem (sl. 16). Približno polovico manjše vsebnosti As so na Dravi in Meži, Mediji pri Izlakah, še nekoliko nižje (med 12 in 14.5 g/t) pa pri Ščavnici, Ledavi, Črni in Ra- domlji. Unici ter Poljanski Sori. Najnižje vsebnosti so v zahodnih Karavankah (1.8 do 2.3 g/t). Barij - Na splošno je več Ba v vzhodni Sloveniji kot pa v zahodni, kjer so v Julij- skih Alpah in Zahodnih Karavanah tudi vse najnižje vrednosti (med 12 in 52 g/t. Najvišje vsebnosti imajo trije vzorci v Posavskih gubah (1180 do 1437 g Ba/t). Antimon - Omenili smo že visoke vsebnosti Sb v vzorcih z Meže, kjer je najvišja vsebnost 67 g/t (sl. 17). Po pričakovanju je povišana vsebnost tudi na poplavni ravni- ci potoka Medija pri Trojanah (19.3 g/t), vsekakor pa je nepričakovana vsebnost 7.2 g Sb/t pri Dragonji. Stroncij - Najvišje vsebnosti Sr so na ozemlju magmatskih in metamorfnih kamnin Pohorja in Kobanskega (169 do 346 g/t) in v jugozahodni Sloveniji (198 do 231 g/t). Razprava Vsebnosti kemičnih prvin v poplavnih sedimentih in drugih vzorčnih sredstvih Vsako geokemično vzorčno sredstvo (tla, potočni sedimenti, voda, kamnine, itd.) geokemično različno karakterizira pokrajino, geokemične karte, izdelane na osnovi različnih vzorčnih sredstev, pa se med seboj dopolnjujejo (Pire, 1992, 151). Opisane raziskave poplavnih sedimentov so bile prve v Sloveniji. Da bi ovrednotili dobljene rezultate, so potrebne primerjave z rezultati raziskav drugih vzorčnih sred- Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 303 SI. 16. Prostorska porazdelitev As, vplivna ozemlja Fig. 16. Areal distribution of As, areas of influence 304 Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar SI. 17. Prostorska porazdelitev Sb, vplivna ozemlja Fig.l7. Areal distribution of Sb, areas of influence Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 305 Tab. 4. Primerjava povprečij kemičnih prvin Tab. 4. Comparison of chemical means Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P in Ti v %, Hg v mg/t, ostale prvine v g/t "Podatki za svet iz Salmons & Förstner, 1984 * Pire, 1993; ** Schroll, 1975; *** Rose et al., 1979 Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P and Ti in %, Hg in mg/t, other elements in v g/t "World data from Salmons & Förstner, 1984 * Pire, 1993; ** Sehroll, 1975; *** Rose et al., 1979 stev. Za primerjave vsebnosti prvin v potočih sedimentih na splošno uporabljamo clarke muljevca. Nadalje je smiselna primerjava prvin v poplavnih sedimentih s clar- ki tal (Salomons & Förstner, 1984, 149) in slovenskimi povprečji tal (A n - d j e 1 o v, 1994) in potočnih sedimentov (S o 11 a r, 1995) ter potočnih sedimentov Av- strije (T h a 1 m a n n et al., 1989). Mediane tal za Slovenijo so bile dobljene iz zgor- njih 10 cm tal, avstrijske mediane pa veljajo za vzorce z ozemlja nekarbonatnih ka- 306_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar mnin (tab. 4). Zaradi obsežnih karbonatnih ozemelj v Sloveniji smo navedli tudi clar- ke apnencev. Opozoriti pa moramo na ugotovljeno nezanesljivo analitiko posameznih prvin v vzorcih poplavnih sedimentov. Podobno lahko predvidevamo tudi za določitve v osta- lih vzorčnih medijih. Zaradi tega upoštevajmo zadržano zlasti podatke za As^, Cd, Hg, Sbh in Zr Na splošno kažejo poplavni sedimenti manjšo vsebnost večine opazovanih kemi- čnih prvin kot svetovna muljevec in tla z izjemo Ca in Mg. Njuni višji vrednosti, kot tudi višje ali nižje vrednosti nekaterih drugih prvin pripisujemo geološki zgradbi Slovenije, ki sestoji pretežno iz karbonatnih kamnin. V primerjavi s tlemi Slovenije je v poplavnih sedimentih Ca in Mg več. Za obe prvini velja, da se v tleh v naših klimat- skih razmerah izpirata v globino (Ć i r i č, 1984). Po kemični sestavi so poplavni sedi- menti pričakovano najbolj podobni potočnim sedimentom. Večja razlika je le za Ca in Mg, njune vrednosti so višje v poplavnih sedimentih. Delno lahko to pripišemo tudi samemu izvajanju vzorčenja potočnih sedimentov, kjer zbiramo praviloma čim dro- bnejšo (glinasto) frakcijo in posledičnemu izpadu karbonatnih drobcev iz vzorca. Kemične prvine v poplavnih sedimentih in tleh vplivnih ozemelj Poplavni sedimenti predstavljajo naraven kompozitni vzorec materiala vplivnega ozemlja nad mestom odvzema vzorca (Eden, 1994). Da bi to preverili na ozemlju Slovenije, smo primerjali vsebnosti v poplavnih sedimentih in tleh vplivnih ozemelj poplavnih sedimentov. Uporabili smo podatke študije za izdelavo karte naravne radi- oaktivnosti, kjer so bili tudi analizirani točkovni vzorci površinskih 10 cm tal v vzor- čni mreži 5x5 km (A n d j e 1 o v, 1994). Iz celotne podatkovne baze 819 vzorcev tal smo lahko izločili 393 vzorcev, ki izvirajo iz 43 vplivnih ozemelj vzorcev poplavnih sedimentov. V vsakem vplivnem ozemlju vzorca poplavnega sedimenta je bilo od 4 do 31 vzorcev tal. Za vsako vplivno ozemlje smo izračunali aritmetične sredine posame- znih prvin v talnih vzorcih ter jih primerjali z vsebnostmi v poplavnem sedimentu (tab. 5). Tako smo lahko obravnavali 43 oz. 40 parov opazovanj (za Asj^ in Sb^). Koe- ficienti korelacije r med prvinami v poplavnih sedimentih (ps) in srednjimi vredno- stmi prvin v tleh (X^ia) vplivnih ozemelj vzorcev poplavnega sedimenta so visoko zna- čilni za Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Ti, Ba, Ni, Sc, Sr, V in Zr Lahko zaključimo, da so v dobri korelaciji večina glavnih prvin in le nekaj slednih prvin, medtem ko tiste, kate- re je človek izkoriščal ali vnašal v naravno okolje, zaradi specifičnosti posameznih vzorčnih medijev niso v medsebojni odvisnosti. To velja predvsem za kovine, kot so Cd, Cu, Mo, Pb, Zn, Sbh ter As^. Osnovne geokemične značilnosti posameznih ozemelj Slovenije V površinskih vzorčnih materialih, ki so najpogosteje uporabljani v geokemičnih raziskavah za sledenje mineralnih surovin, geokemično kartiranje ali v študijah one- snaženja okolja, se vedno srečujemo z vprašanjem geokemičnega ozadja. Omenili smo že, da geološka podlaga najbolj vpliva na kemično sestavo poplavnih sedimentov. Pridobljeni podatki in geokemične karte poplavnih sedimentov nam omogočajo grobi opis geokemičnih značilnosti nekaterih predelov Slovenije (tab. 6), predvsem kje lahko pričakujemo visoke ali nizke vsebnosti posameznih prvin. Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije 307 Tab. 5. Koeficienti korelacije r vsebnosti kemičnih prvin v vzorcih poplavnih sedimentov in tleh vplivnih ozemelj Tab. 5. Correlation coefficients r of chemical composition of overbank sediment and soils in the areas of influence - Indeks ps pomeni meritve v vzorcih poplavnih sedimentnih, indeks tla pa v tleh - N - število obravnavanih vplivnih ozemelj, r - koeficient korelacije, X^, - povprečna vrednost poplavnih sedimentov obravnavanih vplivnih ozemelj, X^,- povprečna vrednost tal obravnavanih vplivnih ozemelj, s - standardni odklon - Kritične vrednosti pri različnih nivojih zaupanja P: * 0.257 za P=95%, ** 0.358 za P=99%, **♦ 0.490 za P=99.9% (Le Maitre, 1982) - Subscript ps means contents in overbank sediment, and subscript tla in soil - N - number of considered drainage areas, r - correlation coefficient, X^. - means for overbank sediment influence areas, X^, - means for soil in the influence areas, s - standard deviation - Critical values for various significance levels P: * 0.257 for P=95%, ** 0.358 for P=99%, *** 0.490 for P=99.9% (Le Maitre, 1982) 1) Večina prvin (Al, Fe, K, Na, P, Ti, Ba, Co, Cr, La, Mn, Nb, Ni, Se, Th, V, Y, Zr) ima najnižje vsebnosti v severozahodni Sloveniji, to je na ozemljih Julijskih Alp in zaho- dnih Karavank, kjer izdanjajo razmeroma čisti apnenci in dolomiti. Po pričakovanju so na tem ozemlju najvišje vsebnosti Ca in Mg. 2) Vzorci poplavnih sedimentov na ozemlju povodja Krke imajo glede na karbona- tno geološko sestavo vplivnega ozemlja svojevrstno geokemično sestavo. Faktorske vrednosti vseh 5 faktorjev, v katerih je zajetih 25 prvin, so visoke. Nekoliko bolj izra- zito povišane so vsebnosti P in As. 308 Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar Tab. 6. Značilnosti geokemične sestave poplavnih sedimentov za nekatera ozemelj a Slovenije Tab. 6. Characteristics of geochemical composition of overbank sediments for certain regions of Slovenia - * Povišani Fl (Al, Fe, Ti, K, Na, P, Ti, La, Nb, Sc, Th, V, Y); F2 (Co, Cr, Cu, Mn, Ni); F3 (Cd, Mo, Pb, Zn); F4 (Ca, Mg); F5 (Hg, Zr), P and As - * Increased Fl (Al, Fe, Ti, K, Na, P, Ti, La, Nb, Se, Th, V, Y); F2 (Co, Cr, Cu, Mn, Ni); F3 (Cd, Mo, Pb, Zn); F4 (Ca, Mg); F5 (Hg. Zr), P and As 3) Za ozemlje magmatskih in metamorfnih kamnin Pohorja in Kobanskega ter v nižinah tudi njihovih razpadnih produktov (kvartarne in ivniške plasti), so značilne predvsem visoke vsebnosti Al, Fe, K, Na, P in Ti ter Ba, Co, La, Nb, Sc, Sr, Th, V in Y in nizke vsebnosti Ca, Mg in Zr. 4) V poplavnih sedimentih flišnega ozemlja jugozahodne Sloveniji so najvišje vse- bnosti Ni, Cr in Co ter visoke Cu, Mn in Zr. 5) Molasno ozemlje severovzhodne Slovenije odlikujejo najnižje vsebnosti Ca in Mg ter višje vsebnosti Nb in P. 6) Za idrijsko in mežiško ozemlje so po pričakovanju značilne najvišje vsebnosti težkih kovin (Hg, Pb, Zn, Cd, Mo, Sb) in As, katere najdemo v mineralih rudnikov Idrija in Mežica. Sklepi Namen raziskave je bil vpeljati v slovenski prostor uporabo poplavnih sedimentov kot vzorčno sredstvo za geokemično kartiranje. Med prvimi v svetu smo uporabili in ovrednotili najmlajše poplavne sedimente, kakršne so zapustile velike poplave v letu 1990 in izdelali geokemične karte posameznih prvin. Medianska povprečia kemičnih prvin poplavnih sedimentov in sedimentov aktiv- Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije_309 nih vodotokov Slovenije so podobna. Primerjava poplavnih sedimentov s clarki mu- ljevca in tal je pokazala, da so v poplavnih sedimentih vsebnosti večine opazovanih prvin nižje. Razlike pripisujemo zlasti geološki zgradbi Slovenije, ki je sestavljena v veliki meri iz karbonatnih kamnin. S primerjavo poplavnih sedimentov s tlemi Slo- venije pa smo ugotovili močno soodvisnost večine glavnih prvin in le nekaterih sle- dnih prvin (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Ti, Ba, Sc, Th, V, Zr), za razliko od večine težkih kovin, ki tega ne izkazujejo. Številne visoke vsebnosti posameznih kovin v poplavnih sedimentih (Cd, Cu, Cr, Hg, Mo, Pb, Sb, Zn) lahko povezujemo z znanimi rudišči in rudnimi pojavi ter razvito industrijo. Vpliv reliefa in klime na preperevanje kamnin se jasno odraža v poplavnih sedimen- tih. Visokogorski relief in pretežno mehansko preperevanje kamnin sta glavna povzro- čitelja najvišjih vsebnosti Ca in Mg in najnižjih vsebnosti večine opazovanih kemičnih prvin v poplavnem sedimentu karbonatnega ozemlja Julijskih Alp. Izjemno nizke vse- bnosti Ca in Mg ter visoke vsebnosti večine opazovanih prvin pa so rezultat nizkega reliefa in pretežno kemičnega preperevanje karbonatnih kamnin porečja Krke. Zahvale Avtorji se zahvaljujemo Inštitutu za geologijo, geotehniko in geofiziko, ki nam je omogočil delo na prikazani problematiki ter Ministrstvu za znanost in tehnologijo Republike Slovenije za financiranje raziskave. Posebna zahvale gre prof. dr Simonu Pircu, ki je ves čas spremljal in sodeloval pri našem delu kot projektni vodja in men- tor naših podiplomskih študijev, za tehtne pripombe in prevod v angleščino. The use of recent overbank sediments in geochemical mapping of Slovenia Introduction Geochemical map is a basis for understanding the geochemical characteristics of a territory, and it assists in monitoring man-produced changes. The information conta- ined in geochemical maps illustrates certain fundamental characteristics of structure and composition of the terrain that usually cannot be disclosed by other geologic or geophysical data (Pire, 1992). Geochemical maps are based on sampling and determination of concentrations of individual chemical elements in natural surficial materials. In geochemical mapping the sediments of active surface streams the river (brook) sediments have been routi- nely used as sampling material (Bogen et al., 1992). O 11 e s e n et al. (1989) legiti- mately questioned the representability of stream sediments for characterization of geochemical composition of a territory, and favoured in this sense the overbank se- diment. This material is also drainage sediment which is deposited, however, from extremely high waters when water flux is greater than the capacity of the stream bed. Rivers therefore overflow their banks and run over the flood plains. They carry suspended material that becomes deposited on the plains when the water level starts dropping. During heavy rains the erosion in the drainage area is increased, and this is the reason why the sediment that is produced in these conditions is more representa- tive of the territory upstream the sampling point than the ordinary stream sediment. 310_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar A group of geochemists from 12 western European geological surveys studied in the frame of the association FOREGS (Forum of European Geological Surveys) for fi- ve years (1988 to 1993) various aspects of overbank sediments in different European countries (Demetriades et al., 1990; Bölviken et al., 1993). They found overbank sediments an ideal sampling medium for geochemical mapping of western Europe because they (1) are present in all countries, (2) detected the already known geochemical provinces, (3) keep in their deeper parts the record of the pristine distri- bution of chemical elements, and (4) because the results of sampling the stream sedi- ments correspond well to surface part of the overbank sediments. The first promising results of investigations of the overbank sediments (Ottesen et al., 1989; Demetriades et al., 1990) and heavy inundations in 1990 that left much deposited material on flooded river banks all across Slovenia alerted us to start the sampling and studying of the recent overbank sediments and construction of ex- perimental geochemical maps. Materials and methods Sampling The overbank sediments were at the time of sampling (November 1990) the most recent surface material on riverbanks that was left by the flood waters when they re- ceded to their beds. Most of samples were collected immediately after the floods. A few areas, however, were sampled later, in 1993 and 1994. The final total number of samples was 134 (Fig. 1). On every selected flood plain a composite sample from at least three points in the perimeter of 50 m was collected. With a small plastic shovel 1-2 kg of material was collected into a plastic bag. In most of the cases the sampled material consisted of medium to fine grained sand and silt that usually were deposited on grassland. Preparation for analysis The sampled material was first dried on the open air and then in the fan oven at 40 °C. When dry, it was halved. Half of the material was saved, and the other half sie- ved through stainless steel sieves to grain size of 0.125 mm. The size that passed thro- ugh this sieve was the material for analysis. Digestion and chemical analysis After the four acid digestion (HCIO4-HNO3-HCI-HF) (ACME, 1995) the ICP was used to determine the concentrations of 35 elements: 8 major elements (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Ti, P) and 27 trace elements (Ag, As, Au, Ba, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, La, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Sc, Sb, Sn, Sr, Th, U, V, W, Y, Zn, Zr). Merctny was determined after aqua regia dige- stion with nameless atomic absorption spectrometry (AAS). A part of samples was analy- sed after aqua regia digestion also by ICP with hydride generation on As, Sb, Bi, Ge, Se and Ti. The mentioned determinations are marked h in the following text and in tables. The samples were analysed in 1992, 1993 and 1995 (Tab. 1). Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije_311 Reliability of analytical procedures Censored values are called those analytical results that are below the lower, or above the upper limit of detection (M i e s c h, 1976, 26-27). Owing to more than 20% of censored values among the samples Ag, As, Au, Be, Bi, Mo, Sb, Sn, U, W, Bi^, Ge^, Se^ and Tejj were excluded from further consideration. As an exception, only Cd (25% of censored values below the LLD) was retained, and Mo that was recorded only in the Mežica region. For the elements with less than 20% of determinations be- low the detection limit, the censored values were substituted by 70% of the lower de- tection limit. The accuracy of the analytical method was estimated by geological standard mate- rials that were randomly included into the series of geochemical samples of sedi- ments and soils that were analysed in 1992 to 1995 in the ACME Laboratories in Van- couver, Canada. Precision was monitored by replicating 34 randomly selected sam- ples. It follows that in general the applied analytical methods were very reliable for Al, Fe, K, Mg, Na, Ti, Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Se and V, rehable for ASh, Ca, La, Ni, Pb, Sr, Th, Y and Zn, and hardly reliable for Cd, Hg, Sb^ and Zr No recommended values for Nb in standards were available. Results of study Basic statistics on chemical composition Method of parametric and non-parametric statistics were used for estimating the statistical parameters of elemental composition of the overbank sediment. From the procedures were first removed all determinations of Ag, As, Au, Be, Bi, Ge, Se, Sn, Te, U and W, as most of them were below the lower detection limit. The normality tests indicated for natural values of Al, Fe, K, Na, Ba, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Se and V determinations a better approach to normality than their logarithms (Tab. 2). For other elements (Ca, Mg, P, Ti, Cd, La, Nb, Pb, Sr, Th, Y, Zn, Zr, Hg, Ash and Sbjj) the logarithms of their determinations give a better fit to normal distribution. Factor analysis For estimating the associations between elements the R mode factor analysis was used (Davis, 1986). From the group of 28 considered elements Ba and Sr were eli- minated because of lack of association with other elements. Further, As^ and Sb^ we- re determined in 116 samples only, and were therefore not included into the factor analysis. With a five factor solution, 84% of total variance is explained (Tab. 3). For most of the variables the communalities are higher than 80%. Results of factor analysis are convergent with the results of the cluster analysis. Further, the factor scores for each sample were calculated which permitted to plot the geographic distribution of fac- tors in Slovenia, and to draw maps. 312_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar Geochemical maps for overbank sediments Owing to their already mentioned advantages the overbank sediments could be a good sampling medium for producing regional geochemical maps of Slovenia. Their major disadvantage, however, was that these sediments could not be found every- where on the territory. In spite of the insufficient coverage of the national territory, we decided to draw the maps. The maps should be considered preliminary and less reliable for the following reasons: sampling the overbank sediment was not carried out along a regular spacing, and localities of samples were selected on the flooded areas only with respect to their easy access. Therefore the sample spacings are irregu- lar, sampling density is small, and coverage insufficient: certain large drainage-ba- sins were not sampled. The six class intervals for elemental contents and factor scores were determined according to the values of the following percentiles of distributions: 0-10, 10-30, 30-50, 50-70, 70-90 and 90-100. The graphical display of mapped elemental contents and factor scores was done in two ways: (a) according to areas of influence. These are the parts of the drainage basins situ- ated above the sampling point. The method gives a quite objective estimate of avera- ge chemical composition of the territory, and permits a rough but reliable detecting of locations of natural or man-made sources of anomalous concentrations. (b) with interpolation method on the ground of universal kriging based on the li- near type of the semivariogram. Geochemical maps produced in this way look smoo- ther, and show well the broad regional elemental trends. Elemental distributions in overbank sediments The geochemical maps of factor scores and individual elements (Figs. 2 to 17) per- mit to plot the areal distributions and comparisons with the geologic composition, known ore deposits and other pertinent characteristics of the territory (relief, land use, urbanization, etc.). Factor 1 ((La, Sc, Th, Y, Fe, Nb, P, Al, Ti, V, Na, K) By the first factor 36% of total variance within the data is accounted for, from La with factor loading 0.88 to K with the loading 0.63. The factor could be named accor- ding to the locations of its scores the factor of weathering of the igneous and metamorphic rocks and the molasse elastics. The highest positive scores occur on are- as of outcropping igneous and metamorphic rocks of Mt. Pohorje and Kobansko, and on elastics of the margin of the Pannonian basin in northeastern Slovenia, and also in the Krka valley, and west in the foothills of the Alps. The most negative scores are fo- und in northwest Slovenia, on Mesozoic limestones and dolomites of Julian Alps, in east Karavanke and in Savinja Alps, and on areas of carbonate and clastic rocks of southwest Slovenia. Factor 2 (Ni, Co, Cr, Cu, Mn) The factor explains 16% of total variance (Tab. 3). Also in it, the natural elemental Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije_313 distribution is reflected. High scores occur on outcropping clastic rocks of southwest Slovenia, especially in the areas of the Istria and Brkini flysch basins and area of the middle course of the Krka river (Figs. 3 to 7). In general it can be seen that the factor 2 elements are higher in areas of exposed flysch and other clastic, less consolidated rocks (Ljubljana Moor, Slovenske gorice, Mura river region). Therefore it was preli- minarily called the factor of younger clastic beds. Factor 3 ( Pb, Mo, Zn, Cd) Almost 15% of total variance are accounted for by the factor (Tab. 3). Loaded on it are chiefly the heavy metals Pb, Mo, Zn and Cd. The highest contents of these occur in the region of the Mežica Pb-Zn deposit, and the lowest ones in the central part of Juli- an Alps, southwest Slovenia, Vipava valley and margins of the Pannonian basin (Figs. 8 to 12). The factor illustrates the natural distribution of the enumerated elements as well as the influence of mining and smelting of ores, and of other polluters (rivers Me- ža, Koritnica, Temenica, two samples on the rivers Drava, and Sava near Krško, the brook Rak in Rakov Škocjan). The factor is named the heavy metals factor Factor 4 (Ca, Mg, -Na, -K, -Al) It accounts for 10% of the total variance (Tab. 3) and is bipolar: earth alkali ele- ments Ca and Mg loaded on the positive segment, and alkali elements Na and K, and Al on the negative one. High positive scores are typical for regions of carbonate rocks exposed in higher mountainous relief and low negative scores for clastic beds, and carbonate beds outcropping in low relief. Factor 5 (Hg, Zr) The factor explains 7% of total variance (Tab. 3). The unusual association of Hg with Zr had to remain unexplained. It should be mentioned, however, that the analy- tical method for determination of both elements was far from reliable. As in factor 3, the source of high Hg values can be defined in most of instances as a result of natu- rally high contents in rocks, and man-made pollution. The highest scores of the fac- tor are in the Idrija-Škofja Loka region, and the lowest scores in the north Slovenia - in its western and eastern parts (Figs. 14 and 15). Discussion Elemental composition of overbank sediments and other sampling media The investigations reported in the present paper are the first in which the over- bank sediment in Slovenia is used. For interpreting the results they were compared to Clarkes of shale, soils and limestone (Salomons & Förstner, 1984), soil me- ans for Slovenia (A n d j e 1 o v, 1994), stream sediments for Slovenia (S o 11 a r, 1995) and stream sediments for Austria (T h a 1 m a n n et al, 1989) (Tab. 4). The general tendency of the studied overbank sediments are lower mean contents 314_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar of most of the considered elements than in world averages for shale and soil, except for Ca and Mg. Their higher means are attributed to the geological composition of Slovenia that is dominated by outcropping carbonate rocks. With respect to soils of Slovenia the overbank sediments are enriched in Ca and Mg. Both elements are known to be profoundly leached in soil in our climatic conditi- ons (Ć i r i Ć, 1984). As expected, the elemental composition of the overbank sedi- ments was found similar to a high degree to that of the stream sediments. A major difference occurs with Ca and Mg that are higher in the overbank sediments. This might be attributed in part to the differences in the sampling procedure; as a rule, for stream sediments the finest (clayey) fraction is usually collected, which contains a low proportion of carbonate particles. Chemical elements in stream sediments and soils of their areas of influence The overbank sediments represents a natural composite sample, which contains material from entire catchment basin upstream from the sampling site (Eden, 1994). For verification, elemental contents of overbank sediments were compared with data for soils from a study for the radiometric map of Slovenia (A n d j e 1 o v, 1994). The topsoil to 10 cm depth was sampled in a grid of 5x5 km. From the data matrix of 819 soil samples 393 samples were selected. They characterize the 43 overbank sediment areas of influence. For each of these areas from 4 to 31 soil samples were considered. The average contents in soils samples expressed by arithmetic means were compared to contents of corresponding overbank sediments (Tab. 5). In this way 43 sets of elemental contents (40 for Asjj and Sb^) were compared. The correlation coefficients between elements in overbank sediments (subscribed ps) and the elemental means in soil ( X^^^) of areas of influence are highly significant for Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Ti, Ba, Ni, Sc, Sr, V and Zr. Correlation is consequently good for most of the major elements and for a few trace elements. In contrast, the elements that occur in ores that were mined, or introduced by other anthropogenic activities into the natural environment do not show correlation. This is especially true for me- tals as Cd, Cu, Mo, Pb, Zn, Sbh and As^. Geochemical characteristics of regions in Slovenia In applications of surface sampling materials for geochemical surveys for mineral exploration or geochemical mapping for environmental purposes the question that is always present concerns the geochemical background. What is the natural backgro- und and what is not? The geologic substrate has a major influence on the composition of the overbank sediments. The analytical data and geochemical maps constructed thereof are a good means for broad scale geochemical characterization of Slovenia (Tab. 6). Here are a few regional geochemistry characteristics: (1) Most elements (Al, Fe, K, Na, P, Ti, Ba, Co, Cr, La, Mn, Nb, Ni, Se, Th, V, Y, Zr) have their lowest mean contents in northwestern Slovenia, in the areas of the Julian Alps and west Karavanke Mountains with relatively clean limestones and dolomites outcropping. As expected, here Ca and Mg are abundant. (2) Overbank sediment samples in the Krka drainage area have a peculiar compo- sition with respect to greatly predominant carbonate composition of the supply area. Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije_315 The scores of all five factors on which 25 chemical elements are loaded are here posi- tive and high. Even more increased are contents of P and As. (3) For the areas of exposed igneous and metamorphic rocks of Pohorje and Ko- bansko, and their weathered products in young Tertiary and Quaternary beds especi- ally high contents of Al, Fe, K, Na, P and Ti, beside Ba, Co, La, Nb, Sc, Sr, Th, V and Y are typic, and low contents of Ca, Mg and Zr (4) Overbank sediments of the flysch deposits of the southwest Slovenia contain the highest Ni, Cr and Co values, and high Cu, Mn and Zr values. (5) The molasse deposits of northeast Slovenia are characterized by the lowest contents of Ca and Mg, and higher contents of Nb and P. (6) Typical for the Idrija and Mežica metal ores mining areas are as expected the highest contents of heavy metals (Hg, Pb, Zn, Cd, Mo, Sb) and As, the minerals of which occur in the ores. Conclusions The aim of the study was the introduction into the Slovenian practice of the use of overbank sediments as the sampling material for geochemical mapping. Among the first in the world by us the recent overbank sediments, those deposited during the great floods in 1990, were used and interpreted, the corresponding geochemical maps made. The mean chemical composition of overbank sediments and active stream sedi- ments of Slovenia is similar Comparison of overbank sediments with Clarkes for shale and soil showed lower means of most of considered elements in overbank sedi- ments of Slovenia. The reason is attributed to the geologic composition of Slovenia that is dominated by high proportion of carbonate rocks. In comparison to the soils of Slovenia, however, a strong correlation of most of major elements was observed, but only a part of trace elements (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Ti, Ba, Sc, Th, V, Zr), and certa- inly not most of the heavy elements that do not show this association between the overbank sediment and the soil. Numerous high contents of certain metals in the overbank sediments (Cd, Cu, Cr, Hg, Mo, Pb, Sb, Zn) could be related to known mineral deposits and ore occurrences, and with industry. The influence of relief and climate on the rate of weathering is clearly visible in the overbank sediments. The high mountain relief and predominant mechanical wea- thering are the decisive contributors to high contents of Ca and Mg, and of the lower- most contents of most considered chemical elements in the overbank sediment of the carbonate rock territory of the Julian Alps. The extremely low contents of Ca and Mg, and high values of the majority of chemical elements are, in contrast, the results of low relief and predominantly chemical weathering of carbonate rocks and very thick, mineral rich soils of the Krka drainage basin. Acknowledgments The authors are thankful to the Institute for Geology, Geotechnics and Geophysics, which made possible for us to work on the presented project and the Ministry for Sci- ence and Technology of the Republic of Slovenia for financing this research work. 316_Milan Bidovec, Robert Šajn & Mateja Gosar We would like to express special gratitude to Prof. Dr Simon Pire, who provided us with background knowledge and information and helped us in many ways. He also acted as a project director, our tutor for postgraduate studies, adviser and translator into English as well. ij / Literatura - References A b b e y, S. 1983: Studies in „standard samples" of silicate rocks and minerals 1969 - 1982. - Geological Survey of Canada, 109 pp., Ottawa. ACME ANALYTICAL LABORATORIES LTD. 1993-1997: Assaying and geochemical analy- ses. - Acme Analytical Laboratories ltd., Vancouver B. C. A n d j e 1 o V, M. 1994: Rezultati radiometričnih in geokemičnih meritev za karto naravne ra- dioaktivnosti Slovenije. - Geologija, 36, 223-248, Ljubljana. B 1 e j e C, M. 1976: Statistične metode za ekonomiste. - Ekonomska fakulteta. Univerza v Ljubljani, 687 str, Ljubljana B o g e n. J., B Ö 1 v i k e n, B. & O 11 e s e n, R. T. 1992: Enviromental studies in Western Eu- rope using overbank sediment. -In: Erosion and Sediment Transport Monitoring Programmes in River Basins. Proceedings of the Oslo Symposium, Avgust 1992. lAHS Pubi. 210, 317-325, Oslo. B Ö 1 V i k e n, B., B o g e n, J., D e m e t r i a d e s. A., D e V o s, W, E b b i n g, J., H i n d e 1, R., O 11 e s e n, R. T., S a 1 m i n e n, R., S c h e r m a n n, O. & S w e n n e n, R. 1993: Final re- port of the Working Group on Regional Geochemical Mapping 1986-93. - Forum of European Geological Surveys (FOREGS). Geological survey of Norway (NGU), Open File Report 93.092, 18 pp., 6 append. 3 Ö 1 V i k e n, B., K u 11 e r u d, G. & L o u c k s, R. R. 1990: Geochemical and metallogenic provinces: A discussion initiated by results from geochemical mapping across northern Fenno- scandia. - J. Geochem. Explor, 39, 49-90, Amsterdam. B r e z n i k, M. 1991: Analiza ujme 1990, kritika, naloge. - Ujma 5, 121-123, Ljubljana. Ć i r i č, M. 1984: Pedologija. - SOUR Svjetlost, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, 311 str, Sarajevo. D a r n 1 e y, A. G., B j Ö r k 1 u n d. A., B Ö 1 v i k e n, B., G u s t a v s s o n, N., K o v a 1, P. V, Plant,J. A., Steenfeld, A.,Tauchid, M. & XieXuejing, 1995: A global geochemi- cal database for environmental and resource management. Recommendations for International Geochemical Mapping. - Final report of IGCP Project 259, 122 pp., UNESCO Publishing Davis, J.C. 1986: Statistic and data analysis in geology. - Willey & Sons, 651 pp.. New York. Demetriades, A., Locutur a, J. & Ottesen, R. T.(Ed.) 1990: Geochemical Mapping of Western Europe Towards the year 2000. - Pilot project report, WEGS, Working Group on Re- gional Geochemical Mapping. E d e n, P. 1994: Wide-spaced sampling of overbank sediment, till, humus and river water in Fenoscandia. Applicability for global geochemical mapping and environmental assessment. - Academic disertation, Aabo Akademi University, 49 pp., 4 app., Aabo. Eden, P. & Björklund, A. 1994: Ultra-low density sampling of overbank sediment in Fennoscandia. - J. Geochem. Explor, 51, 265-289, Amsterdam. Gosar, M., P i r c, S. & B i d o v e c, M. 1997: Mercury in the Idrijca River sediments as a reflection of mining and smelting activities of the Idrija mercury mine. - J. Geochem. Explor, 1997, 58, 2/3, 125-131, Amsterdam. Kolbezen, M. & Škerjanc, K. 1991: Katastrofalno visoke vode v Sloveniji 1.11.1990. - V: Vodna ujma - Slovenija - november 1990. Posvetovanje v Slovenj Gradcu, Nivo Celje, Celje. M i e s C h, A. T. 1976: Geochemical survey of Missouri; methods of sampling, laboratory analyzing, and statistical reduction of data. - Geological survey professional paper, USGS, 954 - a, 39 pp., Washington. M i k o Š, M. 1996: Poplav ne moremo odpraviti, lahko pa jih s premišljeno dejavnostjo ome- jujemo. - V: časnik DELO, Znanost, 20.12.1996, Ljubljana. Kauranne, K. 1988: In: D a r n 1 e y, A. G. (Ed. and Project Leader), NEWSLETTER N0.6, 1994, International Geochemical Mapping Projects 259 & 360, Canada. Orožen Adamič, M. 1991: Škoda ujme 1990 v Sloveniji. - Ujma 5, 124-126, Ljubljana. O 11 e s e n, R. T, B o g e n. J., B Ö 1 v i k e n, B. & V o 1 d e n, T. 1989: Overbank sediment: a representative sample medium for regional geochemical mapping. - J.Geochem.Explor, 32, 257- 277, Amsterdam. P i r c, S. 1992: Geokemija okolja. -V: Onesnaževanje in varstvo okolja, Geologija in tehnika za okolje, zbornik, 145-158, Ljubljana. Uporaba recentnih poplavnih sedimentov v geokemičnem kartiranju Slovenije_317 P e r i š i C, M., 1983: Primjena geostatistike (knjigi 1 in 2). - Rudarski institut Beograd, 534 str, Beograd. P o t t s, J. P. 1993: Laboratory Methods of Analysis. - In: Analysis of Geological Materials, Marcel Deker, Inc., 123-220, New York. R o s e, A. W., H a w k e s, H. E. & W e b b, J. S. 1979: Geochemistry in mineral exploration, II ed. - Academic press, 657 pp., London. Salomons, W. & Förstner, U. 1984: Metals in the Hydrocycle. - Springer-Verlag, 348 pp., Berlin. S c h r o 11, E. 1975: Anahtysche Geochemie, Band I. - Enke, 292 S., Stuttgart. S o 11 a r, K. 1995: Potočni sediment kot vzorčno sredstvo za izdelavo geokemične karte Slo- venije. - 114 str, Ljubljana. (Diplomsko delo. Knjižnica odseka za geologijo, NTF). Thalmann, E, Sehe rman n. O., Schroll, E. & Hausberge r, G. 1989: Geoche- mischer Atlas der Republik Österreich. Textteil, 144 S., - Ferdinand Berger & Söhne Ges., Wien. X i e, H. & C h e n g, H., 1997: The suitability of floodplain sediment as a global sampling medium: evidence from Chi na. - J. Geochem.Explor, 58, 51-62, Amsterdam. GEOLOGIJA 41, 319-338 (1998), Ljubljana 1999 Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia Geokemične raziskave tal na območju Jesenic ' Robert Šajn, Milan Bidovec & Mateja Gosar Geological Survey of Slovenia Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenia Simon Pire University in Ljubljana, Faculty for Natural Sciences and Technology, Department of Geology Aškerčeva 12, 1000 Ljubljana Key words: geochemistry, pollution, soil, household dust, heavy metals, Slovenia Kjučne besede: geokemija, onesnaženje, tla, bivalni prah, težke kovine, Slovenija Abstract The purpose of geochemical investigations in the Jesenice area was to establish contents and distribution of chemical elements in soils, and to separate the natural from the man-produced geochemical distributions. Shown and commented are distributions of 21 elements (Al, Ca, Fe, K, Mg, Ti, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, La, Mn, Nb, Ni, Pb, Se, Th, V, Zn and Zr). Based on comparison of distributions of these elements in soils and urban sediments (household and attic dust) of Slovenia two natural geochemical associations were distinguished in the Jesenice area (Al-Fe-K-Ti-Ba-La-Nb-Sc-Th-V-Zr and soil pH-Ca-Mg), and two associations that were influenced by several centuries of mining and iron making (Cd-Cu-Hg-Mn-Pb-Zn and Fe-Cr-Ni). Povzetek Namen geokemičnih raziskav na območju Jesenic je bil ugotoviti vsebnosti in prostorske porazdelitve kemičnih prvin v tleh ter ločiti naravne geokemične porazdelitve prvin od antropogeno povzročenih. Prikazali in komentirali smo porazdelitve 21 kemičnih prvin (Al, Ca, Fe, K, Mg, Ti, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, La, Mn, Nb, Ni, Pb, Sc, Th, V, Zn in Zr). Na osnovi primerjave vsebnosti teh prvin v tleh in urbanih sedimentih (stanovanjski in podstrešni prah) Slovenije smo na območju Jesenic ločili dve naravni geokemični združbi (Al-Fe-K- Ti-Ba-La-Nb-Sc-Th-V-Zr in talni pH-Ca-Mg) in dve združbi, ki predstavljata porazdelitev, na katero je vplivala večstoletna železarska dejavnost (Cd-Cu-Hg-Mn- Pb-Zn in Fe-Cr-Ni). 320_Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire Introduction Iron making in the Jesenice area is traditional. The development of mines and fur- naces started end of 14th century as testified by the Ortenburg mining regulations. In the second half of the 18th century a number of the properties were bought by Valentin Ruard who started to extend and restore the mining prospects. A number of prospects were owned also by gross merchant Zois. End of 18th century the Zois fam- ily ran into financial difficulties owing to obsolete technology and foreign competi- tion. For these reasons in 1869 the Carniolan industrial society was founded. Two bloom areas fused into one that was the largest industrial enterprise in the Duchy of Carniola. From the bloom areas at the banks of the Sava river new modern ironworks was developed, and the settlement grew into an industrial town that assisted the development to many other activities (http://www.jesenice.si/jeobc.html; R e s m a n, 1990). In the Jesenice area a number of investigations of pollution associated chiefly to emissions of the steelworks were performed. Not known was, however, the "her- itage"of several centuries of pollution own to ironmaking, and its impact on the geo- chemical properties of the landscape. In 1994 we started in the frame of a Alps-Adria project the systematic investigation of soils by sampling them according to pedologie horizons, and analysing a large number of chemical elements in them. General Geography and Geology The Jesenice area is situated in the northwest part of Slovenia (Fig. 1). North of the town is the N-E trending Karavanke mountain range, in the west the Julian Alps and in the south the wooded high plateau of Mežakla. In the valley that passes in the southeast into the Ljubljana basin flows the river Sava. The area is mountainous and it belongs physiographically to the Southern Alps, and its southeastern part is flat. The administrative, political and economic centre is the town of Jesenice, a typical industrial town with ironmaking tradition, inhabited by a population of about 20,000 (http://www.jesenice.si/jeobc.html; R e s m a n, 1990). The territory is situated at the contact of three geotectonic units: the south Kara- vanke, the Ljubljana basin and the Julian Alps (Buser&Cajhen, 1980; B u s e r, 1980; Jurkovšek, 1986a and b). The south Karavanke are separated by the NW- SE trending Sava fault from the Julian Alps and the Ljubljana basin. In the structure of the southern Karavanke the Košuta nappe and the Southern Karavanke nappe can be distinguished. The central ridge of Karavanke is built by the Košuta nappe that consists predominantly of carbonate rocks of Lower to Upper Triassic age. The southern Karavanke nappe, in the area between the Košuta nappe and the Sava fault, consists mostly of Paleozoic clastic and carbonate rocks. The Radovljica-Bled subsided basin in the southeast is filled by Quaternary deposits in the extreme part of the Ljubljana basin. In the southeast, the Mežakla plateau consists of Lower to Upper Triassic carbonate rocks (Buser & Cajhen, 1980; Jurkovšek, 1986b). The area is cut by faults of predominantly dinaric (NW-SE) direction. Dominant among them is the Sava fault. The course of the Sava valley is conditioned by it. Long dinaric faults were formed in the Upper Pliocene, and the Ljubljana basin Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia 321 Fig. 1. Researched area SI. 1. Lega raziskanega območja started to sink along them at the start of Pleistocene. The formed basin v^as filled by large amounts of mainly carbonate fluvial material (Buser & Cajhen, 1980; Jurkovšek, 1986b). The final touch to the physiography was given by the glacial age. In spite of heavy glacial impact, the valley remained relatively narrow. Characteristic of glaciations are remains of lateral moraines at Mala Mežakla, and front and lateral moraines at Blejska Dobrava. After retreat of the glacier at Mojstrana a smaller dam lake was formed. On the highest steep slopes lithosols occur Rendzinas are frequent on limestones and dolomites, carbonate talus and glacial drift. In favourable conditions rendzinas pass into eutric cambisols or calcareous cambisols on limestones and dolomites. On silicate (siliceous) clastic rocks largely rankers develop, and to a smaller extent, also dystric cambisols. Climatic Characteristics The Jesenice area is characterized by a predominance of continental properties of Middle European climate owing to the distance from the sea and the high mountain- ous barriers in-between. The rainfall regime is of submediterranean type. Apprecia- ble differences in altitudes result into four climatic belts: the submountainous, moun- tainous, subalpine and alpine climatic belts (Š i p e c, 1990). The essential characteristics of climate are cold winters and fresh summers. The 322_Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire mean temperature at Jesenice amounts to -2.5°C for January, 18°C for July, and 8°C for the average year The rainfall maximums occur in October and in July, and the minimum in January. The average yearly duration of snow cover is 30 days. The area is not considerably subject to forming of atmospheric inversion, or to fogs. Only a yearly average of 10 days are foggy, occurring mainly during the cold part of the year (Šipec, 1990). Very important for distributing of pollution are two local winds, the valley wind and the mountain wind. The first blows mostly during nights when the cooled air descends towards the Ljubljana basin. The mountain wind blows usually during the first part of the day. It forms by heating of the air, and is directed up the valley. Next to local winds also the cyclonic air circulation transversely to the axis of the valley is present (Šipec, 1990). j Estimate of Pollution According to earlier data (Šipec, 1990) the daily dust emission from ironworks prior to 1971 amounted to 48 tons. To this amount also about 270 daily tons of ash should be added, as a result of production of generator gas and operation of the steel- works heating plant. Characteristic for the plant was pollution with red dust. Pollu- tion was disseminated along the valley axis far from the sources, and propelled by the winds. From 1971 to 1987 the plant undertook a partial remediation and modern- ization. The energy concept of steelworks was changed, the furnaces reconstructed, and dust collectors and cleaning devices installed. At that time also regular monitor- ing of pollution was started. Then followed modernization of Steelworks 1 that fur- ther reduced the dust emissions. After 1987 follows the final sanitation with aban- doning of furnaces and Siemens-Martin ovens, and with the start of Steelworks 2 (Osojnik et al., 1988, 1990). It was estimated that the emission from Steelworks 1, Steelworks 2 and the plants for regeneration of hydrochloric acid emit daily approximately 2 t dust and 950 kg SO2 (Šipec, 1990). Traffic and communal emissions contribute during heating sea- son about 7 t SO2 daily. Iron works are indubitably the principal factor of environ- mental degradation, followed by dense traffic in the valley, and by households in the town. The contribution of iron works is gradually diminishing. Materials and Methods Sampling Soil sampling in the Jesenice area was performed at a 1,4 x 1,4 km grid (Figs. 1 and 2). In 44 localities pedologie profiles were dug, and in total 122 samples of soil horizons collected. Sampled were principally soils on carbonate rocks (30 localities), followed by sandstone (6 localities) and Quaternary fluvial deposits (8 localities). Soil t5фes (Š k o r i c, 1977) comprised rendzinas in 16 cases, calcareous cambisols in 16 cases, dystric cambisols in 5 cases, ranker in 2, and agricultural soil, fluvisol, luvisol and eutric cambisol in each one case. Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia 323 Fig. 2. Digital relief model of Jesenice area with soil profile locations Sl. 2. Digitalni model reliefa območja Jesenic z lokacijami vzorčenja v talnih profilih Preparation of Samples and Analysis Preparing of samples for chemical analysis was done along the lines given by Pire et. al. (1991) that is similar to recommendation s of the UNESCO IGCP 259 project (D a r n 1 e y et al., 1994). The sampled material was first air dried for 15 days, and then 48 hours in a fan oven at 40°C. The dry soil was gently crushed in a ceramic mortar. The material was then passed through a stainless steel sieve with 2 mm open- ings and quartered, and then crushed and milled to the analytical grain size of 0,063 mm. Analysis in the ACME laboratories in Vancouver, Canada, was performed by plas- ma emission spectrometry (ICP) after a total 4 acid digestion. The 0,5 g sample was dissolved at 200 °C in 10 ml mixture of HCIO4, HNO3, HCl and HE In total, 35 ele- ments were determined by ICP (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P, Ti, Ag, As, Au, Ba, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, La, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, Th, U, V, W, Y, Zn and Zr). Hg was determined after aqua regia digestion with atomic absorption spectrometry (AAS) according to the cool evaporation procedure (ACME, 1994). Potential acidity was determined by the procedure in which 10 g of sieved soil sample is left for 24 hours in 25 ml 0,1 N CaCla, mixed, left for 24 hours, mixed again and pH measured (R h o a d e s, 1982; Hodnik, 1988). A number of randomly selected samples was replicated for estimation of precision. Geologic standard materials GXR-6, SJS-1 and SRM-2711 (Abbey 1983; E p s t e i n, 1990) were used for estimating accuracy. All soil samples, replicates and geologic standards were submitted to laboratory in a random succession. This procedure assured unbiased treatment of samples and random distribution of possible drift of analytical conditions across all samples. 324_Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire Sensitivity, Accuracy and Precision on Analysis The sensitivity in the sense of the lower limit of detection was adequate for 28 out of 36 analysed chemical elements. The elements Ag, Au, Be, Bi, Mo, Sb, Sn and U, however, were removed from further statistical analysis (M i e s c h, 1976), since their contents in the majority of analysed samples appeared to be below the lower detec- tion limit of the analytical method. Excluded were also determinations of W and Co because of the evidence on contamination of samples from grinding equipment made out of W-Co steel, as established in former studies (Šajn, 1995). Accuracy of analytical method for the remaining 26 elements was estimated by calculation of relative systematic error between the determined and recommended values of geological standards. Most analysed elements show in the range of the actu- al soil samples very low deviations. The means of elements in analysed standards generally differ for less than 15% of the recommended values. Larger negative devia- tions showed Mg, P, Cd, La, Pb and Th, and larger positive deviations Cr Precision of determinations was controlled by relative differences between pairs of analytical determinations of the same samples (B 1 e j e c, 1976). Precision was con- sidered good, since of the 26 considered elements only Cd, Th and Zr showed less accurate results. The reliability of analytical procedures, as shown by the mentioned control of sen- sitivity, accuracy and precision, was considered adequate for using the determined elemental contents in further statistical analyses. Results of Study In statistical analysis all 122 samples of soil horizons were used. For estimation of the association between chemical elements multivariate statistical analyses of cluster and R mode factor analysis were used (Le Maitre, 1982, K o š m e 1 j, 1983, Davis, 1986, Rodionov et al., 1987). For the measure of similarity between variables the product-moment correlation coefficient (r) was applied. In the final multivariate analyses only 21 elements were retained. The elements Na, P, As, Sr and Y were excluded because of the lack of significant associations with other chemical elements. These elements formed independent clusters, or they resulted into low communalities in factor analysis. For illustration of results of the cluster analysis the dendrogram based on relative association D/Dmax in percent were used (Fig. 3), and of the factor analysis the matrix of higher rotated factor loadings (Tab. 2). The geographic distribution of elemental composition of topsoil and of the lower soil horizons is illustrated by maps of scores of extracted factors (Figs. 4a to 7b) and maps of contents of Cd (Figs. 9a and 9b), Pb (Figs. 10a and 10b) and Zn (Figs. 11a and lib). In the process of construction of geochemical maps the interpolation method of universal kriging with linear variogram was applied (Perišić, 1983;Davis, 1986). In interpolation of elemental contents 44 samples of topsoil and 78 samples of lower soil horizons were taken in consideration. The basic cell for interpolation was of the size of 200 x 200 m. For class limits the percentile values of distribution of the interpolated values were taken. Seven classes with the values of the following percentiles were selected: 0-10, 10-25, 25-40, 40-60, 60-75, 75-90, 90-100. The classes around the average are broader, and the classes at both extremes narrower Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia 325 Tab. 1. Averages of content of elements in different sample materials (average values of Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P and Ti are in %, Hg in mg/t, remaining elements in g/t) Tab. 1. Povprečja vsebnosti prvin v različnih vzorčnih sredstvih (povprečne vrednosti Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P in Ti so v %, Hg v mg/t, preostalih prvin pa v g/t.) Clarke - Clarke in soil; Svetovno poprečje vsebnosti prvin v tleh (Bowen,1979) Slo - Slovenian average of elements in soil; Slovensko povprečje vsebnosti prvin v tleh; n = 817 (Andjelov, 1994); Hg, n = 119 (Pire, 1993) Jes-ZT - Average of elements in top soil in Jesenice area; Povprečje vsebnosti prvin v zgorn- jem talnem horizontu na območju Jesenic; n = 44 Jes-ST - Average of elements in bottom soil in Jesenice area; Povprečje vsebnosti prvin v spodnjih talnih horizontih na območju Jesenic; n = 78 Jes-SP - Average of elements in household dust in Jesenice area; Povprečje vsebnosti prvin v stanovanjskem prahu na območju Jesenic; n = 3 (Šajn, 1998) Jes-PP - Average of elements in attic dust in Jesenice area; Povprečje vsebnosti prvin v pod- strešnem prahu na območju Jesenic; n = 3 (Šajn, 1998) 326_Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire Tab. 2. Characteristic values of rotated factor loadings; n = 122 Tab. 2. Dominantne vrednosti rotiranih faktorskih obremenitev; n - 122 Fl ... F4 - Factor Loadings; Faktorske obremenitve Kom - Communality in %; Komunalnost v % Var - Variance in % ; Varianca v % Discussion With the factor analysis the initial 22 considered variables were reduced to 4 fac- tors, synthetic variables that represent the geochemical associations of chemical ele- ments. The four factors explain more than 80% of variability within data (Tab. 2). The geochemical associations suggested by results of factor analysis are confirmed also by the outcomes of the cluster analysis (Fig. 3). The geochemical distributions in soils of the Jesenice area are compared with the means for Slovenian soils (Andjelov, 1994), the means for urban sediments from three localities in the Jesenice area (Šajn, 1998) and with world averages for soils Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia 327 Fig. 3. Dendrogram of cluster analysis; n = 122 SI. 3. Dendrogram clusterske analize; n - 122 (Bowen, 1979) (Tab. 1). The samples of all listed studies in Slovenia were analysed in the same laboratory by using the same procedures of digestion and analysis. The urban sediments in Š a j n ' s (1998) study are (1) household dust which is closely associated to rooms where inhabitants live, and (2) attic dust that keeps accumulat- ing in atti^s^______ Natural Distribution of Chemical Elements The natural geochemical distributions are suggested by factors 1 and 4 by which about 45% of total variation within data is accounted for The factor scores of these factors are the lowest in the topsoil horizons, and they increase in horizons with depth. 328 Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire Fig. 4a. Distribution of factor 1 (Al, Ba, K, La, Nb, Sc, Ti, Th, V and Zr) in top soil Sl. 4a. Porazdelitev faktorja 1 (Al, Ba, K, La, Nb, Sc, Ti, Th, V in Zr) v zgornjem talnem horizontu Fig. 4b. Distribution of factor 1 (Al, Ba, K, La, Nb, Sc, Ti, Th, V and Zr) in bottom soil Sl. 4b. Porazdelitev faktorja 1 (Al, Ba, K, La, Nb, Se, Ti, Th, V in Zr) v spodnjem talnem horizontu Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia 329 Fig. 5a. Distribution of factor 2 (Cd, Cu, Hg, Mn, Pb and Zn) in top soil Sl. 5a. Porazdelitev faktorja 2 (Cd, Cu, Hg, Mn, Pb in Zn) v zgornjem talnem horizontu Fig. 5b. Distribution of factor 2 (Cd, Cu, Hg, Mn, Pb and Zn) in bottom soil Sl. 5b. Porazdelitev faktorja 2 (Cd, Cu, Hg, Mn, Pb in Zn) v spodnjem talnem horizontu 330 Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire Fig. 6a. Distribution of factor 3 (Cr, Fe and Ni) in top soil SI. 6a. Porazdelitev faktorja 3 (Cr, Fe in Ni) v zgornjem talnem horizontu Fig. 6b. Distribution of factor 3 (Cr, Fe and Ni) in bottom soil SI. 6b. Porazdelitev faktorja 3 (Cr, Fe in Ni) v spodnjem talnem horizontu Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia 331 Fig. 7a. Distribution of factor 4 (Ca, Mg and pH) in top soil Sl. 7a. Porazdelitev faktorja 4 (Ca, Mg in pH) v zgornjem talnem horizontu Fig. 7b. Distribution of factor 4 (Ca, Mg and pH) in bottom soil Sl. 7b. Porazdelitev faktorja 4 (Ca, Mg in pH) v spodnjem talnem horizontu 332 Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire Fig. 8. Average enrichment ratios of element group with regard sampled material SI. 8. Povprečni obogatitveni odnosi skupin prvin glede na vzorčeno sredstvo Geochemical Association Al-K-Ti-Ba-La-Nb-Sc-Th-V-Zr The factor 1 (Tab. 2; Figs. 4a and 4b) is the strongest, explaining 34% of total varia- tion. It represents the association of Al, K, Ti, Ba, La, Nb, Sc, Th, V and Zr High values are typical for lov^er soil horizons, especially in the (Bj.^) horizon of calcareous cambisols. Chemical comparison with means of soils in Slovenia (Tab.l; Fig. 8) shows that the mean contents of the chemical elements associated with the first factor are in the topsoil at Jesenice about 60% of soils in Slovenia, while their contents in the lower soil horizons are about the same. The contents in household and attic dust in the Jesenice area are about 40% of the estimated means for Slovenia. The discussed group of chemical elements represents a most characteristic natural pattern of behaviour of chemical elements in the Jesenice area. Here, their means in soils are appreciably higher than in the urban sediments, household and attic dust. Geochemical Association soil pH-Ca-Mg The factor 4, loaded with pH, Ca and Mg, explains 12% of total data variation. Also this geochemical association displays the natural geochemical association of elements. High factor scores occur in carbonate alluvial spols on the youngest flood plains of the river Sava. The values increase with depth (Figs. 7a and 7b). Ca and Mg are typical elements of the carbonate rocks. In comparison with the soil means for Slovenia (Tab. 1; Fig. 8), for Jesenice somewhat lower values were estab- lished in topsoils, and up to 50% higher values in the lower soil horizons. The high Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia 333 Fig. 9a. Distribution of cadmium in top soil Sl. 9a. Porazdelitev kadmija v zgornjem talnem horizontu Fig. 9b. Distribution of cadmium in bottom soil Sl. 9b. Porazdelitev kadmija v spodnjem talnem horizontu 334 Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire Fig. 10a. Distribution of lead in top soil Sl. 10a. Porazdelitev svinca v zgornjem talnem horizontu Fig. lOb. Distribution of lead in bottom soil Sl. 10b. Porazdelitev svinca v spodnjem talnem horizontu Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia 335 Fig. 11a. Distribution of zinc in top soil Sl. 11a. Porazdelitev cinka v zgornjem talnem horizontu Fig. lib. Distribution of zinc in bottom soil Sl. lib. Porazdelitev cinka v spodnjem talnem horizontu 336_Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire contents of Ca and Mg in household and attic dust, they may be more than 8 times higher of the Slovenian averages, may be explained by v^eathering of construction materials and partly by dusting of soils and roads. Man-made Elemental Distributions The man produced distributions of chemical elements are represented by factors 2 and 3 by whom 36% of total variability of the considered 22 chemical elements is explained. The scores of these factors are the highest in the topsoil horizons, and they tend to diminish with depth. Geochemical Association Cd-Cu-Hg-Mn-Pb-Zn The factor 2 is the second strongest, explaining about 23% of total variability. It is loaded with Cd, Cu, Hg, Mn, Pb and Zn, with elements, that were introduced to soil as a result of anthropogenic activities. The factor scores drop with soil depth: they are several times higher in the topsoil horizons than in the lower soil horizons (Figs. 5a and 5b). These differences are more contrasting on highly polluted localities with lower soil horizons of brown soils. The differences are less expressed in rendzinas in which most often only the samples of two horizons (О^А^, AC), were collected. The impact of the 2 factor elements in the upper soil horizon extends in a 2 to 4 km wide belt along the entire length of the Sava valley. At Mojstrana, where the valley widens, the influence is somewhat lower, and it increases again when it narrows westwards. The shape of the contamination halo is controlled much by the mentioned two local winds. Comparisons with world and Slovenian averages suggests strongly increased con- tents of Pb, Hg, Cd and Zn. The most striking case of man produced impact are dis- tributions of Cd, Pb and Zn (Figs. 9a to lib). In the upper soil horizons, zinc contents are on the average 3 times higher than the average of Slovenia, cadmium more than 4 times, and lead 8 to 9 times higher than the Slovenian average. In the lower soil hori- zons, the increase is appreciable smaller. Cd is on the average 60 percent higher, Pb 30 percent higher, and Zn is about the same as the Slovenian average. The anthro- pogenic origin of most of Cd, Pb and Zn is especially drastic in the urban sampled materials. The average contents of Cd in attic dust in the houses at Jesenice is more than 12 times higher than the average of soils in Slovenia, of Zn 25 times and of Pb for more than 42 times higher (Tab. 1; Fig. 8). Geocliemical Association Cr-Fe-Ni The geochemical association Cr, Fe and Ni in the Jesenice area is represented by factor 3 by which 13% of total variability within the data are explained. These ele- ments were introduced to the topsoil horizons especially through iron melting activ- ities, especially in the narrow area of Jesenice (Fig. 6a). In the rest of the investigat- ed territory, the major part of contents of these metals is of geogenie origin; they tend to accumulate especially in the (B^.^) horizon of the calcareous cambisols (Figs. 6a and 6b). Geochemical Soil Survey at Jesenice area, Slovenia__337 In comparison to the average contents in the soils of Slovenia area, the average contents in topsoil and in lov^er soil horizons of the entire Jesenice area are lower However, in the halo of about 10 km^ surrounding the ironworks the averages are about 40 % higher High contents that surpass the averages of Slovenian for 2 to over 3 times are found in household and even more in the attic dust of the Jesenice town. Anomalous Cr, Fe and Ni in urban materials are another proof that most of their con- tents was dispersed into the environment by the metallurgie industry at Jesenice. Conclusions Geochemical investigation in the Jesenice area permitted to establish the estimates of contents and spatial distributions of chemical elements in soils, and to separate the anthropogenic from the naturally produced geochemical patterns. Distributions of 21 chemical elements were considered: Al, Ca, Fe, K, Mg, Ti, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, La, Mn, Nb, Ni, Pb, Se, Th, V, Zn and Zr Two elemental associations, the first Al-Fe- K-Ti-Ba-La-Nb-Sc-Th-V-Zr, and the second, soil pH-Ca-Mg, are considered of nat- ural origin, and the associations Cd-Cu-Hg-Mn-Pb-Zn and Cr-Fe-Ni man made, influenced strongly by the iron metallurgy. The established estimates of chemical elements and of geochemical trends of single elements and of their associations in the soils of Jesenice are a good basis for further research of geochemical distributions in other media, as air, air deposit, stream sedi- ment and plants. These additional studies should permit to establish the natural and anthropogenic cycles of chemical elements in the urban environment, and permit to estimate the hazards for the population. Alarming is the recognition in the household dust of the Jesenice area of very high values of Cd, Pb and Zn that are more than 20 times higher than in natural loose materials. The urban sediments, and especially the household dust, are the sub- stances to which the people are intensely exposed. These high concentrations are a potential danger especially to small children who absorb much more dust than grownups, and are at the same time also more susceptible to the toxicity of the heavy metals. Acknowledgements The study was performed in the frame of the Alps-Adria common research project with colleagues of the Voest-Alpine, Linz, Austria, Geooeko Vienna, Austria and the Geological Survey of Croatia, Zagreb. Thanks to the Geological Survey of Slovenia for enabling the investigation, and to the Ministry for Science and Technology , R. Slovenia for funding. References A b b e y, S. 1983: Studies in „standard samples" of silicate rocks and minerals 1969 - 1982. - Geological survey of Canada, 109 pp., Ottawa. Acme Analytical Laboratories Ltd. 1994: Assaying and geochemical analyses. - Acme analytical laboratories ltd., 10 pp., Vancouver B. C. 338_Robert Šajn, Milan Bidovec, Mateja Gosar & Simon Pire Andjelov, M. 1994: Rezultati radiometričnih in geokemičnih meritev za karto naravne radioaktivnosti Slovenije. - Geologija 36, 223 - 248, Ljubljana. B 1 e j e C, M. 1976: Statistične metode za ekonomiste. - Ekonomska fakulteta. Univerza v Ljubljani, 687 str, Ljubljana B o w e n, H. J. 1979: Environmental chemistry of the elements. - Academic Press, 318 pp., London. B u s e r, S. & C a j h e n, J. 1980: Osnovna geološka karta SFRJ, list Celovec 1:100.000. - Zvezni geološki zavod Beograd, Beograd. B u s e r, B. 1980: Tolmač lista Celovec. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000. -Zvezni geološki zavod Beograd, 62 str, Beograd. D a r n 1 e y, A.G., B j ö r k 1 u n d. A., B o 1 v i k a n, B., G u s t a v s s o n, N., K o v a 1, P.V., Plant, J.A., S t e e n f e 11, A., T a u c h i d, M. & X u e j i n g, X. 1994: IGCP Project 259 & 360. -Newsletter 6, lUGS UNESCO, Geological Survey of Canada, 15 pp., Ottawa. Davis, J.C. 1986: Statistic and data analysis in geology. - Willey & Sons, 651 pp.. New York. E p s t e i n, M. S. 1990: Report of analysis. - U.S. Department of commerce. National insti- tute of standards and technology, 16 pp., Gaithesburg, Maryland. H o d n i k. A: 1988, Kemične analize talnih vzorcev, rastlinskih vzorcev in odcednih vod. - Katedra za pedologijo, prehrano rastlin in ekologijo, BTF, Univerza v Ljubljani, 57-58 str, Ljubljana. Jurkovšek, B.1986a: Osnovna geološka karta SFRJ, Beljak in Ponteba 1:100.000. - Zvezni geološki zavod Beograd, Beograd. Jurkovšek, B. 1986b: Tolmač lista Beljak in Ponteba. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000. - Zvezni geološki zavod Beograd, 58 str., Beograd. K o š m e 1 j, B. 1983: Uvod v multivariatno analizo. - Ekonomska fakulteta. Univerza v Ljubljani, 272 str, Ljubljana M i e s C h, A.T 1976: Geochemical survey of Missouri; methods of sampling, laboratory analysing, and statistical reduction of data. - Geological survey professional paper, USGS, 9954-a, 39 pp., Washington. Le M a i t r e, R. W. 1982: Numerical Petrology; Statistical interpretation of geochemical data. - Elsevier Scientific Publishing Company, 281 pp., Amsterdam. ObčinaJesenice 1998: spletna stran (http://www.jesenice.si/jeobc.html) O s o j n i k. A., P a v 1 i n. F., B e z 1 a j. D., K r a j n C, I & R a v n i k, A. 1988: Vpliv modern- izacije jeklarne na ekološke razmere v jeseniški dolini. - Metalurški zavod Ljubljana, 48 str, Ljubljana. O s o j n i k. A., P a v 1 i n, F, K r a j n C, L, K u n s t e 1 j, J. & Z a 1 o k a r, M. 1990: Vpliv mod- ernizacije jeklarne na ekološke razmere v jeseniški dolini, III del. - Metalurški zavod Ljubljana, 14 str, priloge, Ljubljana. P e r i š i d , M. 1983: Primenjena geostatistika (knjigi 1 in 2). - Rudarski institut Beograd, 534 str, Beograd. P i r C, S., L e n a r č i č, T, P e h, Z. & S v r k o t a, R. 1987: Geochemical surveys on carbon- ate terrains in Yugoslavia 1985 - 1987. - Oddelek za geologijo, NTF, Univerza v Ljubljani, 121 pp., Ljubljana. P i r C, S. 1993: Regional geochemical surveys of carbonate rocks; final report. - Oddelek za geologijo, NTF, Univerza v Ljubljani, 30 pp., Ljubljana. R e s m a n, B. 1990: Jesenice. - V: Enciklopedija Slovenije, 4. zvezek. Mladinska knjiga, 294- 296, Ljubljana. R h o a d e s, J. D. 1982: Soluble salts. -In: P a g e, A. L., ed.. Methods of soil analysis. Part II. - Soil science society of America, 167 - 208, Madison, Wisconsin. R o d i o n o V, D. A., K 0 g a n, R. I., G o 1 u b o V a, V. A., S m i r n o V, B. I. & Sirotinskaja, S. V. 1987: Spravočnik po matematičeskim metodam v geologiji. - Nedra, 332^str, Moskva. Š a j n, R. 1995: Geokemične lastnosti tal na območju mesta Ljubljane. - Magistrsko delo. Oddelek za geologijo, NTF, Univerza v Ljubljani, 94 str., Ljubljana Š a j n, R. 1998: Geokemične lastnosti urbanih sedimentov na ozemlju Slovenije. - Doktorsko delo. Oddelek za geologijo, NTF, Univerza v Ljubljani, 251 str, Ljubljana. Š i p e C, S. 1990: Jesenice in njihova ekološko- geografska problematika. - Diplomsko delo. Oddelek za geografijo. Filozofska fakulteta. Univerza v Ljubljani, 232 str., Ljubljana. Š k o r i Ć, A. 1977: Tipovi naših tala. - Sveučilišna naklada Liber, 134 str, Zagreb. GEOLOGIJA 41, 339-354 (1998), Ljubljana 1999 Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode za ptujsko-ormoško regijo Pliocene Aquifers - the Source of drinking Water for Ptuj and Ormož Region, Slovenia Ljubo Žlebnik & Franc Drobne Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: pitna voda, pliocenski vodonosniki, Ptujsko-ormoška regija Key words: drinking water, Pliocene aquifers, Ptuj and Ormož region Kratka vsebina Mesto Ptuj s širšo okolico se oskrbuje s pitno vodo iz podtalnice Dravskega polja z zajetjem v Skorbi. Podtalnica se nahaja v kvartarnem dravskem produ sorazmer- no plitvo pod površino (7-12,5 m) in je zaradi intenzivnega kmetijstva prekomerno onesnažena z nitrati in pesticidi. Zbrani geološki podatki ter globinske raziskave, so pokazali, da leže na vzho- dnem delu Dravskega polja in zahodnem delu Ptujskega polja pod kvartarnimi dravskimi prodnimi naplavinami številne dokaj debele (10-25 m) mlajše pliocenske vodonosne prodne plasti. Med seboj so ločene z neprepustnimi glinami. Te vodono- sne plasti izdanjajo v Slovenskih goricah severno in severovzhodno od Ptuja, kjer se napajajo s padavinami. Na osnovi raziskav, ki so obsegale vrtanje, elektrokarotažne meritve, poizkusno črpanje in analize kakovosti vode, so bile v letih 1995-96 v Skorbi zajete 3-4 vodo- nosne pliocenske prodne plasti. Izvrtani so bili 3 vodnjaki globine 150-155 m. V vo- dnjakih je zgornja, oporečna podtalnica v kvartarnem produ zatesnjena z zacemen- tiranimi jeklenimi cevmi, podtalnica v pliocenskih prodnih plasteh pa je zajeta s plastičnimi filterskimi cevmi. Debelina zajetih pliocenskih vodonosnih plasti v vodnjakih niha od 50-57 m, iz- datnost vodnjakov pa od 20-23 l/s. Skupaj dajejo vsi trije vodnjaki več od 60 l/s vo- de. Vodnjaki neprekinjeno obratujejo že od začetka leta 1996. Podtalna voda pa je 3o podatkih analiz kemično in bakteriološko neoporečna. Je brez pesticidov in z ze- o nizko vsebnostjo nitratov (pod 1 mg N/1). Izmerjene koncentracije vseh zasledo- vanih pesticidov, tudi atrazina in desetilatrazina, ki sta stalna spremljevalca pod- talnice Dravskega in Ptujskega polja, so bile manjše od detekcijske meje uporablje- nih analitskih metod. S tem je bila zagotovljena oskrba mesta Ptuja in okolice z dobro pitno vodo. Abstract The city of Ptuj and its larger surrounding areas are supplied with drinking wa- ter from Dravsko polje with the groundwater pumping station in Skorba. The gro- undwater is located in Quaternary gravel deposits of the Drava river, relatively clo- se under the surface (7-12.5 m), and is contaminated with nitrates and pesticides 340_Ljubo Žlebnik & Franc Drobne ' ' due to intensive agricultural activities in the area. These facts prompted Komunal- no podjetje Ptuj to engage the Geological Survey in Ljubljana to investigate the possibilities for extracting high-quality drinking water from greater depths. Disposable geological data and investigations of deep geological structures loca- ted numerous early Pliocene waterbearing gravel layers of considerable thickness (10-25 m), separated by impermeable clay layers, in the eastern part of Dravsko po- lje and western part of Ptujsko polje. These water-bearing layers crop out in Slo- venske gorice, north and north-east of Ptuj, where they are recharged by precipita- tion. The investigation in 1995-96 comprised exploratory drilling, electric logging, test pumping and water quality analyses and included 3-4 water-bearing Pliocene gravel layers in Skorba. Three wells of 150-155 m were drilled, in which the upper, contaminated grundwater in Quaternary gravel is sealed with cemented steel ca- sing, and the groundwater in Pliocene gravel layers is captured with plastic filter casing. The thickness of Pliocene water-bearing strata in the wells ranges from 50 to 57 m, and the well yield is 20-23 1/s. Together, the three wells yield more than 60 1/s of water, and have been exploited without interruption since the beginning of 1996. According to corresponding analyses, the ground water is chemically and bacterio- logically unpolluted. It contains no pesticides and a very low concentration of nitra- tes (under 1 mg N/1). The concentrations of all pesticides monitored, including atra- zine and desetilatrazine, which are constantly present in the ground water of Drav- sko and Ptujsko polje, were smaller than the detection.limit of applied analytical methods. In this way, a high-quality drinking water supply was provided for Ptuj and its surroundings. Uvod Mesto Ptuj s širšo okolico se oskrbuje s pitno vodo iz podtalnice Dravskega polja z zajetjem v Skorbi. Podtalnica se nahaja v kvartarnem dravskem produ, ki je na viso- ki terasi debel 28-30 m, na nizki pa okrog 24 m in je zelo dobro prepusten (k = 1.10"^ do 6.10"' m/s). Njena gladina je na visoki terasi v Skorbi pri srednjem vodnem stanju 12,5 m globoko, na nizki terasi pa 7 m. Vodonosna prodna plast je torej debela 15-17 m. Podtalnica se pretaka od zahoda proti vzhodu. Napaja se s pronicanjem padavin, ki padejo na polju in s ponikovanjem potokov, ki pritečejo s Pohorja. Izliva se v več stu- denčnic, ki izvirajo pod visoko dravsko teraso, delno pa se izliva neposredno v Dravo, oziroma v odprti odvodni kanal HE Zlatoličje ter v drenažni kanal vzdolž akumula- cijskega bazena HE Formin. Kvartarni dravski prod je na površju prekrit le z zelo tanko plastjo preperinske gline in humusa, zato je podtalnica izpostavljena neposrednemu onesnaževanju s po- vršja. Onesnaževanje povzročajo intenzivno kmetijstvo, neurejena kanalizacija v na- seljih ter nečista industrija na polju in njenem obrobju. Dodatno onesnaževanje izvi- ra iz poniklih pohorskih potokov, v katere se izlivajo odplake iz bližnjih naselij. V zajetju Skorba je 7 vodnjakov globine 18,5-24,5 m. Njihova izdatnost niha od 40-70 1/s. Podatki kemičnih analiz vode iz vodnjakov kažejo dokaj visoko vsebnost NO3, že blizu zgornje dopustne meje ter sledove ostalih polutantov, predvsem pestici- dov. Iz tega je razvidno, da kakovost pitne vode ni najboljša. Zaradi tega sta Komu- nalno podjetje Ptuj ter njihov svetovalec dr Petrešin iz Univerze v Mariboru dala po- budo Geološkemu zavodu Ljubljana, da bi poiskali nove vire čistejše pitne vode. Podatki, ki so zbrani na Geološkem zavodu Ljubljana kažejo, da so na jugovzho- dnem delu Dravskega polja, vzhodno od črte Šikole-Starše-Vurberg pod kvartarnim dravskim prodom mlajše pliocenske glinasto prodne plasti. Le-te izdanjajo v Sloven- skih Goricah med Vurbergom, Ptujem in dolino Pesnice. Prodne plasti so debele 10 Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode ... 341 do 25 m in celo več ter so vložene med plasti gline. So nekoliko slabše prepustne od kvartarnega proda, vendar se razprostirajo na zelo širokem območju in zato vsebuje- jo velike zaloge podzemne vode. Ta ni izpostavljena neposrednemu onesnaževanju s površja in je zato primerna za vodooskrbo. Skupna debelina skladovnice pliocenskih prodno glinastih plasti je po podatkih globokih vrtin P-1 in P-2 v Ptujskih toplicah preko 1000 m. Prepustnost pliocenskega proda je bila preiskana s črpalnimi poiskusi na območju strojnice HE Zlatoličje, kjer le-ta znaša povprečno 9,5.10'' m/s. Na osnovi tega smo oce- nili, da bi bilo mogoče s 150 m globokim vodnjakom iz 100 m debele pliocenske vo- donosne plasti črpati okrog 12 l/s vode pri znižanju gladine za 15 m. Pri tem pa bi bilo treba onemogočiti dotok neustrezne vode iz kvartarnega dravskega proda. V ta namen bi bilo treba vodnjak vsaj do globine 30 m zaceviti s polnimi cevmi in jih zacementirati. Sl. 1. Položajna skica globokih vodnjakov v črpališču Skorba Fig. 1 Locality map of deep wells in pumping station Skorba 342 Ljubo Žlebnik & Franc Drobne Na osnovi podatkov, ki smo jih zbrali in naše ocene izdatnosti pliocenskih prodnih plasti, so se na Komunalnem podjetju Ptuj odločili, da na območju Skorbe zajamejo vodo v pliocenskih prodnih plasteh s 3-4 vodnjaki. Njihov položaj je razviden iz pri- ložene karte (sl. 1). V prvi fazi so bili v letih 1995-96 izdelani 3 vodnjaki, v letu 1998 pa je v načrtu še en vodnjak. Podatki o vodnjakih Tehnični podatki Vsi trije vodnjaki, ki smo jih poimenovali VG-1, VG-2 in VG-3 je izvrtalo vrtalno podjetje ing. Verbovška z vrtalno garnituro Schramm Rotadrill T 450H z izplako in kotalnimi dleti premera 12 1/4" do globine 40 oz 50 m, in 8 1/4" do globine 150, oz. 155 m. Prvi vodnjak VG-1 je bil nekoliko plitvejši (globine 150 m), ker je na nižji kvar- tarni terasi (višina 229,78 m), ostala dva, VG-2 in VG-3 pa sta na višji kvartarni terasi (višina 235,33 m, oz. 236,44 m) in sta zato nekoliko globlja (globina 154 oz. 155 m). Prvi vodnjak VG-1 je bil zacevljen s polnimi jeklenimi cevmi premera 244,5/229,3 mm do globine 40,5 m, ki so jih nato zacementirali, da so izločili dotok neustrezne podtalne vode iz kvartarne prodne plasti. Po izvršeni cementaci]i je bil vodnjak izvr- tan do globine 150,0 m, vanj pa so bile nato spuščene plastične cevi in filtri premera 165/150 mm, uvožene iz Avstrije. Perforacija filtrov znaša 7,25 %, izdelana pa je v obliki vodoravnih zarez z odprtino 1,5 mm. // .1 Sl. 2 Pregledni geološki presek Skorba - Sp.Velovlek Fig. 2 General geological section Skorba - Sp.Velovlek Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode .■._343 Drugi in tretji vodnjak sta bila izdelana na povsem enak način, le da je zacevitev s polnimi jeklenimi in plastičnimi cevmi in filtri nekoliko drugačna. V vodnjak VG-2 so bile vgrajene polne jeklene cevi do globine 44,8 m, plastične cevi in filtri pa do glo- bine 154,8 m. V vodnjaku VG-3 segajo polne jeklene cevi do globine 50,0 m, plastične cevi in filtri pa do globine 154 m. Geološki podatki Vodnjak VG-1 (višina ustja 229,78 m, višina terena 229,28 m) Pleistocenski dravski peščen prod sega do globine 24,0 m. Navzdol slede plasti plio- censke gline, med katere so vložene peščeno prodne plasti. Prva pliocenska prodna plast je v globini 33,0 m 65,0 m, druga v globini 90,5-105,0 m in tretja v globini 110-128,0 m. Vodnjak VG-2 (višina ustja 235,33 m, višina terena 234,93 m) Pleistocenski dravski peščen prod sega do globine 29,0 m. Navzdol slede plasti pli- ocenskega peščenega proda, ki so vložene med glino po naslednjem zaporedju; prva plast od 39,7-51,0 m, druga plast od 88,0-91,0 m, tretja plast od 97,0-115,0 m in še če- trta plast od 142,0-154,8 m (končna globine vodnjaka). Vodnjak VG-3 (višina ustja 236,44 m, višina terena 230,04 m) i Pleistocenski dravski peščen prod sega do globine 27,0 m. Navzdol slede plasti pli- ocenskega peščenega proda, ki leže med glinastimi plastmi po naslednjem zaporedju; prva plast od 27,0-29,0 m, druga plast od 50,0-58,0 m tretja plast od 61,0-78,0 m, če- trta plast od 105,0-124,0 m in še peta plast od 140,0-152,0 m. Iz teh podatkov in geološkega profila (si. 3) je razvidno, da se pliocenske prodne in glinaste plasti dvigajo pod kotom 5° proti severo-severozahodu, oziroma približno v smeri od VG-1 proti VG-2. Zaradi tega se pliocenske prodne plasti v določeni razdalji od stare črpalnice v Skorbi stikajo z zgornjim dravskim prodom. Čim globlje leže te prodne plasti tem dlje od črpalnice je njihovo stičišče z dravskim prodom. Hidrogeološki podatki a) Podatki o gladini podtalnice v pliocenskih prodnih vodonosnikih. Gladina podtalnice je bila izmerjena v globokih vodnjakih dne 16. 9. 1995 in je bila VG-1 na višini 223,6 m VG-2 na višini 224,07 m VG-3 na višini 224,97 m (ekstrapolirano) Globine do podtalnice, merjena od ustja so bile sledeče: VG-1 na globini 6,12 m VG-2 na globini 11,32 m VG-3 na globini 11,47 m 344 Ljubo Žlebnik & Franc Drobne Sl. 3 Geološki presek preko globokih vodnjakov v vodarni Skorba Fig. 3 Geological section across deep wells in Skorba water supply Opazovanja in meritve so pokazale, da je piezometrična gladina v pli- ocenskih prodnih vodonosnikih okrog 1 m višja od gladine v zgor- njem, pleistocenskem dravskem prodnem vodonosniku. Iz tega skle- pamo, da je bilo v prvotnem stanju, pred pričetkom črpanja vode iz globokih vodnjakov onemogočeno pronicanje oporečne vode iz zgor- njega, pleistocenskega v spodaj ležeče pliocenske vodonosnike. b) Podatki poizkusnega črpanja V vodnjaku VG-1 je bilo izvršeno poizkusno črpanje v času od 2. 8. do 6. 8. 1995 in je trajalo skupaj 93 ur Črpanje se je postopno povečevalo od 11,7 l/s do 20,6 l/s. Podatki so naslednji: Iz vodnjaka je iztekala povsem čista voda (razen začetnih 10 min) s temperaturo 14°C. Gladina se je na koncu črpanja skoraj povsem ustalila. Po končanem črpanju so 23*" merili dviganje gladine, vendar se ni dvignila do prvo- tne višine. Meritev dne 30. 8. 1995 pa je pokazala, da se je gladina izravnala s prvo- tno. V vodnjaku VG-2 je bilo izvršeno poizkusno črpanje v času od 30. 8. do 1. 9. 1995 in je trajalo skupaj 48 ur in 30 min. Črpanje se je postopno povečevalo od 11,5 l/s do 18,6 l/s. Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode ... 345 Podatki so naslednji: Razdalja med vodnjakoma VG-2 m in VG-1 znaša 190 m. Iz vodnjaka je iztekala povsem čista voda (razen začetnih 10 min) s temperaturo 14,2°C. Gladina se je na koncu črpanja skoraj povsem ustalila na obeh vodnjakih. Po končanem črpanju so 59 ur merili dviganje gladine v obeh vodnjakih, vendar se gladina še ni dvignila do prvotne višine. Šele meritev dne 16. 9. 1995 je pokazala, da se je gladina v obeh vodnjakih izravnala s prvotno. V vodnjaku VG-3 je bilo izvršeno poizkusno črpanje v času od 17. 2. do 21. 2. 1996 in je trajalo skupaj 95 ur Črpanje se je postopno povečevalo od 8,5 1/s do 28,4 1/s. Podatki so naslednji: 346 Ljubo Žlebnik & Franc Drobne Iz vodnjaka je iztekala povsem čista voda (razen začetnih nekaj min) s temperatu- ro 13,4°C. Gladina se tudi po koncu črpanja ni ustalila. Po končanem črpanju so na vodnjakih VG-3 in VG-2 še 48 ur opazovali dviganje gladine, vendar se ta ni izenačila s prvotno gladino. Šele dne 27. 2. 1996, 4 dni po koncu črpanja se je gladina na obeh vodnjakih dvignila do prvotne višine. Meritve kažejo, da so bile piezometrične gladine dne 17. 2. 1996 na vseh treh glo- bokih vodnjakih naslednje: Razdalje med vodnjaki so naslednje: VG-1 - VG-2 190 m VG-2 - VG-3 555 m VG-1 - VG-3 690 m Iz zgornjih podatkov je razvidno, da je bila piezometrična gladina na vseh treh vo- dnjakih nižja od prvotnega stanja zaradi črpanja na vodnjaku VG-1, ki je bil že pri- bližno 1 mesec priključen na omrežje. c) Izračun hidrogeoloških parametrov Za izračun koeficienta prepustnosti k smo uporabili podatke padanja gladine v vodnjaku VG-1 med črpanjem 11,5 l/s vode na vodnjaku VG-2 ter podatke dvi- ganja gladine po končanem črpanju. Na osnovi teh podatkov smo dobili pov- prečno vrednost koeficienta k za vse zajete pliocenske vodonosne prodne plasti na območju med obema vodnjakoma. Uporabili smo enačbi Jacoba in Theisa, ki sta osnovani na podatkih o padanju gladine v opazovalnem vodnjaku in enačbo Theisa, v katero smo vnesli podatke o dviganju gladine po končanem črpanju. Po Jacobovi enačbi je koeficient prepustnosti k enak: ™, T = k.H = koeficient prevodnosti H = skupna debelina zajetih vodono- snih plasti (50,2 m) Q = količina črpane vode (0,0115 m3/s) As= znižanje gladine v opazovalnem vodnjaku VG-1 v eni log dekadi časa črpanja Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode ... 347 Po Theisovi enačbi je koeficient prepustnosti k enak: s = znižanje gladine na izbrani točki Theisove krivulje; W (u) = vrednost, ki se odčita iz Theisove krivulje za izbrano znižanje s Po Theisovi enačbi znaša koeficient prepustnosti k: preostalo znižanje gladine po ' končanem črpanju v eni log deka- di vrednosti t/t" čas od začetka črpanja v min čas od končanega črpanja v min Iz zgornjih računov je razvidno, da niha vrednost koeficienta prepustnosti k od 1,02.10"^ do 3,96.10"^ m/s. Srednja vrednost koeficienta k je 2,48.10"^ m/s. Ponovno smo računali vrednost koeficienta prepustnosti k iz podatkov poizkusne- ga črpanja na vodnjaku VG-3. Pri tem smo upoštevali podatke padanja gladine na bližnjem, 555 m oddaljenem vodnjaku VG-2. Uporabili smo tudi podatke o dviganju gladine na tem vodnjaku po končanem črpanju. V že preje navedeno enačbo Jacoba smo vnesli za H vrednost 56 m in za Q = 0,0085 m3/s. Po Theisovi enačbi znaša vrednost koeficienta k: W(u) = vrednost, ki se odčita iz diagrama Izračunane vrednosti koeficienta prepustnosti močno nihajo od 1,02.10"^ do 6,19.10"^ m/s. Sredina vseh vrednosti k na območju vseh treh globokih vodnjakov znaša 4,2.10"^ m/s. Najzanesljivejši je podatek dobljen po Theisovi metodi pri črpalnem poizkusu na vodnjaku VG-2 in znaša 2,98.10"^ m/s. To vrednost smo privzeli za vse nadaljne raču- ne. d) Ocena maksimalne izdatnosti vseh treh vodnjakov in njihovega medsebojnega vpliva. Največja možna izdatnost vodnjakov je odvisna od največje dopustne vstopne hitrosti podtalne vode v vodnjake in medsebojnega prekrivanja njihovih depre- sijskih lijakov. Če je največja dopustna vstopna hitrost prekoračena, začne v vo- dnjake vdirati pesek iz vodonosnih plasti. Največjo teoretično dopustno vsto- pno hitrost izračunamo po empirični Sichardtovi enačbi: 348 Ljubo Žlebnik & Franc Drobne Za območje med vodnjaki VG-1, VG-2 in VG-3 smo privzeli vrednost k = 2,98.10"^ m/s. Odvisnost maksimalne izdatnosti vodnjaka od največje dopustne vstopne v vo- dnjak je izražena z enostavno enačbo, ki velja za vodonosnik pod tlakom r = polmer vodnjaka (0,082 m) Največje teoretične zmogljivosti vodnjakov so naslednje: ^ Praktična izkušnja po več kot enoletnem črpanju na globokih vodnjakih kaže, da za pliocenske vodonosnike ti teoretični računi niso primerni. Iz vodnjakov namreč čr- pajo od 22,5-24,5 l/s vode pri znižanju gladine za 23-25 m. Vstopne hitrosti znašajo od 8,7.10* do 8,35.10 * m/s kar več kot dvakrat presega največjo teoretično dopustno vstopno hitrost. Črpana voda pa je kljub temu čista in brez vsebnosti peska. Vzrok te- mu je iskati v zbitosti in sprijetosti vodonosnih pliocenskih prodno-peščenih plasti. Na vodnjakih so sesalni koši črpalk potopljeni na različne globine; na VG-1 v glo- bino 35,4 m na VG-2 v globino 43 m in na VG-3 v globino 44,4 m. Tak položaj črpalk dopušča največjo možno znižanje gladin pri črpanju za 28 m, tj. na višino 195,5-196,5 m. To pomeni na nizki terasi (VG-1) na globino 33,8 m, na visoki terasi (VG-2, VG-3) pa na globino 39,5-40,5 in pod površino terena. Za osnovo računa največje zmogljivosti vodnjakov ob upoštevanju njihovega med- sebojnega vpliva smo privzeli kot največje dopustno znižanje gladin pri črpanju 28 m, tj. na višino 195,5-196,5 m. Uporabili smo dve enačbi, ki pa ne dajeta povsem to- čnih rezultatov, ker se naravni pogoji nekoliko razlikujejo od pogojev, ki so zahtevani v enačbah. Prva enačba velja za krožno vsestransko napajanje vodonosnih plasti pod tlakom. Razdalja do območja napajanja je enaka vplivnemu polmeru vodnjakov R. V našem primeru parameter R ni znan, privzeli smo razdaljo 1300 m, tj. razdalja na ka- teri se osrednja zajeta plast pliocenskega proda severno od črpališča stika z zgornjim, dravskim pleistocenskim prodom (slika 3). Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode ■.. 349 Enačba je enaka: Ri = vplivni polmer vodnjakov (1300 m) Pl - razdalja med vodnjaki s = znižanje gladine v vodnjakih Za vodnjak VG-1 ima enačba naslednjo obliko: Podobno smo izračunali znižanje tudi za vodnjaka VG-2 (znižanje 27,15 m) in VG- , 3 (znižanje 23,21 m). Rezultate smo dobili s približevanjem, tako, da smo v enačbo vstavili različne vredno- sti za Q, dokler ni bilo znižanje s <28 m na vseh vodnjakih. Na koncu smo za vodnjaka VG-1 m, VG-3 privzeh vrednosti Q = 22 1/s in za vodnjak VG-2 vrednost Q = 20 1/s. Pri črpanju 22 1/s vode na vodnjakih VG-1 in VG-3 ter 20 1/s na VG-2 se približa- mo mejnemu znižanju gladine 28 m le v vodnjaku VG-2, medtem ko je znižanje na ostalih dveh vodnjakih znatno manjše. Druga enačba, ki smo jo uporabili, velja za vodonosnik pod tlakom velike razse- žnosti, vendar brez napajanja. V našem primeru se pliocenski vodonosniki napajajo, zato daje enačba večja znižanja gladin, kot pa so v resnici. V enačbi smo privzeli, da iz vseh vodnjakov črpamo po 20 1/s, skupaj torej 60 1/s vode. Enačba ima naslednjo obliko: S = koeficient elastične izdatnosti r - polmer vodnjakov (0,082) m) pi = razdalja med vodnjaki t = čas od pričetka črpanja v vodnjakih (sek) Qsum = skupna količina črpanja H = povprečna debelina vodono- snika (53 m) Ej = eksponencialna funkcija; vre- dnosti se odčitajo v tabeli (Spravočnoe rukovodstvo gi- drogeologa, 1979) V enačbi je najpomembnejši parameter S (storage), ki smo ga posebej računali iz podatkov poizkusnih črpanj na VG-2 (VG-1 je služil kot opazovalni vodnjak) in na VG-3 po Jacobovi enačbi: 350 Ljubo Žlebnik & Franc Drobne to - presek premice preko točk zniža- nja z absciso, na katero je nanesen čas v log merilu Dobili smo dve različni vrednosti in sicer S = 1,298.10"' in S = 2,32.10^ in jih upoštevali v računu. Znižanje smo računali za 1 leto in 5 let obratovanja vodnjakov. V vodnjaku VG-1 smo dobili za 1 leto obratovanja (31.536000 sek) pri vrednosti S = 1,298.10"' sledeče znižanje gladine: I V vodnjaku VG-2 smo dobili po zgornji enačbi (vstavili smo le ustrezni medsebojni razdalji p) S2 = 24,52 m in v vodnjaku VG-3 s = 21,95 m. Pri vrednosti S = 2,32.10 * smo dobili po 1 letu obratovanja sledeča znižanja gladin. 51 = 27,37 m 52 = 27,67 m 53 = 25,21 m Po petih letih črpanja in vrednosti S = 1,298.10"^ smo dobili sledeče vrednosti: Si=: 27,16 52 = 27,56 53 = 24,90 Pri vrednosti S = 2,32.10so znižanja po petih letih naslednja si = 30,42 52 = 30,89 53 = 28,33 Računi v katerih upoštevamo parameter S in trajanje črpanja (vendar brez upošte- vanja napajanja vodonosnih plasti) dajo veliko večja znižanja, kot računi z upošteva- njem stalnega vplivnega polmera vodnjakov in vsestranskega krožnega napajanja vo- donosnih plasti. V našem primeru se vodonosne plasti vsaj delno napajajo, zato so re- zultati, ki smo jih dobili po prvi enačbi bliže resničnemu stanju. Na žalost nimamo točnejših podatkov gladin in količin črpanja med obratovanjem vodnjakov, zato ne moremo oceniti zanesljivosti naših računov. Vsekakor pa po skopih podatkih meritev sklepamo, da znižanje na nobenem od vodnjakov ne presegajo 28 m pri črpanju okrog 20 l/s po vodnjaku. Prognoza znižanj gladin po izdelavi predvidenega dodatnega vodnjaka VG-5 Na komunalnem podjetju Ptuj načrtujejo izdelavo še enega vodnjaka približno 270 m zahodno od vodnjaka VG-1. Vodnjak naj bi bil globok 200 m, zajeli pa bi iste vodonosne Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode ..■_351 plasti kot v ostalih vodnjakih. Znižanje smo računali le po prvi enačbi, ki daje podat- ke, bližje resničnemu stanju: ^...... Za vodnjaka VG-1 in VG-2 smo privzeli nekoliko nižje črpanje, 18 1/s za VG-3 m VG-4 pa 20 1/s. Dobili smo naslednja znižanja: Si=23,7m S2 = 26,7 m St S3 = 22,16 m S4 = 25,37 m Vidimo, da se le v vodnjaku VG-2 znižanje približa največjemu dopustnemu 28 m. Iz tega sklepamo da bo z dodatnim vodnjakom VG-4 mogoče skupno količino črpanja iz zdajšnjih 60 1/s povečati vsaj na 72 1/s. e) Napajanje in obnavljanje pliocenskih prodnih vodonosnikov Opazovanja in meritve v septembru 1995, ko je bila piezometrična gladina plio- censkih vodonosnikov še v prvotnem stanju, so pokazala, da je le-ta na območju Skorbe okrog 1 m višja od gladine v zgornjem dravskem pleistocenskem pro- dnem vodonosniku. Pred pričetkom črpanja je bilo torej onemogočeno pronica- nje oporečne zgornje podtalnice v pliocenske vodonosnike. Na to kažejo tudi kemične analize vode iz pliocenskih vodonosnikov, ki se močno razlikuje od vo- de iz zgornjega, pleistocenskega vodonosnika. Vsebnost nitratov je neznatna, pod 0,5 mg/kg, medtem ko se vsebnost nitratov v zgornjem vodonosniku pribli- žuje zgornji meji (dovoljeni). Na osnovi podatkov geološke karte ter podatkov iz globokega vodnjaka VG-4 v Novi vasi nad Ptujem sklepamo, da se pliocenski prodni vodonosniki napajajo s pronicanjem padavin v gričevju med Orešjem in Pacinjem ter v vmesnih doli- nah Grajene in Rogoznice (si. 2). Na to kažejo podatki iz globokega vodnjaka VG-4, kjer je bila prvotna piezometrična gladina na višini 230,0 m, tj. 6-7 m vi- šje kot v Skorbi. Iz tega sklepamo, da je tok podtalne vode usmerjen od gričevja Slovenskih Goric proti ravnini Dravskega polja. S črpanjem vode iz globokih vodnjakov v Skorbi se bo piezometrična gladina na ožjem območju črpališča močno znižala. Zaradi tega bo začela pronicati oporečna podtalnica iz zgornjega vodonosnika v spodnje pliocenske vodonosni- ke na mestih, kjer so le-ti v neposrednem stiku. Območje, kjer se vodonosniki stikajo in kjer se bo piezometrična gladina znižala za več kot 1 m sega približno 1 km daleč od vodnjakov v smeri proti severo-severozahodu. Iz Dupuitove depresijske krivulje, ki jo bo povzročilo skupno delovanje vseh globokih vodnjakov namreč izhaja, da bo znižanje piezometrične gladine v pli- ocenskih vodonosnikih 1 km severo-severozahodne od VG-2 že manjše od 1 m. S tem pa bo od tod naprej onemogočeno pronicanje oporečne vode iz zgornje podtalnice navzdol v pliocenske vodonosnike. 352_Ljubo Žlebnik & Franc Drobne tf Iz hidrogeološkega profila (sl. 3) je razvidno, da se na ožjem območju črpališča v Skorbi (VG-1, VG-2) prva pliocenska vodonosna prodna plast neposredno sti- ka z zgornjim dravskim prodnim vodonosnikom. Globlje ležeče pliocenske pro- dne vodonosne plasti so od dravskega prodnega vodonosnika ločene z neprepu- stnimi glinastimi plastmi. Na ožjem območju črpališča se bo piezometrična gla- dina v pliocenskih vodonosikih močno znižala zaradi črpanja, zato bo oporečna voda iz zgornjega vodonosnika pronicala v prvo, najplitveje ležečo pliocensko vodonosno plast. Pronicanje bo močnejše, v kolikor je stik dobro prepusten, si- cer pa ne bo izrazitejše. V vodnjakih VG-1 in VG-2 je poleg prve pliocenske vodonosne plasti zajetih še več globlje ležečih plasti, ki so navzgor ločene z neprepustno glino, ki onemogo- ča pronicanje polutantov vanje. V vodnjakih VG-1 in VG-2 predstavlja prva za- m jeta pliocenska vodonosna plast manj kot polovica (od 12-40%) vseh zajetih plasti, zato se bodo polutanti močno razredčili. V vodnjaku VG-3, kot tudi v predvidenem vodnjaku VG-5 so pliocenske vodo- nosne prodne plasti ločene od zgornjega dravskega vodonosnika z neprepustno glino, zato ne bo možno neposredno onesnaženje z oporečno vodo od zgoraj. Te pliocenske vodonosne prodne plasti se stikajo z zgornjim dravskim prodnim vodonosnikom dlje kot 1 km od črpališča, kjer je piezometrična gladina že ne- koliko višja od gladine zgornje podtalnice in zato ne bo možen vdor oporečne vode vanje. f) Kakovost podtalne vode v pliocenskih vodonosnikih Izvedene preiskave fizikalno kemijskih in bioloških parametrov kažejo, da je kakovost vode zelo dobra. Voda je brez pesticidov in z zelo nizko vsebnostjo ni- tratov (pod 1 mg N/kg). Tudi vsebnost ostalih kemičnih substanc je v okviru normativov Pravilnika o higienski neoporečnosti pitne vode iz 1. 1987 (Ur. 1. SFRJ št. 33/87 in 13/91), oziroma po smerničnih vrednostih Evropske skupnosti (80/778/EGW, 95/C 121/03). Omeniti moramo, da je koncentracija vseh zasledo- vanih pesticidov, tudi atrazina in desetil-atrazina, ki jih zasledimo povsod v podtalnici Dravskega polja, manjša od detekcijske meje uporabljenih analizira- nih metod. Mikrobiološke preiskave so pokazale, da niso prisotne bakterije fekalnega izvo- ra, prisotne pa so v nekoliko povečanem številu aerobne mezofilne bakterije, ki jih pripisujemo posledicam vrtalnih del. Novejših podatkov analiz na žalost ni- smo imeli na razpolaga. Pliocenski vodonosniki - pomemben vir neoporečne pitne vode ..._353 Varovanje podtalne vode v pliocenskih prodnih vodonosnikih Podtalna voda je v globokih vodnjakih v Skorbi zajeta v pliocenskih prodnih vodo- nosnikih v globini 40-155 m. Ti so zavarovani pred onesnaženjem s površja, oziroma iz zgornje oporečne podtalnice z več plastmi neprepustne gline. Izjema je vodnjak VG-2, v manjši meri vodnjak VG-1, kjer je prva zajeta vodonosna plast v neposrednem stiku z zgornjo podtalnico. Vendar predstavlja ta plast le 12 % vseh zajetih pliocenskih pla- sti v tem vodnjaku. Vse ostale zajete pliocenske vodonosne plasti se stikajo z zgornjo podtalnico od 400 do preko 1000 m daleč od vodnjakov v smeri proti severu. Podtalna voda je v pliocenskih prodnih vodonosnikih pod tlakom (je subarteška). V naravnem stanju je njihova piezometrična gladina približno 1 m višja od gladine zgor- nje podtalnice. Zajete prodne plasti se nahajajo v globini 40-155 m, piezometrična gladina pa je v naravnem stanju v globini 6-11 m v odvisnosti od višine terena. Vdira- nje zgornje oporečne podtalnice je možno le v prvo zajeto pliocensko prodno plast na vodnjakih VG-1 in VG-2. Tod je piezometrična gladina pliocenskih vodonosnikov za- radi črpanja znižana pod gladino zgornje podtalnice. Vendar predstavlja prva pliocen- ska prodna plast le približno 12 % vseh zajetih pliocenskih plasti, tako da je vpliv opo- rečne vode iz zgornje podtalnice na kakovost vode zelo majhen. Ostale, globlje ležeče zajete pliocenske vodonosne plasti se stikajo v zgornjo podtalnico že na obrobju de- presijskih lijakov, ki so nastali zaradi črpanja v vodnjakih. Tod pa je znižanje piezo- metrične gladine zelo majhno, tako da je le-ta še vedno višja od gladine zgornje pod- talnice, s tem pa je onemogočeno njeno vdiranje v pliocenske vodonosne plasti. Vsi vodnjaki se nahajajo v ograjenem prostoru obstoječega črpališča, ki zajema pr- vo in drugo varstveno cono, zato za globoke vodnjake ni treba sprejeti posebnih var- stvenih ukrepov. Arteški in subarteški vodnjaki se običajno varujejo le z združeno pr- vo in drugo varstveno cono, ki mora obsegati krožno površino s polmerom najmanj 10 m. Tej zahtevi pa je v našem primeru zadoščeno. Tretja varstvena cona z blagim režimom varovanja za subarteške vodnjake poveči- ni ni potrebna. Pliocenski prodni vodonosniki, razen najviše ležečega, se stikajo z zgornjo podtalnico, oziroma pridejo na površje v gričevju nad Ptujem povečini več kot 1 km daleč od vodnjakov. Zaradi velike oddaljenosti in počasnega pretakanja podtalne vode skozi pliocenske prodne plasti bi se morebitno kemično onesnaženje na teh območjih pojavilo v vodnjakih po 50 in več letih v zelo razredčeni obliki. Mo- rebitno bakteriološko onesnaženje pa zaradi velike samočistilne sposobnosti pliocen- skih prodnih plasti sploh ne bi doseglo vodnjakov. Kljub temu bi bilo treba v bodoče postopno zmanjšati onesnaževanje zgornje pod- talnice na Dravskem polju s pesticidi in nitrati, s čemer bi zmanjšali vpliv na kako- vost vode v globokih vodnjakih. V gričevju severno od Ptuja ter dolinah Grajene in Rogoznice vse do Zg.Grajene in Zg.Velovleka bi morali preprečiti gradnjo nečiste industrije, ki bi lahko vplivala na kakovost vode v pliocenskih vodonosnih prodnih plasteh, ki tod izdanjajo na povr- šini. Te plasti so sicer na površini zaščitene pred neposrednim onesnaževanjem pove- čini z več metrov debelo glinasto preperinsko plastjo tako da bi bilo onesnaženje mo- žno le z neposrednim ponikovanjem odplak v pliocenski prod. Za sedaj tod večino go- ric prekriva gozd, v dolinah pa ni razvito intenzivno kmetijstvo, tako da je onesnaže- vanje s površja malenkostno. S tem pa je za sedaj zagotovljena dobra kakovost vode v pliocenskih prodnih vodonosnih plasteh. 354_Ljubo Žlebnik & Franc Drobne ' Literatura Kruseman, G.P. & DeRidder, N.A. 1970: Analysis and Evaluation of pumping test Da- ta. - Wageningen. M a k s i m o v, V.M. 1979: Spravočnoe rukovodstvo gidrogeologa, Nedra Leningrad. O s V a 1 d, L. 1996: Preiskava podtalne vode iz vrtine Skorba (GV-3) in Nova vas (GV-4) pri Ptuju, Inštitut za varstvo okolja, ZZV Maribor p.o. Vukovič, M. & Sora, 1984: Dinamika podzemnih voda. J. Cerni, Beograd. Ž 1 e b n i k, L. 1966: Hidrogeološke razmere na območju strojnice elektrarne Srednja Drava 1, stopnja. Geologija 9, 489-503 Ljubljana. Ž 1 e b n i k. L., H Ö t z 1, M. & D r o b n e, F. 1996: Poročilo o izvedbi globokega vodnjaka VG- 4 pri vodohramu v Novi vasi nad Ptujem. - Arhiv GZL, Ljubljana. Ž 1 e b n i k. L., H Ö t z 1, M. & D r o b n e, F. 1996: Poročilo o izvedbi globokega vodnjaka VG- 3 in medsebojnem vplivu vseh treh globokih vodnjakov (VG-3, VG-2, VG-1) v črpališču Skorba, Arhiv GZL, Ljubljana. GEOLOGIJA 41, 355-364 (1998), Ljubljana 1999 _^___ Izotopske raziskave podzemne vode Ljubljanskega polja Isotope investigations of groundwater from Ljubljansko polje (Slovenia) Janko Urbane ^f,,: ,., Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, Slovenija -i.,J rriu jfißboq Brigita Jamnik Vodovod - Kanalizacija d.o.o., Ambrožev trg 7, 1000 Ljubljana, Slovenija Ključne besede: Ljubljansko polje, podzemna voda, izotopi kisika Key words: Ljubljansko polje, groundwater, oxygen isotopes .,. Kratka vsebina ,¡¡;,oiii.. V podzemni vodi peščeno-prodnega vodonosnika Ljubljanskega polja se pojav- ljata dve komponenti različnega izvora: lokalno infiltrirane padavine ter voda iz re- , ^ ^ ^ ke Save. Na osnovi izotopske sestave kisika v vodi je bilo možno oceniti deleže obeh komponent v podzemni vodi Ljubljanskega polja. V obdobju opazovanja je kompo- nenta reke Save predstavljala od 19 do 100 % celokupnega volumna podzemne vode v posameznih vodnjakih. Abstract ~i i Two components of different origin occur in the groundwater of the sand-gra- velly aquifer Ljubljansko polje: locally infiltrated precipitation and water from the Sava river The proportion of both components was assessed on the basis of ground- water oxygen isotope composition. During the observation period, the Sava river component was represented by 19 to 100 % of the total groundwater volume in indi- vidual wells. fî Uvod Ljubljansko polje predstavlja peščeno-prodni vodonosnik na neprepustni podlagi iz glinovcev karbonske in permske starosti. Geološke ter hidrogeološke razmere Lju- bljanskega polja podrobneje opisuje Žlebnik (1971). V vodonosniku Ljubljanskega polja prihaja do mešanja podzemnih vod iz dveh virov (D r o b n e in sod., 1997): prva komponenta izhaja iz reke Save, ki zateka v vodonosnik na kontaktu s prodnimi se- dimenti, druga komponenta pa je padavinska voda, ki se infiltrira na območju Lju- bljanskega polja. Z raziskavo smo želeli ugotoviti, kolikšen je delež posameznih virov napajanja podzemne vode Ljubljanskega polja. Za ugotavljanje hidrogeoloških pogojev v vodo- 356_Janko Urbane & Brigita Jamnik nosniku smo izbrali izotop '"O. Stabilne izotope v hidrogeoloških raziskavah upora- bljamo kot naravno sledilo, s katerim je možno ugotavljati procese v vodonosnikih. Ker se sestava stabilnih izotopov v podzemni vodi ne spreminja, so idealni za ugotav- ljanje območij napajanja, kvantifikacijo mešalnih razmerij v podzemni vodi ter za ugotavljanje dinamike obnavljanja vode v podzemnih vodonosnikih. Izotopska sestava kisika v vodi je v veliki meri pogojena z nadmorsko višino tere- na, na katerem so se infiltrirale padavine. Ker ima reka Sava v primerjavi z Ljubljan- skim poljem drugačno nadmorsko višino zaledja, smo pričakovali razliko v izotopski sestavi obeh vhodnih komponent podzemne vode Ljubljanskega polja, kar je osnova za ugotavljanje deležev mešanja. Vzorčevanja so potekala v vodnjakih vseh štirih vodarn Ljubljanskega polja: Kle- če, Šentvid, Hrastje in Jarški prod. Da bi zmanjšali število vzorcev, smo v sedmih vo- dnjakih izvajali vzorčevanja v mesečnih intervalih, v ostalih vodnjakih pa smo vzor- čevali v tromesečnih intervalih. Izotopska sestava kisika v vodi je bila izmerjena z metodo izotopskega uravnotežanja med vodo in CO2 ob konstantni temperaturi. Me- ritve izotopske sestave kisika v vodi so bile opravljene z masnim spektrometrom Va- rian Mat 250 na Inštitutu J.Stefan v Ljubljani. Rezultati izotopskih analiz so podani v promilih glede na mednarodni standard SMOW. Д Izotopska sestava vhodnih komponent Za kvantifikacijo mešalnih deležev v podzemni vodi je potrebno poznati izotopsko sestavo obeh vhodnih komponent: izotopsko sestavo lokalnih padavin na območju Ljubljanskega polja ter izotopsko sestavo reke Save. Vzorčevalnik za ugotavljanje izotopske sestave kisika v padavinah je lociran v vo- darni Kleče. Vzorčevalnik je zasnovan tako, da ni možna evaporacija vzorca dežja, ki bi lahko povzročila spremembo njegove izotopske sestave. V toku raziskave smo vzorčevali kumulativne padavine v obdobju približno enega meseca. Spremembe izotopske sestave padavin v toku obdobja opazovanja so prikazane na sliki 1. Iz slike je razvidno, da so bile spremembe izotopske sestave padavin dokaj ti- pične za naše klimatske razmere. V zimskem času smo zabeležili izrazito negativne vrednosti ô'^'O padavin. Najbolj negativno izotopsko sestavo so imele padavine v me- secu decembru, ko smo izmerili vrednost б'^0 -12 %o. Po zimskem minimumu so bile padavine vse bolj obogatene s težjim kisikovim izotopom '"O, tako da smo v mesecu juliju izmerili pozitivni maksimum izotopske sestave približno -5,5 %o. V celotnem obdobju opazovanja smo tako zabeležili amplitudo izotopskega padavinskega signala preko 6 %o. Drugi parameter, ki smo ga uporabili za ugotavljanje izotopske sestave lokalne in- filtracije na območju Ljubljanskega polje, je bila izotopska sestava dveh manjših po- tokov na obrobju Ljubljanskega polja. Izkušnje pri uporabi izotopov namreč kažejo, da so potoki z majhnimi zaledji znane nadmorske višine, zaradi svoje homogenizira- ne izotopske sestave, lahko dober indikator povprečne izotopske sestave lokalnih pa- davin (M a r k i č in sod., 1991). Pri izbiri tovrstnih izotopskih reperjev je potrebno paziti, da je nadmorska višina njihovega zaledja čim bliže nadmorski višini zaledij opazovanih vod, saj bi v naspro- tnem primeru zaradi višinskega izotopskega efekta lahko prišlo do prevelikih razlik v izotopski sestavi. Zaradi tega smo kot prvi izotopski reper izbrali Nadgoriški po- tok, katerega zaledje predstavlja Soteski hrib pri Nadgorici z največjo višino 405 m. Isotope investigantions of groundwater from Ljubljansko polje 357 SI. 1. Izotopska sestava kisika v padavinah Ljubljanskega polja v letih 1997/1998 Fig. 1. Oxygen isotope composition of precipitation at Ljubljansko polje in the period 1997/1998 SI. 2. Izotopska sestava kisika primerjalnih vodotokov Fig. 2. Oxygen isotope composition of comparative streams 358 Janko Urbane & Brigita Jamnik Drugi izotopski reper predstavlja potok v Mostecu, ki izvira pod Šišenskim hribom; njegova največja nadmorska višina zaledja znaša 429 m. Spremembe izotopske sesta- ve obeh izotopskih reperjev so prikazane na sliki 2. Slika 2 kaže, da imata potok v Mostecu kakor tudi Nadgoriški potok dokaj podo- bne izotopske značilnosti. Potok v Mostecu ima nekoliko večjo amplitudo izotopske- ga signala, okoli 0,8 %o, medtem ko znaša letna amplituda izotopskega signala Nad- goriškega potoka približno 0,5 %o. Srednji vrednosti izotopske sestave kisika preko opazovanega obdobja sta v obeh potokih -8,5 %o. Oceno izotopske sestave reke Save kot druge komponente smo dobili na osnovi vzorčevanja Save ob mostu v Tacnu. Na sliki 2 so prikazana nihanja izotopske sesta- ve kisika reke v toku opazovalnega obdobja. Slika kaže, da je nihanje izotopske se- stave reke Save močno dušeno, saj znaša letna amplituda približno 0,5 %o. Najbolj ne- gativne vrednosti б^^О je imela reka Sava v zimskem obdobju, medtem ko izotopski maksimum beležimo konec poletja. Spremembe izotopske sestave kisika v podzemnih vodah Ljubljanskega polja Mesečni intervali spremljanja izotopske sestave podzemnih vod nam dajo dober vpogled v procese v vodonosniku preko leta, medtem ko na osnovi meritev v tromese- čnih intervalih lahko ocenimo srednjo letno izotopsko sestavo kisika v posameznem vodnjaku. Spremembe izotopske sestave kisika v vodi vodnjaka V-8a v črpališču Kleče so SI. 3. Spremembe izotopske sestave kisika v vodnjaku Kleče V-8a Fig. 3. Changes of oxygen isotope composition in the well Kleče V-8a, Isotope investigantions of groundwater from Ljubljansko polje 359 prikazane na sliki 3. V vodnjaku V-8a imamo opraviti z močno dušenim izotopskim signalom, saj njegova amplituda ne doseže niti 0,5 %o. V poteku krivulje izotopske se- stave kisika ne zasledimo izrazitejših sezonskih efektov. Sl. 4. Spremembe izotopske sestave kisika v vodnjaku Kleče V-12 Fig. 4. Changes of oxygen isotope composition in the well Kleče V-12 Za primerjavo smo na sliki 3 prikazali tudi spremembe izotopske sestave dveh izo- topskih reperjev, reke Save ter Nadgoriškega potoka. Iz grafa je razvidno, da se kri- vulja izotopske sestave vode v vrtini V-8a večinoma giblje približno v sredini med krivuljama obeh primerjalnih vodotokov. Izotopska sestava kisika v vodi nizkotem- peraturnih vodonosnikov se praktično spreminja le zaradi mešanja z vodami druga- čne izotopske sestave, zato lahko ocenimo, da v vodnjaku V-8a komponenti Savske vode ter lokalno infiltriranih padavin nastopata v približno enakih deležih. Spremembe izotopske sestave v vodnjaku V-12 črpališča Kleče so prikazane na sli- ki 4. Tudi v tem primeru imamo opraviti z zelo izotopsko homogenizirano vodo, še ce- lo bolj kot v vodnjaku V-8a. V vodnjaku V-12 je večina vrednosti ô'^O pomaknjena bolj v pozitivno smer, proti Nadgoriškemu potoku. Te vrednosti kažejo, da imamo opraviti z vodo, v kateri je večji delež lokalne padavinske infiltracije z območja Lju- bljanskega polja. V ostalih opazovanih vodnjakih smo naleteli na dokaj različne značilnosti izotop- ske sestave; v nekaterih bolj prevladuje padavinska voda, ki se je infiltrirala na območju samega Ljubljanskega polja, medtem ko v drugih vodnjakih beležimo večji delež komponente vode reke Save. V tem pogledu je še posebej zanimiv vodnjak V-1 v Jarškem produ, katerega izotopska sestava kisika je skoraj enaka izotopski sestavi 360 Janko Urbane & Brigita Jamnik kisika reke Save. Torej se v tem vodnjaku pojavlja praktično le Savska voda, brez primesi vode lokalnih padavin. Takšen rezultat je povsem logičen, saj je vodnjak loci- ran v bližini reke Save. SI. 5. Primerjava povprečnih vrednosti б^^О vseh opazovanih vod na območju Ljubljanskega polja Fig. 5. Comparison of average б'^0 values of all observed waters in the area of Ljubljansko polje Povprečna izotopska sestava vseh opazovanih vod je prikazana na sliki 5. Izotop- ska sestava kisika v vodi je ponazorjena s krožnim grafom, katerega razpon znaša 2 %o. Na grafu tečejo spremembe od bolj pozitivnih proti bolj negativnim vrednostim ô'^O v smeri urinega kazalca. Prazen krog krožnega grafa tako ponazarja izotopsko sestavo -8 %o, medtem ko zapolnjen krog pomeni izotopsko sestavo -10 %o. Slika 5 kaže, da imata najbolj pozitivno Ô'^O vrednost Nadgoriški potok in potok v Mostecu, približno -8,5 %o. Najbolj negativno povprečno vrednost ô^^'O ima reka Sava, in sicer okoli -9 %o. Vrednosti izotopske sestave vod iz vodnjakov Ljubljanskega polja se kot mešanica dveh izotopsko različnih komponent gibljejo med tema skrajnima vrednostima, v odvisnosti od deležev posameznih komponent v vodi. Na sliki 5 vidimo tudi, da se v rezultatih izotopskih analiz v določeni meri odslika- va prostorski razpored vodnjakov v posameznih vodarnah. V vodarni Kleče tako opa- zujemo, da so vodnjaki z večjim deležom lokalnih padavin bolj na skrajnih delih niza vodnjakov, medtem ko imamo v osrednjem delu vodarne vodnjake, v katerih beležimo večji delež savske vode. Na območju vodarne torej nimamo opravka s homogenizira- nim tokom podzemne vode, ampak je v osrednjem delu cona z močnejšim dotokom Isotope investigantions of groundwater from Ljubljansko polje_361 vode reke Save, medtem ko na obrobju bolj prevladuje voda, ki izvira iz lokalno infil- triranih padavin. V vodarni Hrastje razlike v deležih posameznih komponent niso tako velike, kar je razumljivo, saj je pot podzemne vode po prodnem vodonosniku do vodarne daljša, s tem pa tudi stopnja mešanja obeh komponent. . ■ Izračun deležev mešanja v podzemnih vodah Ljubljanskega polja Na območju Ljubljanskega polja se podzemna voda napaja iz dveh virov: z zateka- njem reke Save v peščeno-prodni vodonosnik ter z infiltracijo padavin, ki padejo na območju polja. Podzemna voda je torej mešanica vod iz obeh navedenih virov. V pri- meru mešanja vod iz dveh različnih virov lahko zapišemo enačbo izotopske masne bi- lance: (1) S^*'OsK •••• izotopska sestava mešanice vod ô^^OgAVA izotopska sestava reke Save б^^Ордц .... izotopska sestava lokalnih padavin Vgj^ .... skupni volumen mešanice УддуА •••• volumski delež vode reke Save VpA£) .... volumski delež lokalnih padavin Ob privzetju, da je skupni volumen mešanice 1, iz enačbe 1 lahko izpeljemo vo- lumski delež reke Save: s (2) Ker ob posameznih meritvah lahko pride do večjih ali manjših nihanj, bodisi zara- di analitskih napak ali tudi fluktuacij v naravnem sistemu, je za izračun deležev bolj smiselno vzeti podatke o povprečni izotopski sestavi vode iz določenega vodnjaka preko celotnega opazovalnega obdobja. Za izračun so bili vzeti sledeči vhodni podat- ki: Izračun deležev na osnovi enačbe 2 je podan v tabeli 1. 362 Janko Urbane & Brigita Jamnik Tabela 1. Izračunani deleži vode reke Save v podzemnih vodah Ljubljanskega polja. Table 1. Calculated proportions of water from the Sava river in the Ljubljansko polje groundwater Sl. 6. Izračun deleža vode reke Save v opazovanih vodnjakih Ljubljanskega polja na osnovi izotopske sestave kisika v vodi Fig. 6. Calculation of the proportion of water from the Sava river in observed wells of Ljubljansko polje on the basis of oxygen isotope composition of water Isotope investigantions of groundwater from Ljubljansko polje_363 Rezultati v tabeli 1 kažejo, da se delež vode reke Save spreminja od 19 % deleža v vodnjaku Kleče V-11 do 100 % deleža v vodnjaku Jarški prod V-1. Slika 6 prikazuje porazdelitev deležev reke Save v vseh opazovanih vodnjakih Ljubljanskega polja. Slika nazorno kaže podzemni tok v osrednjem delu vodarne Kleče, v katerem močno prevladuje voda reke Save, medtem ko v bolj obrobnih vodnjakih najdemo večji delež lokalnih padavin. Tudi v vodarni Hrastje se pojavljajo določene razlike v deležih posameznih kom- ponent podzemne vode. Vrtini Hrastje V-5 in V-8 imata večji delež vode reke Save, medtem ko v vrtini Hrastje V-la bolj prevladuje lokalna infiltracija padavin Lju- bljanskega polja. Za ugotovitev vzrokov teh razlik bi bilo potrebno imeti na razpola- go podatke o srednji vrednosti ô'^O tudi iz ostalih vodnjakov vodarne Hrastje. V vodarni Jarški prod do razlike med deleži komponent očitno prihaja zaradi ra- zlične oddaljenosti vodnjakov od struge reke Save. Sklepi Ljubljansko polje je peščeno-prodni vodonosnik, ki ga napajata dve komponenti: lokalne padavine ter reka Sava. Raziskave so pokazale, da je izotopska sestava vode v posameznih črpalnih vodnjakih dokaj različna. V nekaterih vodnjakih se pojavlja voda, ki je izotopsko bolj podobna lokalnim padavinam, v drugih je izotopska sesta- va bolj podobna vodi reke Save. Z izotopskimi analizami reke Save, lokalnih padavin ter primerjalnih vodotokov je bilo možno dokaj natančno določiti povprečno izotopsko sestavo kisika obeh vho- dnih komponent. Ob znani sestavi vhodnih komponent smo z uporabo enačbe masne bilance izračunali deleže obeh komponent v posameznih vodnjakih Ljubljanskega polja. Rezultati so pokazali, da ima od opazovanih vodnjakov največji delež savske vode vodnjak V-1 v vodarni Jarški prod (100 %), najmanjši delež vode reke Save pa smo zabeležili v vodnjaku V-11 Kleče (19 %). V ostalih vodnjakih se deleži precej spreminjajo. Opazili smo, da ima na delež posamezne komponente v mešanici velik vpliv pre- dvsem lokacija posameznega vodnjaka, tako glede na oddaljenost od reke Save kot tu- di glede razporeditve vodnjakov v vodarni. V osrednjem delu vodarne Kleče je bil opa- žen tok podzemne vode s praktično povsem savsko vodo, medtem ko se v vodnjakih na obrobju vodarne povečuje delež lokalnih padavin. Tudi v vodarni Jarški prod se naj- večji delež vode reke Save pojavlja v vodnjaku, ki leži najbližje strugi reke Save. Isotope investigations of groundwater from Ljubljansko polje Summary The Ljubljansko polje aquifer is composed of sandy and gravelly sediments and is recharged by tv^^o input water components: local precipitation and the Sava river Isotopie investigations in the area of Ljubljansko polje indicate that the oxygen iso- tope composition of groundwater from Ljubljansko polje is not homogeneous, but shows considerable variations in different extraction wells. Isotopie composition of water from individual wells is either more similar to that of local precipitation, or to the isotope composition of the Sava river (Figures 3, 4 and 5). 364_Janko Urbane & Brigita Jamnik Isotopie analyses of the Sava river, of local precipitation and of comparative stre- ams were used to make a fairly accurate assessment of the average isotope compositi- on of both input components. The proportion of input components in individual stre- ams was calculated on the basis of their composition, using the mass balance equati- on. The largest proportion of water from the Sava was found in well V-1, in the Jarški prod pumping station (100%), and the smallest proportion in well V-11, in Kleče (19%). The proportion of components in other extraction wells varies considerably (Table 1, Figure 6). It was concluded that the proportion of one component in the mixture is to a great deal influenced by the location of the well, as regards its distance from the Sava river as also the location of wells within the pumping station. In the central part of the Kleče pumping station a ground water flow was found, containing practically enti- rely water from the Sava, while the proportion of local precipitation increased in wells situated on the outskirts of the pumping station. Also in the Jarški prod pum- ping station, the largest proportion of the Sava's water was found in the well closest to the river bed. Zahvala >i Avtorja se zahvaljujeva J.P. Vodovod - Kanalizacija d.o.o., Ljubljana, ki je finan- čno omogočilo raziskavo, Ireni Borštnar in Miroslavu Mediču za vzorčevanje ter Erni Urbane za prevod v angleščino. Literatura D r o b n e, E, M e n c e j, Z. & B r i 11 y, M. 1997: Preveritve in dopolnitve strokovnih osnov za določitev varstvenih pasov sedanjih in perspektivnih vodnih virov za območje mesta Ljublja- ne in okolice. - Arhiv Geološkega zavoda, Ljubljana. M a r k i č. M., U r b a n C, J., P e z d i č, J. & M a r i n, M. 1991: Determining the origin of wa- ters flowing into the Senovo mine by hydrogeochemical and isotopie methods. - Proceedings of 4* International Mine Water Congress, 89-98, Poertschach. Ž 1 e b n i k, L. 1971: Pleistocen Kranjskega, Sorskega in Ljubljanskega polja. - Geologija 14, 5-51, Ljubljana. GEOLOGIJA 41, 365-410 (1998), Ljubljana 1999.......................... ^..........^ Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah ob potresu v Posočju 12. aprila 1998 in Evropska makroseizmična lestvica (EMS-98) Slope Failure Effects in Rocks at Earthquake - Posočje April, 12. 1998 and European Macroseismic Scale (EMS-98) Renato Vidrih Ministrstvo za okolje in prostor. Uprava RS za geofiziko Kersnikova 3, 1000 Ljubljana Mihael Ribičič Gradbeni inštitut ZRMK Dimičeva 12, 1000 Ljubljana Ključne besede: potres, intenziteta, potresna lestvica, hribinski podor, hribinski zdrs, mehanika hribin, EMS, Posočje Key words: earthquake, intensity, intensity scale, damage, rock fall, slope failure, rock mechanics, EMS, Posočje Kratka vsebina Najmočnejši potres 20. stoletja z epicentrom na ozemlju Slovenije je nastal 12. aprila 1998 v Zgornjem Posočju. Njegova magnituda je bila 5.8, največji učinki pa so dosegli med VII. in VIII. stopnjo po EMS lestvici. Žarišče potresa je nastalo v zemeljski skorji na območju med dolino Lepene in Krnskim pogorjem, v globini okoli 9 km (preliminarni podatki). Potres je poleg velike gmotne škode povzročil tudi precejšnje spremembe v naravi, saj so nastali številni hribinski podori in zdrsi, ki so ponekod popolnoma uničili planinske poti. Za določitev največje stopnje potresnih učinkov je poleg odziva ljudi in njihove okolice, učinkov na predmete, poškodb zgradb, potrebno poznati tudi učinke v nar- avi. Prav to naju je navedlo, da sva skušala primerjati učinke potresa na zgradbah in v naravi, kjer je bilo to mogoče. Na podlagi tega sva skušala natančneje ovred- notiti poškodbe v naravi, ki jih evropska potresna lestvica obravnava zelo posplošeno. Prav spremembe v naravi so omogočile zanesljivejšo določitev makroseizmičnega epicentra in intenzitete potresa. Učinke med VII. in VIII. stopnjo po EMS je potres dosegel v Mali vasi v Bovcu in v vaseh Spodnje Drežniške Ravne in Magozd. Z enako stopnjo pa sva ocenila poškodbe v naravi na Krnu, koti 1776, Javorščku, grebenu Krnčice, območju ob strugi reke Tolminke med njenim izvirom in planino Polog, v gorah nad dolino Lepene - Lemež, Šija. Evropska potresna lestvica je pri višjih stopnjah (VI in več) narejena skoraj izključno glede na poškodbe na zgradbah. V redko naseljenih krajih, kot je primer območje, ki ga je zajel potres dne 12.4.1998, kjer so poseljene le doline, v alpskem svetu pa so le planšarije, lovske koče, planinske koče in posamezne visokogorske kmetije, je uporaba te lestvice otežena in negotova. Pojavlja se vprašanje ali ne bi 366_Renato Vidrih & Mihael Ribičič bilo mogoče dobiti bolj zanesljive ocene intenzitete potresa, če bi v presoji upoštevali tudi porušitve naravnega ravnotežja, kot so npr hribinski podori in zdrsi. Vsak dodaten podatek v takih primerih, če ga seveda pravilno interpretiramo, lahko prinese povečanje zanesljivosti ocene intenzitete potresa. Da pa bi lahko porušitve naravnega ravnotežja, kot del seizmogeoloških pojavov, uporabili v ta namen, je treba izvesti primerjavo s poškodbami na zgradbah, kjer je to mogoče in nato ugotovitve razširiti na celotno obravnavano območje. Za vključitev naravnih seizmogeoloških pojavov pri izdelavi makroseizmičnih lestvic lahko uporabimo več pristopov. Prvi pristop je, da vključimo v originalno lestvico tudi opis opredelitve stopenj intenzitete seizmogeoloških pojavov, kot so porušitve naravnega ravnotežja. Drugi je, da se Aneks C pri EMS lestvici, ki obrav- nava seizmo-geološke pojave, bolj podrobno opredeli. Pri tem upoštevamo v zad- njem času pridobljeno strokovno znanje iz mehanike hribin in iz prostorskih analiz, opravljenih z GIS orodji, ki določujejo ranljivost terena, glede na pojave naravnega porušenja ravnotežja. Zadnja možnost je izdelava ločene lestvice za seizmogeološke pojave, ki je z Evropsko makroseizmično lestvico povezana le preko primerjalnih tabel. Analize posledic v naravi, ki so se zgodile ob potresu v Posočju kažejo, da bi bilo smiselno usmeriti strokovne napore tudi v vključitev posledic potresa v naravi v sis- tematično ovrednotenje intenzitete potresa. Abstract On 12 April, 1998, the strongest earthquake of the 20th century writh an epicentre in Slovenia shook the upper Posočje. Its magnitude was 5.8 and its maximum inten- sity was between the VII and VIII levels according to EMS. The epicentre was in the lithosphère in the area between the Lepena valley and the Krn Mountain Range, about 9 km deep. Apart from substantial material damage, the earthquake caused considerable changes in the environment, as there were many rockfalls and land- slides which in some areas completely destroyed mountain paths. To assess the full effects of an earthquake, one must, besides the reaction of peo- ple and their surroundings, the impact on property and damage to buildings, also identify the effects felt in nature. This is why we try to compare earthquake effects on buildings and on nature wherever possible. On this basis, we try to more precise- ly assess the damage caused to nature which the European Macroseismic Scale (EMS) treats very generally. It is the changes in nature that provide a more reliable definition of macroseis- mic epicentre and earthquake intensity. The effects between the VII and VIII EMS were felt in Mala vas in Bovec and the villages Spodnje Drežniške Ravne and Magozd. The same level was ascribed to damage to Krn, at the height of 1776 metres, Javoršček, the Krnčica ridge, in the area along the Tolminka river between its source and the Polog mountain and in the mountains above the Lepena valley - Lemež, Šija. For higher levels (VI and above), the European Macroseismic Scale almost exclu- sively takes the damage caused to buildings into account. In sparsely inhabited areas, as is the area stricken by the earthquake on 12 April, 1998 where only the valleys are inhabited, whilst in the alpine parts there are only alpine dairy farms, hunting lodges, mountain huts and individual mountain farms, use of this scale is difficult and unreliable. The question arises whether assessment of an earthquakeis intensity would not be more precise if it took into account the loss of the natural equilibrium in the form of rockfalls and landslides. Such additional information, if interpreted correctly, can increase the reliability of an earthquakeis intensity assessment. To enable consideration of loss of the natural equilibrium as part of seismological phenomena, a comparison with damage to buildings must be made where possible and the findings extended to the entire area in question. Several approaches are possible to include natural seismological phenomena in the formation of macroseismic scales. According to the first approach, a description of seismological phenomena (like the loss of natural equilibrium) is gradually included in the description of intensity levels, i.e. in the original scale. According to the second approach. Annex C of the EMS treating seismological phenomena is defined more precisely, taking into account the recently gained expert knowledge regarding rock mechanics and spatial analyses made using GIS technology concern- ing an areais vulnerability which is reflected in the loss of natural equilibrium. The third and most recent approach is to create a separate scale for seismological phe- Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah_367 nomena Hnked only to the European Macroseismic Scale through comparative tables. Analyses of the damage caused to nature by the Posočje earthquake show that it would be useful to direct expert efforts towards including the earthquakeis impact on nature in the systematic assessment of earthquake intensity. Uvod Območje severozahodne Slovenije spada med potresno najdejavnejše predele Slovenije, saj so tu možni potresi do IX. stopnje po EMS lestvici (Ribarič, 1987), (sl. 1). Glavni razlog za nastanek tovrstnih potresov so premiki velikih tektonskih plošč. Za potresno dejavnost našega ozemlja sta ključni afriška in evrazijska plošča. Afriška plošča pritiska na evrazijsko, kar je v geološki zgodovini povzročilo dvig alpskega gorovja. Med obema velikima ploščama je manjša jadranska plošča, na obrobju katere leži slovenski prostor. Geološke strukture našega ozemlja povzročajo, da je celotno ozemlje naše domovine potresno nevarno in ogroženo. Epicentralno območje potresa 12. aprila je prav na stičišču narivnih struktur Alp in Dinaridov. Alpe potekajo v smeri vzhod-zahod in so narinjene od severa proti jugu na dinarske strukture, ki potekajo v smeri severozahod-jugovzhod. Žarišče potresa je po vsej ver- jetnosti nastalo ob prelomu, ki se vleče v dinarski smeri in poteka od Rombona, severovzhodno od Bovca, med Krnom in Bogatinom in dalje čez Tolminske Ravne proti Cerkljanskemu. Nekateri avtorji ga po Knežjih Ravnah imenujejo ravnikarski prelom (B u s e r, 1986). Na to kažejo tudi poškodbe objektov in poškodbe v naravi, ki so največje v dinarski smeri, severozahod-jugovzhod. Cona največjih poškodb se vleče v pasu od Bovca, Kal-Koritnice, doline Lepene, Magozda, Spodnjih in Zgornjih Drežniških Raven, Jezerce in do vasi Krn (Vidrih&Godec, 1998). Pas z največjimi spremembami v naravi pa poteka od Bovca (manjši podori), po jugoza- hodnih grebenih, ki se dvigujejo nad dolino Lepene, Krnskem pogorju, do izvira Tolminke in planine Polog nad Tolminom (Ribičič&Vidrih, 1998). Največ poškodovanih pomnikov I. svetovne vojne je bilo nad dolino Lepene in na Krnskem gorovju (Vidrih & Ovčak, 1998). Splošno o potresu Potres 12. aprila so čutili prebivalci celotne Slovenije in prebivalci nekaterih pre- delov devetih sosednjih držav: Hrvaške, Bosne in Hercegovine, Madžarske, Avstrije, Švice, Italije, Slovaške, Češke in Nemčije. Izračunani koordinati epicentra sta 46,320 severne zemljepisne širine in 13,662 vzhodne zemljepisne dolžine. Potres je nastal ob 10:55 UTC (svetovni čas) ali ob 12. uri in 55 minut po lokalnem času, ravno v času velikonočnega kosila. Zato je bila panika med prebivalstvom še večja, saj je bila večina ljudi doma. Po glavnem potresu so sodelavci Uprave RS za geofiziko na epi- centralnem območju postavili najprej tri, kasneje pet in končno šest terenskih opazo- valnic, ki so v prvih 20-tih urah po glavnem potresu zaznale več kot 400 popotresnih sunkov, v naslednjih mesecih pa več kot 7000. Najmočnejši popotresni sunek je nastal 6. maja ob 2. uri in 52 minut UTC in je imel magnitudo 4.2, kar pomeni, da je bil pri- bližno 200x šibkejši od glavnega (B ä t h, 1973). Globine žarišč popotresnih sunkov so bile različne, pa tudi izračunani epicentri so nastajali vzdolž preloma v dolžini večji od 10 km. Natančnejše obdelave seizmičnih podatkov bodo potekale še v prihodnje. 368 Renato Vidrih & Mihael Ribičič POTRESNA KARTA SLOVENIJE ZA POVRATNO DOBO POTRESOV 500 LET (PREDPISANA ZA UPORABO V GRADBENIŠTVU) AVTOR: V RIBARIČ SI. 1. Potresna karta Slovenije za povratno dobo potresov 500 let. Karta je predpisana za uporabo v gradbeništvu. Avtor: V. R i b a r i č, 1987. Glede na to karto spada osrednji del Posočja v VIII. stopnjo po MSK lestvici, posamezni predeli ob meji z Italijo pa v IX. stopnjo (stopnje MSK so pri- merljive s stopnjami EMS lestvice). Fig. 1. Seismic map of Slovenia for the return earthquake period of the last 500 years. This seismic map is the official map used for earthquake-resistent building in Slovenia. Author: V. R i b a r i č, 1987. According to this map, the central part of upper Posočje (the Bovec basin) is classified at Vi- li MSK and the region near the border at the ninth level (degrees of MSK is similar to EMS). Preglednica 1. Najmočnejši popotresni sunki po potresu v nedeljo, 12.4.1998 ob 10:55 (UTC) z M>3.0. Table 1. The strongest aftershocks after main shock in Sunday, April, 12. 1998 10:55 (UTC) with M>3.0 Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah_369 Geološka zgradba ozemlja in potres Lokalna geološka sestava tal lahko zelo vpliva na učinke potresa. V slabih tleh se lahko učinki na zgradbe povečajo za celo stopnjo ali več (Vidrih, 1998). Širše epi- centralno območje potresa v Posočju 12. aprila 1998 je zgrajeno iz karbonatnih kamnin, predvsem apnencev in dolomitov, ki predstavljajo v seizmogeološkem smislu dobra tla (sl. 2). Najslabšo podlago gradijo nanosi rek, potokov in ledenikov ter pobočni grušči. Nanosi reke Soče in pritokov gradijo terase, ki jih sestavljajo prod, pesek in redkeje konglomerat (Vidrih et al., 1991). Razprostranjenost poškodb je to sliko potrdila, saj so bile vse večje poškodbe prav v slabih tleh (Ribičič & Vidrih, 1998). Največje učinke na zgradbah je potres dosegel v Mali vasi v Bovcu in vaseh Spodnje Drežniške Ravne, Magozd, Lepena ter na planini Polog, kjer smo oce- nili učinke med VII. in VIII. stopnjo po EMS lestvici. Nekoliko manjši pa so bili učinki v Kalu - Koritnici, Zgornjih Drežniških Ravnah, Jezerci, Krnu, Tolminskih Ravnah itd., kjer smo ocenili učinke na VII. stopnjo po MSK (EMS) lestvici. Največje učinke v naravi (VII.-VIII. stopnje po EMS-98 lestvici) pa je potres dosegel v dolini Lepene, na jugozahodnih pobočjih Krna, Krnčici, Javorščku, koti 1776, Šiji, Lemežu, izviru Tolminke - na planini Osojnica itd. Nastanek številnih hribinskih podorov in zdrsov, ki so spremenili naravo, je posledica hribovitega alpskega sveta in pojavov nestabilnosti v njem. Večina teh podorov bi nastala prej ali slej, vendar je potresni sunek pospešil geološka dogajanja v naravi. Procesi, ki bi lahko potekali več sto let so se zgodili v „trenutku". Zadnji potres je med prebivalstvom obudil spomine na katastrofo, ki jih je doletela leta 1976 (Ribarič, 1980). Tudi takrat na srečo v Sloveniji ni bilo smrtnih žrtev (v Italiji 987), nastala pa je ogromna gmotna škoda. Majski in septembrski potresi so povzročili v Sloveniji največ škode v Breginjskem kotu in Posočju. Glavna potresna sunka sta bila 6. maja zvečer z magnitudo 6,5 in 15. septembra dopoldne z magnitudo 6,1. Na epicentralnem območju v Furlaniji je prvi dosegel učinke med IX. in X. stop- njo po EMS lestvici (ponekod celo X. stopnje), drugi pa IX. stopnjo. V Sloveniji so bili največji učinki VIII. stopnje v Breginjskem kotu, med VII. in VIII. stopnjo je dosegel v Kobaridu, v Tolminu VIL, v Bohinjskem kotu pa med VI. in VII. stopnjo. V vaseh Breginj, Smast, Ladra, Trnovo in Srpenica je ostalo brez strehe nad glavo več kot 80% prebivalcev. Skoraj v celoti je bila porušena vas Podbela. V vaseh Volarje, Borjana, Čezsoča in Žaga je ostalo brez strehe nad glavo med 50% in 80% ljudi. V Idrskem, Kredi, Kobaridu, Kamnem, Orehku, Bukovem in Kojskem pa med 30% in 50%. Ob obeh serijah potresov je bilo poškodovanih več kot 12000 objektov, od tega 4000 popolnoma porušenih ali pa jih je bilo treba naknadno porušiti. Te podatke navajava zaradi primerjave z zadnjim potresom dne 12. 4. 1998, ki je zajel predvsem bolj vzhodno ležeče kraje na Bovškem, Kobariškem in Tolminskem. Potrese leta 1976 so prebivalci čutili kot nihanje, medtem ko je sunek 12. aprila določene vasi dobesedno dvignil. Žarišče potresa je nastalo pod temi kraji, zato so potresni valovi do hiš pripotovali naravnost navzgor To dokazujejo tako poškodbe na zgradbah, kot tudi poškodbe v naravi. V dolini Lepene in na Krnskem gorovju je potresni sunek prosto ležeče skale dvignil, ob padcu na tla pa so se nekatere pre- maknile, preklale ali zdrsele po pobočju navzdol. 370 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 371 372_Renato Vidrih & Mihael Ribičič Spremembe v naravi ob potresu Najmočnejši potres tega stoletja na Slovenskem je poleg velike gmotne škode na zgradbah povzročil tudi izredno veliko število pojavov nestabilnosti terena. Razno- likost teh pojavov je pomembna tako za strokovnjake, kot tudi za laične opazovalce narave. Kljub temu, da smo ljudje ob naravnih nesrečah pozorni bolj nase in na škodo, ki nam je povzročena, moramo gledati na te pojave tudi daljnoročno. Podori, ki so zgrmeli po pobočjih so ponekod dosegli doline, ponekod jih je ustavil gozd, ponekod pa so obviseli v labilnem položaju. Ko se sprehajamo po terenu lahko opazujemo skale, ki grozeče lebdijo nad planinskimi potmi in čakajo... Morda zima, morda popotresni sunek in zgrmele bodo v dolino. Ljudje, ki živijo v bližini nastalih hribinskih podorov in zdrsov tudi danes, še mesece po potresu poročajo o hrupu in padanju skal ob popotresnih sunkih, močnih deževjih in vetrovih. Najzanimivejši pojavi v naravi Na kratko preletimo najznačilnejše pojave, ki so nastali v dolini Lepene, od podor- ov iz Lemeža, Šije, kote 1776, ob potoku Šumniku, podore iz Osojnice ob izviru Tolminke ter podore iz Krnčice in Krna (Ribičič & Vidrih, 1998). Vsak izmed pojavov plazenja ima svoje značilnosti, ki omogočajo geologom proučevanje nestabil- nosti terena. Tovrstni pojavi so dolgotrajni in se zelo redko zgodijo v življenju geolo- ga, zato jih spremlja z večjim spoštovanjem, saj mu omogočajo večje poznavanje in mu lahko služijo kot osnova za poznavanje takih dogodkov v bodočnosti. S temi spoznanji lahko lažje svetuje ljudem k bolj premišljenemu poseganju človeka v nara- vo. Podori, ki so spremenili videz jugozahodnega dela Krna so nastali ob zelo razpokanih kamninah, kjer je prihajalo do zdrsov po različnih sistemih razpok. Štiri- najst dni po glavnem potresu je kamenje še vedno padalo v dolino in povzročalo strašljiv hrup. Podor na grebenu Krnčice je razdejal obzidja italijanskih vojaških frontnih linij, v tleh pa je nastala razpoka v dolžini več sto metrov, širine okoli 20 cm. Gre za razpoko, ki je posledica hribinskega plazenja. V dolini Lepene se je sprožil kamninski tok. Kamninski tok z levega pobočja Lep- ene je nastal, ko se je v strmi grapi odloženo kamenje ob potresu sprožilo in se začelo valiti po njej navzdol. Pri tem so se skale in kamni povprečnih dimenzij od nekaj decimetrov do nekaj centimetrov, začeli mešati s snegom, ki je tudi zapolnjeval grapo v debeli plasti. Vedno hitreje kotaleča in drseča masa snega in blokov kamnin je v nižjih delih grape, ko se je že bližala dolini Lepene, začela s terena posnemati tudi glinaste in meljaste gruščnate zemljine, ki so bile odložene v nekaj metrov debelih plasteh. Iz zmešanega snega, grušča, kamnov in skal je nastala blatna masa, ki se je po padcu iz grape razlila po dolini. Pri tem je ob premikanju po travnatih dolinskih bregovih hitro izgubljala vodo in s tem postajala vedno gostejša, ter s tem počasneje SI. 2. Splošna geološka zgradba Posočja z vrisanimi hribinskimi podori (geološka podlaga 1: 25 000, avtor M. Poljak, 1998). Fig. 2. Generalised geological structure of Posočje with marked rockfalls (Geological map 1 : 25 000, author M. Poljak, 1998). Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah___373 tekoča. Ko se je kamninski blatni tok ustavil, je iz njega odtekla še preostala voda in ostal je trd gost zemljinski in kamninski material. Naprej v dolini Lepene nad kmetijo Na koncu je iz ostrega grebena Šije zgrmel zelo velik in tipičen klinasti zdrs hribin, ki sega od strmega grebena vrha pobočja do navpične previsnice. Klinasti zdrsi so v primerjavi s planarnimi, redek pojav v hribi- nah. Sestavljen je iz dveh, v smeri nagiba pobočja sekajočih se drsnih ploskev (ena je plastnatost in druga tektonska razpoka) in zgornje nepravilne, skoraj navpično nagn- jene odlomne razpoke. Do tako velikega zdrsa hribin je prišlo ob dinamičnih obre- menitvah v trenutku potresa, ko je teža klina presegla vezni odpor na navpični razpo- ki in trenjske odpore na obeh drsnih ploskvah. Klin je drsel do navpične previsnice, se preko nje lomil v velike skalnate bloke, ki so se končno razbili ob padcu na vznožje previsa. Pod klinastim podorom je nastal jezik skalnatega vršaja, ki se končuje v gozdu nad dolino. Najbolj izrazit pojav ob potresu se je zgodil na koncu doline Lepene. Iz visokih vršacev Lemeža se je ob potresu sprožil velik hribinski podor Nastal je na območju, kjer je bila hribina močno razpokana. Razpoklinski sistemi so bili zaradi fizikalnega preperevanja, kot je vpliv zmrzali, še dodatno poudarjeni in strižna trdnost ob razpokah zmanjšana. Ob tresljajih potresnih sunkov je prišlo do zdrsa ob spodnji strmo nagnjeni ploskvi plastnatosti apnenčastih skladov in ob dveh skoraj navpičnih razpoklinskih sistemih. Odlomljen material je zdrsel najprej po prvi odlomni ploskvi plastnatosti preko previsa na drugo, od zelo starih podorov in snega zglajeno ploskev skladnatih apnencev. Na desni strani se je odbijal od navpičnih sten, tako da je bil pas padajočega skalovja zelo ozek. Preko zadnjega previsa se je že močno zdrobljen material zrušil na melišče ob dolini. Gladke strmo nagnjene ploskve plastnatosti in vmesni previsi, očiščeni vseh ovir, zaradi pogostih snežnih plazov padajoči gmoti niso nudili nobenih ovir, zato je njena hitrost ob drsenju in padanju iz nadmorske višine preko 2000 m, kjer je nastal podor, pa do doline, dosegla izredno hitrost. Ob končnem udarcu na melišče je nastal strašen hrup, ki se je pridružil hrupu klinastega zdrsa s Šije in hrupu potresa. Skale in kamni so se razbili v manjše drobce in dvignil se je rumen oblak, ki je zatemnil celo dolino Lepene. Temu se je pridružil zračni udar, podoben zračnim udarom, ki nastanejo ob eksplozijah. Orkanski veter zračnega piša je prevrnil vse smreke neposredno pod meliščem in nato v dveh krakih udaril preko smrekovega gozda. Prvi ozek, okoli 15 metrov širok piš je zavel skozi visok smrekov gozd in smrekam odlomil gornji del krošnje ali pa jih je prevrnil. Nastala je ozka, neprehodna „poseka" podrtih dreves, vseh zvrnjenih v isto smer, ki je pričala o izred- ni moči vetra. Drugi krak piša je sledil strugi potoka, ki izvira izpod melišča, podiral je smreke ob levem bregu in udaril na travnik ob kmetiji. Tu je mogočni sunek vetra dvignil streho lope in jo premaknil za več kot en meter Še posebno intenzivno je bilo potresno delovanje na širšem območju v okolici izvi- ra Tolminke. Nastali so številni podori, majhnih do zelo velikih dimenzij. Ti podori večinoma spadajo v zdrse po različnih sistemih razpok ali zdrse v zelo močno razpokam hribini. Za njih je značilno, da so odlomni robovi zelo nepravilni. Nastali so, kjer je bila hribina tektonsko močno pretrta in dolomitizirana. Poleg hribinskih podorov pa je potres sprožil tudi zemljinska plazenja. Primer za to je zdrs obale Bohinjskega jezera. Najbolj verjeten mehanizem, kako je prišlo do plazenja obale Bohinjskega jezera, ki si ga na osnovi terenskega ogleda predstavl- jamo je, da med plastmi ledeniških morenskih nanosov in pobočnih gruščev, ki sicer pretežno gradijo jezersko obalo, na mestu zdrsa, v globini nekaj metrov, nastopa vmesna plast drobnozrnatih rahlo odloženih jezerskih sedimentov, prepojenih z vodo. 374_ Renato Vidrih Sz Mihael Ribičič Zaradi njene nizke strižne odpornosti se je v njej ustvarila drsna ploskev, po kateri je prišlo do zdrsa vseh zgoraj ležečih slojev proti jezeru. Ob tem je nastala navpična razpoka (stopnica), dobro vidna na sliki 25. Toda le s podrobnimi preiskavami sestave tal v globini s pomočjo vrtanja bi bilo mogoče dejansko ugotoviti, kako je nastal zdrs v dolžini 100 m. Mehanizem nastanka nestabilnih pojavov v naravi ob potresu Koliko bodo hribine podvržene zdrsom je bolj odvisno od njihove razpokanosti in značaja razpok, kot pa od geomehanskih lastnosti materiala, iz katerega je hribina zgrajena (H o e k, 1997). Glavne lastnosti razpok, ki določujejo možnost nastanka zdrsa, so naslednje: • orientacija razpok glede na padnico pobočja, • število sistemov razpok, • gostota razpokanosti in velikost blokov, • prostorski obseg oziroma razširjanje razpok, • hrapavost in valovitost razpok, • kohezijska trdnost ob razpoki, • trdnost sten ob razpokah, • odprtost in polnitev razpok. Za razpoko smatramo vsako planarno oslabitev v kamnini, med njimi tudi plast- natost, kalcitne žilice itd. Razpokanost v hribinah je povzročila tektonika, ki poleg velikih prelomov povzroči tudi večjo ali manjšo razpokanost hribin. Hribine, ki gradijo Alpe in so nastale kot morski sedimenti, so se med orogenetsko fazo dvignile v gorovje. Tektons- ki procesi so pri dvigovanju in narinjanju kamninskih gmot hribino poškodovali. V njej so tako nastali razpoklinski sistemi med seboj sekajočih se vzporednih razpok, ki hribinsko maso razkosavajo v različno velike bloke. Za naš alpski svet je značilno, da imamo ponavadi tri med seboj skoraj pravokotne razpoklinske sisteme s povprečno SI. 3. Hribinski planami zdrs ob razpoki ali ob plastnatosti apnenca, nagnjeni v smeri brezine. Fig. 3. Planar rockslide along a crack or at bedding of limestone inclined in the direction of the slope. 3 T 5 Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah_^_-.- velikostjo blokov od enega decimetra do pol metra. En sistem diskontinuitet v hribi- nah ponavadi predstavlja plastnatost kamnine, ki je nastala, ko se je sediment odla- gal (v mehaniki hribin, pri analizi porušitev naravnega ravnotežja, tudi plastnatost štejemo kot razpoklinski sistem). Ti razpoklinski sistemi so zaradi atmosferskih vplivov v pripovršini še močneje izraženi. Torej do zdrsa v hribinah lahko pride tam, kjer je določen sistem razpok neugodno usmerjen, glede na nagib pobočja. SI. 4. Klinasti hribinski zdrs ob sistemu dveh sekajočih se razpok, kjer je njuna sečnica nagnje- j na v smeri padnice pobočja. Fig. 4. Wedge-shaped rockslide at two cracks crossing each other where the intersecting line is inclined in the direction of the slope. Najpogostejši in najneugodnejši tip plazenja nastopi, kadar sta padnica pobočja in padnica usmeritve določenega sistema razpok v približno isti smeri. V takih primer- ih, kadar je pri razpoki, ki izdanja na površini, strižni odpor manjši od delovanja teže ob njej, lahko pride do ravninskih (planarnih) zdrsov (si. 3). Primer ravninskega zdrsa, zelo lepo viden iz Bovca (če pogledamo proti Podsoči), je na pobočju nad Jablenico. Mnogi manjši zdrsi pa so na pobočjih Rombona in pobočjih doline Lepene. Kadar je sečnica dveh sistemov razpok usmerjena v isti smeri kot padnica brezine in nagnjena navzdol, lahko pride do klinastega zdrsa (si. 4). V tekstu smo že opisali klinasti zdrs iz grebena Šije. Oba navedena zdrsa sta čista zdrsa. V naravi ponavadi opazujemo manj pravilne zdrse, v odvisnosti od razmer (razpokanosti) na območju, kjer je do tega prišlo. Poleg opisanih zdrsov, pa lahko na območjih, kjer je pobočje navpično ali skoraj navpično nagnjeno, nastajajo hribinski podori. Imenujemo jih tudi skalni podori. So posebne vrste hribinski zdrsi, za katere velja, da mora biti v kamninski masi v zaled- ju brezine šibka ploskev, ki je približno vzporedna brezini in je nagnjena bolj ali manj navpično. Na naslednjih skicah so prikazani različni tipi podorov (si. 5). Hribinski podori so bili ob zadnjem potresu izredno številčni in jih opažamo na vsakem koraku v celotnem Krnskem pogorju. Med njimi nastopajo tudi izredno veli- ki, kot je že opisani iz vrha Lemeža, podori v okolici izvira Tolminke, podori na Krnu, Krnčici, itd. 376 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Sl. 5. Različni tipi hribinskih podorov ob strmo nagnjenih razpokah. Fig. 5. Different types of rockfalls near steeply inclined cracks. Sl. 6. Mehanizem nastanka hribinskega zdrsa ob delovanju dodatnih sil potresa pri različnih nagibih drsnih razpok. Fig. 6. The mechanism of forming a landslide influenced by additional earthquake forces with different inclinations of cracks. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah_377 Poleg podorov lahko nastopa ob zelo strmih nagnjenih pobočjih še drsenje, padan- je, ali valjenje skalnih blokov in kamnov. Največkrat se v prvi fazi sproži drsenje labilnega bloka, ki se spremeni v kotaljenje in odbijanje od pobočja. Ob potresu so bile številne ceste zasute s kamenjem, ki se je sprožil ob potresu, padlo pa je tudi več večjih skal. Nekatere so imele prostornino več kot 200 m\ Ena je celo popolnoma zmečkala avto. Da bi vsaj približno razumeli sproženje zdrsa ali podora ob potresu in kateri pojavi so bolj ranljivi za potres, si poglejmo analizo delujočih sil na potencialno labilen blok kamnine. Ker je potres v Posočju povzročil predvsem navpično nihanje tal, bomo privzeli delovanje sile potresa v smeri gravitacije. Leva skica prikazuje poenostavljen planami zdrs bloka na položno nagnjeni razpoki, desna pa ob strmi (sl. 6). Ob potresu se komponenti sile teže W, ki deluje v smeri nagiba razpoke (T) pridruži še komponenta sile potresa Рт- Iz primerjav slik je takoj razvidno, da je učinek delovanja potresne sile pri strmo nagnjeni razpoki mnogo večji. Prvi skrajni primer dobimo, kadar je kritična razpoka zdrsa navpična. Takrat je vrednost sile T največja in enaka teži bloka, isto pa velja tudi za potresno silo. Še skrajnejši slučaj je v primeru previsa, saj trenjskih sil (ki jih na skicah prikazujemo z hrapavostjo kon- taktne ploskve) ni več in proti podoru deluje samo sprijemna - kohezivna sila na razpoki. Ob potresu v Posočju so se predvsem sprožili podori ob navpičnih ali strmo nagnjenih razpokah, ki so, kot smo videli, najbolj ranljivi na potres. Pri zgornjem opisu pa nismo upoštevali, da je potres dinamičen proces. Dinamika, ki jo prinaša zaporedno nihanje skozi več sekund trajanja potresa, prinese dodatne učinke. Valovanje v hribini zaradi potresa lahko zaniha potencialno labilen blok, da najprej pride do popustitve sile zlepljenja ob razpoki (kohezija pade na nič) in nato do preskokov preko zobcev, ki tvorijo hrapavost bloka. Na mestu preskoka je ampli- tuda nihanja večja od velikosti zobcev in blok zdrsne v potencialno nižji položaj zaradi delovanja gravitacijske sile v smeri drsne ploskve. Ob tem se zobci tudi lomijo in drsna ploskev postaja „gladkejša". Če se strižni odpor zmanjša do te mere, da je komponenta teže bloka v smeri ploskve večja od strižnega odpora, ob njej pride do končnega zdrsa bloka. Kjer proces preskakovanja preko hrapave ploskve ne povzroči nepovratnega procesa, na terenu vidimo odprto razpoko, ki se razteza prečno na nagib pobočja. Lep primer take razpoke je opažen na grebenu Krnčice. Splošno o lestvici EMS-98 Ob definiciji potresa se najpogosteje uporabljata magnituda in intenziteta potresa. Magnituda je mera za sproščeno energijo v žarišču potresa. Zasnova potresne magni- tude je leta 1935 vpeljal CF. R i c h t e r Za določitev intenzitete potresa pa obsta- jajo različne lestvice, ki se seveda sčasoma izpopolnjujejo in spreminjajo. Najdlje je bila v uporabi 12-stopenjska lestvica MCS, ki jo je v začetku stoletja predlagal Mer- calli, kasneje pa sta jo dopolnila še Cancani in Sieberg. V končni obliki je bila prvič objavljena leta 1912. To lestvico so poimenovali Mercallijeva lestvica. Leta 1964 so avtorji Medvede v, Sponheuer in Karnik predstavili novo, 12- stopenjsko lestvico MSK, ki je bila pozneje večkrat dopolnjena in je do nedavno vel- jala tudi pri nas. Razlika med obema je le v nekaterih količinskih opredelitvah. Lestvica MSK velja v svetovnih razmerah za dogovorjeno lestvico. Končno obliko so pripravili leta 1964 kot nadaljevanje in kompilacijo lestvic: MCS (Mercalli-Can- 378_Renato Vidrih & Mihael Ribičič cani-Siebergova lestvica), MM (modificirana Mercallijeva lestvica) in GEOFIAN (makroseizmična lestvica uporabljana v takratni Sovjetski zvezi). Spremembe lestvice so bile še leta 1976, 1978 in 1981. Razvoj znanosti, predvsem gradbeništva in tragične izkušnje potresov po svetu, ko so se poleg zidanih konstrukcij rušili tudi armirano-betonski objekti, so zahtevale tudi spremembo lestvice za določanje potresne intenzitete. Tako so na XXI. generalni skupščini Evropske seizmološke komisije v Sofiji sprejeli sklep o ponovnem aktivi- ranju delovne skupine za makroseizmične lestvice. Razvoj gradbeniške prakse in porušitve objektov med potresi so narekovali razvoj lestvice. Potrebe po spremembah so bile tako obsežne, da so predlagatelji pripravili lestvico, ki se sedaj imenuje EMS (European Macroseismic Scale). Lestvica je bila pripravljena leta 1992, sledilo pa je obdobje testiranja in prilagajanja lestvice. j-. Bistveni razlogi, ki so zahtevali novo lestvico: 1. potreba po vključevanju novih tipov objektov in materialov (poseben poudarek na objektih s potresno varno zasnovo) 2. odprava nelinernosti, ki je bila med stopnjama VI in VII MSK 3. potreba po izboljšanju jasnosti definicij in opredelitev 4. potreba po določitvi učinkov, ki jih imajo potresi na visoke objekte 5. potreba po lestvici, ki ne bo zadovoljila le seizmologov ampak tudi gradbenike 6. potreba po takšni lestvici, s katero bo moč primerljivo vrednotiti pretekle potrese 7. potreba po kritični presoji uporabe makroseizmičnih učinkov na tleh. Kljub najnovejši verziji lestvice EMS-98, so opisi v dodatku C, ki govorijo o učinkih potresa v naravi še vedno preveč posplošeni in nezadostni. Uporaba načel EMS za vključitev seizmogeoloških pojavov pri oceni intenzitete potresa Seizmogeološki pojavi so opisani v dodatku C. Izmed naštetih pojavov, v tem članku obravnavava le tiste, ki so vezani na dogajanja v hribinah in smo jih opazo- vali ob proučevanem potresu v Posočju. Seizmogeološke pojave v hribinah ločimo v dve skupini. V prvi so tisti, ki nastane- jo samo ob potresu, v drugi pa tisti, katerim potres poveča pogostost njihovega pojavljanja. V tem članku obravnavamo predvsem drugo vrsto pojavov. Podobno kot pri zgradbah (ocenjujemo ranljivost glede na vrsto zgradbe), je pri seizmogeloških pojavih smiselno opredeliti ranljivost določene vrste kamnin, oziroma terena, na potres. S tem že precej povečamo verjetnost ocene, kakšne bodo posledice potresa določene intenzitete, saj so različne kamnine oziroma tereni, zelo različno ranljivi. Da določimo ranljivost določega terena za določen seizmogeološki pojav, je najbolje, da najprej proučimo, kakšna je na splošno ranljivost terena za ta pojav. Jasno je, da bo tisti teren, ki je najbolj ranljiv v običajnih razmerah, tudi ob potresu izkazal največjo ranljivost. Pri zgradbah tega ni treba ugotavljati, saj iz gradbene dokumentacije posamezen objekt enostavno uvrstimo v določen razred ranljivosti. Za teren, ki ga gradijo geotehnično različne kamnine pa moramo njegovo ranljivost glede na pojavljanje določenega pojava skrbno proučiti. Pri tem je zelo pomembno merilo. Za manjša merila bomo v proučevanje vzeli le splošne ocene inženirskogeo- loških razmer na terenu, na primer vrsto kamnine in nagib terena (Drobne et al., 1976). Pri večjih merilih pa je treba upoštevati še druge dejavnike, na primer general- Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 379 KARTA TVEGANJA NASTANKA PODOROV ZARADI POTRESOV Avtorja: M. Ribičič. R Vidrih, 1994 Sl. 7. Karta tveganja nastanka hribinskih podorov ob predvidenem potresu maksimalne intenzi- tete po seizmični karti Slovenije za povratno periodo potresov 500 let z legendo. (V i d r i h & Ribičič, 1994) Fig. 7. Map of rockfall risk during a maximum intensity earthquake according to the seismic map of Slovenia for the earthquake with return period 500 and Legend (Vidrih&Ribičič, 1994) ni vpad plasti skladov, sisteme razpokanosti kamnin itd. Proučevanje seizmičnosti (mikro-seizmična rajonizacija) se ponavadi ne izvaja za podrobna merila (npr. 1 : 5 000 ali več). Večinoma v natančnosti segamo do merila 1 : 10 000. Postopek določitve ranljivosti terena sva razvila v referatu z naslovom „Vpliv potresov na nastanek plazov v Sloveniji", ki je bil leta 1994 na Prvem slovenskem posvetovanju o zemeljskih plazovih leta 1994 v Idriji (Vidrih & Ribičič, 1994). Kasneje sva postopek še izpopolnjevala. Priložena karta, možnosti nastanka hribin- skih podorov za celotno ozemlje Slovenije ob upoštevanju seizmične karte s povratno periodo 500 let, pokaže, da so najbolj ranljive za nastanek podorov karbonatne kam- nine, ki gradijo naš alpski svet (sl. 7). Ko je ranljivost terena za izbran pojav določena, je treba opredeliti tudi pogo- stnost njegovega pojavljanja. Pogostnost pojavljanja je mogoče opredeliti s sistema- tičnim večletnim spremljanjem dogodkov. Smiselno je, da je na državnem nivoju po- stavljena centralna baza podatkov, ki tako kot baza za registracijo potresov, shranju- je registrirane pojave. Za naselja je pogostost pojavljanja določene vrste zgradbe lahko določljiva, tako da vsako zgradbo pač uvrstimo v pripadajoč razred ranljivosti. Vemo, da je za leseno zgradbo najbolj verjetna ranljivost razreda D. Za naravne pojave je postopek bolj zahteven. S pomočjo inženirskogeološkega kartiranja, fotogeološke analize avionskih 380_Renato Vidrih & Mihael Ribičič in satelitskih posnetkov in drugih znanih tehnik lahko za obdobje časa proučevanja izločimo vse aktivne pojave nestabilnosti terena in k temu pridružimo podatke iz baz podatkov o starih (preteklih) pojavih, ki so se zgodili na proučevanem terenu (Ribičič & Šinigoj, 1996). Tako dobljene karte, ki predstavljajo prostorsko razširjenost določenega pojava nato apliciramo na vrsto kamnin in terenske razmere. Šele sedaj imamo karto ranljivosti, ki določa ranljivost terena za določen pojav. Če želimo, da bi bila naša uvrstitev univerzalna in ne bi veljala samo za teren, ki ga proučujemo, je najprimerneje postaviti razrede ranljivosti, ki omogočajo splošen pri- stop. Tudi način grajenja zgradb je v različnih deželah različen, s tem pa tudi ra- zlična njihova ranljivost na potres. Enako velja za geološke in morfološke razmere ter delujoče endogene (tektonske) in eksogene procese (preperevanje in erozija), kot osnovne faktorje za nastajanje nestabilnih pojavov, da se v različnih delih sveta med seboj močno razlikujejo. V začetni fazi, dokler nimamo mnogo primerjalnih študij, to je študij, ki so bile izvedene po potresu, je najprimerneje uporabiti razrede stopnjeva- nja ranljivosti, ki naj bodo splošno veljavni in jih nato prenesti na lokalne razmere. EMS je narejena za zgradbe. Kot je razvidno iz poglavja Splošno o lestvici EMS je lestvica, preden je dobila današnjo obliko, prešla skozi dolgotrajen razvoj. Pri tem so se izoblikovala jasna načela, ki jih je treba pri uporabi lestvice EMS upoštevati. Naj- pomembnejša načela so: Lestvica naj bo robustna. Uvajanje sprememb ne sme povzročiti znatnih odstopanj ali vplivov na oceno intenzitet. Lestvica je sprejet kompromis. V različnih deželah, v različnih naravnih in kultur- nih pogojih bodo vedno odstopanja pri načinu interpretacije lestvice, kar je treba upoštevati. Lestvica naj bo enostavna. Splošna uporabnost lestvice zahteva njeno enostavnost. Ocena intenzitete. Intenziteto potresa je mogoče oceniti le na osnovi ugotavljanja poškodb na velikem številu zgradb za širše dovolj veliko območje. Ne smemo je veza- ti na posamezne ekstremne pojave. Negativna informacija. Če se določeni pojavi ali poškodbe niso zgodili, je to zelo koristna informacija, ki navzgor omejuje intenziteto potresa. Naravne seizmogeološke pojave so pri definiranju stopenj intenzitet včasih bolj, včasih manj vključevali. Vendar za njih tako jasnih načel kot za poškodbe na zgrad- bah nikoli ni bilo postavljenih. V sedanji lestvici so naravni pojavi porinjeni v Doda- tek C, ki ga v posebnem poglavju natančneje opisujemo. Vendar bi vključevanje seizmogeoloških pojavov v oceno intenzitete potresa mar- sikdaj omogočilo bolj zaneslivo oceno. Tipičen primer je, kadar se potres zgodi na manj naseljenem območju. Kot za zgradbe tudi za seizmogeološke pojave veljajo zakonitosti, ki izhajajo iz mehanizma njihovega nastanka ob potresu. Enako kot za zgradbe je treba pri proučevanju teh pojavov in pri izdelavi ocene intenzitete zanemariti številne vplivne dejavnike, ki delujejo lokalno. Vemo, da so poškodbe na posamezni zgradbi odvisne od njene značilne konstrukcije, oblike, višine, interakcije njenega nihanja s tlemi itd. Vse to so dejavniki, ki jih v lestvici ne moremo upoštevati, ker bi se izgubila njena splošnost. Toda lestvica za zgradbe uvaja njihovo različno ranljivost (6 razredov: A, B, C, D, E, F) glede na uporabljeni material in splošno konstrukcijo zgradbe. Lestvica EMS tudi količinsko ali številčno opredeljuje pogostost posameznega dogodka (3 ra- zredi: posamezni, mnogi, večina). Intenziteta potresa se meri s stopnjo poškodovano- sti zgradb ločeno za zidane zgradbe in zgradbe iz armiranega betona (5 razredov: 1, 2, 3, 4, 5). Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 381 Za seizmogeološke pojave v Dodatku C, pa se v primerjavi z lestvico, uporabi kot edini kriterij možnost dogodka ob določeni intenziteti potresa. Posledica tega je, da je določen seizmogeološki pojav opredeljen v tako širokem obsegu intenzitete potre- sa, da ne more dati koristne informacije o dejanski intenziteti, ki ga je sprožila. Torej, če želimo uporabiti podatke o seizmogeoloških pojavih, ki se zgodijo ob po- tresu, tudi za ocenjevanje njegove intenzitete, je treba podobno kot pri zgradbah bolj podrobno določiti ranljivost terena, številčnost pojavljanja in stopnjo poškodova- nosti. Po omenjenem članku lahko kot primer prikažemo splošno ranljivost različnih te- renov ozemlja Slovenije za hribinske podore: Preglednica 2. Ranljivost za nastanek podorov ob potresih za različne vrste kamnin značilne za ozemlje Slovenije. Razvrstitve zgradb in naravnih pojavov v razrede ranljivosti Lestvica EMS razvršča zgradbe v šest razredov ranljivosti. Enako sva za teren, ki ga gradijo različne kamnine in je različno morfološko oblikovan, določila razrede ranljivosti. Da bi zadržala splošno veljavnost, pa tudi zaradi pomanjkanja podatkov sva postavila samo razrede ranljivosti in podala splošne smernice, kako opredeliti ranljivost terena. Razvrstitve zgradb v razrede ranljivosti Zgradbe so razdeljene v štiri skupine: zidane, armiranobetonske, jeklene in lesene. Nadalje pa so razdeljene v petnajst vrst konstrukcij. Upoštevana je tudi potresna var- na zasnova oziroma projektiranje (preglednica 3). 382 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Preglednica 3. Razvrščanje zgradb v razrede ranljivosti. najbolj pogost razred ranljivosti verjetni obseg manj verjetna ranljivost; izjemni primeri potresnovarna zasnova armirani beton Razvrstitve naravnih pojavov v razrede ranljivosti Za nastanek porušenj v hribinah so predvsem merodajni tisti faktorji, ki jih v me- haniki hribin obravnavajo pri izračunih stabilnosti terena. V točki z naslovom Meha- nizem nastanka nestabilnih pojavov v naravi ob potresu so naštete tiste lastnosti hri- bin, ki so vezane na njihovo razpokanost, kot na največje vplivne dejavnike. Poleg osnovnih trdnostnih lastnosti hribin in razpokanosti pa bo sprožanje nestabilnih po- javov odvisno tudi od morfološke oblikovanosti terena in lokalnih razmer, kot je na primer tektonska poškodovanost hribin. Kadar ocenjujemo ranljivost za širša območja, lokalne razmere zanemarimo in opredelimo za določeno hribino tipične značilnosti in obliko terena, ki ga gradi. Predvsem pa stopnjo ranljivosti določamo na osnovi analize nestabilnih pojavov na terenu. Kjer nastopajo številni pojavi po- rušenja naravnega ravnotežja, bodo nastali tudi ob potresu, in obratno, teren skoraj- da brez njih, tudi ob potresu ne bo doživel večjega števila novih. Pri tem moramo po- znati povezavo med vrsto naravnega pojava in njegovo ranljivostjo na sproženje ob potresu. S to analizo pojavi nestabilnosti v hribinah postanejo seizmogeološki pojavi, katerih proučevanje nam lahko da koristne podatke o intenziteti potresa. V tem trenutku še ni mogoče izdelati veljavne lestvice ranljivosti terena glede na potres, ki ga gradijo različne vrste kamnin, ker nimamo dovolj analiz sprožanja sei- zmogeoloških pojavov ob potresu. Zato podajava nekatera izhodišča, za katera meni- va, da bi jih bilo mogoče prevzeti pri izdelavi lestvice ranljivosti za nastanek seizmo- geoloških pojavov. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 383 Najprej meniva, da je smiselno, podobno kot pri zgradbah, kjer je ranljivost do- ločena v razrede A, B, C, D, E, F pri naravnih pojavih uporabiti naslednjo petstopenj- sko lestvico: Preglednica 4. Predlog razredov ranljivosti terena za seizmogeološke pojave. Uvrstitev v enega izmed petih razredov ranljivosti bi izvedli na osnovi lastnosti kamnin, njihove morfološke izoblikovanosti in drugih vplivnih dejavnikov, ki lahko povzročijo sproženje seizmogeološkega pojava ob potresu. Za opredelitev osnovnih lastnosti kamnin bi po najinem mnenju lahko privzeli lastnosti, ki so bile na osnovi obsežnih analiz v mehaniki hribin, uporabljene za izdelavo danes splošno veljavne geotehnične klasifikacije (Rock Mass Rating) RMR (B i e n i a w s k i, 1974): • Trdnost materiala • RQD • Razdalja med razpokami • Hrapavost in polnitev razpok • Splošni pogoji nastopanja V preglednici 5 je podan primer klasifikacijskih parametrov, oziroma opredelitev ocene njihovih vrednosti v RMR klasifikaciji. Podobno, kot pri RMR klasifikaciji bi za določitev ranljivosti kamnine ocenili kla- sifikacijske parametre, glede na njihovo pomembnost za nastanek seizmogeološkega pojava. Za prve štiri parametre bi opredelili število točk glede na ranljivost za nasta- nek seizmogeoloških pojavov v hribinah. Peti parameter pa bi morali opredeliti kot vpliv splošnih pogojev nastopanja, pa tudi vpliva vode. K temu bi morali priključili še morfološke značilnosti zgradbe terena. Jasno je, da čim bolj je teren hribovit, čim strmejše brezine gradi, tem večja bo možnost nastanka pojavov naravnega porušenja, pa tudi nekaterih drugih seizmogeoloških pojavov. Opredelitev ranljivosti je zato primerneje vezati na teren in ne samo na vrsto kamni- ne, ki ga gradi. Potres v Posočju se je zgodil v alpskem svetu, kjer nastopajo zelo strme, celo nav- pične brezine v kamninah, ki imajo po RMR klasifikaciji vse tiste lastnosti, ki so naj- neugodnejše za nastanek pojavov nestabilnosti v hribinah. Po ranljivosti alpski svet spada prav gotovo v razreda ranljiv ali najbolj ranljiv teren (razreda A in B). Zato smo lahko po potresu na terenu opazovali številne seizmogeološke pojave, katerih številčnost in obsežnost je bila odvisna od intenzitete potresa. Za ilustracijo postopka izdelave ocene ranljivosti terena naj opiševa seizmogeo- loške pojave, ki so se zgodili na območju doline Lepene, kjer je imel potres največje 384 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Preglednica 5. RMR klasifikacija (Bieniawski, 1974). učinke (preglednica 6). Strma pobočja doline gradi skladnati dachsteinski apnenec. Na obeh robovih doline pod strmimi pobočji so terasaste in morenske tvorbe nanosa karbonatnih gruščev in prodov, katere ponekod prekinjajo jeziki vršajev. Jedro doline zapolnjujejo hudourniški in nanosi Lepene, v zgornjem delu pa tudi ostanki čelne morene ledenika. Pred potresom smo lahko opazovali zelo star, ogromen hribinski zdrs na desni strani na vhodu v dolino in številne manjše hribinske zdrse in podore na strmih brežinah leve strani doline. Nastanek vseh teh pojavov nestabilnosti je bil vezan na zdrse v smeri plastnatosti, le nekaj manjših podorov na tektonsko pogojene razpoke. Ocena ranljivosti terena, če jo izvedemo na osnovi poznavanja litološke zgradbe in mehanizma zdrsov, pokaže naslednje uvrstitve terena po ranljivosti: Preglednica 6. Razredi ranljivosti narave v dolini Lepene Ob potresu je na najbolj ranljivem terenu (A) prišlo na levi strani doline do mnogih sproženj manjših hribinskih podorov in posameznih velikih planarnih in klinastih Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah_385 zdrsov. Podrobneje so opisani v poglavju Najzanimivejši pojavi v naravi. Na območju velikega starega podora (ranljivost B) so bile poškodbo že občutno manjše. Opazuje- mo manjše hribinske podore in padanje večjih posameznih skal. Na desnih strmih brežinah doline Lepene (ranljivost C) na terenu nastopa le nekaj manjših hribinskih podorov, ki so med seboj občutno narazen in padanje posameznih kamnov. Na strmih brežinah teras (ranljivost D) so se odprle posamezne razpoke, ki kažejo na začetek procesa plazenja. V sami dolini (ranljivost E) značilnih poškodb na terenu ob potresu nismo zasledili, razen v gornjem delu doline, kjer je ledenik (ali pa veliki bočni hri- binski podori) odložil skale, ki so se ob močnih sunkih potresa premaknile. Pri ocenjevanju ranljivosti terena je treba ločiti seizmogeološke pojave, ki oprede- ljujejo stopnjo poškodb in dejansko velikost poškodb v naravi. Lep primer je razkla- nje skale, ki nastane ob potresu VIII stopnje EMS in več, učinek na naravo pa je mi- nimalen. Nasprotno hribinski podori, ki se začnejo sprožati že v VI stopnji EMS, ra- nijo pobočje v celotni dolžini od mesta podora pa vse do dna doline, kjer se kopičijo skale in grušč v obliki lijakastega vršaja. Verjetno bi bilo smiselno sprejeti posebno kategorizacijo, ki bi opredelila ob- sežnost poškodb v naravi in ki bi jo vezali na površino poškodb in posledic na okolje (vidnost poškodbe, uničenje gozda ipd.). Opredelitev količin števila poškodb na zgradbah in v naravi Kot pri drugih opredelitvah tudi pri opredelitvah količin števila poškodb po- skušamo postaviti podobne kriterije za poškodbe na zgradbah in v naravi. Razlika v načinu nastopanja pa zahteva drugačen pristop. Opredelitev količin števila poškodb na zgradbah Preglednica 7 jasno pokaže, da določeno kategorijo poškodovanosti zgradb uvrsti- mo v enega izmed količinskih razredov na osnovi ugotovljenega odstotka poškodova- nosti, ki ga določimo glede na celotno število zgradb določene ranljivosti. V praksi se je pokazalo, da strogo držanje rezultatov statistične analize lahko v določenih prime- rih vodi v napačno opredelitev stopnje intenzitete potresa, zato je treba tudi pri do- ločitvi številčnosti gledati celotni sklop učinkov potresa. Preglednica 7. Opredelitve količin. Table 7. Definition of quantity. 386_Renato Vidrih & Mihael Ribičič Opredelitev količin števila poškodb v naravi V naravi je opredelitev količin poškodb mnogo težja ker vnaprej ne vemo, kje na ogroženem območju se bo določeni pojav zgodil, medtem ko pri zgradbah poznamo njihovo lokalitetu. Po potresu lahko določimo procent poškodovanosti določenega ra- zreda ranljivosti glede na celotno število zgradb, ki so bile uvrščene v ta razred. Za seizmogeološke pojave v hribinah je značilno, da so tem večjega obsega in v tem večjem številu, čim bolj močan je potres. Zato je količinska opredelitev vsakega pojava zelo pomembna, ker šele na tej osnovi lahko sklepamo o intenziteti potresa. V lestvici, ki je bila narejena za pojave nestabilnosti v hribinah, na primeru potresa v Posočju, je prikazan način opredelitve količin (preglednica 12). Pri tem se nisva držala statističnega izračuna, temveč sva v razred posamezni uvrstila tisti teren, kjer sva registrirala le redke oziroma posamezne pojave in v razred mnogo, kjer se je opa- zovani pojav, sprožen ob potresu, pojavljal že v večjem številu. Razred večina nisva opredelila, ker je bila intenziteta potresa prenizka. Zavedava se, da je taka delitev po številčnosti relativna, vendar je za obravnavano območje zelo dobro pokazala razli- ke. Lep primer so premiki skal, na ravnem ali položnem terenu, ki so bili v bližini epicentra zelo številni, saj se je bolj ali manj premaknila skoraj vsaka skala. V večji oddaljenosti od epicentra sva nasprotno opazovala premike le na posameznih skalah, ki so bile lokalno na kritičnih mestih. V bodoče bo treba pri analizi posledic potresa v naravi in pri določitvi stopnje intenzitete, še večjo pozornost posvetiti prav tem „dro- bnim" učinkom v naravi in ne samo na daleč vidnim hribinskim podorom in zdrsom, ki pa niso tako številčni. Tak pristop pa zahteva zelo natančno in dolgotrajno delo na terenu, za katerega pa je težko dobiti investitorja. Alpinisti, ki obnavljajo markirane in zavarovane poti po alpskem svetu (Krnsko pogorje) so poročali o številnih poškod- bah, ki pa na žalost niso bile strokovno analizirane. Na splošno lahko rečemo, da se seizmogeološki pojavi v hribinah začnejo količin- sko pojavljati šele v VI. stopnji do take mere, da jih lahko spremljamo. Vendar je v veliki meri odvisno od ranljivosti terena ali jih bo dovolj za analizo. Samo za bolj ranljive terene je število pojavov in njihova raznolikost tolikšna, da se jih lahko upo- rabi tudi za določevanje intenzitete. K sreči v območjih, kjer seizmogeološki pojavi v hribinah ne nastopajo, lahko sledimo seizmogeološke pojave v zemljinah (plazovi, usadi, razpoke v zemljinah, itd.). Te pa je treba drugače obravnavati in niso predmet tega članka. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 387 »5^ Razvrščanje poškodovanosti Zgradb in narave ^\«И Razvrščanje poškodovanosti za zidane zgradbe (G r ü n t h a 1, ed., EMS-92, EMS-98) Zidane zgradbe so razvrščene v pet stopenj poškodovanosti; od zanemarljive do neznatne poškodovanosti, zmerne poškodovanosti, znatne do velike poškodovanosti, zelo velike poškodovanosti in do uničenja. Na osnovi opisa poškodb in primerjave s sliko v tabeli opredelimo stopnjo poškodbe ob potresu za posamezno zidano zgradbo. Opomba: način deformiranja zgradbe pri potresni obremenitvi je odvisen od vrste zgradbe. Glavni skupini zgradb sta: zidane zgradbe in zgradbe iz armiranega betona. Preglednica 8. Razvrščanje poškodovanosti za zidane objekte. Razvrščanje poškodovanosti (poškodb) pri zidanih zgradbah: 1. stopnja: Zanemarljiva do neznatna poškodovanost (na sami konstrukciji ni poškodb); pojav lasastih razpok na posa- meznih zidovih, odpadejo le manjši kosi ometa, pri posameznih zgradbah je opaziti odpadanje slabo povezanih elementov iz zgornjega dela objekta. 2. stopnja: Zmerna poškodovanost (kon- strukcija je neznatno poškodovana, nekon- strukcijski (nenosilni) elementi pa so sre- dnje močno poškodovani); na mnogih zido- vih so razpoke, dokaj veliki kosi ometa od- padejo, deli dimnikov se porušijo. 3. stopnja: Znatna do velika poškodova- nost (konstrukcija je zmerno poškodovana, nekonstrukcijski elementi pa so močno poškodovani); na večini zidov so široke in velike razpoke, drsenje strešnikov, dimniki se odlomijo v višini strehe, porušitev po- sameznih nekonstrukcijskih elementov. 4. stopnja: Zelo velika poškodovanost (težke poškodbe konstrukcije, zelo težke poškodbe na nekonstrukcijskih elementih); obsežne porušitve zidov, delna porušitev postrešij in stropov. 5.stopnja: Uničenje (zelo velika poškodo- vanost konstrukcije); popolna ali skoraj popolna porušitev. 388 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Razvrščanje poškodovanosti za armiranobetonske zgradbe (G r Ü n t h a 1, ed., EMS-92, EMS-98) Kot pri zidanih zgradbah obstaja pet stopenj poškodovanosti zgradb. Armiranobe- tonske zgradbe so odpornejše proti poškodbam pri potresu. Vrsta poškodb v njih je drugačna kot pri zidanih zgradbah. n Preglednica 9. Razvrščanje poškodovanosti za armiranobetonske objekte. Razvrščanje poškodovanosti (poškodb) pri zgradbah iz armiranega betona 1. stopnja: Zanemarljiva do neznatna poškodovanost (na sami konstrukciji ni poškodb); pojav tankih razpok na ometu elementov okvirov in lasaste razpoke na predelnih stenah. 2. stopnja: Zmerna poškodovanost (kon- strukcija je neznatno poškodovana, nekon- strukcijski (nenosilni) elementi pa so zmer- no poškodovani); Razpoke v stebrih, gre- dah okvirjev in zidovih. Razpoke v predel- nih stenah, odpadanje kosov ometa. Odpa- danje ometa na stikih zidov. 3. stopnja: Znatna do velika poškodova- nost (konstrukcija je zmerno poškodovana, nekonstrukcijski elementi pa so močno poškodovani); Razpoke na stičiščih stebrov in gred, odpadanje betonskih oblog. Velike razpoke v predelnih stenah, porušitev posameznih predelnih sten. 4. stopnja: Zelo velika poškodovanost (tež- ke poškodbe konstrukcije, zelo težke poškodbe na nekonstrukcijskih elementih); velike razpoke v konstrukcijskih elementih s tlačno porušitvijo betona in poškodbami armature; razpokanje gred; poškodbe ar- mature betonskih stebrov; prevračanje ste- brov. Rušenje posameznih stebrov ali posa- meznih zgornjih nadstropij 5. stopnja: Uničenje (zelo velika poškodo- vanost konstrukcije); porušitev pritličij ali delov zgradb Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 389 Razvrščanje poškodovanosti v naravi V preglednici 10 pojave v naravi, ugotovljene po potresu v Posočju, razvrščava v pet kategorij ranljivosti. Enako sva uvedla pet razredov ranljivosti za različne vrste tere- na. Podobno zmanjšanje razredov ranljivosti predlagava tudi za zgradbe (od sedem razredov pri EMS-92 in šest razredov pri EMS-98). Razvrščanje poškodovanosti v na- ravi se razlikuje od razvrščanja pri zgradbah, ker sloni bolj na vrsti seizmogeološkega pojava, ki je nastal ob potresu in ne na velikosti poškodovanosti, kot pri zgradbah. Preglednica 10. Razvrščanje poškodovanosti za pojave v naravi. Razvrščanje poškodovanosti po seizmogeoloških pojavih: 1. stopnja: Zanemarljiva do neznatna; pa- danje posameznih kamnov (a), odpiranje kratkih svežih razpok (b), padanje posame- znih skal (c). 2. stopnja: Zmerna poškodovanost; manjši hribinski podori (d), zdrsi grušča (e), krušitev kamnov v večji količini (f). S.stopnja: Znatna do velika poškodova- nost; manjši hribinski planami (g) in kli- nasti (h) zdrsi, premikanje skal na po- ložnem ali ravnem terenu (i), veliki hribin- ski podori (j), odpiranje dolgih svežih raz- pok (k). Glej skice g), h) in j) 4.stopnja: Zelo velika poškodovanost; raz- klanje skal in prevrnitve (1), padanje skal v večji količini, veliki hribinski planami zdrsi, veliki hribinski klinasti zdrsi Glej skice a), g), h), j) 5. stopnja: Uničenje; hribinski podori regi- onalnih dimenzij, planami zdrsi regional- nih dimenzij, veliki klinasti zdrsi regional- nih dimenzij 390 Renato Vidrih & Mihael Ribičič " Vplivi na naravo v EMS lestvici (Dodatek C) Vplivi na naravo so opisani v posebnem dodatku C Evropske makroseizmične le- stvice (EMS). Ker del njih v članku še posebej obravnavamo naj na kratko podava opis makroseizmičnih pojavov, kot so poimenovani v Dodatku C. Opis makrosei- zmičnih pojavov je bil vključen v opredelitev stopnje intenzitete v nekaterih prejšnjih lestvicah, v Evropski potresni lestvici pa so izločeni z glavno obrazložitvijo, da je nji- hov obseg pojavljanja ob različnih intenzitetah potresov preširok, da bi lahko na osnovi njih opredeljevali stopnjo intenzivnosti, kar je tudi razvidno iz preglednice 11: Preglednica 11. Odnosi med intenzitetami in poškodbami v naravi. Legenda: območje največje uporabnosti za določitev intenzitete intenzitete tudi značilne za ta pojav možen obseg pojavljanja možnost za nastopanje ekstremnih pojavov izven danega obsega Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 391 Če na kratko komentiramo preglednico seizmogeoloških pojavov, že bežen pogled nanjo pokaže izredno širok obseg opazovanj pri različnih stopnjah intenzivnosti, kar onemogoča njeno praktično uporabnost za ocenjevanje intenzitete potresa. V tekstu članka prikazujemo drugačen pristop, ki zoži obseg pojavljanja, ker uvajava podobno kot za zgradbe, tudi ranljivost terena na potres, pogostost pojavljanja in stopnjo poškodovanosti za določen pojav. Pojavi, opisani v članku so vezani na posledice de- lovanja potresa na hribine. Pojavi porušitev naravnega ravnotežja v hribinah na osnovi analize potresa v Po- sočju so prikazani v preglednici 12. Velja za teren, ki gradi alpski (karbonatni) svet v Sloveniji. Aproksimacijo smo izvedli tudi preko VIII. do IX. stopnje lestvice. Preglednica 12. Odnosi med intenzitetami in poškodbami v naravi glede na potres v Posočju. Opredelitev stopenj intenzitete potresov Opredelitev je podana po originalni EMS potresni lestvici za vseh dvanajst sto- penj. Pri intenzitetah nad VI. stopnjo pa opredeljujeva tUdi učinke v naravi (poudar- jen tekst). Meniva, da do VI. stopnje tudi v najbolj ranljivih kamninah poškodb v na- ravi ni v takem številu, da bi jih bi bilo mogoče uporabiti pri določitvi intenzitete po- tresa. Pri stopnjah nad IX. pa se verjetno pojavljajo tudi nove vrste poškodb, dru- gačne dimenzije itd., o katerih na osnovi opazovanja poškodb v naravi po potresu v Posočju ni možno zagotovo sklepati. 392 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Opredelitev lestvice *>í ) f/i i ; > a) vplivi na ljudi i b) vplivi na predmete in naravo (tukaj so izključene poškodbe na zgradbah, vplivi na tla in porušitev tal) c) poškodbe na zgradbah d) poškodbe na terenu (dodane k originalni lestvici na osnovi opazovanj in analiz potresa v Posočju s po- udarjeno pisavo) Uvodne opombe: • Posamezne intenzitetne stopnje obsegajo učinke tresenja pri nižji (nižjih) intenzi- tetni(h) stopnji (stopnjah), tudi ko ti vplivi niso izrecno omenjeni. • Poškodbe na terenu (naravi), ki izhajajo iz analize potresa v Posočju, niso splošno veljavne, ampak so podane kot prikaz, kako bi bilo možno vključiti tudi naravne seizmogeološke pojave v potresno lestvico. • Poškodbe v naravi, ki so uvrščene v določeno stopnjo lestvice EMS, se v tej stopnji pojavljajo v takem številu, da so zanjo tipične, v višjih stopnjah pa se še intenzivi- rajo in zavzemajo večji obseg. • Pri opredelitvi poškodb v naravi (označeno s črko d.) smo se omejili na stopnje od V. do X. stopnje EMS, pri čemer so opredelitve za IX. in X. stopnjo aproksimacija pojavov pri nižjih intenzitetah. Poškodb v naravi pri potresih XI. in XII. stopnje zaradi nepoznavanja nisva opredelila. • Količinska opredelitev večina ni bila uporabljena za poškodbe v naravi. • Za razreda ranljivosti D in E za poškodbe v naravi ni opredelitev intenzitete po- tresa, ker je bila intenziteta potresa v Posočju prenizka, da bi povzročala poškodbe tudi v manj ranljivem terenu. • V okvirju so predlagana nova opisna imena posameznih stopenj za potrese pri ka- terih upoštevamo poškodbe v naravi. I. Nezaznaven potres a. Nezaznaven tudi pod najbolj ugo- dnimi pogoji. b. Učinkov ni. C. Poškodb na zgradbah ni. d Poškodb v naravi ni. II. Komaj zaznaven potres a. Tresljaj(e) zazna le zelo malo (manj kot 1%) mirujočih posame- znikov, na posebej izpostavljenih lokacijah znotraj poslopij. b Učinkov ni. C. Poškodb na zgradbah ni. d. Poškodb v naravi ni. III. Šibak potres a. Potres zaznajo posamezniki v po- slopjih. Mirujoči posamezniki občutijo pozibavajoče ali rahlo tresenje. b. Viseči predmeti rahlo zanihajo. C. Poškodb na zgradbah ni. d Poškodb v naravi ni. IV. Zmeren potres (splošno zaznan) a. V poslopjih zazna potres mnogo ljudi, na prostem pa le zelo malo. Posameznike potres prebudi. Nivo tresenja ne povzroča strahu. Tre- sljaji so zmerni, ljudje jih za znajo kot rahlo tresenje ali pozibavanje zgradbe, sobe ali postelje, stola, itd. b. Žvenketanje porcelana, steklenine, zastekljenih oken in vrat. Viseči predmeti zanihajo. Redko je opazi- ti tresenje lahkega pohištva. Red- Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 393 t; ko je slišati škripanje lesenega stavbnega pohištva. c. Poškodb na zgradbah ni. d. Poškodb v naravi ni. V. Močan potres a. V poslopjih zazna potres večina ljudi, na prostem pa le malo. Ne- kateri ljudje se prestrašijo in -! zbežijo ven. Mnogi speči ljudje se zbudijo. Opazovalci občutijo močnejše tresenje ali pozibavanje celotne zgradbe, sobe ali pohištva. b. Viseči predmeti močneje zanihajo. Porcelan ropota, steklenina pa žvenketa. Manjši, manj stabilni in/ali slabo podprti predmeti se lahko premaknejo ali padajo na tla. Odprta vrata in okna loputajo. Redko počijo okenska stekla. Te- kočine vzvalovijo, iz napolnjenih posod pa se tekočina lahko prelije. Živali v zgradbah lahko postanejo nemirne. C. Poškodbe 1. kategorije se pojavijo na posameznih zgradbah tipa A in B. d. Poškodbe v naravi: V naravi se lahko pojavijo zelo redke (posamezne) poškodbe 1. ka- tegorije (padanje posameznih ka- mnov, odpiranje kratkih svežih razpok, padanje posameznih skal) v najbolj ranljivih kamninah (ra- zred ranljivosti A). Omenjene poškodbe so za oceno intenzitete nezadostne. VI. Potres, ki že povzroča neznatne poškodbe na zgradbah Potres, ki povzroča neznatne poškodbe na zgradbah in v naravi a. V poslopjih zazna potres večina ljudi, na prostem pa mnogi. Redki posamezniki izgubijo ravnotežje, j Mnogi ljudje se prestrašijo in j zbežijo ven. J b. Manjši predmeti z običajno stabil- nostjo padajo na tla, težko po- hištvo se lahko premakne. Tu in tam se lahko razbije posoda in ste- klenina. Domače živali (tudi na prostem) se lahko prestrašijo. C. Poškodbe 1. kategorije se pojavijo na mnogih zgradbah tipa A in B. Posamezne zgradbe tipa A in B pretrpijo poškodbe 2. kategorije; posamezne tipa C pa poškodbe 1. kategorije. d. Poškodbe v naravi: Mnoge poškodbe 1. kategorije v razredu ranljivosti A (padanje po- sameznih kamnov, odpiranje krat- kih svežih razpok, padanje posa- meznih skal). Posamezne poškodbe 2. kategorije v razredu ranljivosti A (manjši hribinski podori, zdrsi grušča, krušitev kamnov v večji količini). Posamezne poškodbe 1. kategorije v razredu ranljivosti B (padanje posameznih kamnov, odpiranje kratkih svežih razpok, padanje po- sameznih skal) VII. Potres, ki povzroča poškodbe na zgradbah Potres, ki povzroča poškodbe na zgradbah in v naravi a. Večina ljudi se prestraši in po- skuša zbežali na prosto. Mnogi ljudje se s težavo obdržijo na no- gah, zlasti v višjih nadstropjih. b. Pohištvo se lahko premakne, po- hištvo z veliko maso na vrhu se lahko prevrne. Mnogi predmeti padejo s polic. Pljuskanje tekočin iz posod, rezervoarjev in bazenov. C. Mnoge zgradbe tipa A pretrpijo poškodbe 3. kategorije, posamezne pa 4. kategorije. Mnoge zgradbe tipa B pretrpijo poškodbe 2. kategorije, posamezne pa 3. kategorije. 394 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Posamezne zgradbe tipa C pretrpi- jo poškodbe 2. kategorije. ' Posamezne zgradbe tipa D pretr- pijo poškodbe 1. kategorije, d. Poškodbe v naravi: Mnoge poškodbe 2. kategorije v razredu ranljivosti A (manjši hri- binski podori, zdrsi grušča, krušitev kamnov v večji količini). Posamezne poškodbe 3. kategorije v razredu ranljivosti A (manjši hribinski planami in klinasti zdr- si, premikanje skal, veliki hribin- ski podori, odpiranje dolgih svežih razpok). Mnoge poškodbe 1. kategorije v razredu ranljivosti B (padanje po- sameznih kamnov, odpiranje krat- kih svežih razpok, padanje posa- meznih skal). Posamezne poškodbe 2. kategorije v razredu ranljivosti B (manjši hri- binski podori, zdrsi grušča, krušitev kamnov v večji količini). Posamezne poškodbe 1. kategorije v razredu ranljivosti C (padanje posameznih kamnov, odpiranje kratkih svežih razpok, padanje po- sameznih skal). VIII. Potres, ki povzroča težke poškod- be na zgradbah Potres, ki povzroča težke poškodbe na zgradbah in v naravi a. Mnogi ljudje se s težavo obdržijo na nogah, tudi zunaj zgradb. b. Pohištvo se lahko prevrne. Pre- dmeti, kot so TV sprejemniki, pi- salni stroji itd., padejo na tla. Po- samezni nagrobni spomeniki se premaknejo, zasukajo ali preobr- nejo. Na zelo mehkih tleh je možen nastanek valovanja. c. Mnoge zgradbe tipa A pretrpijo poškodbe 4. kategorije, posamezne 5. kategorije. Mnoge zgradbe tipa B pretrpijo poškodbe 3. kategorije, posamezne 4. kategorije. Mnoge zgradbe tipa C pretrpijo ) poškodbe 2. kategorije, posamezne 3. kategorije. Posamezne zgradbe tipa D pretr- pijo poškodbe 2. kategorije, d. Poškodbe v naravi: Mnoge poškodbe 3. kategorije v razredu ranljivosti A (manjši hri- binski planami in klinasti zdrsi, premikanje skal, veliki hribinski podori, odpiranje dolgih svežih razpok). Posamezne poškodbe 4. kategorije v razredu ranljivosti A (razklanje skal in prevrnitve, padanje skal v večjem številu, veliki hribinski planami in klinasti zdrsi). Mnoge poškodbe 2. kategorije v razredu ranljivosti B (manjši hri- binski podori, zdrsi grušča, krušitev kamnov v večji količini). Posamezne poškodbe 3. kategorije v razredu ranljivosti B (manjši hri- binski planami in klinasti zdrsi, premikanje skal, veliki hribinski podori, odpiranje dolgih svežih razpok). Posamezne poškodbe 2. kategorije v razredu ranljivosti C (manjši hri- binski podori, zdrsi grušča, krušitev kamnov v večji količini). IX. Rušilen Rušilen z obsežnimi spremembami v naravi a. Splošna panika. Potres lahko ne- katere ljudi pomeče na tla. b. Mnogi spomeniki in samostojni stebri padejo ali se zasukajo. Na mehkih tleh je opaziti valove. c. Mnoge zgradbe tipa A pretrpijo poškodbe 5. kategorije. Mnoge zgradbe tipa B pretrpijo poškodbe 4. kategorije, posamezne 5. kategorije. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 395 Mnoge zgradbe tipa C pretrpijo poškodbe 3. kategorije, posamezne O: 4. kategorije. Mnoge zgradbe tipa D pretrpijo ' ~ poškodbe 4. kategorije, posamezne 3. kategorije. Mnoge zgradbe tipa E pretrpijo poškodbe 2. kategorije. d. Poškodbe v naravi: Mnoge poškodbe 4. kategorije v razredu ranljivosti A (razklanje skal in prevrnitve, padanje skal v večjem številu, veliki hribinski planami in klinasti zdrsi). Posamezne poškodbe 5. kategorije v razredu ranljivosti A (hribinski po- dori in zdrsi regionalnih dimenzij). Mnoge poškodbe 3. kategorije v razredu ranljivosti B (manjši hri- binski planami in klinasti zdrsi, -9 premikanje skal, veliki hribinski podori, odpiranje dolgih svežih razpok). Posamezne poškodbe 4. kategorije v razredu ranljivosti B (razklanje skal in prevrnitve, padanje skal v večjem številu, veliki hribinski planami in klinasti zdrsi). Posamezne poškodbe 3. kategorije v razredu ranljivosti C (manjši hri- binski planami in klinasti zdrsi, premikanje skal, veliki hribinski podori, odpiranje dolgih svežih razpok). X. Obsežno rušilen Obsežno rušilen za zgradbe in naravo a. Ni merodajnega opisa b. Ni merodajnega opisa C. Večina zgradb tipa A pretrpi poškodbe 5. kategorije. Mnoge zgradbe tipa B pretrpijo poškodbe 5. kategorije. Mnoge zgradbe tipa C pretrpijo poškodbe 4. kategorije, posamezne 5. kategorije. Mnoge zgradbe tipa D pretrpijo poškodbe 3. kategorije, posamezne 4. kategorije. Mnoge zgradbe tipa E pretrpijo poškodbe 2. kategorije, posamezne 3. kategorije. Posamezne zgradbe tipa F pretrpi- jo poškodbe 2. kategorije, d. Poškodbe v naravi: Mnoge poškodbe 5. kategorije v razredu ranljivosti A (hribinski podori in zdrsi regionalnih dimen- zij). Mnoge poškodbe 4. kategorije v razredu ranljivosti B (razklanje skal in prevrnitve, padanje skal v večjem številu, veliki hribinski planami in klinasti zdrsi). Posamezne poškodbe 5. kategorije v razredu ranljivosti B (hribinski podori in zdrsi regionalnih dimenzij). Posamezne poškodbe 4. kategorije v razredu ranljivosti C (razklanje skal in prevrnitve, padanje skal v večjem številu, veliki hribinski planami in klinasti zdrsi). XI. Uničujoč a. Ni merodajnega opisa b. Ni merodajnega opisa C. Večina zgradb tipa B pretrpi poškodbe 5. kategorije. Večina zgradb tipa C pretrpijo poškodbe 4. kategorije, mnoge 5. kategorije. Mnoge zgradne tipa D pretrpijo poškodbe 4. kategorije, posamezne 5. kategorije. Mnoge zgradne tipa E pretrpijo poškodbe 3. kategorije, posamezne 4. kategorije. Mnoge zgradne tipa F pretrpijo poškodbe 2. kategorije, posamezne 3. kategorije, d. Poškodbe v naravi: Zaradi nepoznavanja jih ni možno opredeUti. 396_Renato Vidrih & Mihael Ribičič XII. Popolno uničujoč a. Ni merodajnega opisa b. Ni merodajnega opisa c. Vse hiše tipa A in B ter praktično vse tipa C so uničene. Večina zgradb tipa D, E in F je uničenih. Učinki potresa so največji možni, d. Poškodbe v naravi: Zaradi nepoznavanja jih ni možno opredehti. Zaključek Človek je del narave in njegova pomembnost ni nič večja od katerekoli rastlinske ali živalske vrste, če se omejimo samo na živo naravo. Toda človek se je sam pri sebi postavil za najvišje bitje v naravi. Od tu izvirajo številne daljnosežne posledice, ki se odražajo tudi v negativnem delovanju na naravo. Človek se je v zadnjih desetletjih začel soočati s temi posledicami, ko narava v marsičem ni bila sposobna s svojimi ravnotežnimi sistemi izničiti vplive človeškega delovanja. To je dalo človeku misliti, da mora spremeniti do narave svoj odnos. Vsaj manjši del človeštva se je zopet začel vračati k svoji prvobitnosti, se zavedati svoje globoke povezanosti z naravo. Na glede katero področje delovanja opazujemo, vidimo osnovno človeško usmerje- nost, poskrbeti predvsem zase. Velik je naš dolg, da spremenimo način mišljenja, da znova pridobimo občutljivost za naravo. To velja tudi na področju proučevanja veli- kih, včasih katastrofalnih dogodkov, kot je potres. Od leta 1912, ko je izšla dopolnjena Mercalli-Cancani-Siebergova intenzitetna le- stvica, leta 1964, ko so novo lestvico sestavili Medvedev-Sponheuer in Karnik, pa le- ta 1992, ko so prvič predstavili novo evropsko potresno lestvico (EMS), ki naj bi upoštevala vsa dotakratna znanja seizmologije in gradbeništva, proučevanje posledic potresa sloni na proučevanju poškodb na zgradbah. Od VI. stopnje naprej so naštete lestvice narejene izključno glede na poškodbe na zgradbah. Proučevanje posledic potresa v Posočju je pokazal, da tudi v naravi nastanejo šte- vilne posledice, ki so, enako kot pri zgradbah, odvisne od ranljivosti terena in inten- zitete potresa. Vse dobro opredeljene značilnosti, ki veljajo za zgradbe, je možno uporabiti tudi v naravi. Nenadoma se pred nami odpre zakoniti svet številnih dro- bnih, pa tudi večjih seizmogeoloških pojavov, nastalih ob potresu, ki pričajo o učin- kih potresa na naravo. Pojavi v naravi, ki nastajajo v alpskem svetu ob potresu: • padanje posameznih kamnov, • odpiranje kratkih svežih razpok v hribini, • padanje posameznih skal, • manjši hribinski podori, • zdrsi grušča, • krušitev kamnov v večji količini, • manši hribinski planami in klinasti zdrsi, • premikanje skal na položnem ali ravnem terenu, • veliki hribinski podori, • odpiranje dolgih svežih razpok, • razklanje skal in prevrnitve, • padanje skal v večji količini, > • veliki hribinski planami zdrsi, • veliki hribinski klinasti zdrsi. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah_397 • hribinski podori regionalnih dimenzij, • planami zdrsi regionalnih dimenzij, • veliki klinasti zdrsi regionalnih dimenzij. Če bi imela možnost bolj podrobnega in sistematičnega proučevanja, bi bila ugo- tovljena še večja raznolikost seizmogeoloških pojavov v hribinah. Predvsem bi bilo možno izločiti različne vrste bolj drobnih pojavov, kot je nastajanje, odpiranje, raz- sežnost in vrsta razpok v kamninah, premikanje blokov, različni tipi podorov, vse v odvisnosti od intenzitete potresa in lokalnih razmer Kljub temu, pa je možno že na osnovi v članku prikazanega gradiva sprejeti osnovni sklep, da je treba sistematično in dolgoročno začeti proučevati posledice po- tresa v naravi in spoznanja začeti vključevati v človeško zakladnico znanja, v našem primeru tudi v potresne lestvice, ki opredeljujejo intenziteto potresa. Pot do oblike, ki bi omogočala opredeljevanje stopnje potresa na nivoju, kot je za zgradbe, je še dol- ga. Predvsem rabimo podrobne analize posledic potresov v naravi na različnih območjih Zemlje, v različnih kamninah in morfološki izoblikovanosti terena. Zavrni- ti moramo tezo, da je narava preveč neprevidljiva in začeti sistematično delati. Vložek se nam bo povrnil, tam, kjer ga ne bomo pričakovali in nam izboljšal kvaliteto bivanja. • Zahvala Avtorja se zahvaljujeva Matjažu Godcu, uni v. dipl. ing. grad. za pregled in pripombe dela članka, ki se nanaša na opise poškodb zgradb v Evropski potresni lestvici. Stro- kovnjakom Geološkega zavoda Slovenije se zahvaljujeva za del baze podatkov o po- dorih. Literatura B a t h, M. 1973: Introduction to Seismology. - Birkhauser Verlag, 395 p., Basel and Stuttgart. B i e n i a w s k i, Z. T. 1974: Geomechanics Classification of Rock Masses and its Application in Tunneling. - Proc. 3th Con. ISMR, Vol. II-A, 27 - 32, Boston. B u s e r, S. 1986: Osnovna geološka karta 1:100 000. Tolmač listov Tolmin in Videm (Udine). - Zvezni geološki zavod, 103 p., Beograd. Drobne F. & Ivankovic J. & Ribičič M. 1976: Inženirskogeološke posebnosti slovenskega ozemlja. - 8. Jug. geol. kon., 51 - 58, Bled. G r Ü n t h a 1, G. (ed.), 1993: European Macroseismic Scale 1992 (EMS-92). - European Sei- smological Commission, Working group Macroseismic Scales, 79 p., Luxembourg. G r Ü n t h a 1, G. (ed.), 1998: European Macroseismic Scale 1998 (EMS-98). - European Sei- smological Commission, Working group Macroseismic Scales, 101 p., Luxembourg. H o e k, E. 1997: Rock slope engineering. - E & FN Spon, 254 p, London. Preliminary seismological bulletin. 1998, Geophysical Survey of Slovenia, Ljubljana. Ribarič, V. 1980: Potresi v Furlaniji in Posočju leta 1976, kratka seizmološka zgodovina in seizmičnost obrobja vzhodnih Alp. - Potresni zbornik, 17-81, Ljubljana. R i b a r i č, V. 1987: Seizmološka karta za povratno periodo 500 let. (M 1 : 400 000) - Zajedni- ca za seizmologiju SFRJ, Beograd. R i b i č i č, M. & Š i n i g o j, J. 1996: Karte ogroženosti in tveganja zaradi plazov na območju Slovenije. - Geografski informacijski sistemi v Sloveniji 1995-1996, Zbornik referatov simpozi- ja, 115-124, 8 pril., Ljubljana. R i b i č i č, M. & V i d r i h, R. 1998a: Vpliv potresov na nastanek podorov in plazov. - Ujma 12 (v tisku). Uprava RS za zaščito in reševanje Ministrstva za obrambo, Ljubljana. R i b i č i č, M. & V i d r i h, R. 1998b: Poškodbe v naravi ob letošnjem potresu v Posočju. - Življenje in tehnika XLIX, september 1998, 48-56, Ljubljana. V i d r i h, R. 1998: Potres v Posočju seizmologov ni presenetil. Vsi kraji, kjer je nastalo naj- 398_Renato Vidrih & Mihael Ribičič več poškodb so zgrajeni na slabi podlagi na nanosih rek in potokov in na pobočnih gruščih. - DELO, Znanost, 9, Ljubljana. V i d r i h, R. & R i b i č i č, M. 1994: Vpliv potresov na nastanek plazov v Sloveniji. - Prvo slovensko posvetovanje o zemeljskih plazovih, Idrija 17.-18.11.1994, Zbornik, 33-46, Idrija. V i d r i h, R. et al. 1991: Potresna ogroženost Slovenije. Občina: Brežice, Idrija, Krško, lju- bljanske občine, Tolmin. - Seizmološki zavod R Slovenije in Republiški štab za civilno zaščito, 214 p., 5 prilog, Ljubljana. V i d r i h, R. & G o d e c, M. 1998: Potres v Posočju 12. aprila 1998. - Življenje in tehnika XLIX, julij 1998, 59-68, Ljubljana. V i d r i h, R. & O v č a k. M., 1998a: V Posočju poškodovani pomniki prve svetovne vojne. Spomin na Vilo polni zadetek (I. del). - DELO, Reportaže in zanimivosti, 12, Ljubljana. Vidrih, R. & Ovča k. M., 1998b: V Posočju poškodovani pomniki prve svetovne vojne. „Živel mir" na Krnčici (II. del). - DELO, Reportaže in zanimivosti, 12, Ljubljana. V i d r i h, R. & R i b i č i č. M., 1998: Geološke posebnosti potresa 12. aprila v Posočju. Potres je povzročil ne le veliko škodo na hišah, pospešil je tudi geološko dogajanje. - DELO, Znanost, jun. 1998-12, Ljubljana. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 399 SI. 8. Padanje posameznih kamnov (ob poti k izviru Tolminke). Fig. 8. Falling of individual stones (along the path le- ading to the source of the Tolminka). SI. 9. Zdrsi grušča (planina Polog). Fig. 9. Gravel slides (the Polog mo- untain). SI. 10. Krušitev kamnov in skal v večji količini (planina Osojnica). Fig. 10. Crumbling of stones and rocks in larger amounts (the Osojni- ca mountain). SI. 11. Odpiranje kratkih svežih razpok v hribini (nad planino Polog nad Tolminom). Fig. 11. Opening of short fresh cracks in the slope (above the Polog Alpine dairy over Tolmin). ^ 400 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Sl. 12. Padanje posameznih skal (planina Polog). Fig. 12. Falling of individual stones (the Polog Alpine dairy). Sl. 13. Mansi hribinski planami zdrsi (planina Osojnica). Fig. 13. Smaller planar rockslides (the Osojnica mountain). Sl. 14. Premikanje skal na po- ložnem ali ravnem terenu (ob poti iz Drežnice na Krn). Fig. 14. Movement of rocks on gen- tly sloping or level ground (along the path from Drežnice to Km). Sl. 15. Manjši hribinski podori (ob izviru Tolminke). Fig. 15. Smaller rockfalls (at the source of the river Tolminka). Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 401 SI. 16. Veliki hribinski podori (jugozahodni greben Krna). Fig. 16. Large rockslides (south-western ridge of Krn). SI. 17. Odpiranje dolgih svežih raz- pok (začetek doline Lepene). Fig. 17. Opening of long fresh cracks (beginning of the Lepena valley). Opomba: Naslednje slike prikazujejo primer- javo med poškodbami na zgradbah in v naravi. Namen je povezati ka- tegorijo poškodb na zgradbah z vr- stami značilnih porušitev naravne- ga ravnotežja, ki veljajo za do- ločeno intenziteto potresa. SI. 18. Ob potresu dvignjene in spuščene skale, ki so se ponekod prevrnile, ponekod razklale (ob poti iz Drežnice na Krn). Fig. 18. Rocks lifted up and lowered by the earthqua- ke, some of which were turned around or split (along the path from Drežnice to Krn). 402 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Sl. 19. Kotaljenje in padanje posameznih skal v dolini Lepene smo ocenili z učinki VI. stopnje EMS. Fig. 19. Rolling and falling of individual rocks in the Lepena valley was assessed at level VI EMS. Sl. 20. Posamezne manjše hribinske podore ob strugi reke Soče, smo ocenili s VI. stopnjo po EMS lestvi- ci. Primer na sliki je v neposredni bližini vasi Soča. Fig. 20. Individual smaller rockfalls along the Soča river were assessed at level VI EMS. The picture shows an example in the vicinity of the Soča village Sl. 21. Številni podrti kamniti pod- porni zidovi, kot je primer iz Drež- nice, so značilni za VI. stopnjo EMS. Fig. 21. Many collapsed stone retai- ning walls, like the example from Drežnica, are characteristic of level VI EMS. Sl. 22. Razpoke v delno sprijetem pobočnem grušču na poti k izviru Tolminke so značilne za VI. stopnjo EMS. Fig. 22. The cracks in partly agglutinated gravel on the slopes along the path leading to the source of the Tolminka are characteristic of level VI EMS. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 403 SI. 23. Cerkev na Javorci je vzdržala brez poškodb, medtem ko so bili kamniti zidovi večinoma po- drti, kar potrjuje ocenjeno VI. sto- pnjo po EMS. Fig. 23. The church on Javorca was not damaged, while most of the sto- ne walls collapsed, which confirms the assessed level of VI EMS. SI. 24. Lasaste in manjše razpoke na zidovih (1. kate- gorija) kažejo na VI. stopnjo EMS. Fig. 24. Capillary and smaller cracks on walls (grade 1) point to level VI EMS. SI. 25. Učinke potresa na zgradbe in na ljudi v Bo- hinjskem kotu smo ocenili med VI. in VII. stopnjo EMS, temu pa odgovarjajo tudi poškodbe v naravi. Lep primer je zdrs dela obale Bohinjskega jezera v vodo. Fig. 25. The earthquake effects on buildings and peo- ple in Bohinjski kot were assessed at levels VI-VII EMS, which is confirmed by the damage caused to nature. A good example is the sliding of part of the Lake Bohinj coast into the water 404 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Sl. 26. Zmerne do hude poškodbe (3. kategorije), pre- dvsem velike in globoke razpoke v stenah grajenih iz neobdelanega kamna, so nastale v SKI hotelu na Vo- glu in so značilne za VI. - VII. stopnjo EMS. Fig. 26. Moderate to severe damage (grade 3), mainly large and deep cracks in walls built of fieldstone, fo- und on the SKI Hotel in Vogel, characteristic of levels VI-VII EMS. Sl. 27. Seizmogeološka sestava doli- ne Lepene je ugodnejša od sestave gorovja, ki se dviguje nad njo, zato so bile poškodbe v naravi večje kot na objektih. Manjše hribinske po- dore, ki so zgrmeli v dolino in so ponekod poškodovali cestišča, smo ocenili z učinki med VI. in VII. sto- pnjo po EMS. Fig. 27. The seismological structure of the Lepena valley is more favou- rable than the composition of the hills rising above it. Consequently, the damage caused to nature was larger than that on buildings. Smaller rockfalls sinking into the valley and damaging the roads in some areas were assessed as rea- ching levels VI-VII EMS Sl. 28. Na območju, kjer smo poškodbe zgradb ocenili z VII. stopnjo po EMS so v naravi nastajali zanimivi pojavi. Na začetku doline Lepene je nastal kamninski tok, ki je za slovenski prostor zelo redek pojav. Nasta- nek podobnih pojavov ocenjujemo z VII. stopnjo po EMS lestvici. Fig. 28. In the area where damage to buildings was assessed as level VII EMS, interesting phenomena ap- peared in nature. At the head of the Lepena valley, a mud-stone flow appeared which is very rare in Slove- nia. The appearance of similar phenomena is assessed as level VII of the EMS Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 405 SI. 29. Pogoste poškodbe v doUni Lepene so bile zasuki dimnikov in posamezne konstrukcijske poškod- be; predvsem globoke in obsežne razpoke v večini zidov (3. kategori- ja). Objekt je iz neobdelanega ali delno obdelanega kamna, vezivo je apnena malta, stropna konstrukcija pa je lesena. Tovrstne poškodbe so značilne za VI. - VII. stopnjo po EMS lestvici. Fig. 29. A common type of damage in the Lepena valley involved twi- sting of chimneys and individual Droperty damage, chiefly deep and arge cracks in most walls (grade 3). The building is made of fieldstone and simple stone, it is joined by li- me mortar and the ceiling construc- tion is wooden. Such damage is typical of levels VI-VII EMS. SI. 30. Detajl kamninskega toka v dolini Lepene. Fig. 30. Detail of a mud-stone flow in the Lepena val- ley SI. 31. Kakor smo prej napisali, da so v seizmogeo- loškem pogledu tla v Lepeni ugodnejša od gorovja nad dolino, je v primeru Male vasi v Bovcu obratno. Učinki na zgradbah so bili ocenjeni na VII. - VIII. sto- pnjo po EMS, zato so pri tej stopnji v stabilnejši ka- mnini nastajali manjši skalnati podori. V primeru manj stabilne kamnine, bi bili skalnati podori nad Bovcem bistveno večji. Fig. 31. Earlier we wrote that, seismologically, the floor of Lepena is more favourable than the mounta- ins above the valley; in Mala vas in Bovec, the situati- on is the reverse. The effects on buildings were asses- sed as levels VII-VII EMS, accordingly, smaller roc- kfalls appeared in the more stable rock. Had the rock been less stable, the rockfalls above Bovec would ha- ve been much larger. 406 Renato Vidrih & Mihael Ribičič SL 32. Hude poškodbe (3. kategori- ja) na konstruktivnih in nekon- struktivnih elementih slabo graje- nega objekta iz neobdelanega ka- mna so značilne za VIL stopnjo EMS. Zaradi nepovezanega zidovja je prišlo do trka med seboj pravo- kotnih nosilnih zidov; posledica je porušitev vogala zgradbe. Podobno usodo je doživela večina vikendov in osamljenih bolj ali manj za- puščenih zgradb nad levim bregom Lepence. Fig. 32. Severe damage (grade 3) to constructive and non-constructive elements of a poorly built building of rubblestone stone are characteri- stic of level VII EMS. The walls, which were not well joined toge- ther, led to a collision of supporting walls perpendicular to each other; the consequence was the collapse of the corner of the building. A similar fate was faced by most of the sum- mer houses and isolated, more or less deserted, buildings above the left shore of the Lepenca. Sl. 33. Podor iz kote 1776 m lahko uvrstimo med večje podore, ki so značilni za VII.-VIII. stopnjo EMS. Fig. 33. The rockfall at „kota 1776 m" can be classifi- ed among the largest rockfalls characteristic of level VII-VIII EMS. Sl. 34. Skozi podrto kaverno na koti 1776 lahko opazujemo enega naj- večjih podorov, ki ga kaže Sl. 33. Fig. 34. From the collapsed cavern at „kota 1776 m" one can observe one of the largest rockfall shown in Fig. 33. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 407 SI. 35. Velikanski podor na jugozahodnem delu Krna smo ocenili z učinki med VII. in VIII. stopnjo po EMS lestvici. Po velikosti je primerljiv s podori na Osojnici in poškodbami na zgradbah na planini Polog. Fig. 35. Huge rockfall on the south-eastern part of Krn was assessed as levels VII -VII of the EMS. In terms of size, it is comparable to the rockfalls at Osoj- nica and the damage to buildings on the Polog moun- tain. SI. 36. Pogled z grebena Krnčice na podora na jugozahodnem delu Kr- na. Po obsežnosti podorov smo ju uvrstili med VII. in VIII. stopnjo EMS. Fig. 36. View from the Krnčica rid- ge of two landslides on the south- western part of Krn. According to their size, they were classified at le- vel VII-VIII EMS. SI. 37. Klinast zdrs v Lepeni sodi med redke pojave, ki so značilni za VII. -VIII. stopnjo EMS. Fig. 37. Wedge-shaped slide in the Lepena valley is among the rare phenomena characteristic of level VII-VIII EMS. SI. 38. Med največjimi skalnatimi podori, ki smo jih ocenili z VIL do VIII. stopnjo po EMS so podori na Osojnici. Vrh gore je dobesedno razklalo, saj so podori v dolino zgrmeli na treh pobočjih. Fig. 38. The largest rockfalls assessed at levels VII-VII EMS include those on Osojnica. The top of the moun- tain literally fell apart as rockfalls crashed into the valley on three slopes. 408 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Sl. 39. Poškodovano obeležje iz I. sv. vojne, ki stoji na križišču cest za Bovec, Trento in Predil, je zgrajeno iz obdelanega kamna in povezano z apneno malto. Malta je močno pre- perela in le slabo povezuje kamnin- ske bloke, zato je pri potresnih silah prišlo do zasuka posameznih ka- mnitih blokov za približno 30o in odpadanja posameznih kamnov. To- vrstne poškodbe (3. kategorije) so značilne za VII.-VIII. stopnjo po EMS lestvici. Fig. 39. Damaged World War I me- morial at the intersection of roads leading to Bovec, Trenta and Predil, built of processed stone and joined with lime mortar The mortar has largely fallen out and only loosely binds the stones. Consequently, the earthquake forces turned individu- al stone pieces by 30ooand individu- al stones fell off. Such damage (gra- de 3) is characteristic of level VII - VIII EMS. Sl. 40. Podrti kamniti zidovi, predvsem pa podrti ali premaknjeni nagrobni spomeniki na pokopališču v Bovcu so značilni za VII-VIII. stopnjo EMS. Fig. 40. Collapsed stone retaining walls and collapsed or moved tombstones at the Bovec graveyard are cha- racteristic of level VI EMS. Sl. 41. Na podlagi številnih težkih poškodb (3. kategorija), kot je pri- mer v Spodnjih Drežniških Ravnah, smo ocenili učinke med VII. - VIII. stopnjo EMS. Fig. 41. Based on the widespread severe damage (grade 3), like the example from Spodnje Drežniške Ravne, effects at level VII-VIII EMS were assessed. Porušitve naravnega ravnotežja v hribinah 409 SI. 42. Delna porušitev stene objek- ta iz neobdelanega kamna z lesene- mi stropovi (poškodbe 4. kategorije) je značilna za VII. - VIII. stopnjo EMS. Tudi ta porušitev zgradbe v vasi Magozd je posledica delovanja nepovezanega zidovja. Fig. 42. Partial wall collapse of a building made of fieldstone with a wooden ceiling (grade 4) is charac- teristic of levels VII-VIII EMS. The collapsing of this building in the Magozd village is also the result of walls not being joined together SI. 43. Globoke razpoke v vseh nosilnih stenah in del- na porušitev vogalov konstrukcije (poškodbe 4. kate- gorije) so značilne poškodbe objektov iz neobdelane- ga kamna pri VIL - VIII. stopnji EMS. Zaradi poseda- nja etaže so se porušile vse predelne stene v pritličju. Primer sirarne na planini Polog nad Tolminko v nepo- sredni bližini Osojnice. Fig. 43. Deep cracks in ali supporting walls and a partial collapse of the corners (damage grade 4) are characteristic of buildings made from fieldstone with levels VII-VIII EMS. Due to the sinking of the floor, all non-supporting walls on the ground floor colla- psed. On example is the cheese dairy on the Polog mo- untain above Tolminka in the vicinity of Osojnica. SI. 44. Globoke razpoke v konstruktivnih in nekon- struktivnih elementih novejšega stanovanjskega objekta, grajenega iz opeke z armiranobetonskimi (AB) stropovi so značilne za VII. - Vili, stopnjo EMS. Omenjene poškodbe 4. kategorije so nastale na števil- nih objektih v Mali vasi pri Bovcu. Fig. 44. Deep cracks in constructive and non-con- structive elements of a recently built apartment block, made of brick with reinforced concrete ceilings are characteristic of levels VII-VIII EMS. Such dama- ge of the grade 4 appeared on many buildings in Mala vas, Bovec. 410 Renato Vidrih & Mihael Ribičič Sl. 45. Zanimiv pojav, ki ga v celoti ne znamo razložiti je nastal ponekod v mehki zemljini. Na gredicah vidi- mo potek valovanja, kjer je zemlja dvignjena na od- daljenosti približno 70 cm. Lahko gre za valovno dolžino potresnih valov, še verjetneje pa je to posledi- ca interference seizmičnih Fig. 45. One interesting phenomena which we are not able to explain completely appeared in some areas with soft ground. The beds show oscillation, with the earth being lifted within a range of 70 cm. This could be the wave length of the earthquake waves, but it is more likely to be the consequence of seizmic wave in- terference. Vse fotografije R. Vidrih All photos taken by R. Vidrih GEOLOGIJA 41, 411-434 (1998), Ljubljana 1999 ^.........._________^________________........ Uporaba daljinskega zaznavanja - satelitskih posnetkov V inženirski geologiji (območje Črnega Kala) The application of remote sensing - satellite imagery in engineering geology (study area of Črni Kal, Slovenia) Marko Котас Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, SI-1000 Ljubljana, Slovenija, E-mail:mkomac®geo-zs.si Mihael Ribičič Gradbeni inštitut ZRMK, Dimičeva 12, SI-1000 Ljubljana, Slovenija, E-mail: mribicic@gi-zrmk.si Ključne besede: daljinsko zaznavanje, satelitski posnetki, Landsat 5 TM, klasifi- kacija Key words: remote sensing, satellite imagery, Landsat 5 TM, classification Povzetek Cilj prispevka je odgovoriti na vprašanje uporabnosti satelitskih posnetkov pri geološkem kartiranju večjih meril (1:10.000 in več). Poskušali smo ugotoviti primer- nost daljinskega zaznavanja pri ugotavljanju litologije in prisotnosti prelomov. Ta dva faktorja sta le del celote, ki določa stabilnost površine in posredno vpliva na gradnjo linearnih objektov kot so ceste, železnice, razni vodi, itd. Kot osnovni po- datki za nadaljno digitalno obdelavo podatkov so bili vzeti satelitski posnetki območja Črnega Kala, posneti s satelitom Landsat 5 TM. Osnovnim posnetkom je bilo povečano (raztegnjeno) območje kontrasta z namenom, da se povečajo razlike med elementi na njih. Obdelava z Laplaceovim in 2dfdxdy filtroma je dala kot re- zultat posnetke s poudarjenimi elementi in njihovimi robovi. Med možnimi barvni- mi zloženkami so bile za nadaljnjo obdelavo izbrane najprimernejše. Za klasificira- nje barvnih zloženk smo uporabili dve metodi. Za barvno zloženko iz osnovnih po- snetkov 1, 2 in 7 smo uporabili nenadzorovano klasifikacijo in za barvno zloženko iz osnovnih posnetkov 2, 4 in 6 nadzorovano klasifikacijo. S primerjavo z geološko karto smo dobili rezultate natančnosti klasifikacije. Natančnost nenadzirane klasi- fikacije je dosegla 56,5%, natančnost nadzirane klasifikacije pa 65,2%. Abstract Main purpose of this paper is to provide an answer to the question of usefulness of satellite images in engineering geological mapping on larger scales (1:10.000 or larger). We tried to determine if the remote sensing (RS) is suitable for locating fac- 412_Marko Komac & Mihael Ribičič tors such as lithology and presence of faults. These factors, among others, define stability of the surface and indirectly affect on construction of linear infrastructure objects e.g. roads, railroads, various pipelines etc. On Landsat TM images of Črni Kal area, a digital image processing was conducted. Stretching of contrast was per- formed on basic TM bands images for purpose to enhance and separate image featu- res. Filtering with Laplace and 2dfdxdy filters produced images that emphasise ed- ges and entities. Before classification of images was performed, most suitable colour composites were selected. Two different classification methods were used, an unsu- pervised classification for colour composite of bands 1, 2 and 7, and supervised classification for colour composite of bands 2, 4 and 6. After the classification, the accuracy for both classification methods were calculated - accuracy of geology fea- tures for unsupervised classification reached a 56,5%, and for supervised classifica- tion it reached a 65,2%. Uvod V geologiji je vse bolj čutiti potrebo po sodelovanju z drugimi področji znanosti. Dandanes je uporaba računalniških sistemov praktično neizogibna, saj je z njimi ob- delava številnih podatkov veliko enostavnejša, učinkovitejša in nepristranska. Vse vede, ki se ukvarjajo s prostorsko problematiko, se srečujejo z ogromnim številom po- datkov. Geografski informacijski sistem, krajše GIS, je računalniško podprt sistem, s katerim je mogoča obdelava prostorskih informacij. Največja prednost tega sistema je v možnosti upoštevanja in prepletanja podatkov različnih strok, saj vemo, da pro- storski faktorji niso vezani le sami nase, temveč so vedno v soodvisnosti z drugimi faktorji (npr - plazenje brežin je med drugim odvisno tudi od poraščenosti terena, ki je odvisna od prsti, ta pa je odvisna med drugim od klime, itd.). Eden izmed pomembnih virov pridobivanja prostorskih podatkov je daljinsko za- znavanje. Daljinsko zaznavanje omogoča splošen pregled nad obravnavanim obmo- čjem, kljub potencialni težki dostopnosti. Obenem omogoča prihranek časa in najra- zličnejše aplikacije. Nasproti prednostim stojijo omejitve daljinskega zaznavanja, od katerih je najpomembnejša natančnost podatkov. Daljinsko zaznavanje Daljinsko zaznavanje je pridobivanje podatkov o objektu s pomočjo elektromagne- tnega valovanja s pomočjo senzorjev na zračnih ali vesoljskih platformah in interpre- tacija le-teh podatkov. Prednosti in omejitve daljinskega zaznavanja Glavne prednosti daljinskega zaznavanja glede na talne raziskave so: • splošen pregled - daljinsko zaznavanje omogoča študijo različnih prostorskih oblik in njihovih odnosov • možnost opazovanja težko dostopnih/nedostopnih območij • prihranek časa - hitrejša pridobitev informacij o večjih ozemljih • multidisciplanarne aplikacije - podatki se lahko uporabljajo na različnih podro- čjih, • zmanjšanje stroškov • razvoj omogoča vedno večjo natančnost dobljenih podatkov Uporaba daljinskega zaznavanja 413 Omejitve daljinskega zaznavanja so: • zahteve uporabnikov podatkov vedno korak pred tehniko daljinskega zaznavanja \ - ločljivost in količina podatkov sta vedno nezadostna. Misiji Landsat-4 in -5 Kot posledica uspešnih poskusov fotografiranja zemeljskega površja s človeško vodenimi misijami Mercury, Gemini in Apollo, je NASA razvila projekt za orbitalno opazovanje zemeljskih pojavov in zalog brez človeške posadke. Kot že omenjeno, se je projekt prvotno imenoval ERTS, kasneje pa je bil preimenovan v Landsat. S tem pro- jektom je bil postavljen temelj projektom daljinskega zaznavanja in razvoja njegove tehnologije. Glavni razlogi za razvoj tega projekta so bili: • pridobivanje podatkov z vsega sveta, • neomejen dostop do podatkov, brez političnih omejitev, • dostopnost podatkov brez potreb po posebej planiranih misijah, • precej dobra geometrijska natančnost, • digitalni podatki so primerni za nadaljno digitalno obdelavo in • nizka cena. Sl. 1. Orbita satelita Landsat-4 (Lillesand & Kleff er, 1994) 414 Marko Komac & Mihael Ribičič Orbita Satelita Landsat-4 in -5 sta bila izstreljena v periodično, cirkularno. Soncu sin- hrono, bližnjo polarno orbito. Za razliko od prejšnjih misij je bila orbita spuščena z 900 na 705 km. Vzrok znižanja orbite je bila večja ločljivost dobljenih podatkov in možnost vračanja satelitov na Zemljo z vesoljskim plovilom (Columbia). SI. 2. Satelit Landsat-4 in njegova oprema (Lillesand & Kieffer, 1994) Inklinacija orbite satelitov Landsat-4 in -5 glede na ekvator je 98,2° (si. 1). V enem dnevu preleti satelit dobrih 14,5 orbit, kar pomeni, da za eno orbito porabi okoli 99 minut. Zaradi zemeljske rotacije je razdalja med posameznimi preleti na tleh na ekvatorju 2752 km. Snemanje posameznega pasu se ponovi v 16 dneh. Časovna razli- ka med satelitoma Landsat-4 in -5 je 8 dni, torej so novi podatki o določenem ozem- lju dostopni vsakih 8 dni. Satelit obkroži Zemljo pri obravnavanih misijah 233 krat v šestnajstih dneh. Preleti so oštevilčenih od 001 do 233, od vzhoda proti zahodu, za- čenjši s pasom 001 na 64°36' zahodne geografske dolžine in na ekvatorju. Vse podatke, razen podatkov dobljenih z multispektralnem skenerjem (MSS), ki so tudi zabeleženi na magnetnih trakovih, odda satelit senzorskim postajam na Zemlji. Te so razporejene po vsem svetu, tako da pokrivajo čim večje možno območje. Seveda ostajajo deli, ki jih senzorske postaje ne zajemajo. To so predvsem območja oceanov in nenaseljena območja. Uporaba daljinskega zaznavanja_415 Oprema satelitov Landsat-4 in -5 Satelita sta opremljena z multispektralnim skenerjem in s tematskim kartografom (TM). Njuna teža je približno 2000 kg, poleg senzorjev pa nosita še štiri 1,5*2,3 m plošče sončnih celic za napajanje, anteno velikega dosega za prenašanje podatkov med sateliti (TDRSS - Tracking and Data Relay Satellite System) in dve anteni (X- pas in S- pas) za oddajanje prejetih podatkov na Zemljo (sl. 2). Multispektralni skener (MSS) uporablja nihajoče zrcalo za opazovanje (skenira- nje) tal pravokotno na smer leta, ki niha okoli osi vzporedni s smerjo leta satelita. Ši- rina pasu, skeniranega pravokotno na smer leta je 185 km (osnovna MSS scena ima velikost 185*185 km), ločljivost posnetka pa znaša 82 m (osnovna celica ima velikost 82*82 m). Zaradi velike hitrosti satelita (6,47 km/s) in nihanja zrcala s frekvenco 13,6 Hz, ima MSS šest vzporednih detektorjev. MSS zajema podatke s štirimi spektralnimi kanali (območja valovnih dolžin od 0,5 )im do 1,1 |im). To so: zelen (kanal 1), rdeč (ka- nal 2) in dva bližnja - IR kanala (kanala 3 in 4), prvi trije uprabljajo za ojačanje po- datkov fotopomnoževalke, četrti pa uporablja silikonske fotodiode. Količina podat- kov, ki jih lahko odda MSS senzor s pomočjo anten X- pasu in S- pasu na Zemljo je 15 Mb/s. Kanala 1 (zelen) in 2 (rdeč) se uporabljata za opazovanje urbanih območij, kjer lo- čljivost izboljšamo s kanalom 2 zaradi njegovega boljšega prodora skozi atmosfero. S kanalom 1 je moč opazovati vodne objekte, saj je njegova penetracija v vodo zelo do- bra. Kanala 3 in 4 se uporabljata za razmejevanje vodnih objektov. Voda ima v obmo- čju bližnjega - IR spektra temne tone, prav tako stoječa voda, močvirja, slabo zara- ščene vlažne organske zemljine in asfaltne površine. Kanala 2 in 4 igrata pomembno vlogo pri geoloških študijah, 2. kanal zaradi močnejših kontrastov med podatki in 4. kanal (bližnji - IR del spektra) zaradi zaznavanja prisotnosti ali odsotnosti vode v ka- mninah. Tematski kartograf (TM) je predelan multispektralni skener, skener druge genera- cije. Deluje v sedmih območjih EM spektra, med 0,45 џт in 12,5 џт. Prav tako kot MSS, tudi TM uporablja nihajoče zrcalo za opazovanje tal v pasovih, pravokotnih na smer letenja. Glavne razlike med TM in MSS so: • TM senzor zajema podatke s sedmimi spektralnimi kanali v vidnem (dodan je ka- nal za modro barvo), bližnjem, srednjem in termalnem- IR območju, • izboljšana je spektralna ločljivost glavnih zemeljskih površinskih elementov, • TM senzor lahko skenira določeno območje v obeh smereh nihanja zrcala (sl. 3b), medtem, ko MSS skenira le v eni smeri (sl. 3a), • TM ima po 16 vzporednih senzorjev za vse kanale, razen za 6. kanal, ki jih ima le 4, • TM ima večjo prostorsko, spektralno in radiometrično ločljivost. To mu omogoča 8- bitna (256 nivojev) številčna stopnja, • vsi kanali imajo ločljivost 30 m (osnovna celica je velika 30*30 m), razen 6. kana- la, ki ima ločljivost 120 m, • možnost prenosa podatkov je pri TM 85 Mb/s. 416 Marko Komac & Mihael Ribičič SI. 3. Smeri skeniranja za MSS (a) in TM (b) (Gupta, 1991) Kanali 1, 2, 3, 4, 5 in 7 so med drugim namenjeni boljšemu ločevanju lastnosti ve- getacije. Kanal 1 se uporablja pri določanju morske globine, kanala 5 in 7 sta idealna za ločevanje kamninskih tipov, kanal 5 se uporablja za ločevanje med oblaki in sne- gom, kanal 6 pa se uporablja za vrsto aplikacij termalnega kartiranja. Natančnejši podatki so opisani v tabeli 1. Za kanale 1-4, ki se nahajajo na primarni fokusni rav- nini, se uporabljajo silikonska tipala, kanali 5-7 pa se nahajajo na sekundarni, ohla- jeni fokusni ravnini zaradi povečanja radiometrične občutljivosti. Za kanala 5 in 7 se uporablja indijevo-antimonitovo (InSb) tipalo, za 6. kanal pa se uporablja živo sre- brovo-kadmijevo-telurijevo (HgCdTe) tipalo. Interpretacija podatkov Z obdelavo posnetkov in fotografij dobimo skupine rezultatov za nadaljno inter- pretacijo in aplikacije. Dobljene rezultate se pošlje skozi postopek določitve geote- hničnih elementov, kot so oblikovanost pokrajin, vodnih mrež, zemljin, vegetacije in njihovih razpoznavnih znakov, ki so barvni toni, tekstura, oblika, velikost, sence, vzorci in sorodstvene povezave. Način pojavljanja objekta na sliki je odvisen od območja zaznavanja senzorja, v tem primeru senzorjev MSS in TM. Vsi štirje kanali multispektralnega skenerja spadajo v skupino, ki zaznava valovne dolžine območja sončevega odboja, pri tematskem kartografu pa sodi v to skupino šest kanalov (mo- dri, zeleni, rdeči, bližnji - IR in dva kanala za srednji - IR del spektra). Sedmi spada v termalno - IR območje. Različni objekti imajo različne razpoznavne lastnosti. Te so za posamezne objekte podane v tabeli 2. Uporaba daljinskega zaznavanja 417 Tabela 1. Območja delovanja TM senzorjev misij Landsat-4 in -5 (Lillesand & Kiefer, 1994) Interpretacija podatkov, posnetih v termalnem - IR območju EM valovanje v območju od 3 цт do 35 |im imenujemo termalno - IR valovanje. Tako se imenuje zato, ker zajema zemeljsko sevanje, kot posledico njene lastne toplo- te, močnejše od energij odboja sončevega sevanja. Uporabne dele območja od 3 џт do 35 [im omejujejo pojavljanja atmosferskih oken (Gupta, 1991). Pri normalnih zemelj- skih temperaturah ima sevanje črnega telesa vrh med 9 |im in 10 џт, atmosferska okna pa ležijo med 3 |im in 5 |im, med 8 џт in 14 |im in med 17 |im in 25 |im. Interpre- tacija podatkov v območju med 3 in 5 |im je zapletena zaradi prekrivanja z območjem sončevega odboja, območje med 17 in 25 jim pa še ni dovolj raziskano. Območje zaje- ma podatkov je najprimernejše med 8 in 14 џт, za satelitsko opazovanje pa je obmo- čje opazovanja zaradi ozonske absorbcije pri 9,6 |im skrčeno na del spektra med 10,4 in 12,6 |im. Količina zemljine sevane energije je odvisna od dveh faktorjev, površinske temperature in stopnje izžarevanja. Površinska temperatura, imenujemo jo tudi kinetična temperatura, je odvisna od dveh skupin faktorjev, toplotnih energijskih virov in termodinamičnih lastnosti mate- rialov (tabela 3). 418 Marko Komac & Mihael Ribičič Tabela 2. Razpoznavne lastnosti objektov (Gupta, 1991) Aplikacije širokopasovnega daljinskega zaznavanja v geologiji Geomorfologija Geomorfološke značilnosti terena je najlažje opazovati na nočnih posnetkih zaradi razlik v temperaturah, ki so posledica nadmorske višine, vlage v tleh in vegetacije. Nasprotno temu pa dajo dnevni posnetki več podatkov o reliefu. Uporaba daljinskega zaznavanja 419 Tabela 3. Fizikalni faktorji vpliva na stopnjo izžarevanja in kinetično temperaturo materialov (Ellyett in Pratt, 1975) Strukturno kartiranje Termalno- IR posnetki so nadvse uporabni pri strukturnem kartiranju. Strukturne oblike kot so prelomi, narivi ipd. so opazne zaradi termalnih lastnosti kamnin. Pla- stovitost in foliacija tvorita na posnetkih subparalelne linije zaradi razlik v kontra- stu tvornih plasti. Prelomi in lineamenti so lahko povezani z izviri ali z gibanjem vo- de proti površini. Ti pojavi povzročajo evaporacijsko ohlajanje vzdolž prelomov. 420 Marko Komac & Mihael Ribičič /(su.üjj-üi; ' Litološko kartiranje "''^- * ' Pri litološkem kartiranju je tako kot pri strukturnem glavni faktor omejitve ločlji- vost posnetkov, ki znaša za 6. kanal LANDAST-ovih posnetkov 120 m. Zaradi tega se podatki, dobljeni s satelitskim daljinskim zaznavanjem v termalno - IR območju, le redko uporabljajo za taka kartiranja. Ker na termalne posnetke močno vpliva vlaga na površini, jih uporabljajo tudi za hidrogeološke raziskave talne vlage, plitvih vodo- nosnikov, jezer in izlivov sladke vode v morje. Aplikacije v inženirski geologiji Podatki, dobljeni pri daljinskem zaznavanju, se v vedno večji meri uporabljajo tu- di v inženirski geologiji. To omogoča predvsem splošen pregled, ki ga učinkovito upo- rabljamo pri napovedovanju geoloških tveganj in podajanju možnih alternativ in re- šitev. Pridobivanje podatkov skozi neko časovno obdobje omogoča spremljanje spre- memb skozi čas in možnost analiz vrste „KAJ PA ČE?". Inženirsko geološki problem določa stopnjo obravnavanja posameznih geoloških oblik in faktorjev. Podatki, ki jih običajno iščemo na satelitskih posnetkih so oblike reiefa, topografija, vodne mreže, litoligija, strukture, orientacija, tipi zemljin, pri- sotnost površinske vlage in lastnosti preperevanja, uporabljajo pa se za: • določanje obstoječih in napovedi možnih območij plazenj • določanje najprimernejših tras linijskih objektov • ocenjevanje ogroženosti zaradi potresov na podlagi neotektonike. SI. 4. Položaj obravnavanega območja Fig. 4. Location of studied area and its surroundings Uporaba daljinskega zaznavanja 421 Sl. 5. Karta stanja na površini Fig. 5. Real ground data Obravnavano območje Vir posnetkov, uporabljenih v tem prispevku so satelitski posnetki iz leta 1993, na- rejeni s tematskim kartografom (TM) satelita Landsat 5. Obravnavano območje Črne- ga Kala (sl. 4) je bilo izbrano zaradi svoje pestre geologije, saj sestoji iz karbonatnih kamnin kredne starosti (apnenci in dolomiti; vzhodni del območja), paleocenskih apnencev (osrednji del območja) in klastitov (osrednji severni in jugozahodni del območja). Posamezne kamnine so bile združene glede na njihove litološke značilnosti. Gozd predstavlja pomembno oviro pri daljinskem zaznavanju, zato smo ga vključili v karto stanja na površini (sl. 5). Geologija obravnavanega območja Kamnine, ki sestavljajo obravnavano območje so kredne, paleocenske, eocenske in kvartarne starosti. Vir podatkov o geologiji je OGK SFRJ Trst (M = 1:100.000) (P 1 e n i č a r et al. 1965) in Tolmač lista OGK SFRJ Trst (P 1 e n i č a r et al. 1965). 422_Marko Komac & Mihael Ribičič Kreda Kredne plasti zastopajo karbonatne kamnine, od katerih so najstarejše albijsko- cenomanijski (Ki J dolomiti, breča in apnenec. Nad temi leže plasti cenomanijsko-tu- ronijskega (Ki -) rudistnega apnenca z vložki dolomita. Sledijo plasti turonijsko-se- nonijskega (Шђ sivega in temno sivega apnenca, tem pa plasti temno sivega apnenca z giropleurami, danijske starosti (K]). Paleocen, eocen Sem spadajo spodnjepaleocenski izPc^) kozinski apnenec s haracejami, zgornjepa- leocenski (Pc^) miliolidni apnenec, spodnjeeocenski in srednje-eocenski (E^) alveolin- ski apnenec, numulitni apnenec (Pc, E) in foraminiferni apnenec spodnjeeocenske (El) in srednjeeocenske {E2) starosti. Foraminiferni apnenci so debeloplastnati in sive barve. Splošni vpad plasti prevladuje proti severovzhodu v naklonih od 20° do 40°. Narinjeni so v smeri proti jugozahodu na srednjeeocenski fliš, tako da je izoblikova- na luskasta zgradba. Luske ter osi sinklinal in antiklinal se vlečejo v smeri SZ-JV. Apnenci so zelo zakraseli, na površini se pojavljajo škraplje in vrtače, pod površino pa kraške jame. Na dnu vrtač je apnenec prekrit s kraško ilovico. Nad slednjimi ležijo plasti laporja z globigerinami srednjeeocenske (spodnje lutecijske) ('£2) starosti, nad temi pa plasti menjavanja peščenjaka in laporja srednje serije eocenskih klastičnih kamnin (fliš). Fliš srednjeeocenske starosti je tanko ali debelo plastnat, ponekod prevladujejo plasti laporja, drugod peščenjaka ali apnenca. Generalni vpad flišnih plasti je proti severovzhodu pod nagibom od 20° do 30°. Kvartar Flišna pobočja so ponekod prekrita z glinasto-gruščnatimi nanosi s pobočij (Q2) debeline od enega do več metrov. Grušč je ponekod sprijet v pobočno brečo. Digitalna obdelava rastrskih posnetkov obravnavanega območja SI. 6 prikazuje izdelavo karte daljinskega zaznavanja za območje Črnega Kala in primerjavo rezultatov tega postopka z rezultati klasičnega geološkega kartiranja. Senčena polja ozančujejo izvedene korake na obravnavanem območju. Raztegovanje kontrasta Pri tej metodi se posnetkom umetno razširi številčni interval vrednosti celic. Za po- snetke območja Črnega Kala smo uporabili metodo histogramskega raztega, pri kateri se natančneje razdeli vrednosti, ki se večkrat pojavljajo na posnetku (območja večje koncentracije celic). Posledica tega postopka so večje razlike in poudarek kontrasta med celicami na posnetku. Metoda je zelo uporabna za določevanje in izločevanje obla- kov, ki predstavljajo oviro (s 1. kanalom), njihovih senc (s 4. in 5. kanalom) in za določi- tev gozdne površine (s 6. in 7. kanalom), služi pa le kot pomoč pri nadaljni obdelavi. Uporaba daljinskega zaznavanja 423 Sl. 6. Postopek izdelave karte daljinskega zaznavanja 424 Marko Komac & Mihael Ribičič Filtriranje Filtriranje je matematična operacija pri kateri pripišemo celici novo vrednost gle- de na vrednost sosednjih celic. Matriko, ki določa operacijo filtriranja premikamo preko posnetka, pri čemer vsakokrat posebej izračunamo novo vrednosti celici, ki se nahaja v središču matrike. Za dano območje smo izvedli postopek filtriranja v dveh korakih. S filtrom izbolj- šanja robov elementov, ki poudari linijske elemente in spremembe (meje) med objekti je bilo moč določiti ceste in železnico. Prelomi in prelomne cone so najbolje vidni na posnetku, ki je rezultat filtriranja osnovnega posnetka 2. kanala s filtrom d2fdxdy. Rezultati so prikazani na sl. 7. Sl. 7. Posnetek 2. kanala, filtriran s filtrom d2fdxdy, prekrit s prelomi (temnejše linije) Fig. 7. Image of band 2, filtered with d2fdxdy filter, and overlaid with faults (darker lines) Na posnetku je najjasneje vidna linearna infrastruktura. Območja oblakov in območja izven Slovenije so povsem brez struktur zaradi enotnih vrednosti celic, nji- hove meje pa so jasno določene. V JZ delu posnetka je moč opaziti večjo koncentraci- jo linij v dinarski smeri (SZ-JV). To območje sestavljajo večinoma klastične kamnine. Zelo opazen je prelom med klastiti in karbonati v osrednjem vrhnjem delu posnetka. Tu se poraja vprašanje, ali je ta linearna struktura posledica preloma ali pa je posle- Uporaba daljinskega zaznavanja___425 dica železnice, ki poteka skozi ta del območja. Širše gledano se na posnetku pojavlja- ta dve glavni smeri linearnih struktur, od SZ proti JV in NV proti JZ, kar se ujema z znanimi podatki o smereh pritiskov na obravnavanem območju. Drugi korak, kjer smo uporabili operacijo filtriranja po klasifikaciji, bomo obrav- navali v nadaljevanju prispevka. Barvne zloženke S kombiniranjem različnih osnovnih kanalov in primerjavo z vektoriziranimi po- datki stanja na tleh, smo ugotovili, da so najuporabnejše zloženke, ki jih med drugimi sestavlja osnovni posnetek 6. kanala, saj le-ta nosi največ uporabnih podatkov o in- frastrukturi, vegetaciji in geoloških podatkih. Med vsemi barvnimi zloženkami smo za zloženko iz posnetkov kanalov 2, 4 in 6 izbrali nadzirano klasifikacijo, za zloženko iz posnetkov kanalov 1, 2 in 7 pa nenadzirano klasifikacijo. Kostwinder (1995) ne uporablja posnetka 6. kanala pri sestavljanju barvnih zloženk, po drugi strani pa daje prednost vizualni selekciji barvnih zloženk pred sta- tistično selekcijo. Posnetek 6. kanala smo uporabili, ker smo dali večji pomen vizu- alni interpretaciji. Klasifikacija posnetkov Pri tem postopku digitalne obdelave podatkov smo izvedli oba načina klasifikaci- je, da bi določili ustreznejšega. Nenadzirana klasifikacija Nenadzirana klasifikacija je metoda pri kateri računalnik sam porazdeli celice s posnetka v razrede glede na njihove vrednosti. Namen prispevka je bil razlikovati med seboj karbonate. Mastite in gozd, zato smo se odločili za nenadzirano klasifika- cijo s 25 razredi. Kot že omenjeno, smo nenadzirano klasifikacijo izbrali za barvno zloženko posnetkov 1, 2 in 7. Po končani klasifikaciji smo 25 razredov združili v 8 ra- zredov; karbonate, klastite, gozd 1, gozd 2, travnik, oblaki, sence/gozd 2 in neznano (sl. 8). Porazdelitev razreda imenovanega „karbonati" se dobro ujema z litološko enoto foraminifernega apnenca. V SV delu posnetka je opazen kontakt med dolomitom in apnencem, kar pa je lahko tudi posledica gozdne meje. „Klastiti" se ponekod dobro ujemajo s talnimi podatki, drugod pa se sploh ne ujemajo. Bolj kot po barvi so klasti- ti opazni po razpršenem vzorcu, predvsem v JZ delu območja. Vegetacija je razdelje- na na štiri razrede, „gozd 1" prevladuje, „gozd 2" se pojavlja le ponekod in se večino- ma zdužuje s sencami v razred „sence/gozd 2" in travnik. Oblaki in meglice so zdru- ženi v razred „oblaki". 426 Marko Komac & Mihael Ribičič SI. 8. Nenadzorovano klasificirana barvna zloženka osnovnih posnetkov kanalov 1, 2 in 7, filtrirana z večinskim filtrom Fig. 8. Color composite of bands 1, 2 and 7, clssified with unsuprevised classification, filtered with the majority filter Nadzirana klasifikacija Pri nadzirani klasifikaciji uporabnik določi učne celice, ki predstavljajo reprezen- tativne vrednosti za posamezne razrede. Na podlagi teh nato računalnik razdeli osta- le celice v razrede, katerim so celice najboj podobne. Celice, ki niso podobne nobene- mu razredu so definirane kot neznane. Metodo nadzirane klasifikacijo smo izbrali za barvno zloženko osnovnih posnetkov kanalov 2, 4 in 6. Za vsak razred je bilo izbrano zadostno število učnih celic (minimalno lOn, kjer je n število osnovnih posnetkov v zloženki) (tabela 4). Tabela 4. Število učnih celic za posamezi razred Uporaba daljinskega zaznavanja 427 Sl. 9. Nadzorovano klasificirana barvna zloženka osnovnih posnetkov 2, 4 in 6 kanala, filtrirana z večinskim filtrom Fig. 9. Color composite of bands 2, 4 and 6, clssified with supervised classification, filtered with majority filter Rezultati nadzirane klasifikacije so prikazani na sliki 9. V SZ delu območja se ra- zred „karbonati" zelo dobro ujema podatki stanja na površini (sl. 5). Območje „kla- stitov", ki v osrednjem severnem delu območja ločuje karbonate, se prav tako dobro ujema z dejanskim stanjem na tleh, na drugih delih posnetka pa o ujemanju ne more- mo govoriti, ker je ta slaba ali pa je ni. Vegetacija se pri nadzirani klasifikaciji pojav- lja nekoliko drugače kot pri nenadzirani. Tu zasedata večje območje razreda „trav- nik" in „gozd 2", celic razreda „gozd 1" pa je manj. Oblaki in sence so locirani na istih mestih, kot pri nenadzirani klasifikaciji. Zanimivo je, da prav nobena celica ni bila klasificirana v razred „neznano". Postklasifikacijska poprava posnetkov Po izvedeni klasifikaciji celic na posnetku, smo dobljene posnetke (podobe) filtri- rali še z večinskim filtrom, ki ima velikost matrike 3x3 polja. Ta pripiše obravnavani (sredinski) celici večinsko vrednost (vrednost, ki se največkrat pojavlja) glede na vse celice v matriki. S to metodo se znebimo razpršenosti podatkov. Rezultata sta prika- zana na sl. 8 in 9. 428_Marko Komac & Mihael Ribičič Natančnost klasifikacij Da bi določili natančnost nadzirane in nenadzirane klasifikacije, smo prekrili do- bljene posnetke (podobe) s podatki dejanskega stanja na tleh. Natančnost nenadzira- ne klasifikacije po filtriranju z večinskim filtrom je bila za tri glavne razrede (karbo- nati, klastiti in gozd): NATnenadz - 56,5 %, natančnost podobe, dobljene z nadzirano klasifikacijo in filtrirane z večinskim fil- trom pa je bila: NATnadz - 65,2 %. Tu je potrebno poudariti, da je dejanska natančnost (natančnost za vse razrede) manjša. Zaključki Rezultati digitalne obdelave danega območja so pokazali: • da sta najuporabnejši barvni zloženki osnovnih posnetkov 1, 2 in 7 za nenedzira- no klsifikacijo in 2, 4 in 6 za nadzirano klasifikacijo, • da je uporaba posnetka kanala 6 dala nepričakovano dobre rezultate, • veliko uporabnost linearnih in večinskih filtrov. Kljub uporabi Landsat TM satelitskih posnetkov, ki imajo slabšo ločljivost (30 m), je naloga pokazala njihovo koristnost in uporabnost, ki lahko služi geologu pri njego- vem terenskem delu in sintezi prostorskih podatkov. Daljinsko zaznavanje je uporabno: • pri določanju lokacij izdankov in erozijskih con, kar je lahko v veliko pomoč geo- logu pri načrtovanju terenskega dela (gostota kartiranja ali vzorčevanja glede na zapletenost geologije), • pri določanju območij poraslih z vegetacijo, kjer je potrebno detajlnejše kartira- nje, • pri določanju glavnih tektonskih elementov (prelomov in narivov) z linijskimi fil- tri, • pri določanju možnih kontaktov med različnimi litološkimi členi, ki se razlikuje- jo v barvi, trdnosti in tipu vegetacijskega pokrova, • kot pomoč pri ugotavljanju dejanskih geoloških mej (redkeje)._______ V prihodnosti, ko bodo imeli posnetki s satelitov večjo ločljivost (1x1 m ali manj) in bodo metode digitalnih obdelav teh posnetkov ob uporabi nevronskih mrež in dru- gih analitičnih orodij natančnješe, bo uporabnost daljinskega zaznavanja še večja kot je danes. Uporaba daljinskega zaznavanja___429 The application of remote sensing - satellite imagery in engineering geology (study area of Črni Kal, Slovenia) Preface After some attempts were made several years ago, the majority of the Slovenian geologists came to the conclusion that our territory is geologically complex and over- grow^n with forest to the level that the use of remote sensing can not be useful. This belief almost stopped the progress in field of remote sensing (RS). Nowadays, it is ti- me to ruin this purposeless conviction. The improvement of modern photographic te- chniques, computer processing, GIS, AI, etc. gives us now new, very strong tools, that prove great applicability of remote sensing. The aim of this paper is therefore to do first step in this direction, and to show on practical case the usefulness of modern methods. For this intention we chose an area of Črni Kal in the Primorska Region, Slovenia. Remote sensing Main advantages of RS: • synoptic view of studied area - possibility to study different spatial features and their relationships • possibility to observe inaccessible areas • time savings • multidisciplinary applications • cost savings • development of remote sensing technologies enables improvements in accuracy Disadvantages of RS: • demands of users/customers are always one step ahead of RS technology - resolu- tion and wideness of provided data are always insufficient Study area Satellite images used in this paper were taken from platform Landsat 5 with the thermal mapper (TM). From the georeferenced mosaic of TM images of Slovenia, ta- ken in summer 1993, the study area of Črni Kal (fig. 4) was selected due to its relative rich geologic structure. Area consists of cretaceous carbonates (limestone and dolo- mite; right part of the image), paleocene limestones (centre of the image), and of cla- stites (lower left corner of the image). Since forest cover is an important obstacle in RS, it was included in the ground data image as well (fig. 5). Digital processing of raster images of the study area In the flowchart below (fig. 10) a process of producing and evaluating a map of Čr- ni Kal area is presented. Shaded fields represent steps that were made on the images of study area. 430 Marko Komac & Mihael Ribičič Fig. 10. Process of producing and evaluating a RS map of studied area Uporaba daljinskega zaznavanja___431 Stretching of contrast For the stretching process of the study area a method of histogram equalisation stretching was used, since it stretches the values depending on value concentration in primary image thus emphasising contrasts and differences in image. This was useful in the separation of clouds that represent obstacles (with band 1), with stretched bands 4 and 5 shadows from the clouds were defined, and with bands 6 and 7 forest cover was determined. This method was used solely as help for further image proces- sing. Fihering Filtering in two steps was performed. First filter functions to determine linear structures in the studied area were used. With filter edge enhancement (original minus Laplace -3x3 matrix) emphasising the entity edges, very good results in locating roads and railway were achieved. Faults and fault zones were better seen on image filtered with d2fdxdy filter (5x5 matrix - d^2 ... / dx dy). The results are shown in fig. 7. Linear infrastructure is clearly defined (most obvious linear entities). Areas of clo- uds and those outside of Slovenia are completely without structures because of the unique value of cells, but their margins are well defined. In the lower left corner of the image, a higher concentration of lines can be seen, that stretch in the Dinaridic direction (NW-SE). This area consists mainly of clastic rocks. In the middle upper part of the image, a fault on the contact of clastites and carbonates can be seen. Here, a question arises, whether this linear structure is a result of a railway that lies there, or it shows fault structure. Interpretation could also be that linear infrastructure ele- ments often run along fault zones. Wider approach shows that two main directions of linear structures are present in the image, NW-SE and NE-SW. This information co- incides with directions of major pressures in the studied region. Second step, which will be dealt with later in this paper, was using filtering after the classification. Colour composite With combining different bands and overlaying them with vectorized ground data it was established that colour composites that consist of band 6 carry most useful da- ta because they more clearly present infrastructure, vegetation and geological data, and hence they would be most suitable for further processing. Colour composites of bands 2, 4 and 6 for supervised, and colour composite of bands 1, 2 and 7 for unsu- pervised classification were chosen. Kostwinder (1995) does not use band 6 for colour composites, but on the other hand he thinks that the visual selection of colour composites is more important than the statistical selection. We used band 6 because we gave privilege to visual in- vterpre-tation. Major defectiveness of program package that we used was possibility of combining only three raster images or bands. 432 Marko Komac & Mihael Ribičič Classification of images In this step of digital image processing both methods of classification were perfor- med to define most appropriate procedure. Ч Unsupervised classification rj Since main purpose of this paper was to differentiate carbonates, clastites and fo- rest, it was decided that 25 classes would be sufficient for successful classification. The colour composite used for unsupervised classification was made of histogram stretched bands 1, 2 and 7. After classification, 25 primary classes were joined into 8 classes; Carbonates (red), Clastites (cyan), Forest 1 (light green), Forest 2 (dark gre- en). Meadow (meadow green), Clouds (yellow), Shadows / Forest 2 (black) and unde- fined (white) (Fig. 8). Distribution of class that was named „Carbonates" matches very well with litho- logical unit of foraminiferous limestone. In the upper right corner the contact of li- mestone and dolomite is visible though is possible that this difference derives from a forest boundary. „Clastites" match in some places with ground data, whilst in other parts of image they do not match at all. More than by their colour, the clastites can be detected by scattered pattern, which is seen in the lower left corner of the image. Vegetation is divided into four classes, „Forest 1" that prevails, „Forest 2" that is lo- cated only in some parts, and is often combined with shadows from the clouds, and „Meadow". Clouds and fogs are combined in class „Clouds". Supervised classification With supervised classification, user defines learning cells, which are then repre- sentative samples (numerical descriptions) for different classes. Computer than clas- sifies each cell into class that the cell is most similar to. Cells that do not match with any of the classes are valued as unidentified cells. For this type of classification the colour composite of bands 2, 4 and 6 was chosen. For each class a sufficient number (minimum lOn, where n is number of bands) of learning cells were selected (table 5). Table 5. Number of learning cells for each class Result of supervised classification is shown in fig. 9. In the upper left quarter of the image, „carbonates" match with real ground data. Area of „clastites" that divide carbonates in the middle upper part of the image match almost perfectly with the Uporaba daljinskega zaznavanja___433 ground data. In the other locations, „clastites" match poorly v^ith ground data, if at all. Vegetation is arranged differently than with unsupervised classification. Here more „meadow" and „forest 2" is present, on account of „forest 1". Shadows and clo- uds are located on same spots, like with unsupervised classification. It is interesting, that not one cell was classified as undefined. Postclassification correction of data '... ; 111 After classification was done, filtering with the majority filter was applied onto classified images. The majority filter (3x3 matrix) selects the predominant (most fre- quently occurring) value or class for each cell from the surrounding cells and assigns that cell into the predominant class. The results are fig. 4 and 5. ' ' Accuracy of classification To get accuracy of unsupervised and supervised classifications, the resulted images had to be overlaid with real ground data. Accuracy of unsupervised classification for three major classes after filtering with the majority filter was: ACC,„,,p = 56,5%, Accuracy for the image produced with supervised classification after filtering with the majority filter was: АССз^р - 65,2%. It has to be stressed out at this point, that the actual accuracy (for all classes) is lower Conclusions Results of digital image processing of the study area have shown that: • the most appropriate colour composite for supervised classification was that of 2nd^ 4th gth band, and for unsupervised classification that of 1'', 2"'^ and band, • band 6 showed unpredictably good results, • great usefulness of linear and majority filters. Tests of applicability of RS on area of Črni Kal, despite the use of TM images that can provide us with only coarse data, have shown some results, which are useful for geologist in his filed work and for synthesis of spatial information. RS is useful for: • determination of bare rock sites and erosion zones, which enables better plan- ning of field work (density of mapping due to complexity of geology), • determination of areas covered with vegetation, where more detailed mapping in necessary, • defining general tectonic elements (faults and thrusts) with linear filter. 434_Marko Komac & Mihael Ribičič • determination of probable contacts between different lithological types that dif- fer in colour, solidness and types of vegetation cover / hi; • assistance at establishing actual geologic boundaries (seldom mapping). л ■I i In the future, when satellites with accuracy of 1x1 m will be launched, and with use of better digital image processing software and other analytical tools as neural net- works, etc., the applicability of RS will surely be improved. If we compare results with classification with seven bands (Hafner&Komac, 1998), the conclusion is that higher number of used bands and application of neural network technology give better results, even if only for few percents. It is not neces- sary to emphasise how important each percent is when dealing with accuracy. Literatura/References Christensen, ER., K i e f e r, H. H., C h a s e, S. C. & L a p o r t e, D. D. 1986: A thermal emission spectrometer for identification of surface composition from earth orbit. Commercial applications and scientific research requirements for thermal infrared observations of terrestri- al surfaces. - NASA-EOSAT Joint Report, 119-132, Washington. Gonzales, R.C. & Woods, R.E. 1993: Digital image processing. - Addison- Weslwyg Publishing Company, 716 p., Detroit. Gupta, R.P. 1991: Remote sensing geology. - Springer Verlag, 356 p., Berlin. Kostwinder, H. 1995: Introduction to image enhancement. - International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences, 4/1 - 4/13, Enschede. L i 11 e s a n d, T.M. & Kiefer, R.W. 1994: Remote sensing and image interpretation. - John Wiley & Sons, 750 p.. New York. P 1 e n i č a r, M., P o 1 š a k, A. & Š i k i č, D. 1965: Osnovna geološka karta SFRJ Trst 100.000 (Geological map of SFRJ Trieste 1:100.000). - Zvezni geološki zavod, Beograd. P 1 e n i č a r. M., P o 1 š a k, A. & Š i k i č, D. 1965: Tolmač lista Trst. Osnovna geološka kar- ta SFRJ 1:100.000 (Explanatory text for sheet Trieste. Geological map of SFRJ 1:100.000). - Zvezni geološki zavod, 68 p., Beograd. Reeves, R.G. 1968: Introduction to electromagnetic remote sensing with emphasis on ap- plications to geology and hydrology. - Am. Geol. Inst., Washington. S a b i n s, F.F. JR. 1987: Remote sensing principles and interpretation, 2nd ed. - Freeman and Company, New York, 449 p.. New York. V i c k e r s, R.S. & Lyon, R.J.P. 1967: Infrared sensing from spacecraft - a geological inter- pretation. - Proc. Thermophysics Spec. Conf., Am. Inst. Aeronautics Astronautics, 67-284, Wa- shington. Zavod republike Slovenije za statistiko 1993: Georeferencirani mozaik Slovenije izdelan iz podatkov satelita Landsat - TM (Georeferenced mosaic of Slovenia produ- ced from LANDSAT-TM data). - 314,4 MB, Ljubljana. GEOLOGIJA 41, 435-475 (1998), Ljubljana 1999 _,__________......____ Klasifikacija satelitskih posnetkov z metodami umetne inteligence Satellite image classification with artificial intelligence methods Janez Hafner Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, SI-1000 Ljubljana, Slovenija, Email:janez.hafner@geo-zs.si Ključne besede: digitalna obdelava podob, daljinsko zaznavanje, statistika, kla- sifikacija, umetna inteligenca, umetne nevronske mreže Key words: image processing, remote sensing, statistics, classification, artificial intelligence, artificial neural networks Povzetek Namen tega članka je predstaviti osnove obdelave satelitskih posnetkov, še zlasti njihove klasifikacije. V zvezi s tem je bila izvedena litološka klasifikacija širšega območja Kopra in Kozine. Standardne klasifikacijske metode, ki temeljijo na stati- stičnih načelih, se mnogokrat izkažejo za prešibke. Zato se strokovnjaki, ki se ukvarjajo z obdelavo digitalnih podob, trudijo osvojiti nove metode, ki bi jih pripe- ljale do uporabnejših rezultatov. Na tem mestu je potrebno poudariti, da metode opisane v tem članku niso uporabne le za interpretacijo satelitskih posnetkov am- pak se lahko uporabljajo tudi nad katerikoli drugimi prostorskimi podatki (geofizi- kalnimi, geokemičnimi ...). Ena od vej, ki na nov način poiskuša reševati klasifika- cijsko vprašanje so tudi umetne nevronske mreže (UNN). V članku je predstavljena tehnika strojnega učenja, ki kombinira nenadzorovano (ang. Self Organisig Maps - SOM) in nadzorovano učenje (ang. backpropagation - BPG). Primerjava s standar- dnim pristopom je pokazala, da uporaba umetnih nevronskih mrež mnogokrat boljše rešuje klasifikacijske probleme. Izkazalo se je, da je končna natančnost odvi- sna predvsem od števila razredov in njihove linearne ločljivosti. Z uporabo umetnih nevronskih mrež se odpirajo nove interpretativne možnosti. V učni proces lahko do- datno uvedemo X in Y koordinati, kar pri standardnih metodah zaradi njihovih omejenih sposobnostih pri razdelivi multivariatnega prostora vhodnih podatkov ni smiselno. Abstract The scope of this article is to acquaint Slovene geologic public with rudiments of image processing of satellite data and especially with classification issue. These me- thods are not useful only with remotely sensed data hut can be also used with any other kind of spatial data (geophysical, geochemical Ö). Standard classification me- thods based on statistical principles do not always give satisfactory results. There- fore a variety of new approaches are being tested in order to achieve better accu- racy. One of the most promising fields is artificial intelligence where artificial neu- ral networks (ANN) have proven to be useful. In this article two methods have been 436_Janez Hafner tested, unsupervised learning with Self Organising Maps and supervised learning with backpropagation network. In comparison with standard approach better re- suits were gained especially in more complicated cases where classes are not line- arly separable. One of the advantages of ANN is that X and Y coordinates can be incorporated in learning process. In this way much better accuracy is achieved. This kind of model has ability to favour certain classes according to spatial position of ; J input data, but has disadvantage of not being the general model. It is strictly apli- cable only to examined area. Uvod Članek obravnava interpretacijo podatkov pridobljenih z metodami daljinskega zaznavanja (ang. remote sensing), njihovo uporabo v geologiji in perspektive, ki se odpirajo na tem področju. Poseben poudarek je dan naprednim klasifikacijskim me- todam večspektralnih satelitskih posnetkov. Uporaba satelitskih posnetkov se je zlasti razmahnila po letu 1972 z lansiranjem satelita Landsat, ki je začel zbirati velike količine komercialnih satelitskih posnet- kov. Za vsak košček zemlje velikosti 57 x 79 metrov je satelit vsakih 18 dni izmeril elektromagnetno sevanje v štirih različnih pasovih valovne dolžine. Sledila je cela vr- sta satelitov, ki so sistematično zbirali podatke o zemeljskem površju. Količine po- datkov pridobljene na ta način so tako velike, da jih ni mogoče obdelati drugače kot z uporabo računalniških metod. Trdimo lahko, da je pojav satelitskih posnetkov po- vzročil hiter razvoj tehnik računalniške obdelave podob (ang. image processing). V zadnjih nekaj letih razvoj na tem področju poteka v smeri iskanja novih metod, ki naj bi v bodočnosti nadomestile v tem trenutku standardni pristop z uporabo statističnih klasifikatorjev. Kot uporabne so se pokazale metode umetne inteligence, še zlasti uporaba umetnih nevronskih mrež in mehke logike. V nadaljevanju je izvedena klasi- fikacija satelitskega posnetka širšega območja Kopra in Kozine s standardnimi kla- sterskimi metodami in z uporabo posebne nevronske mreže - Samo Organizirajoče Matrike (SOM) ter njeno nadgradnjo z uporabo gradientnih algoritmov - FMC (Fea- ture Map Classifier). Digitalna obdelava podob Digitalna obdelava satelitskih posnetkov se šteje za enega najpomembnejših delov obdelave podob (ang. image processing). Te metode so zadosti univerzalne, da lahko z računanikom obdelamo praktično katerokoli podobo - od fotografij, posnetih iz zra- ka do geofizikalnih podatkov (K v a m m e et al., 1997). Digitalno podobo si matema- tično lahko predstavljamo kot funkcijo /(x, y). To pomeni, da je barva (ali osvetlitev) rasterske celice funkcija njenega položaja (x, y). V nadaljevanju so vse podobe obra- vanavane v sivih odtenkih - barvne slike so namreč le združba treh osnovnih barv (rdeča, zelena, modra) in jih zato lahko obdelujemo enako kot sivinske. Digitalna po- doba je rezultat vzorčenja in kvantiziranja nekega objekta ali njegove podobe. V po- stopku kvantiziranja vsaki točki rastra dodelimo določeno število, ki kot sivi odtenek predstavlja osvetlitev te točke. V večini primerov je opisu namenjen en podatkovni bajt, kar pomeni, da v tem primeru dobimo na voljo 256 različnih vrednosti osvetli- tve. V primeru Landsat-5 (TM skener) posnetka, to pomeni, da je vsaka celica veliko- sti 30 krat 30 metrov predstavljena z nizom sedmih sivih vrednosti od O do 255. Te- matski kartograf (TM - Thematic Mapper) je predelan multispektralni skener druge Kvalifikacija satelitskih posnetkov_437 generacije, ki deluje v sedmih območjih elektromagnetenega spektra, med 0.45 џт in 12.5 |im. Razen šestega kanala, ki ima ločljivost 120 metrov, je ločljivost vseh kanalov enaka 30 metrov. V geologiji sta se kot uporabna izkazala zlasti kanala 5 in 7, ki predstavljata sevanje v srednjem IR (infra rdečem) območju. V grobem lahko obdelavo podob delimo v tri sklope: • pred obdelava; Ta faza vsebuje odstranitev šuma, geometrično in radiometrično korekcijo. Sem spadajo zlasti korekcije napak nastalih zaradi napak v delovanju senzorjev, atmosferskih efektov in ukrivljenosti zemeljskega površja. Ponavadi večino dela opravi že distributer podatkov. • izboljšave; V ta sklop spada množica metod za raztegovanje, filtriranje in trans- formacijo podatkov z namenom izboljšati kontraste preiskovanih objektov. • klasifikacija; Namen klasifikacije je avtomatična uvrstitev celic večspektralnega satelitskega posnetka v razrede. Za osnovo pri tem služijo sivinske vrednosti za posamezne celice. Osnove klasifikacije V osnovi ločimo dva tipa klasificiranja: nadzorovani in nenadzorovani. Pri nadzo- rovanem načinu v klasifikacijski način vstopa poleg vhodnih podatkov tudi pravilna razvrstitev v razrede medtem, ko pri nenadzorovanem načinu algoritem samostojno sklepa na podobnost med vhodnimi podatki. Za boljše razumevanje procesa razvrščanja opazovanj v prostoru si oglejmo proces klasifikacije iz nekoliko drugačnega zornega kota (B r a t k o et al, 1998). Vzemimo, da se nek pojav v prostoru U obnaša po zakonitosti C. Zakonitost C predstavlja torej podmnožico v prostoru U C: Cc U. Naš cilj je izdelati hipotezo C, ki za vse objekte (opazovanja) X iz prostora U pra- vilno ugotovi ali so ali niso del podmnožice, ki jo definira C. Pri tem je napaka hipo- teze enaka (C-C')u (C-C), delež pravilno klasificiranih objektov pa je enak I U-(C-C')-(C'-Cl I lui Hipotezo C lahko izrazimo na vrsto različnih načinov. Tako je na primer v eksper- tnih sistemih hipoteza C predstavljena v obliki .^pravil: If spremenljivka 1 ' Nevron kot preklopni element ;i> ;:: Analogijo biološkemu nevronu v teoriji umetnih nevronskih mrež predstavlja ume- tna nevronska celica (v nadaljevanju nevron), ki je osnovni gradnik zveznih modelov. Delovanje nevrona (glej sliko 10) poteka tako, da vsak nevron glede na prispele im- pulze izračuna svojo izhodno vrednost - aktivacijo in jo posreduje naslednjem nevro- nu. Praviloma vsi nevroni uporabljajo enake algoritme za računanje svoje aktivacije. Vstopni podatki so aktivacije spodaj ležečih nevronov in njihove uteži, kjer oznaka w,j predstavlja utež od nevrona u, proti nevronu Uj. V i-tem nevronu se aktivacija w, izračuna na naslednji način (Gallant, 1993): 1. Nevron najprej izračuna obteženo vsoto aktivacij iz direktno povezanih spodaj ležečih nevronov: 2. V naslednjem koraku s pomočjo preklopne funkcije izračuna aktivacijo SI. 10. Umetni nevron - preklopna celica (Gallant, 1993) Kvalifikacija satelitskih posnetkov 457 V nadaljevanju sta na kratko opisana dva modela nevronskih mrež, ki skupno tvo- rita FMC (ang. Feature Map Classifier) mrežo: BPG in SOM. ' BPG (ang. BackPropagation) - BPG nevronska mreža je verjetno v tem trenutku najbolj razširjena, najlažje ra- zumljiva in najbolj pogosto uporabljena nevronska mreža za reševanju klasifikacij- skih problemov. Bistvo BPG mreže je njena večnivojska struktura in sistem učenja, razvit ter izpopolnjen v sedemdesetih in osemdesetih letih (Werbos, 1976, Mc Clelland inRumelhart, 1986 ter Parker, 1985). Nevroni so organizirani v večih nivojih (glej sliko 11), tako da signal potuje od spodnjega nivoja proti zgornje- mu. Prvi nivo imenujemo tudi vhodni nivo. Vanj vstopajo vhodni podatki. V primeru klasifikacije satelitskega posnetka ga sestavlja 7 nevronov (za 7 spektralnih kanalov). Klasifikacija poteka na nmaslednji način. Signal se iz vhodnega nivoja preko ob- teženih povezav med nevroni prenese na višje ležeče skrite nivoje vse dokler ne do- seže zadnjega izhodnega nivoja, ki predstavlja ciljne klasifikacijske razrede. Vsak od nevronov v tem razredu predstavlja po en razred. Ko signal doseže izhodni nivo, se v njem izračunajo obtežene vsote. Nevron z največjo obteženo vsoto je proglašen za zmagovalca, kar pomeni, da se vhodnim podatkom pripiše razred, ki ga ta nevron predstavlja. Izhodni nivo Skriti nivoji...... Prvi skriti nivo Vhodni nivo Sl. 11. Večnivojska nevronska mreža 458 Janez Hafner BPG mreža je svoje ime dobila po nadzorovanem načinu učenja, ki poteka v dveh korakih. V prvem koraku signal potuje preko celotne mreže do izhodnega nivoja. V izhodnem nivoju se dobljeni rezultat primerja z že prej znanim pravilnim rezultatom. Na ta način se izračuna napaka mreže. V drugem koraku napaka potuje navzdol po mreži, od izhodnega proti vhodnemu nivoju. Za vsako povezavo (utež) med nevroni se najprej izračuna njen prispevek k napaki ter nato utež premakne v smeri zmanjšanja skupna napake. Proces učenja je iterativen in poteka dokler se napaka ne ustali ñ se z nadaljnim učenjem ne zmanjšuje več. Matematično ozadje je dokaj zapleteno in presega okvire tega članka. Zato svetu- jem bralcu, ki ga področje bolj zanima, da si ogleda strokovno literaturo (Gallant, 1993). SOM - Samo Organizirajoče Matrike n V prejšnjem poglavju je opisana tipična metoda za nadzorovanega učenja, ki zah- teva, da v procesu učenja mreži skupaj z vhodnimi podatki predstavimo tudi pravilne rezultate. Poleg takih metod so se zelo uveljavili tudi postopki nenadzorovanega učenja, ki med seboj združujejo podatke glede na njihovo podobnost. Izjemno zani- mivo področje samoorganiziranja pri nevronskih mrežah je prvi načel Kohonen (K o h o n e n , 1984), ki ni le razvil ustrezne teorije ampak jo je tudi na široko uvelja- vil in vpeljal v reševanje praktičnih problemov. Kadarkoli upravljamo z večdimenzionalnimi podatki, se vedno zastavlja vprašanje njihove najboljše predstavitve. S teorijo SOM (ang. Self Organising Maps) je Koho- nen razvil učinkovit sistem predstavitve podatkov v dvodimenzionalnem (lahko tudi več-dimenzionalnem) prostoru. SOM mreža je sestavljena le iz dveh nevronskih nivo- jev, vhodnega in Kohonenovega (izhodnega) nivoja, kjer nevroni Kohonenovega nivo- ja tvorijo dvodimenzionalno matriko (glej sliko 12). Na ta način lahko vsakemu nev- Kvalifikacija satelitskih posnetkov__^__459 ronu Kohonenovega nivoja določimo njegove sosede. V fazi učenja se uteži med obe- ma nivojema samo organizirajo tako, da podobni vhodni podatki aktivirajo bližnje ležeče izhodne nevrone. S tem je doseženo, da razdalja med nevroni predstavlja mero za podobnost. Zgled za tako strukturo najdemo v možganih sesalcev, kjer dražljaji bližnjih točk na telesu sprožajo tudi bližnje nevronske celice v možganih. Moč SOM je v sposobnosti hitrega organiziranja velikega števila podatkov v n-di- menzionalno matriko. To je v bistvu nelinearna projekcija verjetnostne gostotne funkcije visoko-dimenzijskih podatkov v dvo ali več dimenzionalni prostor (K o h o - n e n et al., 1995). Na ta način lahko učinkovito preučujemo strukturo vhodnih po- datkov in ugotavljamo relacije med njimi. Če primerjamo to metodo s klasičnimi sta- tističnimi clustreskimi metodami, je njena glavna prednost v nelinearnosti projekcije. V procesu samoorganiziranja je včasih zaželjeno, da vhodne vektorje povežemo z že znanimi končnimi rezultati (klasifikacija) podobno kot to dela BPG mreža. V ta- kem primeru se SOM razširi z dodatnim izhodnim nivojem. Uteži med Kohonenovim nivojem in izhodnim nivojem nato določimo z BPG pravilom. Na ta način dobimo FMC (Feature Map Classifier) nevronsko mrežo. Prednosti in slabosti umetnih nevronskih mrež Delo z umetnimi nevronskimi mrežami lahko pod pogojem, da nam je dostopna ustrezna programska oprema, izpade dokaj enostavno - podatki se vstavijo v mrežo, požene se učni proces in počaka na rezultat. Vendar pa v praksi resničnost izgleda povsem drugače. Kdor želi dobiti dobre rezultate, to je rezultate, ki so boljši ali vsaj enaki od tistih pridobljenih s standardnimi statističnimi metodami, mora k delu pri- stopiti na resen način. Umetne nevronske mreže, tako kot vsaka druga znanstvena metoda, lahko dajo dobre rezultate, kakšni pa ti bodo je odvisno predvsem od izbora metode ter od načina uporabe. Danes v svetu obstaja široka paleta različnih nevron- skih mrež - razvoj se odvija s tako naglico, da se vsako leto pojavi nekaj novih mode- lov. Vsak od njih vsebuje svoje posebne značilnosti, ki ga razlikujejo od ostalih. Izbor metode je odvisen predvsem od vrste problema ter od strukture vhodnih podatkov. Vsaka metoda nadalje predstavlja nepregledno množico različnih variant. Z izborom števila nevronskih nivojev, povezav med njimi, števila nevronov v posameznih nivo- jih, pragovnih funkcij, učilnih algoritmov, Ö, doseže število možnih kombinacij ne- sluteno razsežnost. Trenutno še ni razvite metodologije za pravilno določitev prej omenjenih parametrov. Uporabnik je zato prepuščen samemu sebi, da z uporabo in- tuicije in s čim večjim številom poiskusnih mrež najde optimalno rešitev. Vendar pa se tudi v primeru, da je izbrana metoda optimalna in je mreža pravilno zgrajena lah- ko zgodi, da bo končni rezultat slabši od naših pričakovanj. Predvsem v primerih, ko rešujemo linearne oziroma skoraj linearne pojave, se izkaže, da se z uporabo umetnih nevronskih mrež v najboljšem primeru lahko le približamo statističnim rešitvam. Za- radi vsega prej naštetega je za uporabnika zelo pomembmno, da se zaveda tako pre- dnosti, kot tudi slabosti umetnih nevronskih mrež. 460 /i Janez Hafner Prednosti Umetne nevronske mreže odlikujejo predvsem naslednje lastnosti: • Sposobne so se učiti iz podatkov. Tudi v primerih, ko nam ni dostopno znanje o za- konitostih, ki vplivajo na nek pojav, lahko z uporabo nevronskih mrež uspešno mo- deliramo njegovo delovanje. • Rešitve pridobljene na tak način so nelinearne. • Vsebujejo prirojeno sosobnost posploševanja. • Odlično rešuje težave, ki pri statističnih metodah lahko nastanejo zaradi medse- bojne odvisnosti vhodnih spremenljivk. • Zaradi velike sposobnosti posploševanja zelo dobro rešujejo težave, ki nastanejo zaradi šuma v vhodnih podatkih. • Tudi v primerih, ko v mrežo vstopajo le delni vhodni podatki, torej ko del podat- kov manjka, so nevronske mreže zaradi razpršenega zapisa znanja v utežeh sposo- bne izdelati relativno dobre rešitve. To pomeni, da so sposobne sklepati, kakšen naj bi bil manjkajoči del podatkov. • Ko je mreža enkrat naučena, lahko z njo zelo hitro obdelujemo podatke. Slabosti Ob vsestranski uporabnosti se je potrebno zavedati tudi slabih strani nevronskih mrež. Mnoge od njih so bile omenjene že v prejšnjih poglavjih, kljub temu pa je dobro če si jih na tem mestu še enkrat ogledamo v združeni obliki. Z vsakodnevnim razvo- jem sicer prihajajo nove in nove rešitve, vendar so uporabniki trenutno še vedno soočeni z naslednjimi slabostmi: • Za uspešno učenje potrebujemo veliko število kvalitetnih vhodnih podatkov. V pri- meru, da podatki niso kvalitetni, je taka tudi rešitev (ang. garbage in - garbage out). • Iskanje optimalne nevronske mreže ter njeno učenje je lahko zelo dolgotrajen pro- ces. • Razen ART druge nevronske mreže ne rešujejo problema hkratnega pomnenja no- vih in ohranjanja starih vzorcev. Zato je zelo pomembno, da so vhodni podatki pravilno strukturirani - v primeru klasifikacijskih nevronskih mrež morajo biti v vhodnih podatkih vsi razredi enako zastopani. • Pri gradientnih učilnih algoritmih se pojavlja problem lokalnih minimumov. • Rešitve, ki jih pridobimo, so ponavadi nejasne. V večini primerov je nemogoče ugotoviti kakšne so zakonitosti, ki privedejo sistem do pravilnega delovanja. V li- teraturi pogosto nevronske mreže primerjajo s črno skrinjico - na eni strani podat- ki vstopajo, na drugi izstopajo, kakšni so notranji mehanizmi pa ostaja očem skri- to. Iz tega sledi, da moramo biti zelo previdni pri izboru metode s katero želimo in- terpretirati podatke. Vnaprej moramo določiti namen našega dela. Če želimo le po- staviti nek model, ki bo pravilno deloval in nas mehanizmi ne zanimajo, so nev- ronske mreže vsekakor priporočljive. Nasprotno pa v primeru, ko želimo analizira- ti postopke in dognati zakonitosti, nevronske mreže le redkokdaj pridejo v poštev. • Težave zaradi »pretreniranosti«. Cilj procesa učenja je doseči čim boljše prilagaja- nje učnim podatkom. S spreminjanjem uteži v mreži skušamo delovanje modela privesti do čim manjše napake. Seveda pa je glavni cilj izdelati model, ki ne bo de- loval le na učnih podatkih ampak se bo enako dobro obnesel tudi na katerikoli Kvalifikacija satelitskih posnetkov 461 drugih podatkih. Zato je potrebno v postopku učenja neprenehoma izvajati tudi postopke testiranja. V ta namen je potrebno uporabiti testne podatke, ki niso ena- ki učnim. Preučevanje napake (glej sliko 13) kaže na to, da se ta za učne in testne podatke ne zmanjšuje enako hitro. V neki točki pa se napaka na testnih podatkih začne povečevati kljub temu, da se nad učnimi podatki še naprej zmanjšuje. V tej prevojni točki je dosežen trenutek, ko rečemo, da je od tu naprej mreža »pretreni- rana«. Predolg proces učenja vodi v efekt slabega posploševanja. Z drugimi bese- dami lahko rečemo, da je mreža izgubila sposobnost posploševanja, pričel pa se je proces memoriranja učnih podatkov. S tem se v utežeh v bistvu zapisuje vsak učni podatek posebej, hkrati s tem pa se izgublja sposobnost uspešne obdelave doslej še neznanih podatkov. Učenje je potrebno v prevojni točki prekiniti. Načeloma bi na- pako nad učnimi podatki lahko poljubno zmanjšali z povečevanjem števila nevro- nov, vendar pa bi hkrati s tem izgubili sposobnost posploševanja. Sl. 13. Napaka na učnih in testnih podatkih ni enaka Klasifikacija satelitskega posnetka z uporabo FMC V nadaljevanju sledi prikaz klasifikacije z FMC (ang. Feature Map Classifier). To je metoda, ki kombinira nenadzorovano učenje SOM in nadzorovano učenje po meto- di BPG. Uporabljena mreža je bila sestavljena iz: • vhodnega nivoja nevronov, ki vsebuje sedem vhodnih nevronov od katerih vsak predstavlja po en kanal Landsat TM posnetka. • SOM nivo oziroma Kohonenov nivo sestavlja matriko 20 * 20 nevronov, kar pome- ni, da je sestavljen iz 400 nevronov. • Izhodni nivo nevronov je bil odvisno od primera (števila razredov) sestavljen iz 16, 9 in 5 izhodnih nevronov od katerih vsak predstavlja po en razred. Učenje je potekalo v dveh korakih. V prvem je bil izveden nenadzorovani del učenja, v katerem so se določile uteži med vhodnim in Kohonenovim nivojem. S tem se je izvedla samo-organizacija matrike. To pomeni, da bližnji nevroni zmagujejo 462_Janez Hafner (vsota vseh prispevkov iz vhodnega nivoja je najvišja) kadar so si vhodni podatki po- dobni. V drugi fazi učenja uteži Kohonenovega nivoja mirujejo, nadzorovano učenje pa po BPG metodi poteka med Kohonenovim in izhodnim nivojem. Za učenje in testi- ranje sta bili izdelani dve datoteki s po 4000 vhodnih in izhodnih podatkov v vsaki. Učenje je potekalo tako, da je v vsakem iteracijskem koraku v učni proces vstopilo 200 naključno izbranih vektorjev (vhodnih podatkov) in njim pripadajočih razredov. Na tej osnovi je bila izračunana napaka, utežni vektorji pa so se za majhen delež pre- maknili v smeri največjega zmanjšanja napake. Za uspešno organiziranje SOM nivoja je bilo potrebnih 80000 iteracij, učenje izhodnega nivoja pa je v odvisnosti od števila izhodnih razredov nihalo od 250000 za 16 razredov do 150000 za 5 razredov. Pri večjem številu iteracijskih korakov so se že pokazali prvi znaki »pretreniranosti«. Klasifikacija -16 razredov Začetna klasifikacija je bila izvršena nad vsemi 16 izhodiščnimi razredi: 1. Q melišča in pobočni grušč 2. Q aluvij 3. Q morski sedimenti 4. 'E^ fhš 5. lapor „, v: 6. Pc, E alveolinski in numulitni apnenec 7. Рсг miliolidni apnenec 8.2PC1 kozinski skladi 9. K,Pc apnenec z giropleurami 10. črni ploščasti apnenec ; 11. K| rudistni apnenec 12. IC/ apnenci z radioliti 13. KI apnenec 14. KY rudistni apnenec z vložki dolomita 15. Kl 2 dolomit, breča in apnenec 16. Kl 2 pretežno dolomit Rezultati dobljeni z uporabo FMC so zanimivi iz dveh zornih kotov. Po eni strani si lahko ogledamo natančnost klasifikacije, po drugi strani pa so še zlasti zanimivi re- zultati nenadzorovane faze učenja - samoorganizacije nevronov v Kohonenovem ni- voju. Ti predstavljajo dvodomenzionalno karto (v tem primeru razsežnosti 20*20), kjer je vsakemu nevronu predpisana pripadnost v določeni razred. Na ta način za vsak razred dobimo SOM karto, kjer s temnejšo barvo označimo nevrone, ki bolj po- gosto zmagujejo (imajo višjo vsoto vseh prispevkov iz vhodnega nivoja) in obratno s svetlejšo barvo označimo nevrone, ki ne izkazujejo pripadnosti k razredu. Pri lito- loški klasifikaciji v 16 razredov dobimo 16 SOM kart - za vsak razred po eno, kjer lahko glede na podobnost pojavljanja preučujemo podobnost oziroma razliko med ra- zredi. Take karte so zlasti uporabne pri umetno postavljenih kategorizacijah (npr razdelitev terena glede na stabilnost), kjer je na ta način možno odpraviti slabosti v klasifikaciji, oziroma na novo postaviti razrede, ki so med seboj bolje ločljivi. V pri- meru litološke klasifikacije temu ni tako, saj so razredi že vnaprej trdno določeni gle- Kvalifikacija satelitskih posnetkov____463 de na geološko podlago (karto). Iz slike 14 je razvidno, da so zares dobro diferenciirani le morski sedimenti, lapor in Ki 2 dolomit, breča in apnenec, medtem ko ostali razredi pokrivajo podoben prostor oziroma niso lahko ločljivi med sabo. Kljub vsemu se da ugotoviti, da nadaljnje združevanje razredov lahko poteka po enakem postopku kot pri delu s standardnimi metodami: • R6, R7,R8,R9,RllinR13 • R5inR12 • R2 in R4 464 Janez Hafner Sl. 14. SOM karte za 16 razredov Kvalifikacija satelitskih posnetkov 465 Nekoliko vprašljivo je le združevanje razredov R5 in R12, saj bi razred R12 veliko lažje uvrstili v razred, ki združuje razrede R6, R7, R8, R9, Ril in R13. Zaradi primer- ljivosti s standardnimi metodami je bilo v nadaljevanju izvedeno prvotno zastavljeno združevanje razredov. Po zaključku nenadzorovane faze učenja, torej ko je SOM nivo že naučen in so uteži do vhodnega nivoja določene, je bila izvedena še nadzorovana faza učenja po metodi BPG. Za uspešno izvedeno učenje je bilo potrebnih še 250.000 učnih iteracij. Na ta način je bil izdelan FMC klasifikator za 16 razredov V nadaljevanju je bila nad satelitskim posnetkom obravnavanega področja z uporabo FMC klasifikator j a izde- lana klasifikacija. Rezultati so podani v tabelah 10 in 11 in na sliki 15. Tabela 10. Pravilnost klasifikacije z FMC metodo za 16 razredov 466 Janez Hafner SI. 15. Rezultat FMC klasifikacije za 16 razredov (zgoraj) in enaka klasifikacija z uporabo X in Y koordinat (spodaj) Kvalifikacija satelitskih posnetkov 467 Tabela 11. Klasifikacijska tabela za FMC klasifikacijo v 16 razredov Klasifikacija - 9 razredov Klasifikacija za 9 razredov je zaradi lažje primerljivosti z statističnimi metodami potekala nad istimi devetimi razredi kot v poglavju o klasifikaciji s standardnimi metodami. Ciljni razredi so torej: 1. Q melišča in pobočni grušč 2. Q aluvij + -'E^ fliš 3. Q morski sedimenti 4. ^-E., lapor + K;'apnenec z radioliti 5. Pc,E alveolinski in numulitni apnenec + Pc¿ miliolidni apnenec + ¿Pci kozinski skladi + K, P C apnenec z giropleurami + K¡ rudistni apnenec + K¡ apnenec 6. KI črni ploščasti apnenci 7. K;'^ rudistni apnenec z vložki dolomita 8. K, 2 dolomit, breča in apnenec 9. Kl 2 pretežno dolomit FMC klasifikacija za 9 razredov je potekala na enak način kot pri razvrščanju v 16 razredov, le da je izhodni nevronski nivo vseboval le 9 nevronov. Rezultati so podani v tabelah 12 in 13 ter na sliki 16. 468 Janez Hafner Tabela 12. Natančnost za FMC klasifikacijo z 9 razredi Tabela 13. Klasifikacijska matrika za FMC z 9 razredi Kvalifikacija satelitskih posnetkov 469 Sl. 16. Rezultat FMC klasifikacije za 9 razredov (zg.) in enaka klasifikacija z uporabo X in Y _ koordinat (sp.) 470 Janez Hafner Klasifikacija - 5 razredov V zadnjem primeru klasifikacije z FMC je v proces učenja vstopilo pet razre- 1. Q melišča in pobočni grušč + Q aluvij + fliš 2. Q morski sedimenti 3. '^Eglapor + Kl'' apnenec z radioliti + Pc,E alveolinski in numulitni apnenec + РСз miliolidni apnenec + ¿Pc^ kozinski skladi + K,Pc apnenec z giropleurami + K2 ru- distni apnenec + KI apnenec + K¡ črni ploščasti apnenec + K/ rudistni apnenec z vložki dolomita 4. K, 2 dolomit, breča in apnenec < 5. Ki.2 pretežno dolomit dov:FMC klasifikacija za 9 razredov je potekala na enak način kot pri razvrščanju v 9 in 16 razredov, le da je izhodni nevronski nivo vseboval le 5 nevronov. Rezultati so podani v tabelah 14 in 15 ter na sliki 17. Tabela 14. Natančnost za FMC klasifikacijo s 5 razredi Tabela 15. Klasifikacijska tabela za FMC klasifikacijo s 5 razredi Kvalifikacija satelitskih posnetkov 471 81.Д7. Rezultat FMC klasifikacije za 9 razredov (zg.) in enaka klasifikacija z uporabo X in Y koordinat (sp.) 472 Janez Hafner Analiza uspešnosti klasifikacijskih metod Namen zgoraj opisanih del je bil ugotoviti uporabnost dveh različnih klasifikacij- skih metod, standardne statistične metode z uporabo kriterija največje podobnosti in samoorganizirajočih matrik z nadgradnjo v FMC. Primerjava obeh metod je podana v tabeli 16. Tabela 16. Primerjava klasifikacijskih metod :• Iz dobljenih rezultatov lahko ugotovimo, da klasifikacija z umetnimi nevronskimi mrežami - v tem primeru z metodo FMC ni vedno boljša od standardnih metod. V pri- meru klasifikacije 16 razredov se metoda po kriteriju največje podobnosti izkaže za slabšo v vseh kriterijih, razlika je že manjša v primeru klasifikacije v 9 razredov, medtem ko se v primeru klasifikacije v 5 razredov standardni pristop izkaže za boljšega v vseh kriterijih razen v povprečni natančnosti postopka. Natančnost obeh metod se z zmanjševanjem števila razredov približuje, pri majhnem številu razredov pa se standardni pristop izkaže za boljšega od FMC. To je posledica naslednjih dej- stev: • Večje število razredov zahteva močnejše razmejitvene sposobnosti multivariatnega prostora. To je ena od poglavitnih prednosti nevronskih mrež zato se te praviloma bolje izkažejo v primeru večih razredov. • Standardne metode delujejo na statističnih načelih. To pomeni, da morajo biti vhodni podatki normalno porazdeljeni, prav tako pa mora biti porazdelitev nor- malna znotraj posameznih razredov. Z združevanjem razredov v splošnem pridobi- vamo na normalnosti, zato se klasifikacijske sposobnosti statističnih metod z manjšim številom razredov izboljšujejo. • Združevanje med seboj podobnih si razredov - to je razredov, ki se med seboj pre- krivajo/prepletajo prispeva k njihovi večji homogenosti in lažji ločljivosti od dru- gih razredov. Moč umetnih nevronskih mrež je med drugim tudi v boljšem omeje- vanju multivariatnega prostora zato homogenizacija razredov v manjši meri pripe- va k boljši natančnosti kot je to primer pri standardnih metodah. Kvalifikacija satelitskih posnetkov 473 V nadaljevanju je potrebno opozoriti še na en način klasifikacij satelitskih posnet- kov, ki v primeru statističnih metod ni smiselen. Če k vhodnim podatkom dodamo X in Y koordinati (7 TM kanalov + X + Y) se klasifikacijske sposobnosti nevronskih mrež izredno povečajo (glej tabelo 17 in slike 15, 16 in 17). V model smo s tem vpelja- li še prostorsko lego točk. Tako naučen model glede na geografsko lego vhodnih po- datkov že vnaprej določenim razredom predpisuje večjo verjetnost pojavljanja. Pri tem se je potrebno zavedati naslednjih omejitev: • Učni podatki, ki vstopajo v model v učni fazi morajo biti enakomerno porazdeljeni po prostoru. • Tako izdelan model je uporaben samo na tem področju. To ne more biti univerzalni klasifikator ampak je strogo vezan na specifični primer. Pri ugotavljanju litoloških mej se uporabnost tovrstnih klasifikatorjev izkaže zlasti pri prehodu iz manjših v večja merila. Tabela 17. Natančnost FMC klasifikacij z upoštevano prostorsko lego Zaključek Obdelava digitalnih podob, v našem primeru satelitskih posnetkov, v slovenskem prostoru še ni doživela uveljavitve ampak predstavlja le eno od metod, ki bi lahko v prihodnosti dala pozitivne rezultate. Zaradi poraščenosti slovenskega ozemlja je geo- loška interpretacija satelitskih posnetkov močno otežena, vendar pa v svetu v nasle- dnjih nekaj letih na tem področju napovedujejo pravo revolucijo. Že letos bo lansiran prvi komercialni satelit z monokromatsko ločljivostjo Im in pankromatsko 4m. Hkrati s tem se pričakuje prehod na hiperspektralne posnetke (skenerji z 200 in več kanali) in večjo radiometrično ločljivostjo. Vse večja komercializacija in ostri konku- renčni boj že sedaj znižuje cenovna razmerja, tako da lahko v kratkem pričakujemo, da bodo posnetki dostopni za razmeroma nizko ceno. Če k temu dodamo še razvoj no- vih interpretativnih metod, lahko zelo kmalu pričakujemo uporabne rezultate tudi za taka ozemlja kot je slovensko. Odpirajo se številne možnosti: • Pomoč pri določanju skritih litoloških mej, zlasti pri prehodu iz manjših v večja merila. 474_Janez Hafner • Pomoč terenskim geologom pri določanju obhodnih poti. • Izdelava bolj natančnih tematskih kart (prehod v večje merilo) s korelacijo temat- skih kart manjših meril in satelitskih posnetkov (npr geokemične karte). • Metode uporabljene pri digitalni obdelavi podob niso uporabne le za interpretacijo daljinsko pridobljenih podatkov ampak lahko na ta način obdelamo vse vrste pro- storskih podatkov (geofizikalni, geokemični...). • II V članku je predstavljena uporaba samo-organizirajočih matrik ter njihova razširitev v FMC (ang. Feature Map Classifier) z dodajanjem BPG (ang. backpropa- gation) nevronskih nivojev. V primeru več razredov se je ta metoda pokazala za boljšo od standardnega pristopa, ob zmanjševanju števila razredov pa se je zmanjševala tu- di razlika med obema metodama. Statistične metode odlikujeta preglednost odločitvenega mehanizma in hitrost izračuna, njihova slabost pa je domneva normal- ne porazdelite podatkov. V primeru, ko temu ni tako ali v primerih, ko je en razred zastopan na večih mestih spektralnega prostora statistične metode odpovejo. V nas- protju s tem umetne nevronske mreže niso odvisne od normalnosti porazdelitve in so mnogo bolje sposobne razmejiti spektralni prostor Velike razmejitvene sposobnosti umetnih nevronskih mrež bi v klasifikacijski mo- del načeloma lahko dovoljevale vpeljavo zemljepisnih koordinat. Kljub boljši na- tančnosti je potrebno pri interpretaciji uporabiti veliko mero previdnosti. Uporaba zemljepisnih koordinat zahteva, da so učni podatki razporejeni enakomerno preko celotnega ozemlja, po drugi strani pa umetne nevronske mreže zahtevajo, da je vsak razred zastopan s podobnim številom primerov. Uspešnost metode je odvisna od us- pešnosti v iskanju srednje poti med obema zahtevama. Postavlja se vprašanje ali upo- raba zemljepisnih koordinat res prinaša željeni napredek. Če je za uspešen rezultat potrebna enakomerna zastopanost učnih podatkov preko celotnega ozemlja, to pome- ni, da moramo ozemlje že vnaprej dobro poznati. V takih primerih je vprašljiva smi- selnost raziskav. Pravzaprav vidim možnosti le pri prehodu iz manjših v večja merila, kjer lahko karte manjših meril služijo kot učni podatek za natančnejšo določitev mej med razredi. Ob tem bi bilo potrebno zmanjšati vpliv zemljepisnih koordinat kar bi bilo možno z njihovim »mehčanjem« ñ predelavo v mehko obliko, kot jo pozna mehka logika (ang. fuzzy logic). Literatura B r a t k o. L, D ž e r o s k i. S., K o m p a r e, B., W a 11 e y, W.J. 1998: Analysis of Environ- mental Data with Machine Learning Methods, US, Ljubljana. B u s e r, S., 1965: Osnovna geološka karta SFRJ Gorica 100.000 (Geological map of SFRJ Gorica 1:100.000). - Zvezni geološki zavod, Beograd. B u s e r. S., 1964: Tolmač lista Gorica. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000 (Explanatory text for sheet Gorica. Geological map of SFRJ 1:100.000). - Zvezni geološki zavod, 50 p., Beo- grad. G a 11 a n t. S., 1993: Nural Network Learning, The MIT Press, London Gonzales, R.C. & Woods, R.E. 1993: Digital image processing. - Addison - Weslwy Pu- blishing Company, 716 p., Detroit. Gupta, R.P. 1991: Remote sensing geology. - Springer-Verlag, 356 p., Berlin. H e b b, D.O. 1949: The Organization of Behavior, Wiley, New York. K o h o n e n, T, 1984: Self-Organization and Associative Memory, Springer-Verlag, Berlin. K o h o n e n, T, H y n n I n e n, J., K a n g a s, J., L a a k s o n e n, J., 1995: SOM PAK The Self-Organizing Map Program Package, Helsinki University of Technology, Laboratory of Com- puter and Information Science, Helsinki. Kvalifikacija satelitskih posnetkov_475 Kostwinder, H. 1995: Introduction to image enhancement. - International Institute for Aerospace Survez and Earth Sciences, 4/1 - 4/13, Enschede. L i 11 e s a n d, T.M. & K i e f e r, R.W. 1994: Remote sensing and image interpretation. - John Wiley & Sons, 750 p.. New York. L i p p m a n, R.R, 1987: An Introduction to Computing with Neural Nets, IEEE ASSP Maga- zine, vol. 4. M c C 1 e 1 1 a n d, J., R u m e 1 h a r t, D:, 1986: Parallel Distributed Processing, MIT Press, Cambridge, MA. Parker, D.B., 1985: Learning Logic, Technical Report TR-47, Centre for Computational Research in Economics and Management Science, MIT, Cambridge, MA. P 1 e n i č a r, M., P o 1 š a k. A., Š i k i d, D. 1965: Osnovna geološka karta SFRJ Trst 100.000 (Geological map of SFRJ Trieste 1:100.000). - Zvezni geološki zavod, Beograd. P 1 e n i č a r. M., P o 1 š a k. A., Š i k i Ć, D. 1965: Tolmač Usta Trst. Osnovna geološka karta SFRJ 1:100.000 (Explanatory text for sheet Trieste. Geological map of SFRJ 1:100.000).- Zvezni geološki zavod, 68 p., Beograd. Reeves, R.G. 1968: Introduction to electromagnetic remote sensing with emphasis on ap- plications to geology and hydrology.- Am. Geol. Inst., Washington. S a b i n s, F.F. JR. 1987: Remote sensing principles and interpretation, 2nd ed.- Freeman and Company, New York, 449 p.. New York. Swain, PH. and Davis, S.M.(eds.) 1978. Remote Sensing: The Quantitative Approach, McGraw-Hill, Inc., New York, 396 p. V i c k e r s, R.S. & L y o n, R.J.P. 1967: linfraredsensing from spacecraft ñ a geological inter- pretation. - Proc. Thermophysics Spec. Conf., Am. Inst. Aeronautics Astronautics, 67-284, Wa- shington. Werbos, P., 1974: Beyond Regression: New Tools for Prediction and Analysis in the Beha- vioral Sciences, PhD thesis. Harvard, Cambridge, MA. W i d r o w, B., H o f f, M.E., 1960: Adaptive Switching Circuits, Institute of Radio Engineers, Western Electronic Show and Convention, Convention Record, part 4 Zavod Republike Slovenije za statistiko 1993: Georeferencirani mozaik Slovenije izdelan iz podatkov satelita Landsat - TM (Georeferenced mosaic of Slovenia produ- ced from LANDSAT-TM data). - 314,4 MB, Ljubljana. 477 Nove knjige - Book reviews South China Karst, I, - Zbirka ZRC 19, Založba Znanstvenoraziskovalni center SAZU, Ljubljana, 1998, 247 str., 212 slik, 32 tabel (16 avtorjev, med njimi 9 Slovencev in 7 Kitajcev), trdo vezano, format 22 x 30 cm, cena 6.450 SIT. Med odlične monografije, ki jih v zadnjih letih izdaja Znanstvenoraziskovalni cen- ter SAZU, moramo šteti tudi knjigo o južnokitajskem krasu. To je druga monografija s področja krasa. Prva je bila o naši pokrajini Kras, doslej samo v angleščini, tako kot je v angleščini tudi o kitajskem krasu. Delo je nastalo kot plod mednarodnih projektov, pri katerih so v letih 1995 do 1997 sodelovali člani Inštituta za raziskovanje krasa ZRC SAZU v Postojni, Geografskega inštituta iz Kunminga in Geološkega inštituta Kitajske akademije znanosti iz Pekinga. Projekt je bil posvečen kraškim jamam in drugim kraškim pojavom, njihovemu preučevanju tudi glede na varovanje okolja in izkoriščanja. Preučevano območju je v provinci Yunnan čisto na jugu Kitajske. Prvi del knjige je posvečen krasu v goratem Yunnanu. Na tem območju dosežejo najvišje gore okrog 6700 m. Podnebje je precej različno, od tipičnega monsunskega območju do tropskega in subtropskega visokogorskega monsunskega dela. Povprečna množina padavin je okrog 1000 mm na leto. Na severovzhodu je precej razrezan kra- ški plato v paleozojskih in mezozojskih karbonatnih kamninah. V osrednjem delu Yunnana so mezozojske rdeče plasti, to su gore in kotline. Na preiskovanem ozemlju so kamnine od karbona do neogena, prevladujejo karbonati debeline od 1000 do 5000 m. Ozemlje je tektonsko aktivno in letno imajo en do dva potresa šeste stopnje. Kras je razvit v apnencih, dolomitih, v sadri in anhidritu. Na splošno je Kitajska eden naj- bolj zakraselih delov sveta, saj ima karbonatne kamnine kar na 1.250.000 km^ od te- ga odpade na Yunnan in soseščino okrog 30%. Zaradi razlik v podnebju, geoloških strukturah in drugih elementih je na Kitajskem kras od tropskega do hladnega (alps- kega) in to celo na velikih višinah več tisoč metrov. Razvit je v obliki jam, kraških polj, vrtač, udornih dolin, žlebičev, imajo tudi ponvice in druge kapniške oblike. Znaten del monografije je posvečen Shilinu - kamnitemu gozdu v pokrajini Lu- nan. To so vertikalno močno razjedeni apnenci, nekakšni kamniti stebri ali zobje, vi- soki do več metrov. Kamnine so avtorji litološko podrobno preiskali. Zanimiva so ra- zlična razmišljanja o nastanku teh pojavov. Nekateri trdijo, da kraške oblike niso odvisne od značaja karbnatne komponente in strukture kamnin, ker so podobne obli- ke v apnencu in dolomitu. Drugi trdijo, da je pomembna litološka osnova. Najbrž gre pri tem za kombinacijo erozije in korozije. Na omenjenem območju so devonski in permski apnenci pokriti s terciarnimi pla- stmi. Preučevali so tudi fizikalne in kemične lastnosti površinske in podzemne vode, analizirali so kamnine in drugo. Jama Jiuxiang je turistično urejena. Obiskovalce vodijo skozi več dvoran s kapni- ki, ki so osvetljeni v raznih barvah. To je vodna jama z izjemno velikimi ponvicami in kitajske raziskovalce malo spominja na Škocjanske jame. V preiskanih vzorcih ka- mnin so dobili stromatolitne, biopelmikritne in biopelsparitne dolomite. Analizirali so tudi vodo. Preučevanja so posvetili problemom denudacije in erozije krasa. Drugi del raziskav je bil usmerjen v zahodni Guizhou. Tam so bila močna dviganja platoja od mlajšega kenozoika naprej, kar je privedlo do morfoloških razlik. Nastali so platoji in kotline z vmesnimi hribi. Pri raziskavah so upoštevali tamkajšnje podne- bje, geotektonske pojave in značaj kamnin. V tem delu so več tisoč metrov debele 478_ karbonatne kamnine od perma do triasa. Razmišljali so o okolju in vodnih sistemih, o tektoniki, o ponekod močni eroziji, nastajanju puščav in izginjanju gozda. Zanimiv je 136 m visok in 15 m širok naravni most, ostanek nekoč obsežnega jamskega siste- ma. Na tem območju so kartirali, preiskali apnence in dolomite, preučevali hidrogeo- loške pojave in jame. Nekaj raziskovanj so posvetili jami pri vasi Xingehang. V mla- dopaleozojskih kamninah so številne fuzulinide in drugi fosili. Plato Yezhong je v apnencih in dolomitih od srednjega karbona do spodnjega perma. Preučili so podro- ben profil skozi te kamnine. Na kraškem območju zahodnega Guizhoua so se posvetili geomorfologiji. Tam je kraški plato s podzemnimi odtoki in izrazitim pogrezanjem posameznih blokov. Tako je nastala pokrajina s koničastimi griči, visokimi do 200 m in s pobočji, nagnjenimi od 30 do 50° Omenjajo, da so v dinarskem krasu griči nižji in manj strmi. Ugotavljali so vpliv geološke zgradbe na nastanek teh gričev. Celotno področje je star reljef, v ka- terega je reka zarezala celo 1500 m globok kanjon. Tu so tudi kraška polja in druge kraške oblike. Raziskovalci niso pozabili na vprašanja izrabe kraške pokrajine, kjer gojijo riž, tobak in druge kulture, odvisno predvsem od množine vode in možnosti na- makanja. V zaključnem delu knjige je zanimiva primerjava med krasom pri nas in na Kitaj- skem. Razlike so že v starosti kamnin in njihovi strukturi. Zakrasevanje je na Kitaj- skem potekalo skozi daljše obdobje, od zgornje krede naprej. Pri nas so sedanji kra- ški pojavi nastajali od mlajšega terciarja. Razlike so tudi v podnebju. V Sloveniji je mediteransko in kontinentalno, na Kitajskem so razlike v podnebju na raznih delih, prav tako v množini in razporeditvi padavin. Zakrasevanje je potekalo na Kitajskem v več ciklih. Razlike so pokazale tudi arheospeleološke raziskave. Paleolitske postaje na Slovenskem so iz srednjega in zgornjega pleistocena, na Kitajskem datirajo najd- be v jamah od pliocena preko starejšega pleistocena do konca te dobe. Monografija o kitajskem krasu je zelo kvalitetno, vsestransko delo, ki prinaša pomembne podatke o tem, doslej malo poznanem krasu. Prepričan sem, da bo knji- ga vzbudila zanimanje tudi v tujini in bo lep primer kompleksnih raziskav kraških pojavov. Rajko Pavlovec Esad Prohid, Geokemija; Založba Targa, 1998, Zagreb. Obseg: 554 str, 126 slik, dodatki A do D, format 17,5 x 24 cm, vezano v platno. Naročilo: Targa, Ivanidgradska 22, CRO-10000 Zagreb, cena 70 DEM. 4 Čeprav je beseda geokemija stara, skoval jo je Schönleben leta 1838, si je geokemi- ja dokončno pridobila status samostojne znanstvene discipline šele proti sredini sto- letja, ki se zdaj izteka. Do prostora pod soncem ji je pripomoglo spoznanje o njeni avtonomnosti: geokemičnih izsledkov ni mogoče pridobiti ne ponoviti z nobeno drugo metodo. Navzlic pomembnosti pa tudi v svetu knjig o geokemiji ni na pretek. Zato smo tembolj veseli novega učbenika geokemije, ki je nastal v Zagrebu, napisan v jezi- ku, ki je zelo blizu slovenskemu. To je Geokemija, ki je izšla kot prva knjiga zagrebške univerzitetne zbirke "Učbe- nici iz geoznanosti" izpod peresa uglednega hrvaškega geokemika Esada Prohića, profesorja Prirodoslovno-matematične fakultete Univerze v Zagrebu. Knjiga zasluži vso pohvalo zaradi sodobne zasnove, ki temelji na termodinamični in kinetični po- j _479 dlagi, smiselne izbire geokemične problematike, sugestivne predstavitve obravnava- ne snovi in ne nazadnje, velikega obsega. Tako zastavljenemu delu je bilo nedvomno v prid Prohičevo 25-letno geokemično raziskovalno delovanje, sprva v zagrebškem geološkem zavodu, občasno na ameriških in drugih tujih institucijah ter od leta 1991 dalje na zagrebški univerzi. Knjiga je tiskana v preglednem stavku na odličnem papirju, lepo je opremljena in trdno vezana, kakor se spodobi za delo, ki ga bralec veliko jemlje v roke. Je namreč učbenik in priročnik hkrati. Potreben bo ne le študentom geologije, agronomije, goz- darstva, okolja, pa rudarstva, gradbeništva in drugih ved, ki se hočejo bolj pogloblje- no ukvarjati z Zemljo, ampak tudi vsem strokovnjakom, ki delujejo bodisi rutinsko ali pa raziskovalno v teh disciplinah. Avtor knjige ni razdelil gradiva kot običajno glede na zgodovinsko zaporedje, za- čenši z nastankom snovi in vesolja prek osončja in Zemlje, nato magmatizma, sedi- mentacije, vodovja, ozračja in življenja vse do metamorfizma. Prohič je želel očitno bolj kakor opisno poudariti procesno plat geokemije, in sicer zlasti tisto, ki zadeva Zemljino površje. Zato je prikaz tematike obrnil in je na primer namenil obravnavi magmatizma šele prostor proti koncu knjige. V uvodnem poglavju pisec na običajne načine opredeli geokemijo kot disciplino v okviru ved o Zemlji in naravoslovja. Dalje kar nadrobno opiše razvoj geokemije do srede našega stoletja, zelo skopo pa njeno nadaljno pot do zdaj. Izčrpen je pregled ra- zvoja geokemije na Hrvaškem, od prve objave geokemične tematike leta 1856 prek prve publicirane omembe izraza geokemija leta 1933 (Tučan je pisal o geokemiji di- narskega krasa) do sedanjega velikega razmaha, ki vanj sodi tudi objava Prohičeve Geokemije. Vsebina knjige razodeva avtorjevo težnjo, napisati sodoben univerzitetni učbenik, ki bo temeljil bolj na načelih procesov in manj na opisovanju Zemljinih lastnosti. Izbi- ra snovi je tudi značilna za koncept pouka geokemije, kakor so ga uveljavili na zagrebški univerzi. Ker tam študentje v okviru drugih predmetov ne dobijo zadostnih osnov termodinamike, atomske zgradbe, kemije vodnih raztopin, pa tudi kozmologije, so tem snovem posvečena ustrezna dobro napisana poglavja. Geokemično sestavo in zgradbo Zemlje opiše Prohič konvencionalno in dovolj izčrpno. Pri tem bi bil nemara zaželen večji poudarek na revoluciji, ki jo je vnesla tudi v geokemijo tektonika plošč. Zelo sistematično je prikazana geokemija ozračja, kar je pomembno zaradi njene- ga izjemnega pomena za človekovo življenjsko okolje. Znaten del vplivov človekove tehnološke dejavnosti se prenaša po zračnih poteh. V obsežnem sodobno napisanem poglavju o geokemiji voda se zrcali potreba po znanstvenem razumevanju obmorske- ga in morskega okolja, kar je razumljivo za Hrvaško kot obmorsko deželo. Poglavje prinaša nekaj zanimivih pristopov k poznavanju hidrosfere, zlasti njenega oceanske- ga dela. V poglavju o biosferi Prohic dobro opiše z geokemičnega stališča tisti feno- men - življenje, po katerem se Zemlja tako korenito razlikuje od vsega nam znanega vesolja (biologijo je Szent-Györgyi imenoval "vedo o nemogočem"!). Nadaljnje po- glavje obravnava geokemijo sedimentnih kamnin. To je hkrati najdaljše poglavje v knjigi, kar je razumljivo zaradi deleža, ki ga imajo sedimentne kamnine v sestavi av- torjeve domovine. Posebna odlika se zdi ocenjevalcu te knjige pozornost, posvečena kinetiki. Manj je razumljivo nesorazmerno obsežno obravnavanje diageneze - morda zaradi njenega pomena za genezo ogljikovodikov? Ocenjevalec bi priporočil več po- udarka procesom, ki diktirajo kislost in redoks na Zemljinem površju, in recimo omembo zelo pomembnega preperevanje pirita. Na mestu bi bil tudi prikaz geokemi- je tal zaradi njihovega izjemnega pomena za živi svet. 480_ Solidno sta napisani zadnji poglavji, o magmatskih in metamorfnih procesih. Zla- sti prvo, ki v njem pisec predstavlja najpomembnejša geokemična orodja, ki so jih ra- zvili za kvantitativno obravnavanje magmatizma, tako sledne prvine in izotope. Ob prebiranju se človek zave izjemnega prispevka, ki ga daje geokemija petrologiji in ge- ologiji. Marsikateri geološki dosežek je rezultat geokemičnega raziskovanja magmat- skih, metamorfnih in drugih sistemov. Prednosti dela daleč odtehtajo nekatere manjše pomanjkljivosti. Ocenjevalcu se zdi, da je premalo poudarjena vloga geokemije v človekovem življenjskem okolju in uporabna geokemija nasploh. Uporaba enot, kot jih zahteva SI, ni dosledna, kar je najbrž posledica različnih literaturnih virov. Ta se kaže ponekod tudi v različni ravni obravnavanja snovi, ki je zdaj rigorozna, drugod poljudna. Mestoma se opazi po- manjkljivo prevedena anglosaška leksika. V prihodnji novi izdaji, o kateri smo pre- pričani, da jo bo knjiga spričo svoje vsestranske uporabnosti doživela, bi kazalo tudi navesti vire glavnega podatkovnega in grafičnega gradiva. Dalje bo treba odpraviti tudi tiskarske napake, posebno kar zadeva priimke tujih avtorjev, in sestaviti indeks ("ein Buch ohne Index ist kein Buch", je zapisal neki nemški pikolovec). Te zadnje na- loge bi najbolje opravil profesionalni lektor, ki mora biti neizogibni sodelavec avtorju takega znanstvenega učbenika. Naštete pomanjkljivosti niso bistvene, so lahko popravljive in ne jemljejo osnovne vrednosti tej prepotrebni knjigi. Prepotrebni tudi slovenskemu študentu geologije in geologu, geofiziku in pedologu, kemiku in strokovnjaku, ki se ukvarja s človekovim življenjskim okoljem. Za bralce je uporabljeni široki pristop odlika, ker mu olajša pot do spoznavanja zapletene tematike. Podpisani ocenjevalec priporoča posameznikom, institucijam in strokovnim knjižnicam, da knjigo kupijo in jo začno koristno in kriti- čno uporabljati. Tako se bo najbolje izkazala uporabna vrednost dela, kar bo najbolj- še zadoščenje avtorju za njegov nemali trud. Simon Pire Esad Prohid: Geokemija, Targa Pubi. Co., 1998, Zagreb, 554 p., 17,5 x 24 cm, 126 Figs., Appendices A to D. Send orders to: Targa, Ivanidgradska 22, CRO-10000 Zagreb, Croatia. Price 70 DEM. A new textbook on Geochemistry was published recently in Croatian by the Za- greb University professor, geochemist Esad Prohid. The work is distinguished by its modern concept based on thermodynamics and kinetics, good selection of presented topics and efficient presentation of the matter In the book 25 years of Prohid's expe- rience in geochemical research are reflected, first in the Croatian Geological Survey and then at the Zagreb University, and periodically at various geological institutions abroad. The book is not organized in the traditional descriptive way, but is rather process oriented, and primarily in the processes that take place in the realm of sedi- mentation. A large part of the exposed topics result from quite recent research. A few shortcomings (omission of some applied geochemistry topics, and of sources, mis- prints, and lack of index) do not diminish the value of the author's impressive effort. The textbook can be recommended to students and professionals in geology and rela- ted disciplines: geophysics, pedology, mining, environmental science. To those, of co- __481 Urse, to whom the language of the book is understandable, and they are quite a num- ber of millions also outside of Croatia. Simon Pire . Zanimivosti Knjižnica Guida Stacheja Sporočilo o knjižnici geologa in paleontologa Guida Stacheja, ki ga je podpisane- mu posredoval Peter Ribnikar Iz sejnega zapisnika Narodne vlade SHS v Ljubljani, štev. 44 z dne 10. januar 1919, ki ga je podpisal Josip Pogačnik, predsednik Narodne vlade Slovenije SHS v Ljubljani, je za slovensko geologijo zanimiv in pomemben naslednji odstavek: "Profesor dr Hinterlechner poroča iz Gradca, da je naprodaj knjižnica geologa dr Stacheja, ki se je pečal z geološkimi študijami na ozemlju sedanje Jugoslavije. Knji- žnica šteje 3812 zvezkov in je naprodaj za 3.000 kron, predstavlja pa približno de- setkratno vrednost. Nakup se sklene in knjižnica namesti v licealni knjižnici" (seda- nja Narodna in univerzitetna knjižnica). Zapisnik hrani Arhiv Republike Slovenije, Ljubljana, Zvezdarska 1. : . Anton Ramovš " Navodila avtorjem ' . ; GEOLOGIJA objavlja originalne znanstvene razprave in strokovna poročila iz ge- oloških in sorodnih ved. Njen osnovni namen je seznanjati domačo in tujo strokovno javnost s sprotnimi stanji geološke nacionalne vede v Sloveniji in z dosežki tujih geo- logov v svetu. Rokopisi prispevkov naj praviloma ne bodo daljši od 30 računalniško izpisanih strani, v kar so vštete tudi slike, tabele in table. Le v izjemnih primerih (na- tisi habilitacijskih, doktorskih in magistrskih del) je možno ob predhodnem dogovoru z uredništvom tiskati tudi daljše prispevke. GEOLOGIJA izhaja praviloma enkrat letno v obsegu 40 do 45 avtorskih pol. Vse prispevke recenzirajo domači in tuji vrhunski strokovnjaki in so avtorji dolžni njiho- vo pisno mnenje upoštevati ter svoje prispevke po potrebi tudi dopolniti. V želji, da bi z našimi izsledki v slovenski geološki vedi seznanjali čimširši krog strokovnjakov po svetu, je večina prispevkov v GEOLOGIJI objavljena razen v slo- venskem tudi v angleškem oziroma nemškem jeziku. Prispevke, ki obravnavajo snov slovenske geologije, morajo avtorji pripraviti vsaj v tretjini celotne vsebine za objavo v slovenskem jeziku kot povzetke. Za prevode poskrbijo avtorji prispevkov sami, ure- dništvo opravi le jezikovne popravke. Prispevke oddajte uredništvu v enem izvodu, napisani naj bodo s tiskalnikom in zapisani tudi na računalniški disketi. Pisci prispevkov naj imena citiranih avtorjev med besedilom prispevka in pri naštevanju literature pišejo razprto, imena fosilov (rod in vrsto) pa poševno. Vse drugo bo uredilo uredništvo. Naslovi prispevkov naj bodo kratki in praviloma ne presegajo 12 besed. Če je pris- pevek napisan v slovenskem jeziku, mora biti njegov naslov preveden tudi v angleški oziroma nemški jezik. Poleg avtorjevega polnega imena in priimka naj bo podan tudi njegov naslov. Vsebine oziroma kazala pri normalno dolgih prispevkih ne objavljamo. Kratka vsebina oziroma abstract naj ne presega tisoč tiskovnih znakov. Pri sloven- sko napisanih prispevkih mora biti kratka vsebina napisana v slovenskem in angle- škem oziroma nemškem jeziku. V literaturi naj avtorji prispevkov praviloma upoštevajo le tiskane vire, rokopise naj navajajo v izjemnih in nujnih primerih z navedbo, kjer so shranjeni. V seznamu literature navajajte samo v prispevku omenjana dela. Med besedilom prispevka citi- rajte samo avtorjev priimek brez inicialke njegovega imena (inicialko navajajte samo, če je več avtorjev z istim ali enakim priimkom), v oklepaju pa navajajte letnico izida navedenega dela in po potrebi tudi stran. Če navajate delo dveh avtorjev, izpišite med tekstom prispevka oba priimka (npr Pleničar & Buser, 1967, 152), pri treh ali večih avtorjih pa napišite samo prvo ime in dodajte et al. z letnico (npr Mlakar et al., 1992). Literaturo navajajte po abecednem redu. Primer citirane revije: P 1 e n i č a r, M. 1993: Apricardia pachiniana Širna from lower part of Liburnian beds at Divača (Triest-Komen Plateau). - Geologija, 35, 65-68, Ljubljana. K e n d a 11, A. C. 1978: Subaqueous evaporites. In: R. G. W a 1 k e r (ed.), Facies models. - Geol. Ass. Canada, 159-174, Toronto. 484 Fabricius, E,Friedrichsen, H. & Jacobshagen, V. 1970: Zur Metho- dik der Paläotemperatur-Ermittlung in Obertrias und Lias der Alpen und benach- barten Mediteran-Gebieten. - Verh. Geol. B.A., 4, 538-593, Wien. Primer citirane knjige: íi F 1 ü g e 1, E. 1978: Mikrofazielle Untersuchungsmethoden von Kalken. - Springer Verlag, 454 pp., Berlin. Črno-bele fotografije morajo biti izdelane na trdem belem gladkem papirju z viso- kim leskom. Le izjemno je možno objaviti tudi barvne slike, vendar samo po predho- dnem dogovoru z uredništvom. Črtne risbe morajo avtorji oddati na prosojnem papir- ju, na folijah ali podane v računalniški tehniki. Pri pripravi črtnih slik obvezno upoš- tevajte zrcalo revije 12,6 x 18 cm, zato pazite na velikost črk, znakov in debelino črt in imejte v mislih, da morajo biti ob morebitni pomanjšavi slik črke visoke najmanj 1 mm. Večjih formatov od omenjenega zrcala GEOLOGIJE ne tiskamo na zgib, je pa možno, da večje oziroma daljše slike natisnemo na dveh stranek (skupaj na levi in de- sni strani) z vmesnim "rezom". Slike obeležite s številkami. V besedilu prispevka mo- rate omeniti vsako sliko po številčnem vrstnem redu. Tabele napišite s tiskalnikom tako, da jih je možno neposredno preslikati oziroma kliširati. Pri tem upoštevajte zrcalo revije in velikost črk ob morebitni pomanjšavi. Pri korekturah tabel ni možno več popravljati ali dopolnjevati. ■ n Table pripravite v formatu zrcala naše revije. Če jih je potrebno pomanjšati, po- dajte na njihovih slikah merilo ali ob že upoštevanem zmanjšanju navedite velikost predmetov v podnaslovu. Prostor na tablah čimboj zapolnite in ne puščajte nepotre- bnih praznin. Podnaslove k slikam, tabelam in tablam, ki morajo biti pri dvojezičnih člankih tu- di dvojezično napisani, avtorji priložijo na posebnih listih enega pod drugim. Zato teh podnaslovov ne pišete med besedilom prispevka. Podanaslovi naj bodo po možno- sti čimkrajši. Korekture odtisov opravijo avtorji prispevkov, ki lahko popravijo samo tiskovne napake. Krajši dodatki ali spremembe pri korekturah so možne samo na avtorjeve stroške. Če avtor v določenem roku korektur ne vrne, le-te opravi uredništvo na av- torjeve stroške. i v Avtorji prejmejo 40 separato v brezplačno. Uredništvo sprejema prispevke do vključno 1. septembra v tekočem letu in se obveže, da bodo le-ti tiskani v šestih me- secih. Avtorje prosimo, da prispevke pošiljajo na naslov uredništva: GEOLOGIJA i Geološki zavod Slovenije f O Л A I ■ Dimičeva 14, 1000 Ljubljana Uredništvo 485 Instructions to authors GEOLOGIJA issues authentic scientific papers as well as expert reports on the sphere of geological and related sciences, its main purpose being to appeal to the Slo- vene and foreign public and make it acquainted with the state of the national geolo- gic science and the acquisitions of experts in the geology domain of the world. The article manuscripts should not exceed the extent of 30 pages, figures, tables and pla- tes included. Exceptions to this rule i.e. publication of longer articles (such as papers presenting university habilitation as well as master's degrees and doctor's theses) co- uld be agreed upon on the basis of a preliminary arrangement made with the editori- al board. GEOLOGIJA appears normally once a year comprising 40 to 50 author's sheets. All the articles are subdued to a professional revision by eminent Slovene and foreign experts, moreover the authors of the articles are bound to take into consideration their written account and even to complete their contributions eventually. Aiming at a worldwide recognition of the latest discoveries in the field of Slovene geology bringing it thus closer to a larger circle of experts, we have envisaged a pre- dominantly English and German version of the articles published from now on in the GEOLOGIJA review. The articles dealing with the issues on Slovene geology are sup- posed to have at least one third of the entire content published in Slovene in the form of an abstact. One copie of articles are to be delivered to the editorial office, written on computer and recorded on computer diskette as well. The names of authors quoted in the text and in the bibliography should be double spaced while the names of fossils (species and genus) in italics respectively. The rest will be seen to by the editorial board. The title of the article should be rather short. In case of the article being written in Slovene language, there is a demand for the title being provided in English or Ger- man, as well. Besides the author's full name, his official address should be stated, too. The article should be preceded by a brief summary or abstract not surpassing 1000 print signs. Articles written in the Slovene language should dispose of a short outline in Slovene, English and German respectively. As to the bibliography, the authors should, as a rule, consider only printed sources, manuscripts being quoted exceptionally, when absolutely necessary, with the exact address of the manuscript depository. The bibliographic list should comprise only the works mentioned in the article. In the article text the mere surname of the author is to be quoted, i.e. without the initials of his name (initials being quoted only in case of several authors by the same name), while the year of publication - if needed, even the page - is quoted in parentheses. In case of a two-author quotation, the two surnames are to be written out within the text of the article (for example: Pleničar & B u s e r, 1967, 152), while in case of a three or several authors quotation, write out only the first name and add et al., the year included (ex. g. M 1 a k a r et al., 1992). The literature is to be quoted following an alphabetic order. 486_ Example of review quotation: -.,1 P 1 e n i č a r, M. 1993: Apricardia pachiniana Sirna from lower part of Liburnian beds at Divača (Triest-Komen Plateau). - Geologija, 35, 65-68, Ljubljana. K e n d a 11, A. C. 1978: Subaqueous evaporites. In: R. G. W a 1 k e r (ed.), Facies models. - Geol. Ass. Canada, 159-174, Toronto. Fabricius, F.,Friedrichsen, H. & Jacobshagen, V. 1970: Zur Metho- dik der Paläotemperatur-Ermittlung in Obertrias und Lias der Alpen und benach- barten Mediteran-Gebieten. - Verh. Geol. B.A., 4, 5383-593, Wien. Example of book quotation: F 1 Ü g e 1, E. 1978: Mikrofazielle Untersuchungsmethoden von Kalken. - Springer Verlag, 454 pp., Berlin. Black and white photographs are to be produced on hard white high glistening smooth paper Coloured photographs will be published exceptionally only, according to a previous agreement with the editor Line drawings are to be delivered on trans- parent paper on folio or as high quality computer drafts. While preparing the sket- ches, pay attention to the review type face 12,6 x 18 cm, heed the size of letters, signs, and line boldness as well bear in mind the cases of figure diminishing where letters must preserve the size of 1 mm, at least. Greater formats than the above mentioned type face of GEOLOGIJA are not printed as folded additons. The boarding staff admits, nevertheless, of the possibility of having a larger and longer figure printed on two pages (letf and right side together) with an intermediate "cut" or folding. Tables should be made on a printer to permit their immidiate copying or clichÈing, respectively. The review type face shold not be neglected, either, as well as the letter size in case of diminishing. The plates are to conform to the review type face; if a diminishing is needed, add a scale to their pictures or, in case of the diminishing having already been taken into account, the size of objects in the subtitles should be stated. The space on tables sho- uld be made a good use of, leaving no unnecessary blanks. Subtitles to figures, tables and plates of bilingual articles are to be written in both languages as well, authors are asked to deliver them in a subsequent order on special sheets, that's why these subtitles do not figure in the text itself. Subtitles should be as brief as possible. Proof-checkings are carried out by the authors of the articles themselves who are only to correct the misprints, however Shorter additional remarks or changes while proofreading will be tolerated only at the expenses of the author himself. If the corrections are not returned in due time, the editor staff will effectuate proff-reading at the expensis of the author _487 Authors will be sent 40 issues free. Articles shall have been entered by 1st Septem- ber of the current year and the editorial board will commit itself to print them in a six months'time. The authors are requested to send the articles to the address of the editorial board, i.e.: GEOLOGIJA Gological Survey of Slovenia Dimičeva 14, 1000 Ljubljana, SLO Editorial Board