103 Paleomagnetizem jamskih sedimentov v Sloveniji – implikacije za neotektoniko ozemlja M. Vrabec 1 , N. Zupan Hajna 2 , A. Mihevc 2 , P. Pruner 3 , BosÆk P. 2,3 Ključ ne besede: paleomagnetizem, magnetostratigrafija, jamski sedimenti, Jadranska mikroplošč a, Dinaridi, neotektonika Keywords: paleomagnetism, magnetostratigraphy, cave sediments, Adriatic microplate, Dinarides, neotectonics Ozemlje slovenskih Dinaridov je več inoma zgrajeno iz mezozojskih karbonatnih kamnin in paleogenskega fliša. Zaradi manjkajoč ega kamninskega zapisa zato zelo težko č asovno opredelimo tektonske, paleoklimatske in druge procese za obdobje zadnjih 30 milijonov let, ki pa je zelo pomembno z vidika intenzivnosti dogajanj in relevantnosti za razumevanje današnjega stanja. Dragocen dodaten vir podatkov predstavljajo sedimenti v kraških jamah. Ti so lahko alohtoni, to so več inoma klastič ni sedimenti, ki so jih v podzemlju odložile reke ponikalnice, ali avtohtoni, npr. siga. Sistematič ne raziskave jamskih sedimentov v slovenskih jamah v zadnjih 15 letih z različ nimi absolutnimi in relativnimi metodami datacij so pokazale, da so sedimenti mnogo starejši, kot se je prvotno domnevalo, saj ugotovljene starosti pokrivajo ne le celotno obdobje pleistocena (do pred 2,5 Ma), temveč tudi pliocena (do pred 5,3 Ma) in segajo celo v miocen. Ker pa so procesi sedimentacije v jamah zelo kompleksni in pod moč nim vplivom lokalnih dejavnikov, sedimentni profili pa obič ajno debeli le do nekaj m in prekinjeni z več imi diskordancami, je interpretacija jamskih sedimentov in iz njih izhajajoč ih podatkov o površinskih in podpovršinskih procesih zelo kompleksna. Pomebno orodje pri datiranju so bile paleomagnetne raziskave jamskih sedimentov. Paleomagnetizem je pojav, ko se v kamninah, ki vsebujejo magnetne, navadno železove minerale, ohrani zapis usmerjenosti in intenzitete Zemljinega magnetnega polja iz č asa nastanka kamnine. Orientirani vzorci nekonsolidiranih jamskih sedimentov so bili vzorč evani z nemagnetno plastič no škatlico s stranico 2 cm, orientirani vzorci konsolidiranih kamnin in sige pa so bili na to velikost razžagani v laboratoriju. Komponente remanentne magnetizacije in njihov geološki izvor so bile ugotovljene z demagnetizacijo vzorcev v izmenič nem polju 100 mT v 12 – 16 korakih in s termič no demagnetizacijo v MAVACS sistemu magnetnega vakuma. Določ ene so bile vrednosti magnetne susceptibilnosti, naravne remanetne magnetizacije, magnetne deklinacije in magnetne inklinacije. Datacija s pomoč jo paleomagnetnih podatkov je relativna geokronološka metoda, ki temelji na dejstvu, da se je skozi geološko zgodovino polarnost Zemljinega magnetnega polja obč asno zamenjala; tako poznamo obdobja normalne (enake današnji) in inverzne polarnosti. Ugotovljeno zaporedje normalnih in reverznih polarnosti v danem sedimentnem profilu poskušamo korelirati z globalno paleomagnetno č asovno lestvico, ki je bila sestavljena s kompilacijo paleomagnetnih podatkov, ki so bili datirani z drugimi, predvsem 1 UL - Naravoslovnotehniška fakulteta, Oddelek za geologijo, Privoz 11, 1000 Ljubljana 2 Inštitut za raziskovanje krasa ZRC SAZU, Titov trg 2, 6230 Postojna 3 Institute of Geology AS CR v.v.i., Research centre Puškinovo nÆmě stí, RozvojovÆ 135/1, CZ-165 00 Praha 104 radiokronometrič nimi metodami. Metoda je spremenljivo natanč na in je pri jamskih sedimentih lahko problematič na zaradi nezveznosti sedimentacije, zato je bilo za izboljšanje zanesljivosti datacij potrebno uporabiti tudi ostale ugotovljene magnetne lastnosti in kombiniranje z drugimi metodami (biostratigrafija, absolutne datacije) in s posrednimi, npr. geomorfološkimi kriteriji. Pridobljeni podatki o paleomagnetizmu jamskih sedimentov pa so uporabni tudi za raziskave v tektoniki. Paleomagnetna inklinacija nam pove zemljepisno širino, na kateri so se kamnine nahajale ob nastanku in zato predstavlja pomemben podatek v rekonstrukcijah premikanja litosferskih plošč , vendar pa za obdobje zadnjih 10 – 20 Ma, ki ga pokrivajo podatki iz slovenskih jamskih sedimentov, ti podatki ne povedo nič novega. Veliko zanimivejši so podatki o paleomagnetni deklinaciji, ki nam pove, za koliko so bile kamnine od nastanka do danes okoli vertikalne osi zarotirane od smeri severa. Ta rotacija je spet lahko posledica premikanja litosferskih plošč , lahko pa jo povzroč ijo tudi č isto lokalni tektonski dejavniki, npr. rotacije tektonskih blokov ob zmič nih prelomih, ali translacije in rotacije narivnih enot pri narivanju. Seveda so paleomagnetno ugotovljene rotacije lahko posledica kombiniranega uč inkovanje globalnih in lokalnih tektonskih premikanj, zato njihova interpretacija ni vedno enostavna. Ozemlje Slovenije paleogeografsko pripada Jadranski mikroplošč i, katere kolizija z Evrazijo je v terciarju povzroč ila nastanek Alp in Dinaridov. Tektonske kinematske rekonstrukcije, paleomagnetne raziskave in moderne meritve premikanja litosferskih plošč z GNSS tehnologijo so pokazale, da je Jadranska mikroplošč a glede na Evrazijo rotirala v protiurni smeri in da ta rotacija poteka še danes. Paleomagnetne raziskave zgornjekrednih in paleogenskih kamnin Istre in Kvarnerskih otokov, ki so najmlajše dosegljive kamnine na nedeformirani Jadranski plošč i, kažejo na zelo konsistentno zarotiranost za okoli 30° v protiurni smeri. Paradoksalno kažejo zelo podobno zarotiranost tudi miocenske sedimentne kamnine ponekod v Panonskem območ ju Slovenije, Hrvaške in Madžarske, iz Dinarskega območ ja pa podatkov o neogenskih in mlajših rotacijah doslej nismo imeli. Podatki paleomagnetne deklinacije iz jamskih sedimentov v jamah na dinarskem krasu in v Julijskih in Kamniško-Savninjskih Alpah dokaj enotno kažejo rotacije v protiurni smeri, ki znašajo do 20°, več inoma pa med 10° in 0°. Precej konsistentno se kaže č asovni trend, še posebej na daljših profilih sedimentov, kjer je bilo mogoč e določ iti več različ no starih deklinacij, po katerem najmanjši iznos rotacije kažejo najmlajši sedimenti, s starostjo pa deklinacija narašč a. Tako imajo sedimenti starejši od 2 Ma deklinacijo nad 10°, mlajši od 500.000 let pa le nekaj stopinj ali sploh nič . Od tega trenda opazneje odstopajo predvsem nekateri več Ma stari sedimenti iz jam klasič nega Krasa, ki praktič no ne kažejo deklinacije. V grobem so torej paleomagnetne rotacije izmerjene v mladih jamskih sedimentih skladne z modelom mikroplošč e, ki progresivno rotira v protiurni smeri. Vendar pa se pri tektonski interpretaciji rotacij pojavi več zanimivih odprtih vprašanj. Koliko so izmerjene rotacije v notranjosti Slovenije v resnici posledica premikanja Jadranske mikroplošč e, katere strukturno mejo na površju ponavadi postavljamo na najjužnejše narive v slovenski Istri? Ali se namesto tega ozemlje deformira z “domino” rotacijami tektonskih blokov ob NW-SE usmerjenih dinarskih prelomih? Kako razložiti različ ne hitrosti rotacij v različ nih č asovnih merilih (30° v 60 Ma, 10-20° v zadnjih 1-3 Ma, ~0,3°/leto v modernem č asu po GNSS meritvah) in kako jih uskladiti s tektonskimi modeli, ki predvidevajo bolj ali manj stacionarne regionalne deformacije?