Volcaniclastic alluvial aprons in the Tertiary of Sofia district (Bulgaria)

Abstract

Aluwialne utwory wulkanoklastyczne w trzeciorzędzie okolic Sofii (Bułgaria) The study area, comprising southwestern fragment of the Lozen Mts. and adjacent parts of the Vitosa and Plana Mts., includes deeply eroded rhyolitoid volcano of Mt. Vissoka Elha and the deposits of epiclastically reworked material derived from it. The volcano is radiometrically dated as Early Oligocene, and the age of its erosion is inferred as probably comprising Late Oligocene and Early/Middle Miocene. The volcaniclastics were deposited as two distinct alluvial aprons, or fans, characterized by different geometry and contrasting facies associations. The northwestern apron was steeper and built predominantly by debris-flows, while the eastern one was constructed mostly by sheet-flood/stream-flood and minor stream-flow processes. The contrasts between the aprons and their depositional pattern, all are explained in terms of fault-controlled syntectonic sedimentation. The role of the volcano weathering and hydrothermal alteration is also discussed. From the palaeogeographical reconstruction and characteristic bi-partition of the Tertiary molasse succession, a model of two-stage development and filling of the Tertiary successor basins is suggested for the region. Na obszarze badań zidentyfikowano pozostałość po głęboko zerodowanym wulkanie riolitoidowym (Wysoka Ełha) oraz utwory wulkanoklastyczne powstało z redepozycji materiału budującego pierwotnie jego stożek. Wiek wulkanu określono radiometrycznie jako wczesny oligocen, jego zaś erozyjne zniszczenie nastąpiło najprawdopodobniej w późnym oligocenie i wczesnym/środkowym miocenie. Wulkanoklastyki tworzą dwa rozległe stożki aluwialne, które różnią się geometrią oraz zespołem facji sedymentacyjnych. Obserwowany kontrast między stożkami oraz ich układ przestrzenny wyjaśniono w kategoriach syntektonicznej sedymentacji kontrolowanej przez czynne uskoki. Omówiono także rolę wietrzenia i hydrotermalnego przeobrażenia wulkanu w procesie redepozycji wulkanoklastyków. Poza wulkanizmem, innym nowym faktem w geologii regionu jest charakterystyczna dwudzielność (dwuetapowość sedymentacji) trzeciorzędowej molasy. W oparciu o ten fakt oraz wnioski paleogeograficzne zaproponowano w pracy pewien ogólny model rozwoju i wypełniania trzeciorzędowych basenów molasowych Zachodniego Srednogoria.