/o 5 ‘ MINISTERUL GEOLOGIEI INSTITUTUL DE GEOLOGIE SI GEOFIZICĂ ANUARUL INSTITUTULUI de GEOLOGIE Șl GEOFIZICĂ VOL. LXIII lucrările conaresiim ai xn “ / & , , , ■ M al asociației geologice camato - balcanice GEOFIZICĂ HIDROGEOLOGIE Șl GEOLOGIE INGINEREASCĂ BUCUREȘTI Les auteurs assumenl la responsabi 1 ite des dbnnees publiees Institutul Geologic al României MINISTERUL GEOLOGIEI INSTITUTUL DE GEOLOGIE Șl GEOFIZICĂ MINISTERE DE LA GEOLOGIE INSTITUT DE GEOLOGIE ET DE GEOPHYSIQUE ANUAnUL INSTITUTULUI DE GEOLOGIE Șl GEOFIZICA ANNUAIRE DE L’INSTITUT h GEOLOGIE ET DE GEOFHTSIOVE to«LXIII lucrările congresului ii mm al asociației geologice caruaio- nalcaoice traiaui m m-m congres ie l'associatiga gtoligigie carnalOo-iialkaEiique GEOFIZICĂ - HIDROGEOLOG1E ȘI GEOLOGIE INGINEREASCĂ GEOPHYSIQUE - HYDROGEOLOGIE ET GEOLOGIE DE L'INGENIEUR BUCUREȘTI Institutul Geologic al României Redactori responsabili : D. ROMANESCU. C. GHENEA Tehnoredactori : MARI A BREBAN. ELENA BANDRABUR Traducători : RUXANDRA LUPAN, RUXANDRA NEGREA, ANCA BRATU, DANA RADULICI. CORNELIA VID IC AN Ilustrația : V. NITU Dat la cules : iunie 1983. Bun de tipar : 10.02.1984. Tiraj : 750 ex. Hirtie scris I A. Format 70X 100:56 g. Coli de tipar : 20. Comanda 181. Pentru biblioteci indicele de clasificare : 55(058). întreprinderea poligrafică „Informația" str. Brezoianu nr 23—25 București — România Institutul Geologic al României CONTENU - CONTBNTS - CO^EPJKAHWE G^OPHYSfQUE - GEOPHYSICS - rE0i M. II., B o p o ;ț y a n h M. II., Typ'iaueni(O H. T., M a n o n h u k h ii H. 11., II y c t h n b n h k o b M. P., B o e b o n n ii a A. B., Jț p y m n A. B., Ckobutmh A. II. CTpyiwypa .■wrocepi>i no reoTpanepey V (Kep'ii>-CCCP, Bpan*ia-CPP) ......................................................... 153 hydhogEoi.ogie et geologie de l’lxgBmelh HYDROGEOLOGY AND ENGINEEHfNG GEOLOGY rHAPorEOJionwi h mhskehephaii rEOJiorHa A 1 m ă ș a n B., Z a m f i r e s c u 1’., C o ni ș a R., D i n u C., M atei L. Sur Ies conditions geotectoniqucs de la stabilite des platc-formcs mobiles de forage marin sur la platc-forme continentale roumaine de la Mer Noirc....................... 171 B a n d r a b u r T., G h e n e a C., G h e n e a A., Crăciun P. Mineral and Thcr- mal Water Map of Romania, Scale 1 :1 000 000 .................................. 179 C o r d u n c a n u I., N a u m T., Pred a I. L’influence anthropique dans la zone de la viile de Bucarest ............................................................. 185 F c r u U. M., P r i c ă j a n A. Influenccs of the Seism on the 4*’1 of Mărcii. 1977 on the Mineral Water Sources of the Olănești-Câlimăncști Hydrostruclure........... 191 Galoș M. Kertâsz P. Die Aufnahmc der Kliiftigkcit auf Grund von Kernbohrungcn fiii- die Bauarbeitcn der Wasscrkraftanlage in Nagymaros....................... 199 G e a m â n u V. Boron, Ground Water Genetic Index .................................. 200 K u I 1 m a n E. I.es problemes du changement du chimisme potir ameliorer Ies faiblcs debits des sources karstiques des reserves aceumulees................................ 215 O n d ră 5 i k R., H y ă n k o v â A. Andcsitcs and thcir use in Slovakian civil engi- neering practice..................................................................... 221 Pogany I.., Hcnkcl II. Die Anwendung natiirlicher, technischer tind okonomischer Parameter in den geologischcn Untersuchungsarbcilcn nach Kohlcnwasserstoffcn 227 Ronai A. Artcsian Water Levcl Flucluation in Deep Sedimentary Basins................. 238 S toilov K. Typification of the Bulgarian loess massifs.............................. 245 T o m e s c u G. Considerations sur le stade de la pollution des caux phreatiques sur le territoire de la Roumanic (la vulnerabilite â la pollution des couches aquifcres phreatiques)......................................................................... 253 Țenu A., D avid eseu 1’., Slăvcscu A. Quelques conchisions d’hydrogâologie isotopiquc de Ia Dobrogea de Sud..................................................... 257 Țenu A., D a v i d c s c u I’., S 1 ă v e s c u A. Contribulions â la connaissance de la rechargc des aquifcres thermaux â l’est de la Depression Pannonicnnc ..... 265 V a s i I e s c u G. La recherche hydrogeologiquc miniere dans la Roumanic.......... 275 V a s i 1 c s c u G., D r a g o m i r e s c u C. Recherchcs hydrogeologiqucs pour Ies caux potablcs de la Dobrogea de Sud............................................ 283 Vcliciu Ș., V i s a r i o n M., Ghenea C., P c 1 t z S., O p r a n C. Assessmcnt of Gcothermal Resources of the Harghita-Gurghiu Mountains (East Carpatliians) 291 A b p a m e c k y 3., ® p y X ii h a 3. HeKOTopMe acneKTi.t oueHKH, Kapmpo- BaHHH ii aaKOHOMepHOCTCft (JiopNMpoBainiH noHae.MHoro croita na Teppnropnn CPP ........................................................................... 303 a h u e b JJ,., 71 a M m a h o b A. XnMii'tecKHii cocthb noxaeMHMX bo;i lomnoii 7Io6pya>Kn ii Hyxoropnn...................................................... 313 j- Institutul Geologic al României GEOPHYSMiUE GEOPHYSICS PE0OH3HKA Institutul Geologic al României Institutul Geologic al României CARTE DE L’ANOMALIE MAGNETIQUE AZ POUR LE TERRITOIRE' DE LA ROUMANIE1 PAR ȘTEFAN AIR INE! 2, SCARLAT STOENESCU 3, GEORGETA VELCESCU3, DRAGOMIR ROMANESCU3. MAR1US VISAR1ON3, SORIN RĂDAN 3. MATI1IAS ROTII3. LUCIAN. BEȘUTIU3, GEORGETA BEȘUTIU3 Introduci ion L’investigation du chanip geomagnetique est traditionnelle en Rou- manie, car Ies premiers mesures ont ete faites des le XVIII® siecle. Cette activite a ete amplifice â la fin du XIXe siecle et le commencement du XXe siecle, en meme temps que le perfectionnement des moyens methodolo- giques dans la determina tion absolue de quelques composants du champ geomagnetique (D,H, L), dans certains points du territoire de notre pays (Hepites, Murat, 1907—1908, Negreauu, 1898). Ulterieure- ment, ces travaux ont connu un important developpement pour l’execution des mesures disposees dans un reseau de large regionalite (A t a n a s i u et al. 1943, 1968, 1970 ; P r o c o p i u, 1934, 1940,'1959). La deuxiâme categorie de travaux, qui renferme des volumes impres- sionants de mesures relatives des composants AZ et AH du champ geomagnetique, ont eu le but de resoudre quelques problemes de structure geologique regionale et de geologie economique dans Ies terrains cristallins, sddimentaires et eruptifs. Les donnees obtenues en diverses dtapes ont ete synt.h6tis6es pour les provinces geographiques ou les unites et les sous- unites structurales, en eontribuant substantiellement â l’augmentation du degre de connaissance du sous-sol de notre pays (A ir in ei, 1955, 1957, 1958, 1963 ; A i r i n e i, et al. 1963, 1965, 1971). Les images magnetiques, r^sultees ă la suite des mesures realisees dans les reseaux regionaux, de detail et de grand detail, aux caracteris- tiques metrologiques et methodologique s diverses en vne du but final, ont eu un grand role par l’abondant materiei primaire offert, qui a permis une sâlection rigoureuse des donnees necessaires pour la redaction de la 1 Note presentfi au 12eme Congres dc l’Assoelation Geologique Carpatho-Balkanique, 8 — 13 le septembre 1981, Bucarest, Roumanie. 2 L’Universite de Bucarest, Roumanie. ? L’Institut de Geologie et de Geophysique, str. Caransebeș 1,78 341 Bucarest, Roumanie. Institutul Geologic a României X ȘT. AIRINEI et al. 2 Carte magnetique de la Roumanie. Celle-ei a ete completee avec Ies mesures magnetiques projetees particulierement pour la carte naționale, afin de pouvoir comparer Ies donnees existentes et d’assurer un degre de couvre- ment relativement uniforme avec des points d’observation. Ce qui suit fait une presentation synthetique de la conccption de realisation de la carte magnetique de la Roumanie, avec l’indication de principaux resultats et de leur signification geologique. £tudes pour la redaetion de la carte magnetique naționale Le processus de preparation du materiei d’observation (dimen- sions mesurees) a reclame une serie d’operations successives de terrain et de laboratoire dont la derulation a 6te faite d’une maniere conceptuelle unitaire. L’homogenisation des donnees primaires a suppose l’existence de certainx reseaux magnetiques nationaux superieurs, correspondant aux exigences solicitees. Ainsi, en 1957—1960, Cristescu a fait des mesures sur Ies cotes du reseau de l°r ordre avec des variometres AZ et AH, en employant un avion pour le transport. Les points d’observation, materialist avec des bornes specialement construites, ont ete emplaces tout preș des aeroports. En meme tempx on a commence les mesures sur les cotes du reseau de 2° ordre. Bien que ces donnees ne fussent pas publiees, elles ont ete mises ănotre disposition par l'amabilitd de l’auteur qui a beau- coup contribuiainsi â la realisation de la carte magnetique de la Roumanie. L’etablissement objectif des anomalies magnetiques a ete conditionne par la eonnaissance du champ geomagnetique normal, comme terme com- paratif pour le champ etudie. Pour ce but, on a employe des formules du champ normal, etablies dans une premiere etape pour l’epoque 1950,0 et ulterieurement pour l’dpoque 1967, 5 (A t a n a s i u et al., 1970 ; Con- sta n t i n e s c u, 1961), ă base des mesures absolues AH et I en points rigoureusement distribues sur le territoire de la Roumanie. Pour homo- geniser les resultats, pendant les dernieres annees on a adopte definitive- ment la formule finale pour la rdduction de l’effet du champ g^omagne- tique normal. Le retablissement de l’Institut geologique en 1960 signifie une nou- velle etape dans l’evolution des recherches magnetiques de notre pays, en constituant le cadre d’organisation necessairc pour la redaetion des cartes nationales gdologiques et geophysiques ă l’6chelle 1:200.000, la carte magnetique y incluse. Les preoccupations concernant ce sujet sont continuees constam- ment, sans tenii’ compte des modifications d’organisation, a l’Institut de geophysique appliquee et, pendant les dernieres annees, ă l’Institut de geologie et de geophysique. Les principes de l’elaboration de la carte magnetique naționale ont ete etablis par un grand nombre de specialistes et ont eu ă la base une riche experience accumulee plus d’un demisiecle dans le domaine du geomagne- tisme et de la prospection magnetique. Cependant, la methodologie de la redaetion de cette carte a 6te perfectionnee par ^change internațional Institutul Geologic al României ÎCR/ 3 CARTE DE' L’ANOMALIE MAGNETIQUE EN ROUMAN1E d’informations avee Ies specialist.es des pays membres CAER et par l’em- ploi de l’experience des autres pays (France, Italie, Angleterre, Norvege, Etats Unis, etc.). Ainsi, pour la redaetion de la carte magnetique naționale on a terni compte du mode de selection et d’homologation des donnees primaires des 6tudes existente», des operations de terrain necessaires pour completer Ies espaces non-investigues, de la modalii par laquelle ont ete effectuees Ies mesures dans Ies regions montagneuses peu accessibles, tont comine dans Ies aires de developpement des volcanites neogenes, l’extension et la definitivation des travaux sur Ies reseaux magnetiques nationaux de 2C ordre, r interpretat ion standardisee des donnees d’observation et finalement, la. redaetion et i’impression des cartes magnetiques sur des feuilles de carte ă rechelle 1 : 200.000, â fond geologique imprime. L’eva- luation, apres la premiere decennie d’activit6, du sta.de de realisation de la carte magnetique naționale, en tenant compte de ces principes, a ete l’objet de certaines etudes publiees (A ir in ei, Stoenescu, Vel- c e s c u, 1970 ; A i r i n e i, 1970). Pour la realisation de la carte de la composante verticale du champ geomagnetique sur le territoire de la Eonmanie, â 1’echelle 1 : 200.000, on a selectionne plus de 50.000 stations, distribuie» differenciement en surface, en fonction de la configuration morphologique et — surtout — des carac- ter ist iques geologiques de la region etudiie. Pour Ia moycnne, le degre de couvrement rea lise est d’une station/ 4 km2 pour Ies territoires devant Ies Carpathes et arrive ă 1 station/1,7 km2 pour Ies territoires ă formations erupt ives jeunes de Pinterieur de l’arc carpathique. Les valeurs mesurees, correctees instrumenta lement et geophysi- quement ont ete mises en compara ison â rintermede des reseaux magne- tiques nationaux superieurs. El Ies ont ete rapportees â la station fonda- mentale de 1 'observafoire geomagnetique Surlari, â laquelle on a attribue conventionellement la valeur AZ = 1000 y. L’etude des erreurs provenues des mesures de terrain et des nkluc- tions appliquees a ceux-ci a. montre que l’image des variations de la com- posante verticale du champ geomagnetique sur le territoire de la Foumanie peut etre reproduite fidelement par des isolignes tracees ă l’equidistance de 25 y. Nous presentons seuknnent tine carte primaire, celle de 1'anomalie magnetique AZ. Carte de ranomalie magnetique AZ La carie de l'anomalie de la composante verticale du champ geo- magnetique est tres expressive pour la localisation des elements caches de la structure geologique. La reduction de l’effet du champ geomagne- tique normal a suppose la transposition des valeurs reiatives AZ en valeurs absolues AZ pour l’epoquc 1967, 5 (â rintermede de la valeur absolue de la composante verticale etablie â l'Obseivafoire geomagne- Institutul Geologic al României ȘT. AIRINEI et al. 4 l ique Surlari, reduite â la meme epoque) et la diminution point par point des valeurs normales correspondantes (d&ermindes ă l’aide d’une carte de champ normal, a isolignes ă 1’equidistance de 5/). Ainsi, Ies maximums et Ies minimums, contoures sur la carte de l’anomalie magnetique AZ de la Roumanie, ont la signification des anomalies exprimees eu valeurs absolues. Le conteuu de l’image de l’anomalie AZ de la Roumanie est fasci- nant, par la distribution en surface des elements anormaux, la confi- guration et Ies caracteristiques morphologiques des anomalies. L’isoligne „zero” balaie presque tout le territoire du pays, en le partageant en deux parties approximativement ^gales, l’une â valeurs positives et l’autre â valeurs negatives. Get aspect, difficile â expliquer â premiere vue, forme l’objet d’une autre 6tude, qui va tenir compte d’un territoire qui depasse Ies limites de notre pays. Sur toutes Ies deux surfaces sont disposdes de nombreuses anomalies de maximum et de minimum, dont Ies caracteristiques denotent l’existence de certaines sources perturbatrices tres variees comme disposition spațiale, profondeur, magnetisation etc. II faut specifier que sur la surface â valeurs positives se trouvent presque toutes Ies anomalies â haut degre de regionalite. Les plus grandes valeurs de l’intensită des anomalies regionales sont contenues entre 4-400/ et — 100/. Sur celles-ci se superposent des anomalies subordonnees, certaines de maximum, certaines de minimum, aux intensites qui, souvent, doublent ou triplent les intensites des anomalies majeures. Pour la facilite de l’exposition, les anomalies magnetiques contenues dans la carte ont ete attribuees conventiormellement ă trois categories : regionales, sous-regionales et locales. Les anomalies sous-locales ne sont pas figurces sur la carte, mais elles sont extremement nombreuses, etant con- nucs sur des aires assez restreintes des resultats de la prospection magne- tometrique. Les anomalies regionales, contourees par des „limites magnetiques” ont ete deja employees pour le dechiffrage de la structure geologique pro- fonde du territoire de la Roumanie (Ga v ă t, et al. 1965). Acette occasion, on a. ajoute au „critere magnetique” (morphologie, intensite, direct ion d'exlension de l’anomalie regionale) aussi le „critere tectonique”, avec le traitement differentiel des regions de plate-forme et de plissement carpa thique. Les anomalies sous-regionales sont renfermees dans l’aire des pre- mieres et d’babitude elles s’enfilent sur des alignements â longueurs varia- bles, en sugg^rant l’existence d’une masse de roches eruptives, d’âge diffbrent, developpees sur ces directions. Les anomalies locales peuvent etre greffees sur les anomalies sous- regionales, en compliquant leur morphologie, mais souvent elles sont situees aussi â leur exterieur, avec des localisations apparemment alea- toires. Si on examine la plauche, il en rdsulte que la distribution geogra- phique des anomalies regionales, accompagnees de toutes les anomalies subordonnees de maximum et de minimum, est en correlation relative avec Institutul Geologic al României \ ICR. CARTE DE L-ANOMALIE MAGNET1QUE EN ROUMANIE 11 Ies unites et les sous-unites structura Ies developpees â la pâ rtie superieure de l’ecorce terrestre de la Roumanie. Ce qui suit va presenter d’une maniere succinte Ies categories d’ano- malies magnetiques dont on a parle, avec la separation des regions de plate- forme et de plissement. La region de plate-forme. Dans l’aire devant Ies Carpathes il y a Ies. plus nombreuses anomalies regionales, alignees sur des directions bien definies par Ies „limites magnetiques nonnales”, qui correspondent aux soubassements differencies du point de vue petrographique et eventuel- lement, comme âge geologique. Elles sont superposees, pour la plupart, sur des soubassements de plate-forme differencies dans la carte tectonique de la Roumanie (D u m i t r e s c u et al. 1962). A base des anomalies magnetiques regionales, contourees sur le territoire de la Dobrogea et des zones limitrophes (A i r i n e i, 1958) et puis dans ia region devant Ies Carpathes (Gavăt, 1965) on a separe- la suivante succession de soubassements de la Plate-forme Moesienne(du sud vers le nord, Archaique, Baikalien) et des Schistes Verts (Caledonien ?); de la Dobrogea de Norii (Hercynien) qui se ferme periclinalement dans la Depression de Bîrlad ; de repi-plate-forme de Moldova entre le Șiret et le Prut (Baikalien ?) et du socle de la Plate-forme Russe (Archaique). II est interessant â mentionner que le soubassement archaique et celui des Schistes Verts correspondent aux aires surtout â valeurs negat ives, pendant que Ies soubassements baikalien et hercynique correspondent aux aires ă valeurs positives. Les anomalies sous-regionales mises en evidence refletent, pour la plupart, desmasses de roches 6ruptives englobees dans le socle des plate- formes et seulement subordonnement, des volumes de roches cristallines. plus magnetisees (A i r i n e i, .1955, 1958 ; A i r i n e i, S t o e n e s c u, Velcescu, 1971). L’alignement en groupes des anomalies sous-rdgio- nales releve des fractures de croute ou regionales qui ont facilita la mise en plane des masses de roches 6ruptives. Les anomalies locale» ne peuvent pas etre maintenant l’objet d’une description plus dctaillee, â cause de leur nombre extremement grand. Leur source peut etre cantonnee dans le socle des plate-formes (complexes metamorphiques magnetises) ou dans la couverture sedimentaire (comme horizons de cinerites andesitiques, ecoulements de laves basaltiques). Les recherches assez recentes ont âtabli que les anomalies mag- netiques mises en evidence sur le territoire de la Dobrogea sont prolon- gdes avec les memes caracteristiques sur l’aire de la Plate-forme continen- tale de la Mer Noire (R o m a n e s c u et al., 1972). La region de plissement carphatigue. Bile occupe 2/3 de la surface du territoire de la Roumanie et est evidenci^e du point de vue magnetique par une limite qui separe le soubassement de plate-forme non-r^genere, het^rogene comme âge et composition petrographique et le soubassement carpathique regenera. Conveni ionnellement, on a admis qu’ă cause de la grande fragmen- tation de rimage magnet ique de la carte de ranomalie AZ, le tturiloire’ correspondant â la. region de plissement, â soubassement regenere, est eouvert d’une seule anomalie regionale, dominee par des aires â valeurs. ndgatives. En r6alit<5, en partant des plages etendues â valeurs negative» — Institutul Geologic al României \ IGRZ 12 ȘT. ATRINEI et al. fi plages qui couvrent la plupart des surfaces des Carpathes Orientales, Meridionale* et Apuseni, une ceinture large sur le bord de la Depression de Transylvanie et la pârtie septentrionale de la Plaine d’Ouest du pays — apparaissent et se contourent des anomalies de maximum a degres divers de regionalii. Parmi Ies anomalies sous-regionales, celles de la pârtie centrale de la Depression de Transylvanie et respectivement du nord-ouest du Banat presentent une importance particuliere. L’anomalie de la Depression de Transylvanie, avec une morphologie complexe, â la suite de la superposition et de quelques effets â caractere local (A i r i n e i, 1957), contoare la zone ophiolitique du soubassement de cette unii structurale, qui se trouve entrc Ies uniis des Apuseni septentrionales et celles des Metaliferi septentrionalix, â l’ouest et Ies uniis centrales estcarpathiques, â l’est (S ă n d u 1 e s c u, Vi sari o n, 1978). De cette anomalie se separent deux ramifications, l’une qui suit la valie du Mureș et l’autre qui se dirige vers la direct ion Cluj-Napoca—Huedin — Beiuș. Toutes Ies deux ramifications renferment de nombreuses anomalies locales qui correspondent aux masses de roches eruptives, surtout m^so- zoiques, au sud et banatitiques au nord. L’anomalie sous-igionale de Banat est fortement fragmentee par des effets locaux qui correspondent aux volumes de roches ophiolitiques et banatitiques. Les anomalies locales, de l’exterieur des anomalies regionale* ddcrites, â cause de leur nombre extremement grand, ne peuvent pas etre traitees en detail dans cette dtude. II faut en faire deux observations generale*, â savoir : a) elles sont orienies pour la plupart sur des alignements d’erup- tions ophiolitiques (Monts Apuseni, Banat), banatitiques (Banat, Car- pathes Meridionale*, Monts Apuseni) et neogenes (Monts Apuseni de Sud), Plaine d’Ouest, Monts Vulcanici de l’interieur des Carpathes Orientales) et seulement subordonnement sur des alignements magnetises dans les formations cristallines ; b) celles de l’aire des Monts Vulcanici sont surtout de minimum et par leur disposition en plan elles suggerent les effets de certaines inversions magnetiques neogenes. Quelques considerations yenerales Le but principal de la prdsentation de la carte de l’anomalie magne- tique AZ de la Boumanie consiste dans l’dtablissement du cadre historique dans lequel se sont d6veloppees les recherches et ont pris forme les idee* concernant la. realisation de la carte, l’enregistrement des etudes neces- saires pour la redaction et la systematisation des resultats obtenus â rechelle regionale, en specifiant la signification des sources probables d’ano- malies. Les 6tapes prochaines seront celles qui vont approfonder la compre- hension du contenu scientifique et les aspects applieatifs de ces cartes, pour qu’elles puissent ouvrir de nouveaux chemins pour connaitre le mode de reflex ion de la structure gdologique cachee dans le champ geo- magnetique. Â la fin de long chemin parcours pour la realisation de la carte magndtique AZ de la Roumanie, les auteurs considerent un devoir d’hon- neur de remercier les membres de la Commission de coordination des cartes :geophysiques nationales pour les suggestions, les principes et les indications ,nstitutu! Geologic al României CARTE DE) L’ANOMALIE MAGNETIQUE EN ROUMANIE 13 qui out ete faites, tont comme les teelui iciens etles ouvriers qui ont con- tribue ă la realisation des mesures. BIBLIOGKAPHIE Ai rin ci St. (1955) Cercetări magnetice regionale în Dobrogea, Moldova dc sud și estul Cîmpiei Române (Geologia regiunii in lumina magnetismului terestru). Acad. R.S.R., Bul. șl. Secț. șl. biol., agr., geol., geogr., 7, 1, 155—175, București. — (1957) Asupra anomaliei magnetice regionale din centrul bazinului Transilvaniei, Acad. R.S.R., Bul. șl., Secț. geol. geogr., 2, 2, 209 — 235, București. — (1958) Harta anomaliei magnetice AZ din Dobrogea, Moldova dc sud și estul Cimpiei Române. St. Cerc. 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Institutul Geologic al României CONSIDER ATIONS SUB QUELQUES INDIGES DE PROSPEGTIOM DES MINERALISATIONS TYPE „POBPHYBY COPPEB” DES MONTS METALIFERI' PAR JLSTIX ANDREI - Introduction Les Monts Metaliferi de la Roumanie, qui constituent, depuis plus de deux millenaires, une source importante de mineraux auro-argentif eres, sont en voie de diversifier leur profil minier grâce â la recente decouverte de quelques importante* aecumulations type porphyre cuprifere. Le rythme de ces decouvertes a et6 assez elev6, vu que, le nombre des gîtes et des mineralisations de porphyres cuprifere* connue* a aug- mente dans la derniere decennie de plus de quatre fois. Un tel rythme de decouverte des mineralisations de type „porphyry copper" des Monts Metaliferi a pu etre realist, en grande pârtie, grâce â î’intuition d’un critâre d’interpretation de certaines anomalie* magne- tiques, â caracteres specifiques, conjuguees avec d’autres anomalie* gdo- physiques et/ou geochimiques. Dans ce contexte, un role tout particulier a ete joue par la reconsideration des donnees geologique* locales et regio- nales. Essentielle a ete aussi l’integration intime et permanente de tons les Mements de connaissance geonomique. Plinei paloș caractcrisliques geologiques des mineralisations de porphyres cuprifere* des Monts Metaliferi La plupart des mineralisations de porphyres cuprifere* des Monts Metaliferi a fait l’objet de certaines etudes g6ologiques approfondies (Io nes cu, 1974; Andrei et Andrei, 1974; Andrei et C a- 1 o t a, 1975; Ștefan et al., 1975; Andrei et S a m o i 1 ă, 1976; I o nes c u et al., 1975 ; G u r ă u et al., 1975 ; Andrei et S a m o i l â 1976; Ian o viei et al., 1977 ; Vas il eseu et Covaci, 1.979; 1 Note presentee au 12cme Congres de J’Association Ggologique Curpatho-Balkanique. 8—13 septembre 1981, Bucarest, Roumanie. - T.'Institut de Geologie ci de Geophysique, str. Caransebeș 1, 78314 Bucarcst, Roumanie. Institutul Geologic al României 16 J. ANDREI 2 B o r c o ș et al., 1980 ; A n d r e i et al., 1981; B o s t i n e s c u et al., 1981). Les considerat ions synthetiques d’ordre structural, petrographique et metallogenique, que nous presentons dans ce qui suit, ont ete reprises des auteurs sus-mentionnes etafit parfois compl^tes avec des consi- derat ions personnelles. Caraeteres struc mx et petrographiques Les mineralisations cupriferei de type porphyrique des Monts Meta- liferi soni localisees â l’interieur et dans le proche voisinage de certains’ corps subvolcaniques qui sont constitui d’andesites avec homblende, en general quartziferes ± biotite ± pyroxenes, d’âge badenien superieur- sarmatien inferieur (andesites de Barza). Le coips subvolcanique mine- ralise perce parfois un appareil voleanique (Bucium-Tarnița, Benietea- Rovina, Colnic-Bovina), et d’autrefois un subvolcan antdrieurement con- solide (Boșia-Poieni, Deva) le tont appartenant ă la phase de Barza. Les corps subvolcaniques inineralises percent encore tont preș de la surface: les formations du socle cristallin (Deva), des depots du flysch cretace (Roșia-l’oieni, Bucium-Tarnița, Remetea-Rovina, Colnic-Bovina), des volcanites et des depots sedimenta ires neogenes plaques sur des magina- tites ophiolitiques mesozoîques (Valea Morii Nouă, Musariu, Bolcana- Troița, Valea Voia-Măcriș). Nous apprecions que, dans le cas des Monts Metaliferi, la nature des formations percees vers la surface ne peut pas const ituer un indice de prospect ion. Presque systematiquement, les andesites, qui constituent les corps subvolcaniques inineralises passent graduellement vers l’axe de l’intrusion, aux microdiorites porphyriques, aspect de plus en plus accentue avec la profondeur. En revanche, vers la peripherie, on remarque des andesites, qui, par leur structure, denot ent une consolidat ion plus rapide. La tres fine fissuration reticulaire, qui affecte la roche magmatique mineralisee, est particulierement aecentuee vers la zone p^riphdrique. La direct ion chaotique de ces fissures suggere que le facteur teetonique a joue un role secondaire, le processus etant probablemcnt determine par une intense expulsion d’une phase gazeuse du magma, en cours de consolidat ion. A ia peripherie des corps subvolcaniques inineralises on remarque souvent des breccifications, plus on moins accentuees, determinees d’habi- tude par leur mise en place. A l’interieur des corps subvolcaniques de por- phyres cupriferes on remarque systematiquement des bandes de breccifi- cation qui ont Tair d'avoir une origine teetonique preponderante. Les coips de porphyres cuprifei’es des Monts Metaliferi ont ete mis en place, dans les zones d’accentuee permeabilisation de la eroute, sou- lignees par l’existence de. certains noeuds tectono-magmatiques, mais, d’une maniere encore plus suggestive, par la presence du corps miueralise, au centre d’un assemblage ramasse d’enracinements volcaniques et sub- volcaniques comagmatiques. Parfois (ă Bucium-Tarnița, Remetea-Bovina), le second aspect n’a pas pu etre mis directement en evidence par les cartes g^ologiques, inais on a pu le d6duire grâce aux images g6ophysiques„ Institutul Geologic al României 16 R/ 3 MINERAJLISATION „PORPHYRY COPPER'1 — MTS METALIFERI 17 Alteration et mineralisatiou Les corps de porphyres cupriferes des Monts Metaliferi comportent, ainsi que dans d’autres provinces metallogeniques, des transformations endogenes pervasivex, principalement caractdrisees par un apport de potas- sium et de silice. Ces transformations pr^sentent une disposition zonaire concentrique, axee sur la structure encaissante. En general on reconnaît deux zones de transformation : la zone interne, caracterisee par la stabilite des feldspaths et des oxydes de fer, et celle externe, marquee par l’insta- bilite de ceux-ci et par le large developpement des mineraux argileux (B o ș- t in eseu et al., 1981). D’habitude, la zone interne s’etend dans les limites du corps subvolcanique ă mineralisation cuprifere. La zone, interne presente, suivant les circonstances, des variations assez importantes des assemblages de neomineraux, qui s’encadrent entre les types Deva et Valea Morii Nouă. Le premier type est caracterise par l’abondance des mineraux potassiques et le second par la presence genera- lement sporadique de ceux-ci. A Deva, la paragenese des neomineraux de la zone interne est repre- sentee par : le feldspath alcalin, la biotite, le quartz, la magnetite, la chal- copyrite, la bornite, la pyrite. (Boș tine seu et al., 1981). A Valea Morii Nouă l’assemblage fondamental est: le chlorite, le quartz, l’epidote, l’albite, la calcite, la magnetite, la chalcopyrite, auxquels s’ajoutent parfois des quantites de feldspath potassique, d’actinote et de biotite (B o r c o ș et al., 1980). A Bucimn-Tarnița et ă Remetea-Rovina, la paragenese de neomi- neraux de la zone interne ressemble au type Valea, Morii Nouă, mais avec une teneur plus eievee en feldspath potassique; en revanche, ă Roșia- Poieni et ă Bolcana-Troița elle est plus preș du type Deva. Dans les cas etudies, ă l’exception de Deva, Musariu et Valea Morii Nouă, on re- marque la presence de l’anhydrite, qui prend un developpement plus important avec la profondeur. La mineralisatiou cuprifere apparaît tant sous forme disseminee que sous forme de plages et de filonnets disposes sur les fissures. Parfois la mineralisation cuprifere, mise en place sur les fissures apparaît sans gangue, mais d’habitude elle est associee au quartz, au feldspath potassique, ă la biotite, au chlorite, ă l’anhydrite, au sericite etc. La predominance de quelques-uns de ces mineraux de gangue varie entre des limites fort larges quand il s’agit de divers gîtes etudies. Quoique la paragenese chalcopyrite (4* bornite)-magnet-ite soit presque systematique, le rapport quantitatif de ces mineraux est fort variable. La frequence de la mineralisation cuprifere se trouve souvent en correlation directe avec l’intensite de fissuration et de transformation hydrothermale. Une correlation plus etroite avec ces facteurs paraît etre presentee par la magnetite de neoformation. A la mineralisation cuprifere sont associes l’Au et l’Ag (plus frequents au type Valea Morii Nouă) et parfois la molybd6nite (tont ă fait sporadique au type de Valea Morii Nouă). La zone externe presente toujours une extension remarquable, embrassant d’habitude la Peripherie du corps subvolcanique et les forma- tions adjacentes. Le degre de substitution des mineraux primaires est 2 - C. 181 » Institutul Geologic al României ÎS .1. ANDREI l plus avanee que dans le cas de la zone interne. Dans la zone externe on remarque specialement : des min&'aux argileux : (kaolinite, montmoril- lonite, illile) quartz, calcite, sericite, hydromicas et pyrite. A l’exception du gîte Deva, le chlorite apparaît constamment, mais en proportions variables (tres frequent â Valea Morii Nouă). Le saricile et les hydromicas presentent en general une distribution non uniforme. C’est seulement ă Roșia-Poieni qu’on a pu individualiser une etroite zone phyllique (seri- cite. quartz, pyrite) â la pârtie interieure de celle argileuse (I o n e s c u •et al., 1975). En echange, ă Deva, on ne cite pas la presence du sericite (B o șt in os cu et al., 1981). Les transformations de type argileux el phyllique se developpem aussi dans la zone interne au long des bandes de breecification. Parfois, ces breecifications accompagnent Ies mineralisations filoniennes poly- metalliques â contenii auro-argentifere, qui intersectent souvent les corps de porphyres cupriferes. La fiAquence de la pyrite est variable, atteignant le maximum â Roșia-Poieni et ă Bucium-Tarnița et plus reduite â Bolcana-Troița. Dans ce dernier cas la magnetite n’est pas eompletement levigee, etant seulement partiellement substituee â la pyrite et a la limonite. La chal- copyrite ap parai! assez sporadiquement dans la zone externe. indices de prospect ion indirecte des mineralisations de porphyres cupriferes des Monts Metaliferi Les caracteres structuraux, p^trographiques et metallogeniques des mineralisations de porphyres cupriferes constituent des indices de pros- pection directe. Dus au degre avanee de reeouvrements avec des depots de pente, les indices de prospectăm, â la portee des recherehes geologiques directes, ne sont pas toujours applicables. C’est pourquoi les methodes d’in- vestigation indirecte, geophysiques et geochimiques, ont joue un role decisif dans la ddcouverte et la deliinitatăm de certaines mineralisations cupri- feres porphyriques des Monts Metaliferi, grâce aux condiționa favorables d’appîicabilite. Les principales methodes de recherche indirecte des por- phyres cupriferes des Monts Metaliferi ont ete la magnet o metric, l’Mectro- metrie, la. radiometrie et la geochimie. Mațjnetometrie La presence d’une mineralisation de magnetite dans le domaine de la zone interne, en paradele avec la levigation de ce mineral dans la zone externe, favorisent une fort bonne applicabilite de la magnetonuâtrie terrestre â la delimitat ion de ces domaines d’alteration hydrothermale. Ainsi que nous avons encore mentionn^, dans les Monts Metaliferi les mine- ralistitions cupriferes de type porphyrique sont localisees assez strictement dans le domaine de la zone interne. D’ici, il en suit une bonne correlation spațiale de la distribution de la. susceptibili te magnetique avec celle de la mineralisation cuprifere. Par consequent, les anomalies magnetiques mesurees au sol ont pu contourer d’une maniere pregnante les corps de porphyres cupriferes dont la zone interne affleure (Roșia-Poieni, Bucium-Tamița, Remetea- ICR, Institutul Geologic al României 5 MINERALISATION „PORPHYRY COPPER" — MTS METALIFERI 19> Bovina et Valea Morii Nouă). L'aspect morphologique des images magne- tiques terrestres est caracterise, dans de telles situations, par une aire cen- trale fortement anomale, qui correspond ă la zone interne ă mineralisations cupriferes, encadree par un domaine fort faiblement perturbe (An d re i et al., 1972; Andrei et Andrei, 1974; Andrei et Calot ă, 1975). D’autres fois (Bolcana-Troița, Valea Voia-Măcriș), la. zone interne ă mineralisations cupriferes et de magnetite est d’habitude enterree sous celle externe. Dans de telles situations les images magnetiques terrestres mettent en evidence de larges anomalies, ăaspect local faiblement perturbe.. Dans les deux cas, l’intensite des anomalies magnetiques terrestres et aero reflete le degre de developpement sur la verticale de la minerali- sation ă magnetite du domaine de la zone interne. Les donnees magnetometriques ne sont pas toujours edifiantes.. En effet, on connait d’inombrables situations dans lesquelles des volca- nites neogenes intensement argilisees sont percees par des corps comag- matiques plus recenta, frais. D’autres fois (Colnic-lîovina, Sommet Măgura- Poieni) les corps subvolcaniques neogenes ă transformations caracteris- tiques pour la zone interne (depots de magnetite. y inclus) n’ont pas pre- sente une mineralisation cuprifere sulfidique significative. Toutes ces situa- tions se refletent dans les images magnetiques terrestres d’une maniere similaire aux structures des porphyres cupriferes d’interet economique. L’identification des situations d’interet minier s’est faite ă l’aide d’autres methodes d’investigation indirecte. Les mesurages de susceptibilite magnetique constituent aussi un indice de prospectiou efficace des mineralisations cupriferes de type por- phyrique, permettant facilement ă identifierles andesites ă depots de magne- tite de la zone interne. Les andesites respectives presentent des valeurs moyennes de la susceptibilite magnetique sensiblement plus grandes, que eelles fraîches, mais elles comportent surtout une dispersion remarquable de cette grandeur. L’aspect des mesurages de suscept ibilite magnetique est particulierement utile dans l’identification expeditive de faibles restes de magnetite, dans le cas de l’etude du domaine de transition, de la zone interne ă celle externe. Electrometrie L’etude electrometrique de certaines structures de porphyres cupri- feres des Monta Metaliferi a ete realisee ă l’aide des procedes suivants : polarisation induite, resistivite apparente et polarisation spontanee (La- zăr et Lazăr, 1978; Popea, et S im io ne seu fide Andrei et al., 1974 ; S v o r o n o s, 1974). Polarisation induite. Celle-ci est une methode qui peut avoir une bonne applicabiiite ă la. prospection des mineralisations de type dissemine. Les anomalies de PI mesurees ă Roșia-Poieni, Bucium-Tamița et Remetea- Rovina sont disposees tant sur la zone interne, que sur celle externe, etani, determinees d’une maniere tont ă fait prepomRrante par des dissemina- tions de mindraux metalliques. Dans les cas enumeres, les valeurs anomales les plus intenses de PI soni disposees d’habitude sur la zone externe, parce que la quantite de pyrite de son domaine depasse la somnie du contenu de magnetite-f-chalcopyritepyrite, de la zone interne. & Institutul Geologic al României OGRZ J. AlNDREI 6 Pesistivite apparente. D’une maniere frequente, la zone interne, des mineralisations plus importantes de porphyres cupriferes (Roșia-Poieni, Bucium-Tainița, Remetea-Rovina) determine des minima accentues de la resistivite apparente, quoique dans ce domaine les silicifications soient souvent aecentuees et les argilisations assez sporadiques. Ou doit chercher l’explication de eette sil nat ion dans le degre avanee de fissuration des magmatites de la zone interne et dans la teneur elevee en Solutions acides presentes dans le systeme fissural. En revanche, le corps Colnic-Rovina, qui presente certains caracteres petrogiaphiques et metallog^niques simi- laires aux porphyres cupriferes, mais a fissuration modeste et â rninera- lisarion de sulfures sporadiques, determine un maximum resistivimetrique accentul. Dans la zone externe, dans le contexte de certaines importantes argi- lisations et pyritisations, on remarque des maxima r^sistivimetriques en presence de certaines silicifications aecentuees (Roșia-Poieni) et des minima lâ oii les silicifications sont reduites (Bucium-Tarnița). Polarisation spontanee. Dans les Monts Metaliferi eette methode a enregistre des resultats contradictoires. Ainsi, â Roșia-Poieni et Bucium- Tarnița, on a obtenu des minima dc PS â caractere local particulierement intense», disposes â rinterieur de la zone externe, greffes sur un minimum â caractere “regional”, qui couvre tonte la struct ure. Ces aspect» anomaux ont Pair d’etre determines par une importante pyritisation type stock- werk presente â l’interieur de la zone externe, par d’intenses fissurations et breccifications ddveloppees sur une profondeur apprdciable (plus de 1000 m) et par une remarquable infiltrat ion aquifere vers les profondeurs, favorisee par ce milieu permeable. Les caracteristiques enumerees deter- minent l’apparition de certains important» processus d’electrofiltration et permettent la rea lisat ion de certains effets d’oxydo-reduction, jusqu’â des profondeurs insolitement grandes. En revanche â Remetea-Rovina et Bolcana-Troița les anomalies de PS sont faiblement exprimees. Specialement, dans le premier cas nous avons ă faire â un developpement reduit sur la verticale du systeme fissural et dans le second cas â une mineralisation de sulfures, relativement modique. Radiometrie Les recherches radiometriques gamma spectrales entreprises â Bucium-Tarnița, Remetea-Rovina et â Valea Morii Nouă (Andrei et al., 1979; A n d r e i el. al., 1981) ont enregistre d’intercssauts resultats. Dans les images des composants K, Th et 1J, on observe des anomalies d’unc evidente distribution zonaire. Les principale* sources de ces ano- malies sont: la presence de certaines roches cretacees cornifiees au contact du corps subvolcanique; l’apparition de certaines variations d’andesites ă biotite primaire; l’existence de certaines accumulations de min^raux secondaires potassiqnes. Les premieres deux sources determinent des anoma- lies dans tous les trois composants radioactifs, mais non pas aussi dans les images des rapports Th N effet, la. biotite magmatique ou celle formde dans le processus de m6tamorphisme thermique comportent des L.jAr Institutul Geologic al României \ igrV mineralisation ..porphyry copper“ — mts metaliferi 21 valeurs relativement constantes des rapports ----et—. En revanche, les Th U aecumulations de mineraux potassiques hydrot hermaux (feldspath potassique, biotite, sericite, illite ete.) ne presentent pas la caracteristique susmentionnee. Comme tel, Ies cartcs du rapport ——— mettent en Th + li evidence d’une maniere pregnante justemciit les enrichissements en mine- raux potassiques de na ture hydrot hermale. II est interessant de signaler que parfois (â Remetea-Rovina et pârtiei lement â Valea Morii Nouă) les maxima se trouveht dans une assez bonne correlation avec Th + V les zones plus riches en euivre, vu que les filonuets ă ehalcopyrite sont accompagnes d’une gangue de feldspath potassique ± biotite ± sericite. Geochimie Mise en correlation avec la magnetometrie, la pedogeochimie (To- rn e s c u, Ciob a n u , fide A n d r c i et al., 1972 ; I f r i m, fide A n- d r e i et al., 1974) a prouve sa parfaite efficacite ă Tidentification des porphyres cuprifere* des Mont* Metaliferi. Evideminent nou* nou* iap- portons aux mineralisat ion* subaffleurees, masquee* par de* depots de ponte ayant de* epaisseurs qui vont jusqu’â 25 m. C’est l’etude des aureole* de dispersion secondaire du euivre qui a constitui le principal instrument de prospection. 11 a ete prouve que les gîtes d’interet econo- miqne subaffleures determinent des anomalie* pedogeochimiques de euivre presentant des concentrations qui depassent 500 ppm. A part le* anomalies du euivre, des informations utiles nou* sont encore foumies par les aureole* de dispersion secondaire du Mo et de l’Ag, element* presents et parfois rccupdrables dans les mineralisations porphy- riques. Les aureoles de Zn sont frequentes, etant parfois accompagnee* par des anomalies de Pb. A Roșia-Poieni celles-ci sont en etroite correlation avec les maxima de PI de la zone externe, refletant le contenu relativement elevi'1 en Pb des pyrites respective*. A Remetea-Rovina la zone interne est bien eontouree par une anomalie du B, determinee par la. presence de la tourmaline dans le domaine de cette zone. Conelusions. Les succes realises pendant la derniere decennie pour la ‘decmiverte et la delimitation d’un important nombre de mineralisations ■tic porphyres cuprifere* des Monts Metaliferi, ont ete possibles grâce â l’etroite correlation de certains indices de prospection directe et indirecte. De l’experience acquise, il en resultc que l’existence de certaines mineralisations de porphyres cupriferes peut etre decelee dans les zones de permeabilisation crustale, illustrees par la presence de certains noeuds teciono-magmatiques et par des assemblages de corps enracines, dont au moins le corps central est affecte par des transformat ion* hydrothermales pervasives. La coincidence de certaines anomalies magnetiques aux aureoles de dispersion secondaire du euivre, ă anomalies electrometriques (des . Institutul Geologic al României 22 J. AiNDREI 8 maxima, de PI, des minima de o?a et parfois des minima de PS) et even- tuellement â anomalies gamma spectrales (des maxima de———1 peut V U+Th) mettre en evidenee et delimiter des corps de porphyres cupriferes qui com- portent des caracteres structuraux, petrographiques et metallogeniques, similaires â ceux des .Monts Metaliferi. BIBLIOGRAPHIE Andrei C. Andrei J. (1971) Rapoit Arh. JGPSMS-1GG, București. — S a m o i I ă I. (1976) Raport, Arh. IGPSAIS, București. Andrei J., C i u c u r E. . Ion e s c u F., N c d e I c u - 1 o n C. (1972) Raport, Arh. Insl. Geol. Geofiz.. București. — C r i s l c s c u Tr„ Egry E., I f r i ni 1., I straie G., Ivan Tr., Pop ce a I., Sinii oue seu M., U d u b a ș a G., Vasilcșcu L. (197'1) Proiect, Arh- IPEG, Deva. — G a 1 o l ă C. (1975) Etudc geophysiquc des corps andesitiques de Roșia-Poicni et de Bucium-Tarnița (Monts M6tallifercs) â l’aidc, du modelagc des sources des champs po- lenliels. Ren. Roum. Geol. Giophiz. Geogr., ser. 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In the continent-eontinent collision between Africa and Eurasia lithospheric plates, large seismic events were induced by the movements of the Africa plate and the Arabia and Anatolia subplates against the Eurasia plate (Fig. 1). The energy source and thus the mechanism which maintains the mol ion of the plates is possible to be related to the radioactive decay of U, Th and K and to the thermal convection in the asthenosphere. The mantie and the lithosphere are in thermal and mechanical contact, so motions cannot oceur in either without affecting the other. These movements of plates were not uniform in time ; there were pointed out periods dominated by the movement of the Africa plate with an eastward migra tion of seismicity in the Mediterranean Sea, and periods dominated by the movements of the Arabia and Anatolia subplates with a northward and westward migration of seismicity (Fig. 2). Earthquakes migrations, indicated for the first time by R i c h t e r (1958), were ex- plained later by B âth (1979) in the conception of plate tectonics. Time sequences of earthquakes in Anatolia, the Balkan and the Mediterranean areas, were extend to so-called secular series comprising the time from the beginning of instrumental records up to the present time. In this way energy release curves were constructed for Anatolia, the Balkan and the Mediterranean areas in comparison with such curves in the Roma- nian Carpathian Arc Bend (Figs. 3 and 4). In the energy release curves, the magnitude M has a simple relation to the total energy of the seismic waves E (ergs) released in a particular event: log E = 12.24 4- 1.44 M (1) 1 Paper presented at the 12th Congress of the Carpatho-Balkan Geological Association, 8—13 Septembcr 1981, Bucharest, Roniania. 3 Institute of Gcology and Gcophysics, 1, Caransebeș Str., 78 314, Bucharest, Romania. ||hA Institutul Geologic al României IGRZ 26 A. APOSTOL Fig. 1. _ Summary of seismici ly of lhe Earth after V i n e and Hess (1970). Plates assu- med by Le P i c h o n (1968) are named, and instantancous centers of rotalion deduced for plate pairs arc plotted. The centers are : 1, for S Atlantic (America-Africa): 2, for N Pacific (Amcrica-Pacific); 3, for S Pacific (Antarctica-Pacific); 4, for thc Arctic Ocean (America Eurasia) ; 5, for N\V Indian Ocean (Africa-India) ; 6, for S\V Indian Ocean (Antarctica-Africa). List of convențional signs: 1, instantancous centers of rotalion deduced for plate pairs, 2, limils of a seismic plates, 3, ocean ridges, L direction of lhe movement of lhe plates, 5, intermediate carthquakcs, 6, normal carthquakcs. Modified afler Wyllic (1971). 15000 T km 12500- BURMAeGJ 600- 400- 200- 0 12500 o 8.0 1000 ■ km 2000 10000 7500 - 5000 - 100 doyș 3000 A0O0 5000 BANGLADESH» 6,8 , 7.06 CRESC E UAL? »zo Fig. 2. — Earlhquakes migralion alung thc Mcditcrrancau Sca to Southern Asia belt and along thc Anatolia fault : a, Eastward migralion in 1962 induceți by lhe movement of lhe Africa plate afler B ă l li (1979) b, Wcslward migra- tion in 1939 —1914 induced by lhe move- ment of lhe Anatolia subplate after R i c h l e r (1958); c, Eastward migra- tion in 1980—1981 induced by lhe move- ment of lhe Africa plate after M c y e r, (1981, personal communication). 7.5 » N. ALGttRS 200 300 400 3 STRESS DIRECTIONS IN THE CARPATHIAN ARC BEND 27 Fig. 3. — Accumulated energy release for all earthquakcs with magnitude M >7 in the lOth century in thc Anatolia and Bal- kan areas (A) as conipared to accumulated energy release for intermediate earthquakcs in thc Romanian Carpathian Arc Bend (B). Time series of earthquakes according to B e r c k h e m c r and P urcam (1980), Con- stau t i n e s c u and M I r z a (1980), and Seismological Scction, Uppsala University. Fig. 4. — Accumulated energy release for all earhtquakes with magnitude M > 7 in thc 20 th century in the Mediterranean arca (A) as conipared with energy release for intermediate earth- quakcs in thc Romanian Carpa- thian Arc Bend (B). Time series of earthquakcs from sources given in Fig. 3. Figuresl,2,3 and 4 suggest that the energy released from earthqu- akes in the Romanian Carpathian Arc Bend is connected with the energy re- leased in Anatolia and the Balkan areas in a common coinpressional stres» field induced by a westward movement of the Anatolia subplate. When the Africa plate moves and there is an eastward migration of seismi- city in the Mediterranean area, the energy released from earthquakes in the Romanian Carpathian Arc Bend is not significant. Based on fault mechanism in tectonic earthquakes, R i t s e m a (1974) offered a space distribution of the stress fields in the Carpathians and the Balkan areas, but no suggestion about a possible time variation. In this respect Figure 5 shows a coinpressional stress field across the northern Aegean Sea and the Balkan area induced by a movement of the Anatolia subplate, a coinpressional stress field from the Adriatic Sea to Crete indu- ced by a movement of the Africa plate, and a tensional stress field generally northward oriented. For the origin of this tensional stress field there are at Jeast three possible explanations : a subsidence of thc Aegean Sea (R i t s e m a , Institutul Geologic al României 28 A. APOSTOL I Fig. 5 — Strcss fields inferred from fault plane Solutions for tectonic carthquakes in the Car- pathians and the Balkan areas. Solid lines show comprcssioi: and dashed line stension. Afler R i t- s e m a (197-1). Fig. 6. — In b-planc model of a fault undcr the influcnce of a homogcncous slress field applied to infinity. 1974), a short spreading between two periods of compression (S ă n d u- 1 esc-u, 1981, personal communication), and a tendency of the Africa rift to extend front the lied Sea to the Aegean Sea, as a consequence of a rotational movement counter-clockwise of the Arabia subplate. AII these stress fields induced by the movements of the Africa plate and the Arabia- and Anatolia subplates are indicated in Figure 5 in the Bo- manian Carpathian Arc Bend. For that particular region far from plate boundaries it vas possible to develop a method to point out a time varia- tion of the tectonic stress field. The principie of the method lie in the fact that a neotectonic fault disturbs the regional stress field. The maximum geometrica 1 dimension of the stress anomaly in the neighbourhood of a fault tip, according to 1) a 11 y and S a n f o r d (1978), is: o--2 ‘■max where KI is the stress intensity factor implane, -mnx is the maximum shear stress. The maximum shear stress is related to the ( arthesian components of stress by : (2tw„J2 = (g, - aj2 + (2g^)2 (3) vhere a is normal stress, t is shear stress. 0 STRESS DIRECTIONS IN THE CARPATHIAN ARC BEND 2» The stress intensity factor for a stress distribui ion as given in fa- gure 6 is : = g/k» . sin2^ (4) where a is a homogeneous normal stress applied to infinity, 2a is the fault length, o, is the angle between fault direction and normal principal stress in-plane. Fig. 7. — Neoteclonic faulls. in the inner part of the Romanian Carpathian Are Bend in the Covasna zone; 1.2, neoteclonic faults. AB„ CI), profiles for BFE r:wa- surcments of stress anomaly around the faults. If there are t wo perpendicular faults 1 and 2 and a method to estimate the maximum geometrica! dimension of stress anomaly dA and t?2, the ratio according to equations (2) and (4) is a function of Ș. These principles wșre put into practice in the inner part of the Roma- nian Carpathian Arc Bend, where there have been pointed oul neotectonic perpendicular faults (Fig. 7). The stress around a fault, in a photoelastic model experiment or in a real case, manifesta in all plaees along its strike because of the shear strength that exists there. Such a situation is described in Fig. 8, in contrast with theoretical models which simplify the reality for mathematical pur- poses. In theory the stress around a fault is accepted in the tip region only. The method to estimate the maximum geometrica! dimension of stress anomaly around the real faults was a biogeophysical one applied in seismological domain for the first time by M a t v e e v (1973). The biogeophysical signal, named in Russian pa pers “BFE” or “biofiziceskii effekt”, was pointed out not only around neotectonic faults but on the salt domes, cavities in limestone, landslides, and moving waters in porous media. All these situations were regarded as local anomalies in the state of underground stress (Apostol, 1981). Biosystem behaviour was considered as an earthquake precursor also (R i k i t a k e, 1978). Time variations of the maximum geometrica! dimension of stress anomaly around a fault in the inner part of the Romanian Carpathian Arc Bend, obtained by BFE method, are given in Figures 9 and 10 in corida- 30 A. APOSTOL f> Fig. 9.— Time variations of the maximum geometri- ca! dimension of compressiona! stress anomaly around the Covasna fault aceording to the BFE mcasurements. Solid arrows show intermediate earthquakes in the Romanian Carpathian Arc Bend, and dashed arrows show regional earthquakes in Iile N of Greccc (a), S of Itaiy (b), and S of Greece (c). Numbers indicate the magnitude M frorn the Centre for Physics of the Earth and Scismology, Bucharcst-Măgurcle, Romania, and l’ppsala Observatory, Sweden. 'Fig. 8. — The stress around a fault aceording to a photoelastic model ex- periment : a, compression ; b. tension: F, fault; AB, a profile perpendicular on the fault where the stress distribution is estimated, a, in-plane normal prin- cipal stress; D. a geonietrieal dimension of the stress anomaly around the fault. Modified afler Duda (1965). STRESS DIRECTIONS IN THE CARPATH1AN ARC BEND 31 tion with the seismic regime in Vrancea region, Romania and regional earthquakes in the continent-continent collision between the Africa and Eurasia plates. By convention, compressional stress was noted positive and tensional stress negative. Figures 9 and 10 show that from a particular fault it is noi possible to separate near stress from far field stress. Such separations couid be done by regional scale measurements on as many crusta! faults as possible. The measurements of the ratio djd2, obtained for two neotectonic perpendicular faults in the same region are indicated in Figure .11. Fig. 10. — Time variantions of the maximum gcomctrical dinicnsion of the tensional stress anomaly aromiți the Covasna fault accordiug to the BFE measurements. Solid arrows show intermediate earthquakes in the Bomanian Carpalhian Arc Bend. and dashed arrows show regional earthquakes in Iran. 1978 (a), and 1981 (b). Numbers indicate Ihe mag- nitude M from the sources given in Fig. 9. When the ratio d^d^ was maximum, the regional tectonic stress field had a nortwest trend induced by a. westward movement of the Ana- tolia subplate. In the interval 1975 — 1978 there was an increase of the energy released by earthquakes in the Anatolia arca (24th November 1976, Turkey, NE of Lake Van, M = 7.3), in the Romanian Carpathian Arc Bend (4th March 1977, the Vrancea region, M = 7.2), and in the Balkan area (20th June 1978, Lake Volvi, Greece, M = 6.5). When the ratio djd2 was low, the regional tectonic stress field had a northeast trend induced by a movement of the Africa plate. In the period of time 1979 — 1981 there was an increase of the energy released by earth- quakes in the Mediterranean area (15th April 1979, Montenegro, Jugos- lavia, M = 7.0 ; Ist January 1980, Azore, M = 7.0; 20th October 1980, Algeria, M = 7.5; 23rd November 1980, S of Italy, M = 7.0 ; 24th Fe- bruary 1981, S of Greece, M = 7.0). Between these two compressional stress fields in August and October 1979 the Romanian Carpathian Arc Bend and the Balkan areas were domi- nated by a tensional stress field induced from a rotational movement coun- ter-clpckwise of the Arabia subplate. In that time spân, as a consequence of the compression of the Arabia subplate against the Eurasia plate, there was an increase of the energy released by the earthquakes in Iran (16th Sepiember 1979, NE of Iran, M = 7.7). Institutul Geologic al României A. APOSTOL 8 In May—September 1981 the tensional stress field in the Romanian Carpathian Arc Bend and a period with large earthquakes in Iran (29th July 1981, SE of Iran, M = 6.8) suggest that a new compressional stress field might oceur in the last months of 1981. An increase of the ratio <7, d2 in Figure 11 after October 1981 support the idea of a new compres- sional northwest trending stress. In this respect after autumn of 1981 is expected an increase of the energy released by earthquakes around the Anatolia subplate. These statements are supported in Figure 12 by a seismotectonie model characteristic in a continent-eontinent collision. Fig. 11.— Time variation of the ratio cljd, for two neotcctonic perpendicular faults 1 and 2 as given in Fig. 7 ;