Fracture and fault development in Werfenian quartzitic sandstones – A case study from the autochthonous cover of the Tatra Mts.

The paper is focused on the analysis of fractures and faults in slightly deformed Werfenian quartzitic sandstones, which in the Polish part of the Tatra Mts. begin the sedimentary succession of the autochthonous cover overlying directly the crystalline core. Investigations including geometric and genetic analysis of fractures and faults have enabled to reconstruct the evolution of the palaeostress field in relation to the generally accepted stages of structural evolution of the Tatra Mts. The oldest fractures are represented by the S system of shear fractures, which originated due to SSW-NNE compression in almost horizontal or slightly N-tilted beds. The F1 fault set could have also originated in this stage as a result of slip along the bedding planes or along planes sub-parallel to bedding. This stage took place after the Early Turonian and before the Coniacian. The formation of main zones of strike-slip faults, including the Ornak dislocation zone, could have taken place in the terminal part of this stage or directly after it. The following stage was linked with rotational uplift of the Tatra Mts., taking place since the Late Miocene. As a result of SSW–NNE extension, the L set of fractures appeared in the gradually uplifted Werfenian rocks. Additionally, the F2 set of normal faults originated along with the simultaneous opening of some S fractures and reactivation of the F1 fault set. The last stage of evolution (Pleistocene? - present day) included the formation of landslides, causing rotation of bed complexes together with the fractures. Some F1 faults could have been reactivated at that time.

---

W niniejszym artykule przeprowadzono analizę spękań i uskoków w słabo zaburzonych tektonicznie piaskowcach kwarcytycznych werfenu. Piaskowce te rozpoczynają profil jednostki autochtonicznej (Tatricum) w Tatrach polskich, która leży bezpooerednio na trzonie krystalicznym. W wyniku przeprowadzonych badań, polegających na analizie geometrycznej i genetycznej spękań i uskoków odtworzono pola paleonaprężeń i etapy ewolucji tych struktur w powiązaniu z ogólnie przyjętymi etapami ewolucji Tatr. Najstarszymi spękaniami są spękania ścięciowe systemu S, które powstały w wyniku kompresji o kierunku SSW-NNE w skałach leżących niemal poziomo lub lekko wychylonych ku północy. W etapie tym mogły powstawać również uskoki zespołu F1 w wyniku pooelizgów wzdłuż powierzchni uławicenia lub bliskich tym powierzchniom. Miało to miejsce po wczesnym turonie, a przed koniakiem. W końcowej fazie tego etapu lub po nim mogło dojść do powstania głównych stref uskoków przesuwczych, łącznie ze strefą dyslokacyjną Ornaku. Kolejny etap ewolucji omawianych struktur związany był z rotacyjnym wypiętrzeniem Tatr, trwającym od późnego miocenu. Sukcesywnie zaczęły powstawać spękania zespołu L w stopniowo wypiętrzających się skałach werfenu, w wyniku działania ekstensji o średnim kierunku SSW-NNE. W tym czasie doszło również do powstania uskoków normalnych systemu F2, z równoczesnym otwieraniem się części ze spękań systemu S oraz odmłodzeniem uskoków zespołu F1. W ostatnim etapie ewolucji (plejstocen? - dziś) powstawały osuwiska konsekwentno-strukturalne, powodujące skręcenia pakietów warstw łącznie z występującymi tu spękaniami. Mogło również dojść do reaktywacji niektórych uskoków zespołu F1.