Az Erdélyi-medence fejlődéstörténete
W AN EKFER EN C
A z Erdélyi-m edence úgy tekinthető, m int a Kárpátok, Dinaridák és A lp o k által körülölelt Pannon-m edence része; a két m edence fejlődéstörténete, legalábbis a ke zd e ti időszakban, elválaszthatatlan egymástól. A m edence fejlődésének sa já tosságai, ősföldrajzi kapcsolatai, m ai domborzata azonban egyértelm űvé teszik önálló szerkezeti egységként való m inősítését. A to vá bb ia kb a n e n n ek a m a g y a r
sá g tö rté n e lm éb e n is kü lö n le g es sze re p e t já ts z ó fö ld d a ra b n a k a g e o ló g ia i fe jlő d é stö rté n e té t p ró b á lo m k ö z é rth e tő form ában, az e lke rü lh e te tle n s z a k k ife je z é s e k m e g m a g ya rá zá sá va l felvázolni.
A szárazföldeket alkotó kontinentális kéregdarabok az utóbbi évek izgalm as felfede
zései alapján távolról sem m ozdulatlanul helybenülők, ellenkezőleg: egym áshoz viszo
nyított helyzetük állandóan változik. Például az Atlanti-óceáni hátság tágulásával Európa évente 2-4 centim éterrel távolodik Am erikától, míg Ausztrália évi 12 centim éteres se b e séggel valósággal „robog” Délkelet-Ázsia felé. Já tsza d o zzu n k csa k el ezekkel a s z á m okkal, beszo ro zva őket a fö ld törté n e ti korok évm illióival! Mi okozza ezt a m ozgást?
A Föld b első a nyagának h ő kie g yen lítő körforgása. Az ó ce á no k szim m e tria te n g e ly é ben elh e lye zke dő víz alatti vu lka n iku s heg ylá nco k (ezért a nevük: ó ce á n kö zé p i h á t
ságok) m entén h a talm as m ennyiségű forró bazaltláva g yú ró d ik a fe lszín kö ze ib e és s o d o rja kétfelé az óce á no k aljzatát, a hozzá ju k kötődő ko n tinensekkel. A régebbi ke letű, nagyobb kiterjedésű óceánok perem én ezzel szem ben m ély á ro kre n d sze re k a la ku ln a k ki, am e lye k m entén az óceánfenék lehűlt b a za ltiku s anyaga, az id őközben rá
rakódott ü ledékek egy részével, vissza so d ró d ik a Föld m élyébe (szakn ye lve n ezt n e ve zik szu b d u kció n a k). A b a za ltos kéreg hátán „lovagló" ko n tin en se k, va g y apróbb, leszakadt, ko n tinentális rögök így közelednek egym áshoz, m ígnem össze ü tkö zn e k.
A ko n tin e n se k (nem fö lté tle n ü l e gészükben szárazföldek, p e rem üket se ké ly m é lysé gű - „e p iko n tin e n tá lis” te n ge re k fe d he tik) könnyebb fa jsú lyú k révén m in dig a fe ls z í
nen m aradnak, nem sü llye d n e k alá az óce á nké re g g el a Föld b e lsejébe. A zonban az ütközés nem m egy simán, a hatalm as erejű eg ym á sn a k fe szü lé s kö ve tkezté b e n gyű- rőd n e k ki a h egyláncok. A folyam atot fö ld re n g é se k és vu lk á n k itö ré s e k kísérik.
Ez után a bevezető után már könnyebb megérteni, mi is történt valójában a mi térsé
günkben. Afrika és Eurázsia több m int szá zm illió éve kö ze le d ik e g ym á sh o z. Lassan- lassan, a F öld kö zi-te n ge r be zá ró d á sá va l a folyam at a vé g é he z érkezik; a két ko n ti
nenst eg yko r e lvá la sztó hatalm as T ethys-óceánból sem m i nem m arad. L e g feljebb csa k az ütközés sebhelye: az A tla sz-h e gysé g tő l a H im alájáig húzódó hegyrendszer.
Ehhez ta rto zn a k a K árpátok is. Ez a hegyrendszer, s m indaz, am i ettől d élre van, új e lem ként fo rra d t a régi kontinenshez.
De miért van a Kárpátoknak ez a furcsa tekeredése, mintha valamit, valam iket kerül
getne? A Kárpátok vonulata valóban megkerül valamit: néhány, az ütköző zónába be
sodródott kontinentális kéregtörmeléket, az egykori Afrikáról leszakadt ún. m ikrokonti- nenst: a Pannon-rögöt, mely két, hosszú ideig egym ástól függetlenül fejlődő m ikrokonti- nensből (Tiszia és az Észak-Pannon tábla) állt össze, továbbá a D éli-Kárpátok előterében elhelyezkedő M oesiai tá b lá t és a közéjük szo ru lt D acidákat.
Tehát az egész belső-kárpáti m edence aljzatát három különböző előéletű m ikrokonti- nens alkotja. Ezek mai viszonylagos földrajzi helyükre 16,5 millió évvel ezelőtt, a közép
ső-m iocén kezdetén kerültek. Bár mindkét mikrokontinenst időnként és részlegesen el- elöntötték epikontinentális sekélytengerek, az alsó miocén legvégén (a kárpáti időszak
ban) szárazföldként rögzültek mai viszonylagos helyzetükbe. Közvetlenül ezt követően, a báden korszak elején (tehát a fent említett időpontban, azaz 16,5 millió éve) a kialakult kontinens-m ozaikot egészében elöntötte a tenger. Ezt nevezik a geológusok alsó bádeni transzgressziónak. Oka, hogy a kárpáti szubdukció következtében a Pannon-rög alatt a földköpenyben olyan turbulens anyagáram lások keletkeztek, m elyek az újonnan össze
forrt kontinentális kéregdarabot alulról fokozatosan elvékonyították, m inek következtében az lassan süllyedni kezdett, így a felületét elöntötte atenger. Később ez a süllyedés térben és időben nagyon egyenlőtlenné vált. De ne vágjunk elébe a történéseknek, helyesebben a dolgok logikájának.
Az a lsó bá d en i tra n szg re sszió va l kezdődően b e szé lh etü n k az adott té rsé g m e d e n ce fe jlő d é sé rő l, b ár az akkori m edence fö ld ra jzilag korántsem a zo n os a m aival, h a tá rai m ég igen m essze keresendők, tula jd o nké p p e n e kko r az egész Paratethys (ejtsd:
p a ra té tisz; é rtsd alatta: az A lpoktól északra elterülő egykori, a T ethys-óceánhoz s z o rosan ka p cso ló dó te n ge ri, m ajd belte ng e ri üledékgyűjtő m edence) egyetlen o s z th a ta tla n e g ysé ge t képezett.
A Paratethys kialakulása a paleogén-korban kezdődött el, s a miocénban m ár pontosan körvonalazódott, jól elkülönült üledékgyűjtő területként működik. A m iocén-kor vége felé egym ástól m ind jobban elszigetelődő résztengerekre szakad, m elyeknek nagy észe m á
ra m ár feltöltődött, szárazfölddé vált (így a Pannon-medence is), kivételt csak az Aral-tó, a Kaspi-tenger és a Fekete-tenger képez. Földtörténeti távlatokban azonban ezek sorsa is „m egpecsételődött” .
A Paratethys részm edencéinek - így az Erdélyi-m edencének is - a története rem ekül kiolvasható a feltöltő üledékek egymást követő rétegeiből, mint ásványok és kövületek hieroglifáival teleírt kódexek lapjairól. Földtörténészeink ezeket a hieroglifákat próbálják kiolvasni izgalmas, m eglepetésekkel is szolgáló nyomozómunkával. (Azt szoktam m on
dani, hogy a geológus m unkája olyan, mint a detektívé, azzal a különbséggel, hogy az előbbit nem fenyegeti a „bűnös" bosszúja.) Lássuk hát közelebbről az üledékek és a b e léjük zárt kövületek tükrében az Erdélyi-medence fejlődéstörténetét.
Az alsó bádeni transzgresszió, bár viszonylag igen rövid idő alatt, m égis kim utatható időbeni elcsúszással, fokozatosan öntötte el a térséget észak-keleti irányból. Minden jel arra mutat, ez idő tájt az Erdélyi-szigethegységtől északra, széles sávban nyílt, zavarta
lan a tengeri kapcsolat a Pannon-m edence felé, de úgyszintén a Kárpátok előtere felé is. Egyelőre sem m i jele annak, hogy a Keleti-Kárpátok a tengervíz fölé kiem elkedett gát
ként m űködött volna. Part menti üledékek jelentősebb vastagságban (vagyis ahol a part
vonal huzam osabb időre rögzült) csak az Erdélyi-szigethegység keleti peremén találha
tók. Kavicsos jellegük hullámveréses, magas partra utal (lásd a Torda-hasadék déli b e járatával szem beni dombokon a gipszrétegek alatti üledéksort). A m észvázzal rendelke
ző, így kövületként m egőrződhető tengeri állatok legtöbbje a csendesebb, öbölszerű ten
gerpartokat kedveli. Ilyenek a szigethegységtől délre, a M arós-árokban (világhírű kövü- let-lelőhelyek például Lapugyon) alakultak ki, igazolván egy sekélyvízű, keskeny te n ge r
árok létét itt, az Erdélyi- és Pannon-m edencék között. Eszerint az Erdélyi-szigethegység akkor valódi szigetet vagy szigettengeri alkothatott, bár területe a mai hegység területénél jóval kisebb lehetett, amint azt a Vigyázó (Vlegyásza) oldalában, Méregjó falu határában, ezer m éter körüli magasságban, vetők közé bezökkenve - így az utólagos lehordástól (eróziótól) m egm enekülve - fennm aradt alsó bádeni üledékfolt is igazolja. A D éli-Kárpá
tok vonulata is csak a legfönnebb szigetsorként emelkedhetett a tengervíz fölé, hisz a hegység kellős közepében, a Lotru-völgyében is, magasan felfüggesztett, lehordástól m egm enekült báden kori üledékfoltra leltek a geológusok.
Még valam i fontosat az alsó báden idejéről: a kárpáti szubdukciót kísérő vulkáni m ű
ködés ekkor indul be. Ezt nemcsak egyes kitörési központok kő ze teine k abszolút (ra
d io a ktív m ódszerrel m eg á lla p íto tt) kora igazolja, de a m edence üledékeiben vastag réte g e kb e n fe lh a lm o zó d o tt vulkáni hamu is, m elyet egy múlt szá za d i neves erdélyi
W ANEKFERENC
geológus, K och A n ta l a Dés vá ro s kö rn yé ké n jó l ta n u lm á n y o z h a tó te rm é s z e te s fe l
tá rá s o k a la p já n , D é si-tufá n a k ke re s z te lt el. A tu fa -ö s s z le tb e z á rt m ik ro s z k o p ik u s á lla tk ö v ü le te k a rra u ta ln a k, h o g y e ze k az ü le d é ke k m ár tö b b s zá z, va g y a ká r ezer m é te rt is m e g h a la d ó m é lysé g ű te n g e rv íz b e n ra k ó d ta k le, v a g y is az a ljz a t a tra n s z g re s s z ió t kö ve tő e n g yo rsa b b a n s ü lly e d t, m int hogy azt az ü le d é k e s e d é s k o m p e n z á ln i tu d ta vo ln a .
A középső báden ideje alatt az Erdélyi-medencében többszáz méter vastagságú só réteg rakódott le. Régebben azt tartották, hogy a só sekélyvízű öblök ism ételt kiszáradá
sával halmozódott fel. Ennek viszont ellentmond a sórétegből előkerült foram iniférák (egysejtű, ásványi anyagból épített külső vázzal rendelkező tengeri állatkák) kövületei
nek sokasága, m elyek igen mély tengerfenékre utalnak. A só ilyen körülm ények közötti keletkezésére ma már megvan az elfogadható magyarázat: a Világ-óceánnal csak szűk kapcsolatban álló beltengerekben, m elyek csapadékszegény, meleg égövi zónában fek
szenek, az erős párolgást - jelentős hozamú folyóvizek hiányában - csak befelé áramló tengervíz pótolja, így az oldat addig sűrűsödik, míg eléri a telítettségi fokot, mely pilla
nattól kezdve a mélyben só, a parti övezetben pedig gipsz csapódik ki. Ez történhetett az Erdélyi-m edencében is, ahol ily módon több mint 4.000 km3 (!) só halm ozódott fel, az Erdélyi-szigethegység keleti peremén pedig (például: Koppánd, M észkő környékén) m egtalálható a gipsz is. A Keleti-Kárpátok előterében teljesen m egegyező körülm ények közt található só, majd a Podóliai-fennsík perem én fe lh a lm o zó d o tt ren d kívü l nagy m ennyiségű gipsz (a K e leti-K árpátok m indkét oldalán hiába keressük a p a rtkö ze li gipsz le rakó d á so ka t vagy bárm ilyen más se ké lyte ng e ri üledékeket) azt su g a llja , hogy Podóliától az E rd é lyi-szig eth e g ysé g ig egy egységes ü le d é kgyü jtő -m e d e n ce létezett, m elyet m ég nem osztott ketté a K eleti-K árpátok csak később kiem elkedő szig e tíve.
Erről azután lekoptak a korábban rárakódott üledékek (velük együtt a só is), így ala
kult ki az a lá tszó la g os m ai kép, m intha a K e leti-K árpátok két oldalán, két külön rész
m edencében rakódott vo ln a le a só. Nem így a kapcsolat kelet felé, hisz a P a n n o n m edencében a só n a k vagy g ip szn e k nyom át sem ta lá lju k! A két, kü lö n b öző jelle g ű ü le d é kgyű jtő -m e d e n ce közötti határ az E rd é lyi-szig eth e g ysé g vo n a lá n, m ajd észak felé a M eszes-, Lápos- és G utin -h e g ysé g ek vonalán húzódik. Valószínű, va la h o l itt le h e tett az a küszöb, m elyen keresztül a keleti m ed e n ce részb e a fo lya m a to s te n g e r
víz-u tá n p ó tlá s biztosítva volt. C sa kh o g y ennek a küszöbnek az ü le d é keit - m int arról a ké ső b biekb e n szó lesz - a pannon korszak utáni szá ra zfö ld i e rózió le ta ro lta .
A felső bádeni korszak üledékei a Keleti-Kárpátok mindkét oldalán teljesen m egegyező - m élyvízi - jellegeüek. Jelesen: radiolariás palák (1) és spiratellás m árgák (2) követik egym ást m indkét doménium rétegsorában, mutatván, hogy még m indig nem kezdődött meg a Kárpátok kiem elkedésének folyamata. Ellenben a báden korszak legvégén je le n t
kező, az egész Paratethysre jellem ző kiédesedési fo lya m a t az A lp o k vé g le g es kie m e l
kedésére enged következtetni. Fokozatosan m eg szű n ik a ka p cso la t a Tethys-óceán- nal, az Eurázsia szá ra zfö ld jé rő l a Paratethysbe b e öm lő fo lyó vize k az e lzá ró d ó b e l
te n g e r vizé t lassan kiédesítik. Ez a folyam at azonban nem egyenes lefutású, hanem hosszan ta rtó vá lto zá so k sorozata; tu la jd o nké p p e n a Paratethys b á d e n ko rsza k utáni fejlő d é stö rté n ete .
A Keleti-Kárpátok is m egm ozdulnak a beköszöntő új korszakkal (11 millió évvel ezelőtt kezdődően): a szarm atakorszakban ugyan még egységes az üledékesedés és a kövü
letekből visszakövetkeztethető állatvilág is a Kárpátok m indkét oldalán, de a hegylánc közvetlen közelében az üledékszem csék eldurvulása (kavicsos rétegek) arra utal, hogy a Kárpátok csúcsai, mint szigetek, kiem elkedtek a tenger vízéből, hullám verés kikezdte őket is. Az Erdélyi-m edencét kitöltő üledéksor kövületei továbbra is m élytengeri környe
zetre utalnak, bár a sótartalom csökkenése következtében az állatvilág lényegesen m eg
változik: eltűnnek a norm ális tengeri sótartalm at (3,5%) igénylő fajok, az alkalm azkodni tudók pedig speciáció (az új fajok kialakulásához vezető folyamat) révén elfoglalják az ökoszisztém ában m egüresedett helyeket. Egy jellegzetes, endém ikus állatvilág alakul így ki, m ely elterjed a Bécsi-m edencétől az Arai-tón túlig.
A Keleti-Kárpátok kiem elkedése viszonylag gyors folyamat volt, hisz 11,5 millió évvel ezelőtt a belső-kárpáti térség végképp elszigetelődik a Kárpátokon kívülitől. A Kárpát-
1. ábra
A Kárpátok külső ive által megkerült Pannon térség aljzatál képező kontinentális rögök (mikrolemezek) m ai földrajzi helyzete
(Balla, 1984, Kovács, 1987, valamint Csontos és társszerzői, 1992 után).
íven belül, a viszonylagos kis területű Pannon-m edencében a beltenger vize tovább éde- sedik. Egyre kevesebb tengeri eredetű állatcsoportnak lesz esélye a túlélésre: a küzde
lem be belépnek a folyótorkolatokban élő, édesvízi eredetű állatok is. Újabb endémikus, a C ongeria nem zetség (ide tartozik a balatoni kecskeköröm is) által jellem zett állatvilág alakul ki. A beköszöntő új földtani időegységnek a geológusok a pannon-korszak elne
vezést adták. Az Erdélyi-m edencében a pannon ideje alatt is túlnyom óan mélyvízi üle
dékek rakódtak le, kivéve a partok közvetlen közeiét, mind keleten (a mai Székelyudvar- hely környékén) mind nyugaton (például a mai Nagyenyed környékén). Nem régiben egy m ikroszkopikus állatcsoport - a kagylósrákok - egyes fajainak ősföldrajzi elterjedése alapján kim utattam , hogy a pannon-korszakban, akárcsak a szarm atában, az Erdélyi
m edence és a tulajdonképpeni Pannon-m edence közötti vízi kapcsolat az Erdélyi-sziget- hegységtől északra, az Erdős-Kárpátok előtere felé (sem m iképp sem a M aros-árok vo nalán) valósult meg.
A fent jelzett fauna-változásokkal egyidőben a Kárpátoktól keletre, a Fekete-tengertől az Arai-tóig a szarm ata korban kialakult fauna tovább él. A különböző m edencék kövült állatvilága közt oly nagy eltérés alakul ki, hogy az üledékek kövületekre alapozott egy- idejűsítése eg yre tö b b v itá t gerjeszt a szakem berek körében, ám ezek nem a lényeget é rin tik, in ká b b c s a k a nevezéktant. Egy való sá g os névháború ez, a pannon, sza rm a ta és m alvensiai e ln e ve zése k között. A fe lka va rt vizek vé g ü l is lecsillapodni lá tsza n ak az e cikkb e n h a szn álato s eln e ve zése k értelm ében.
A pannon korszak legfiatalabb üledékeit hiába keressük az Erdélyi-m edencében. Ha azok itt valahol le is rakódtak, a későbbi szárazföldi erózió nem kegyelm ezett meg nekik.
Történetünk kerekségéhez hozzátartozik, hogy a pannon korszakot követő pontusz (a m iocén-kor utolsó korszaka) ideje alatt - valahol a Vaskapu tájékán - újból kapcsolat lé
tesül a Pannon-m edence és a Kárpátoktól keletre eső térség, az ún. Kelet-Paratethys között. M egelőzőleg az utóbbi térségben is annyira kiédesedett a tengervíz, hogy a kap
csolat m egterem tésének pillanatában, a jobban kiforrott, a kiédesedett beltenger! körül
m ényekhez jobban alkalm azkodott Pannon-m edencebeli állatvilág villám gyorsan m eg
hódította a keleti m edencefűzért is. Enne köszönhetően, az utóbb teljesen elzáródott Kas- pi-tengerben az egykori pannon fauna néhány leszárm azottja a mai napig fennmaradt.
A Fekete-tengerből azonban, a Boszporusz m egnyílásával és a m editerrán elem ek be- özönlésével végérvényesen kiszorultak. „Szülőhazájuk” , a Pannon-m edence pedig fel
töltődött.
W ANEKFERENC
2. ábra
A z Erdélyi-medence középső báden sóképződményének vastagságtérképe (Stoica és Gherasi, 1981 után). A só vastagságának szeszélyes m egoszlására az ad m agyarázatot, hogy nyomás
alatt igen képlékeny anyagként viselkedik, vándorol a kisebb nyomású zónák felé (ez az ún.
diapir jelenség).
Az Erdélyi-m edence tehát a miocén végére szárazulattá vált, csak a dél-keleti sa rká ban rakódnak még le a fe lső pliocénben (a romániai időszakban) tavi üledékek. Mindezért felelős a Keleti-Kárpátok belső m edencéit kitöltő tófűzér, mely a Barcasági-m edencén keresztül terjedt át O lthévíz és Ugra térségébe. Faunájának néhány elem ét valóban a Pannon-m edencéből szárm aztathatjuk, ám ezek nem kerülhettek ide az Erdélyi-m eden
cén keresztül, hanem, amint azt némely puhatestű kövülete igazolja, a dologban egy, a Kárpát-kanyar külső övezetén átömlő transzgresszió a ludas. Ez nekünk ma hihetetlen
nek tűnik, hisz szem ünkben ennek útját kellett volna állniuk a Vráncsai-hegyeknek. Igen ám, de ezek a hegyek ma a Kárpátok egyik legdinam ikusabban emelkedő láncszem ét képezik - nem hiába remeg itt oly gyakran a Föld! Az azóta eltelt több m int 2 millió év alatt körülbelül 4.000 métert emelkedtek, és csak azért nem ilyen m agasak csúcsai, mivel közben a szél, eső és folyóvíz is koptatta őket.
A m edence keleti peremén, a bádenben m egindult vulkáni tevékenység m ajdnem a negyedkor végéig (felső pleisztocén) folytatódott. De az is lehet, hogy m ostanság csak C sipkerózsika-álm át alussza. A Torja és Kovászna környéki g á zö m lé se k m in d e n ké p pen m e g in d íth a tjá k a fa n táziá n ka t ez irányban.
Az Erdélyi-m edence mai morfológiai képét már a folyóvíz alakította ki. Letárolása azon
ban nem egyenletes. Az északnyugati részén egy nagyobb mérvű kiem elkedést egy in
tenzívebb lekopási fo lya m a t kísért, e llentétben a délkeleti sarokkal, ahol m eg ő rző d he ttek a le g fia talab b ü ledékek is.
MÉ1 Korbeosztás
Holocén Főbb események
1 Negyedkor Pleisztocén A mai domborzat ki
alakulása A medence DK-í
2 Romániai sarkában tavi üle-
Pliocén dékesedés
3
4 Dáciái
5
6 Pontú szí
7 8
Pannóniai
S 2 8 2 = 2 3 SS 9
10 3 « -8
11 (0 s? o>
.2 -<tj m :=J n c 2 2 <0
“ m 'S ~ « 12
Harmadkor 13
Miocén
Szarmata
ISJgil
■S 8 E ® ™ S c S ^ c - 5 ° 14
15
Bádeni f e . V o ° £ S ^ a >
>• c c S 2 2 « j r - ® n j c o N aj ( DC ü ^ ex CL w Q. ^ w
< L U < < < < 0 5 K 16
a 5
17 Kárpáti - O 2
» 5 n 03 -nj
18 CD y Q_ ® C
_ <D 3 <T3 C 2 ^
aJSfSfc
19
Ottnangi
20
21 Eggenburgi
< S ^ E = lu .2
Az Erdélyi-medence földtörténeti kronológiája 1MÉ = Az eltelt idő millió években kifejezve.
JEGYZET
Akik hiányolják az esetleg korábban tanult miocénkori emeleteket, mint: burdigáli, helvéti, vagy törtön, azoknak röviden csak annyit, azóta tisztázódott, hogy ezeknek az érvényessé
ge csak a Mediterrán térségére korlátozódik.
( 1) A radiolariák, vagy sugárállatok igen szép, sugaras szimmetriájú kovavázzal rendelkező, elsősorban mélytengeri környezeten élő, parányi egysejtűek.
(2) A spiratellák mélytengen csigafélék.
