Pleistocene fluvial gravel in the Villány Hills (SW Hungary)
Abstract
In the Villány Hills, the southernmost exposed basement block of Hungary, Cenozoic rocks have been known to be represented mostly by Late Pliocene – Quaternary terrestrial sediments, red clays and loess. Cleaning of a classic exposure, the cable-car cut on Templom Hill in the village of Villány, at the eastern termination of the Villány Hills, revealed a hitherto unknown Quaternary deposit overlying the Mesozoic basement rocks, which may add important information to the Cenozoic evolution history of the area. This paper aims at describing this deposit, identifying its sedimentary environment and concluding on the palaeogeographic conditions.
The strongly tilted Mesozoic succession is overlain by coarse gravel with a sand interbed, then after an erosional unconformity by slope loess with gravel seams. Clast lithologies indicate that the gravel has a local origin. Its source rocks are Middle Triassic Templomhegy Dolomite, Upper Triassic Mészhegy Sandstone, Lower Jurassic Somssichhegy Limestone and Pliocene–Quaternary cavity-filling red clay and calcite, all occurring within Templom Hill and along the
northern side of the Villány Hills. The heavy mineral assemblage of the sand interbed in the gravel is similar to that of the directly underlying Mészhegy and Somssichhegy Formations. The wide range of the rounding of clasts (poor to good) also points to short transport. The age of the gravel is not older than Pleistocene based on the Early Pleistocene age of the cavity-filling red clays in the area; the sand interbed is older than 400 ka according to OSL dating results. Based on the above points, the gravel can be interpreted as a fluvial terrace, a deposit of a watercourse flowing in the area during the Early and/or Middle Pleistocene. This watercourse was probably the ancestor of the modern Villány-Pogány Stream, flowing along and eroding the northern margin of the Villány Hills. Due to the slow uplift of the basement, the stream incised, the gravel got exposed and eroded. A gentle-sloped small valley incised into it and became filled up during the Riss glaciation (MIS 6) with loess and sandy-gravelly sheet wash deposits. The uplift rate of the area in the younger Quaternary did not exceed ~0,05 mm/year.
References
BADA, G., GRENERCZY, GY., TÓTH, L., HORVÁTH, F., STEIN, S., CLOETINGH, S., WINDHOFFER, G., FODOR, L., PINTER, N. & FEJES, I. 2007: Motion of Adria and ongoing inversion of the Pannonian Basin: Seismicity, GPS velocities, and stress transfer. — In: STEIN, S. & MAZZOTTI, S. (eds): Continental Intraplate Earthquakes: Science, Hazard, and Policy Issues. Geological Society of America Special Paper 425, 243–262. http://dx.doi.org/10.1130/2007.2425(16)
BANAK, A. 2012: Rekonstrukcija klimatskih promjena u kasnom pleistocenu na temelju sedimentologije prapora te paleontološke i izotopne analize malakofaune (Baranja, istočna Hrvatska). (Reconstruction of Late Pleistocene climate change based on loess sedimentology, malacofaunal palaeontology and isotope analysis (Baranja, eastern Croatia).) — PhD Thesis, University of Zagreb, 155 p.
CSONTOS, L., MÁRTON, E., WÓRUM, G. & BENKOVICS, L. 2002: Geodynamics of SW-Pannonian inselbergs (Mecsek and Villany Mts, SW Hungary): Inferences from a complex structural analysis. — EGU Stephan Mueller Special Publication Series 3, 227–245. http://dx.doi.org/10.5194/smsps-3-227-2002
CHIKÁNG., MARSI I. & BUDAI T. 2005: Magyarország földtani térképe, Siklós (L-34-73) 1:100 000 térképlap. — Magyar Állami Földtani Intézet, Budapest.
HERMANN M. 1957: A Mecsek hegység és pereme pannóniai homokjainak mikromineralógiai vizsgálata. — Annales Historico-Naturales Musei Nationalis Hungarici 8, 23–29.
HORVÁTH, F. & CLOETHING, S. 1996: Stress-induced late-stage subsidence anomalies in the Pannonian basin. — Tectonophysics 266, 287– 300. http://dx.doi.org/10.1016/S0040-1951(96)00194-1
HUNTLEY, D. J. & BARIL, M. R. 1997: The K content of the K-feldspars being measured in optical dating or in thermoluminescence dating. — Ancient TL 15/1, 11-13.
KLEBB. 1968: A Mecsek-hegység déli előtere pannóniai képződményeinek üledékföldtani vizsgálata. — Földtani Közlöny 98/3–4, 335–359.
KORMOS T. 1917: A Villányi hegység preglaciális képződményei és faunájuk. — A Magyar Királyi Földtani Intézet Évi Jelentése 1916-ról, 99–415.
KOVAR, R., BRABEC, M., VITA, R. & BOCEK, R. 2009: Spring migration distances of some Central European amphibian species. — Amphibia-Reptilia 30, 367–378. http://dx.doi.org/10.1163/156853809788795236
KROLOPP E. 2000: Alsó-pleisztocén Mollusca-fauna a Villányi-hegységből. — Malakológiai Tájékoztató 18, 51–58.
LÓCZY L. ifj. 1912: A Villányi és Báni hegység geológiai viszonyai. — Földtani Közlöny 42, 672–695.
LÓCZY L. ifj. 1945: Igazgatói jelentés a Magyar Királyi Földtani Intézet 1943. évi működéséről. — A Magyar Állami Földtani Intézet Évi Jelentése 1943/I, 1–45.
LOVÁSZ GY. & WEIN GY. 1974: Délkelet-Dunántúl geológiája és felszínfejlődése. — Baranya monográfia sorozat, Baranya Megyei Tanács, Baranya Megyei Levéltár kiadványa 215 p.
MURRAY, A. S. & WINTLE, A. G. 2000: Luminescence dating of quartz using an improved single-aliquot regenerative-dose protocol. — Radiation Measurements 32, 57–73. http://dx.doi.org/10.1016/s1350-4487(99)00253-x
MURRAY, A. S., SCHMIDT, E. D., STEVENS, T., BUYLAERT, J.-P., MARKOVIĆ, S. B., TSUKAMOTO, S. & FRECHEN, M. 2014: Dating Middle Pleistocene loess from Stari Slankamen (Vojvodina, Serbia) — Limitations imposed by the saturation behaviour of an elevated temperature IRSL signal. — Catena 117, 34–42. http://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2013.06.029
NAGY E. & NAGY I. 1976: A Villányi-hegység triász képződményei. — Geologica Hungarica series Geologica 17, 111–228.
NOVOTHNY Á. & ÚJHÁZY K. 2000: A termo- és optikai lumineszcens kormeghatározás elméleti alapjai és gyakorlati kérdései a negyedidőszaki kutatásokban. — Földrajzi Értesítő 49/3–4, 165–187.
ŐSI, A., POZSGAI, E., BOTFALVAI, G., GÖTZ, A. E., PRONDVAI, E., MAKÁDI, L., HAJDU, ZS., CSENGŐDI, D., CZIRJÁK, G., SEBE, K. & SZENTESI, Z. 2013: First report of Triassic vertebrate assemblages from the Villány Hills (Southern Hungary). — Central European Geology 56/4, 297–335. http://dx.doi.org/10.1556/ceugeol.56.2013.4.2
PAZONYI P. 2009: A Kárpát-medence felső-pliocén és kvarter emlősfauna közösségeinek paleoökológiai vizsgálata. — Földtani Közlöny 139/3, 283–304.
PAZONYI P., MÉSZÁROS L., SZENTESI Z., GASPARIK M. & VIRÁG A. 2013: A Somssich-hegy 2-es lelőhely gerinces faunájának új kutatási eredményei. — In: BOSNAKOFF M., DULAI A., VÖRÖS A. & PÁLFY J. (szerk.): 16. Magyar Őslénytani Vándorgyűlés, Orfű. Program, előadáskivonatok, kirándulásvezető. Magyarhoni Földtani Társulat, Budapest, 30–31.
PETRIK A. 2009: A villányi-hegységi mezozoos képződmények mikrotektonikai méréseinek értelmezése. — Földtani Közlöny 139/3, 217–236.
PIKIJA, M., ŠIKIĆ, K., SARKOTIĆ-ŠLAT, M. & MAGAŠ, N. 1995: Geologija hrvatskog dijela Baranje [Baranya horvátországi részének földtana]. — Proceedings of the First Croatian Geological Congress, Opatija, 18–21/10/1995, Zagreb, 447–451.
POZSGAI, E., JÓZSA, S., DUNKL, I., SEBE, K., THAMÓ-BOZSÓ, E., SAJÓ, I., DEZSŐ, J. & VON EYNATTEN, H. (in press): Provenance of the Upper Triassic siliciclastics of the Mecsek Mountains and Villány Hills (Pannonian Basin, Hungary): constraints to the Early Mesozoic paleogeography of the Tisza Megaunit. — International Journal of Earth Sciences. http://dx.doi.org/10.1007/s00531-016-1406-0
PRESCOTT, J. R. & HUTTON, J. T. 1994: Cosmic ray contribution to dose rates for luminescence and ESR dating: large depth and long-term time variations. — Radiation Measurements 23, 497–500. http://dx.doi.org/10.1016/1350-4487(94)90086-8
RAKUSZ GY. & STRAUSZ L. 1953: A Villányi-hegység földtana. — A Magyar Állami Földtani Intézet Évkönyve 41/2, 3–27.
RÁLISCHNÉ FELGENHAUER, E. 1985: Villányi-hegység, Villány, Templomhegyi siklóbevágás. — Magyarország geológiai alap szelvényei. Magyar Állami Földtani Intézet, Budapest, 6 p.
ROBERTS, H. 2007: Assessing the effectiveness of the double-SAR protocol in isolating a luminescence signal dominated by quartz. — Radiation Measurements 42, 1627–1636. http://dx.doi.org/10.1016/j.radmeas.2007.09.010
SCHMIDT, E. D., MACHALETT, B., MARKOVIC, S. B., TSUKAMOTO, S. & FRECHEN, M. 2010: Luminescence chronology of the upper part of the Stari Slankamen loess sequence (Vojvodina, Serbia). — Quaternary Geochronology 5, 137–142. http://dx.doi.org/10.1016/j.quageo.2009.09.006
SEBE, K., PAZONYI, P., GASPARIK, M. & SZUJÓ, G. L. 2014: A Villányi-hegység emelkedéstörténete őslénytani adatok alapján. — 17. Magyar Őslénytani Vándorgyűlés, Győr. Program, előadáskivonatok, kirándulásvezető. Magyarhoni Földtani Társulat, Budapest, 31–32.
SZABÓ P. 1957: A klasszikus villányi szelvény üledékföldtani újravizsgálata. — Szakdolgozat, ELTE, Budapest.
SZENTESI, Z. 2016: Urodeles from the Lower Pleistocene Somssich Hill 2 palaeovertebrate locality (Villány Hills, Hungary). — Földtani Közlöny 146/1, 37–46.
THIEL, C., BUYLAERT, J. P., MURRAY, A., TERHORST, B., HOFER, I., TSUKAMOTO, S. & FRECHEN, M. 2011: Luminescence dating of the Stratzing loess profile (Austria), — Testing the potential of an elevated temperature post-IR IRSL protocol — Quaternary International 234, 23–31. http://dx.doi.org/10.1016/j.quaint.2010.05.018
THOMASEN, K. J., MURRAY, A. S., JAIN, M. & BØTTER-JENSEN, L. 2008: Laboratory fading rates of various luminescence signals from feldspar-rich sediment extracts. — Radiation Measurements 43, 1474–1486. http://dx.doi.org/10.1016/j.radmeas.2008.06.002
TIMÁR, G., BISZAK, S., SZÉKELY, B. & MOLNÁR, G. 2011: Digitized Maps of the Habsburg Military Surveys: Overview of the Project of ARCANUM Ltd. (Hungary). — In: JOBST, M. (ed.): Preservation in digital cartography. Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, Springer, Berlin-Heidelberg, 273–283. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-12733-5_14
ÚJVÁRI, G., MOLNÁR, M., NOVOTHNY, Á., PÁLL-GERGELY, B., KOVÁCS, J. & VÁRHEGYI, A. 2014: AMS 14C and OSL/IRSL dating of the Dunaszekcső loess sequence (Hungary): chronology for 20 to 150 ka and implications for establishing reliable age-depth models for the last 40 ka. — Quaternary Science Reviews 106, 140–154. http://dx.doi.org/10.1016/j.quascirev.2014.06.009
VADÁSZ E. 1960: Magyarország földtana. — Akadémiai Kiadó, Budapest, 646 p.
VÖRÖS A. 1990: Villányi-hegység, Villány, Templom-hegy, felső kőfejtő. — Magyarország geológiai alapszelvényei, Magyar Állami Földtani Intézet, Budapest, 6 p.
VÖRÖS A. 2010: A villányi mezozoos rétegsor: visszatekintés új nézőpontból. — Földtani Közlöny 140/1, 3–30.
WINTLE, A. G. & MURRAY, A. S. 2006: A review of quartz optically stimulated luminescence characteristics and their relevance in singlealiquot regeneration dating protocols. — Radiation Measurements 41/4, 369–391. http://dx.doi.org/10.1016/j.radmeas.2005.11.001
