VOLUME 36 (3-4)/December 2007

The paper considers the application methods for 3D monitoring of slow landslide and fault movements. The most representative cases in Bulgaria are presented as the following: the deep-seated landslides Taukliman and Zlatni Pyasatsi (North Black Sea Coast), Krupnik Fault and a seismogenic rockfall at Krupnik Village. The diagrams of recorded movements show various types of long-term and short-term movements, sharp changes of rates and/or directions of movements; resulted by factors as earthquakes, temperature fluctuations etc. Generally, three main cases can be outlined as follows: 1. Monitoring fault structures in non-slope area or in a slope with no manifested deformation, in area with suspected contemporary tectonic activity, in brief – monitoring of fault movements; 2. Monitoring slope areas without active faults in a close proximity and with manifested slope deformation of a block type, in brief — monitoring of gravitational
movements; 3. Monitoring of fault structures in slopes with gravitational deformations, as well as various combinations between fault and gravitational movements.
   The monitoring of fault movements shows a clearly expressed trend of horizontal and/or vertical slip (axes Y and Z). The movements along axis X express are usually influenced by temperature deformations in the rock medium. The monitoring point B6 at Krupnik Fault show good results for the strike-slip movements — 2.7 mm per year (sinistral movement).
   The monitoring of gravitational movements is applied successfully at deep-seated landslides, which are distributed along North Black Sea Coast. These movements can be easily monitored and even predicted. They are well expressed at all spatial direction. However the seasonal temperature fluctuations usually impact the axes X and Y.
   The interpretation of data from measurements of fault structures in slopes with gravitational deformations is usually hampered by the superposition of two processes when in some moment one of them could have masked or reinforced the other. A relevant example is the monitoring of a deep tectonic fissure at the boundary of slope deformation in the laid wall of Krupnik Fault. There is no clearly manifested trend of movement along all three directions. Frequent minor jumps are typical. They are most probably related to: the mechanism of the movements of the blocks in front and back of the fissure down the slope, the resistance of horizontal and vertical slide along the fissure and the effects of nearby earthquakes.

E. Аврамова-Тачева, Н. Добрев. О приложении мониторинговых 3D методов к активным разломам и гравитационным движениям. Работа посвещена приложению методов для осуществеления 3D-мониторинга медленных оползней и движений по разломам. Самыми представительными примерами этих структур на территории Болгарии являются: глубокозалегающие оползни Тауклиман и Златни пясыци (северное побережье Черного моря), Крупникский разлом и сеисмогенный обвал около с. Крупник. Диаграммы установленных движений показывают разнообразеие их характера. Записаны: продолжительные и кратковременные движения, резкие изменения в скорости и направленности движений, а также движения, которые контролируются посторонними факторами (землетрясениями, температурными изменениями и т.д.). Можно выделить три основных случая: 1. Мониторинг разломов, размещенных вне склонов или на недеформированном склоне, а также в районах, где предполагаеся современная тектоническая активность, т.е мониторинг движений по разломам. 2. Мониторинг склонов вне активных разломов, но со склоновыми деформациями блокового типа, т.е. мониторинг гравитационных движений. 3. Мониторинг разломов на склонах с гравитационной деформацией, а также разнообразных комбинаций между разломными и гравитационными движениями.
   Систематические наблюдения движений по разломам выявляют хорошо выраженный тренд горизонтального и/или вертикального движения (по осям Y и Z). Движения по оси X как правило находятся под влиянием температурных деформаций. Находящаяся под наблюдением точка В6 в зоне Крупникского разлома дает информацию о левосдвиговых перемещениях 2.7 mm/год.
   Мониторинг гравитационных движений дал хорошие результаты в отношении глубоко залегающих оползней, размещенных вдоль северного Черноморского побережья. Эти движения легко поддаются мониторингу и даже предсказанию. Они хорошо выражены во всех направелниях пространства, но сезонные температурные изменения часто оказывают влияние на оси X и Y.
   Интерпретация замеров по разломным структурам на склонах с гравитационными деформациями как правило усложняется наложением обоих процессов, причем в данный момент один из них заглушается или подчеркивается другим. Подходящим примером является мониторинг глубокого тектоничского раскола на границе склоновой деформации в лежащем крыле Крупникского разлома. Отчетливого тренда в движениях по направлениям осей не наблюдалось. Типично появлялись частые небольшие скачки. По всей вероятности они связаны с механизмом движения блоков вниз по склону (перед расколом и за ним), с противодействием горизонтальных и вертикальных движений вдоль раскола, а также с эффектом близких землетрясений.

The Ikantalaka landslide emerged in the beginning of the Karangatian transgression (Riss-Würm) under the effect of strong earthquakes. The greater part of it represented a submerged landslide, the evidence for this being the structure of the slided masses. The main factors for this were the local hydrogeological circumstances (a big gully mouthed the landslide from the plateau) and the local tectonic conditions (probably a fault existed in perpendicular direction to the coastline).
   The landslide body is built mainly of the aragonite clays of the Topola Formation (Sarmatian: Upper Bessarabian — Lower Hersonian, which are characterized by high sensitivity and susceptibility to softening. The zone, along which the sliding occurred, comprises the contacte between this Formation and the Euxinograd Formation embedded underneath (Sarmatian: Upper Karaganian — Middle Bessarabian). The latter is represented by diatomic clays, intercalated by thin clayey sand layers. Its surface is inclined at 3—4° towards the sea.

Д. Эвстатиев, Й. Эвлогиев. Происхождение оползня “Иканталака” (черноморский берег около г. Балчика). Оползень Иканталака возник в начале Карангатской трансгрессии (рисс-вюрм) в результате сильных землетрясений. Структура оползающих масс показывает, что его большая часть представлена затопленным оползнем. Основными факторами, которые привели к его становлению, были локальные гидрогеологические обстоятельства (по большому оврагу с плоскогорья в тело оползня поступала вода) и локальные тектонические условия (по всей вероятности здесь проходил разлом с простиранием, поперечным к простиранию береговой линии). Тело оползня сложено главным образом арагонитовыми глинами (сарматская свита Топола — верхний бессараб-нижний херсон). Эти глины отличаются высокой чувствительностью и легко поддаются размягчению. Зона, по которой осуществлялось скольжение, включает контакт между свитой Топола и подстилающей Эвксинградской свитой (сармат — верхний караган-средний бессараб). Эвксинградская свита сложена диатомовыми глинами, которые переслаиюваются тонкими глинистыми песками. Ee поверхность падает к морю под углом 3—4°.

The published till now data and interpretations show the dominant role of the active faults in the structures of Karlovo and Sheynovo grabens and along the southern slope of the Central Balkan Mountain. The new investigations along the southern border of the Balkan Mountain included studies of faulting and fracturing at micro and mezzo-levels. A quantity of striae on slickensides and shear joints were measured. Thin sections have been prepared from five samples collected from outcrops of the surface of thrusting of the big granite over-thrust. The microscope analyses have shown that the process of thrusting was in low-temperature conditions. The secondary deformations at micro-level are reflections of the next tectonic impacts. Geophysical information has been also analysed (data from the seismic profiling, as well as reinterpretations of the gravity field). The tectonic stress fields from the Early-Alpine time till now have been reconstructed. For the first time it has been proved the existence of deformations from the Atean phase (Late Miocene) along the southern slope of the Balkan Mountains. This stress field is characterised by sub-horizontal and NE—SW directed axis s3 and axis s1 varying from subvertical to NW—SE direction. The youngest tectonic stress field has dominant N—S extension. The main conclusion of the study is that it was not possible to find proves for the existence of significant fault extended along the southern slope of the Balkan Mountains. A combination of fault structures is present, some of them being old surfaces of over-thrusting. No traits of recent active tectonic were found, and the seismicity is very low. It can be assumed that the recent movements are facilitated by listric-type faults, and this is related to the change of the bedding angle of the sediments filling the adjacent young basins.

С. Шанов, К. Санс де Галдеано, Х. Галиндо Залдивар, А. Радулов, Г. Николов, Х. М. Азаньон, М. Янева. Позднеальпийские деформации, неотектоническая эволюция и активная тектоника южной границы Центрального Балкана: новый вклад. Опобликуванные до сих пор данные и интерпретации показывают доминирующую роль активных разломов в структуре Карловского и Шейновского грабенов и по южным склонам Центрального Балкана. Новые исследования по южному борту Балкана включали изучение разрывных нарушений на микро и мезо-уровне. В цели реконструкции эволюции полей тектонических напряжений были замерены борозды по тектоническим зеркалам скольжения и большое количество трещин сдвига. Изготовлены 5 дюн-шлифов из скальных образцов, отобранных из обнажений поверхности скольжения большого гранитного надвига. Микроскопские анализы показывают, что надвигание происходило в условиях низких температур. Вторичные деформации на микро-уровне являются отображениями последующих тектонических воздействий. Анализирована геофизическая информация (данные сейсмических профилей, а также и реинтерпретации гравитационного поля). Рекоструированы тектонические поля напряжений с ранно-альпийского времени до настоящего. Впервые доказывается наличие деформаций атийской фазы (конец миоцена) по южному склону Балкана. Это поле напряжений имеет суб горизонтальное СВ—ЮЗ направление оси s3 и вариации оси s1 от суб-вертикального до СЗ—ЮВ направления. Самое молодое поле тектонических напряжений характеризуется преобладанием С—Ю экстензии. Основным заключением исследовния является факт, что не находятся подтверждения для существования единной значимой разломной структуры вдоль южного обрамления Центрального Балкана. Имеется комбинация разломных структур, некоторые из них являются старыми поверхностями надвигания. Следы активной современной тектоники не обнаружились и сейсмическая активность очень слабая. Предполагается, что подвижки могут осуществлятся вдоль листрических разломов, что приводит до изменения наклона седиментов, заполняющих примыкающие молодые бассейны.

Modeling of the evolution of freshwater diatoms and the mechanism of their distribution in the Neogene lake system in Southwestern Bulgaria is accomplished for the first time. The main purpose is the determination of the major stages in the evolution of the Mio-Pliocene diatom floras developed in the graben structures in this realm. Various data were used for the realization of this purpose: palaeontological, biostratigraphical, mineralogical, petrological and sedimentological. Outcrops and core drills from Stanitsi, Beli Breg, Sofia, Chukurovo, Palakaria, Kostenets, Razlog, Simitli, Sandanski, Strumeshnitsa, Gotse Delchev, Satovcha Basins and Valkosel-Tuhovitsa depression were characterized. In total, 660 diatom species, varieties and forms have been described from these lake systems. This surprisingly high diversity is even comparable with marine biodiversity for the Eastern Paratethyan Bay on the territory of Northeastern Bulgaria (546 species, varieties and forms) during the Miocene. The oldest known lacustrine diatoms from the sediments in Southwestern Bulgaria are Middle Miocene in age (Simitli Basin — Simitli Formation), the youngest — Early Pliocene. Three major stages in the evolution and distribution of centric diatom genera can be distinguished during Middle Miocene-Pliocene. Diatom analyses, complemented by structural and geodynamic investigations could demonstrate the impact of different palaeoenvironmental factors on the development of the diatom flora. We found that the process of nutrient levels, the salt content, temperature and the changes in the depth of the lake correlated significantly with patterns in the diatom assemblages, based on complex of lithostratigraphic and biostratigraphic investigation, as well as different statistical techniques. The inference model of Sofia Basin could be useful in describing the colonization of diatoms in the lacustrine basins on the territory of Southwestern Bulgaria.

Н. Огнянова-Руменова, М. Янева, Г. Николов Неогеновые озерные бассейны в Юго-Западной Болгарии биостратиграфия, палеоэкология и взаимоотношения диатомей. Впервые сделано восстановление эволюции пресноводных диатомей и механизма их распределения в неогеновой озерной системе Юго-Западной Болгарии. Основная цель работы — определение основных этапов в эволюции мио-плиоценовых диатомейных флористических ассоциаций, развивавшихся в грабеновых структурах региона. Для осуществелния этой цели использовались палеонтологические, биостратиграфические, минералогические, петрологические и седиментологические данные. Приведена характеристика материала из обнажений и буровых скважин около сел Станянцы, Бели бряг и Чукурово, района Софии, Палакарийской долины, Костенецкого района, районов около городов Разлог, Симитли и Сандански, Струмешницкой долины, г. Гоце Делчев, Сатовчанского бассейна и Вылкосел-Туховицской депрессии. Сделано описание 660 диатомейных видов, разновидностей и форм. Это удивительное разнообразие сопоставимо с морским биологическим разнообразием восточного Паратетисского залива на территории Северо-Восточной Болгарии во время миоцена (546 видов, разновидностей и форм). Самые ранние озерные диатомеи Юго-Западной Болгарии установлены в среднемиоценовых породах Симитлийского бассейна (Симитлийская свита), а возраст самых молодых — раннеплиоценовый. В эволюции и распределении установленных центрических видов среднимиоценовых — плиоценовых диатомей можно выделить три основных этапа. Анализ диатомей, дополненный структурными и геодинамическими исследованиями может выявить влияние разных факторов палеоэкологической обстановки на развитие диатомейной флоры. Авторами установлено, что питательность среды, уровень солености бассейнов, температура и изменения глубин озерного бассейна в значительной степени коррелируются с особенностями диатомейных ассоциаций, установленных на основании литостратиграфических и биостратиграфических исследований и в результате приложения разных статистических методов. Предложенная заключительная модель Софийского бассейна может оказаться полезной при описании колонизации диатомей в озерных бассейнах Юго-Западной Болгарии.

The Upper Cretaceous sediments in Krayshte area are reported to have a wider distribution than previously considered. They are dated using calcareous nannofossils, proving the presence of different parts of the Campanian Stage.
   Four new formal lithostratigraphic units are introduced and characterized. The Gorna Koznitsa Formation consists of coarse siliciclastic rocks and is probably of Early Campanian Age. The Gorno Gabreshevo Fm. is represented by rhythmic turbidites of Early to Late Campanian Age. The Uglyartsi Fm. is dominated by fine grained sediments – marls, finely laminated claystones and clayey limestones. Its age is Campanian, too. These three units are widespread in the area. The last unit, Shabanitsa Fm., is locally developed in the eastern part of the area. It is built up by loose siliciclastic and mixed hypo-rocks, including non-marine sediments –oncoid limestones and stromatolites of Late Campanian Age.
   The Upper Cretaceous sediments were deposited most probably in a tectonically controlled asymmetric basin (Babushnitsa-Fucha basin – Zagorchev et al., 2006). The sediments in the eastern parts of the basin exhibit the greatest variety. The coarse clastic sequences cover transgressively over the northern board of the basin, and are covered by predominantly marly deposits. Westwards, they are gradually replaced by marly and carbonate sediments that probably pass to the north into the limestone sequences typical for the western parts of the basin on the territory of Serbia.

М. Иванов, К. Стойкова, И. Загорчев, Е. Горанов. Литостратиграфия верхнемеловой серии в части Краиштенской области (Юго-Западная Болгария). Установлено, что верхнемеловые осадочные породы в области Краиште распространены гораздо шире, чем считалось до сих пор. Их возраст определен по известковым нанофоссилиям, которые доказали принадлежность пород к разным отделам кампанского яруса. 
   Приведена характеристика четырех новых официальных литостратиграфических единиц. Горнокозницская свита представлена грубыми силикокластическими породами. Ее вероятный возраст раннекампанский. Горногабрешевская свита сложена ритмическими турбидитами ранне-позднекампанского возраста. В Углярской свите преобладают тонкозернистые породы: мергели, тонколаминированные глинистые сланцы и глинистые известняки. Их возраст тоже кампанский. Все три перечисленные свиты широко представлены в исследованной области. Четвертая (Шабаницская) свита развита ограничено в ее восточной части. Она сложена нелитифицированными силикокластическими и смешаными гипо-породами, в том числе и неморскими отложениями: онкоидными известняками и строматолитовыми образованиями позднекампанского возраста. 
    Накопление верхнемеловых осадочных пород происходило по всей вероятности в тектонически обусловленном ассиметрическом бассейне (бассейн Бабушница – Фуча – Zagorchev et al., 2006). В его восточной части шло отложение очень разнообразных пород. Северная окраина бассейна перекрыта трансгрессивно грубокластическими последовательностями. На них залегают преимущественно морские отложения, которые в западном направлении постепенно замещаются мергельными и карбонатными породами, видимо переходящими к северу в известняковую последовательность, типичную для западных частей верхнемелового бассейна на территории Сербии.

The transgressive-regressive character and cyclic patterns of the European Jurassic rocks are topics of long-standing interest and debates. As a contrast, in Bulgarian geological literature there is a small number of publications concerning sequence stratigraphy and transgressive- regressive cyclicity of the Jurassic sediments. The main objective of the present study is to document the transgressive-regressive cyclic recurrence of three Lower-Middle Jurassic sections, exposed near the villages of Beledie Han and Breze (Western Balkan, Bulgaria). Fore thirdorder coarsening and shallowing upward transgressive-regressive cycles are recognized on the base of detailed sedimentlogical investigations and dated by precise ammonite zonation which is supplemented by foraminiferal data. It is evidenced that these depositional cycles build up the regressive phase (numbered R6, in accordance with other European basins) of a second order transgressive-regressive facies cycle. This investigation of cyclic character of the studied sections shows that sedimentation during the Toarcian and Early-Mid Aalenian time was formed under conditions of gradual regression of the sea basin.

Е. Колева-Рекалова, Л. Методиев, Д. Иванова. Описание и корреляция трансгрессивных- регрессивных циклов в трех нижне-среднеюрских последовательностях в Западном Балкане, Болгария. Трансгрессивно-регрессивный характер и циклические параметры европейских
юрских пород являются предметом продолжительного интереса и обсуждения, но в болгарской геологической литературе можно найти только незначительное число работ, посвященных секвентной стратиграфии и трансгрессивно-регрессивной цикличности юрских осадочных пород. Основная цель — настощей работы отстроить трансгрессивно-регрессивную циклическую модель трех нижне-среднеюрских разрезов, обнаженных в окрестностях сел Беледие хан и Брезе (Западные Балканы, Болгария). Проведены детальные седиментологические исследования. Выделены аммонитные зоны и получены данные о содержании фораминифер. На основании этой информации вверх по юрскому разрезу выявлено четыре трансгерссивно-регрессивных цикла третьего порядка. Установлено, что депозиционные циклы осадконакопления являются составными частями регрессивной фазы трансгрессивно-регрессивного цикла второго порядка. Эта фаза описана как фаза R6 в согласии с обозначениями, принятыми для других европейских бассейнов. Установленный циклический характер в исследованных разрезах показывает, что осадконакопление в тоарское и ранне-среднеааленское время протекало в условиях постепенной регрессии морского бассейна.

Silurian rocks in the newly discovered Catak and Ovacık sections of the Zonguldak Terrane to the SE of Eflâni and Safranbolu-Karadere areas, respectively, were studied by means of graptolites. They are included in Fındıklı Formation, dominated by black siliceous argillites and lydites in the lower part, black argillites and sandy limestones in the middle part and shales with sandy limestone and limey siltstone in the upper part. From bottom to the top four intervals with graptolites belonging to Upper M. riccartonensis — M. belophorus, Upper Cyrt. rigidus — Cyrt. perneri and Cyrt. lundgreni Biozones, respectively, were recognized in the Catak section. In the Ovacık section, the identified graptolites belong to the L. convolutus, Upper Str. crispus-Sp. turriculatus, O. spiralis and Upper M. riccartonensis — M. belophorus Biozones.
   The available data indicate that the studies succession includes an interval from mid Aeronian to early Homerian. Another important implication of the new findings is that the Silurian in the Catak area is typical for the Zonguldak Terrane. Moreover, it is obvious that the Upper Silurian succession was completely eroded in this terrane during the Mid Devonian event.

В. Сачански, М. Чемал Гьончоолу, И. Гедик, Ч. Okуючу. Силур районов Чатак и Карадере (террейн Зонгулдак) — Северо-Западная Анатолия. Проведено исследование силура в новоустановленных разрезах Чатак и Овачык (террейн Зонгулдак), обнаженнх к юго-западу от районов Эфлани и Шафранболу-Карадере. Разрезы принадлежат к свите Фындыклы, которая представлена преимущественно черными силициевыми аргиллитами и лидитами (в нижних отделах), черными аргиллитами и песчанистыми известняками (в средних отделах) и глинами с печанистыми известняками и известковыми алевролитами (в верхних отделах). Снизу вверх по разрезу Чатак установлено четыре интервала с граптолитами. Они принадлежат к следующким биозонам: верхняя М. riccartonensis — M. belophorus; верхняя Cyrt. rigidus — Cyrt. perneri и Cyrt. lundgreni. В разрезе Овачык граптолиты принадлежат к биозонам: L. convolutus, к верхней Str. crispus — Sp. turriculatus, O. spiralis и к верхней М. riccartonensis — M. belophorus. 
   Наличные данные показывают, что, во первых, исследованные последовательности пород находятся в интервале средний Аэрониан — ранний Гомериан. Из новых находок проистекает и второй важный вывод, а именно, что силур района Чатак является типичным для террейна Зонгулдак. Более того, ясен и третий вывод о том, что породы верхнесилурийской последовательности были полностью уничтожены эрозией во время среднедевонских событий.