Low-T thermochronometric evidence for post-thrusting (< 11 Ma) exhumation in the Western Outer Carpathians, Poland

Thermal indicators record exhumation of sedimentary units from depths in excess of 6 km over most of the Outer Carpathian fold and thrust belt in Poland. Apatite fission track data, showing cooling ages ranging between 32.1 ± 4.8 and 7.0 ± 0.8 Ma, indicate that exhumation was partially coeval with shortening. However, new thermochronometric information obtained as part of this study allowed us to unravel a previously undetected, post-thrusting exhumation stage. The integration of new field data and structural analysis with low-T thermochronometry suggests that termination of thrusting – at ca. 11 Ma in the area of the present study – was followed by gravity disequilibria within the orogenic wedge. The related extension and denudation phenomena appear to have played a primary role in the recent (< 10 Ma) tectonic evolution of the Western Outer Carpathians, exerting a major control on exhumation processes in this key area of the Alpine–Carpathian mountain system.

RésuméLes indicateurs thermochronologiques révèlent une exhumation des unités sédimentaires d’une profondeur de plus de 6 km dans la chaîne de chevauchement-plissement des Carpathes externes polonaises. Les analyses des traces de fission sur apatites indiquent des âges de refroidissement entre 32,1 ± 4,8 et 7,0 ± 0,8 Ma, ce qui montre que l’exhumation était partiellement contemporaine du raccourcissement. Cependant, les nouvelles informations thermochronologiques obtenues dans le cadre de nos études révèlent une étape de l’exhumation post-chevauchement, qui n’était pas détectée auparavant. L’intégration des nouvelles données du terrain et de l’analyse structurale avec les résultats thermochronologiques de basse température suggère que la fin du chevauchement (11 Ma dans la région de nos études) a été suivie par un effondrement du prisme orogénique. Des phénomènes apparentés d’extension et de dénudation ont apparemment joué un rôle fondamental pendant la récente (< 10 Ma) évolution tectonique des Carpathes occidentales externes, tout en influençant les processus d’exhumation dans cette région importante du système orogénique Carpatho–Alpin.