An Andean type Palaeozoic convergence in the Bohemian Massif

The geological inventory of the Variscan Bohemian Massif can be summarized as a result of Early Devonian subduction of the Saxothuringian ocean of unknown size underneath the eastern continental plate represented by the present-day Teplá-Barrandian and Moldanubian domains. During mid-Devonian, the Saxothuringian passive margin sequences and relics of Ordovician oceanic crust have been obducted over the Saxothuringian basement in conjunction with extrusion of the Teplá-Barrandian middle crust along the so-called Teplá suture zone. This event was connected with the development of the magmatic arc further east, together with a fore-arc basin on the Teplá-Barrandian crust. The back-arc region – the future Moldanubian zone – was affected by lithospheric thinning which marginally affected also the eastern Brunia continental crust. The subduction stage was followed by a collisional event caused by the arrival of the Saxothuringian continental crust that was associated with crustal thickening and the development of the orogenic root system in the magmatic arc and back-arc region of the orogen. The thickening was associated with depression of the Moho and the flux of the Saxothuringian felsic crust into the root area. Originally subhorizontal anisotropy in the root zone was subsequently folded by crustal-scale cusp folds in front of the Brunia backstop. During the Visean, the Brunia continent indented the thickened crustal root, resulting in the root's massive shortening causing vertical extrusion of the orogenic lower crust, which changed to a horizontal viscous channel flow of extruded lower crustal material in the mid- to supra-crustal levels. Hot orogenic lower crustal rocks were extruded: (1) in a narrow channel parallel to the former Teplá suture surface; (2) in the central part of the root zone in the form of large scale antiformal structure; and (3) in form of hot fold nappe over the Brunia promontory, where it produced Barrovian metamorphism and subsequent imbrications of its upper part. The extruded deeper parts of the orogenic root reached the surface, which soon thereafter resulted in the sedimentation of lower-crustal rocks pebbles in the thick foreland Culm basin on the stable part of the Brunia continent. Finally, during the Westfalian, the foreland Culm wedge was involved into imbricated nappe stack together with basement and orogenic channel flow nappes.

RésuméLe Massif varisque de Bohême est le résultat de la subduction, au Dévonien supérieur, de l’océan Saxothuringien sous la plaque continentale représentée à l’est par les zones actuelles de Teplá-Barrandien et de Moldanubien. L’ampleur de cet océan demeure inconnue. Pendant le Dévonien moyen, les séries sédimentaires de la marge passive saxothuringienne et les reliques de la croûte océanique ordovicienne ont été obductées sur le socle saxothuringien alors que, dans le même temps, la croûte moyenne Teplá-barrandienne était extrudée le long de la suture de Teplá. Plus à l’est, cet événement était associé au développement d’un arc magmatique et à la formation d’un bassin avant-arc sur le socle Teplá-Barrandien. Le domaine arrière-arc – la future zone moldanubienne – subissait un amincissement lithosphérique qui affectait aussi en partie la croûte continentale de Brunia. La subduction s’est achevée avec la collision de la croûte continentale saxothuringienne et s’est traduite par un épaississement crustal et la formation d’une racine orogénique dans les zones de l’arc magmatique et de l’arrière-arc. L’épaississement était associé à une dépression du Moho et au flux de croûte felsique saxothuringienne dans la racine orogénique. L’anisotropie sub-horizontale de la racine a donné suite à un plissement serré, d’échelle crustale, au front du butoir continental de Brunia. Pendant le Viséen, le continent Brunia a indenté la racine crustale épaissie en provoquant un important raccourcissement de la racine, l’extrusion verticale de la croûte inférieure de l’orogène passant à un flux visqueux en chenal horizontal, de matériaux de la croûte inférieure à des niveaux médio- et supra-crustaux. Les roches de la croûte inférieure orogénique ont été extrudées (1) dans d’étroits chenaux parallèles à la surface de l’ancienne suture de Teplá, (2) au centre de la zone de racine sous la forme d’un large antiforme et (3) en nappe plissée chaude au-dessus du promontoire de Brunia, tout en produisant un métamorphisme barrovien, ainsi que l’imbrication des niveaux supérieurs. Les roches extrudées les plus profondes de la racine ont atteint la surface, puis ont été reprises, peu de temps après, sous la forme de galets dans la sédimentation de type Culm dans l’épais bassin d’avant-pays qui recouvre la partie stable du continent Brunia. Enfin, pendant le Westphalien, le prisme d’accrétion du Culm, ainsi que le socle et les nappes de chenaux crustaux ont été repris dans une suite de nappes imbriquées.