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Rom. J. Geophysi cs, 1996, 17 , p. 53- 67, L' INTERPRETATION GEOLOGIQUE DES DONNEES GRAVIMETRIQUES ET MAGNETOMETRIQUES DE LA ZONE DE - SATU MARE Florin SCURTU , Ju st in ANDREI Ins t itutul Geol ogic al Rom ân iei, S tr. C aransebq 1, 79678, Bu cure§ ti 32. RO MÂNIA Key wo rds: Magneti cs. Gra vi ty. Appare nt dens iLy. Int e rpr eta ti on. In trus io n . Hy- d TOth e rma.! tr ansfo rm a tio D. A bs trac t: Geologica lln le rpretat ion of th e Gravity and M ag net ic Data in th e MlJdlira#- S alu Ma r 'c Arca. Thc ai m of the paper is to est ablish th e geo l og ic so ur ec of an aero- mag net.ic 6T .. ano maly of gr ea t ex tensien aud an amp litucl e of more than 100 llT (also o bvi ous in t. he gro und m ag ne ti c 6 Z .. dat a) mapp ed in the Mo ftin u Mi c - Doha - Slt mlrel - Ru §eni - M ld! r ali - Gelu - Te rebc!j ti - Mo ftinu Mare ar ea, so u t h a.ud so uth -wes t. of Sa. t.u Mar e. It is s h ow n t ha t the two m ag net ic an omal ies ca nn ot be ex pl ai n ed enti rely by th e effect of th e m ag ne ti c r oc ks of th e sed. ime nt a ry eo ve r , so th e main so uree must be an intru si ve b ody. Fo r a pres umed. m ag net ic su scep tibility o f 18 00*10 - 6 u CGS, th e 3 D in- te rpret at ion makes e vid e nt a. body wh ose r oo t is paral le l to the No rth- Tra nsil vania n fa ul t (at about 5 km north of i t) and reac h es a de pth of more th an 80 00 m . T h e b ody h as its m ax im al hori zo nt al ext ension at th e de pth of ab o ut 40 00- 5000 ro a nd h as its most ele- valed p ar t in th e area. It h as al so a p ossibl e h yd ro th e rmall y t ra nsfo rm ed zo n e, m ag neti caly in acti ve, in the Hr ip - - Cionch c§t i - Ama 1i ar e a . T h e int erpr et ation of th c grav i ty d at a s u ppo r ts the conclusio ll s pr ov id ed by the m ag n et ic d ata. Introdu c tion L' interet po ur I' inte rpr eta ti on geo l og ique integ ree d es do nn ees geop h ys iqu es de la zo ne de - Salu Mare a ete suse i te pa r J'ex iste nee d' un e anoma- lie a.e r o- m ag n etomet. rique de gra nde exte nsion et do nt I' am pli tud e depasse 100 nT , s ur J'a ire delimi tk de ma niere ap pr oximative par les l ocali tes Moft inu Mi c - Doha - - - - Gelu - - Ma ftinu Mare. Ce t te an omalie se ret ro uv e egaleme nt dan s les m esur es 6Z fa ites au so l et est placee dans le pro ehe vois in age de la Fa ille No rd -Transy lvaine. Les travaux d e fo r age exee ut es dans cette reg ion po ur l es h yd r oca rb ures ont indiqu e la prese nee, au sein _de la eo uve rture sedime ntaire, des tuf s, agg lome ra ts et r oc h es effusives, do nt eer tai nes a. minerali satio ns de py ri te et ch alcopy rite. Au po iot de vue gr av imet rique, cett.e zone se tro uve just eme nt au no rd d' un e anomalie in te nse de m ax imum se sup e rp osant au bl oc er ista llin eleve de L'e tude d es anomali es gra vimet ri ques et m ag neto- m et riqu es a ete r eali see s ur un e zone rep rese ntant un carr e avec le co te de 30 km , delimi te pa r i es repe res s ui van ts: -E riu - au sud, - Viile Sat u Mare - Bot iz I'es t, Bot iz - - Tyu kod ( Ho ng ri e) au nord et Ty uk od - G h ene i - a l 'o uest. L 'i nt e rpr eta ti on des do nnees gravi me tr iqu es a ete fa it e s ur 6 pro fil s orien tes s ud -nor d, traver- sant tou te la zo ne anoma le. Vu q ue, selon les resul tats des ree herches faites s ur un gr an d n omb re d'eeh ant illons r eco l tes de forages, la de nsite des for- mat io ns sedi me ntai res p li oce nes et mioee n es es t. vari- ab le (e roissan te) avec la profo nd eur, l' in te rpre tatio n a consi ste en d ete rminer, s ur ehaq ue pr o fil , la dens it e app are nt e (n ous avons intr od uit ce te rme par analo- gie avec la res is ti vi te ap pa ren te de l 'e lect rometrie). L'in te rpr eta ti on des donn ees ae r o- m agn e tomet ri- ques a ete fai te dans u ne pr emiere ph ase sur quelques pro fil s orien tes s ud -nor d, en eons id er ant une sou ree bidimensionelle. Ap rea avoi r etab li que l es n iveaux volca nogimes logea da ns l es depots sed i menta ires san t susee ptibl es d'en ge ndr er un e anomali e a.e ro- mag neto m etr iqu e pas p lu s gr ande qu e 20 n T, qu i a ete ext rai te de J'a noma li e obser vee, la mode li sat io n de I'a noma li e non-ju s tif iee par le sedi men tai re a ete fa i te s ur 3 pro fil s orientes su d-no rd , dans I'h ypot hese que la so ur ee de ce lJ e-ei so it un eor ps mag m atique i n- ' t ru s if. Â pa rt ir des resu l tats de l 'interp r etat i on 20 on a proeede a. Ia mode l isatio n 30 de I' anomal ie ae ro-

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R om. J. Geophysics, 1996, 17, p. 53- 67, Bucureş ti

L' INTERPRETATION GEOLOGIQUE DES DONNEES GRAVIMETRIQUES ET MAGNETOMETRIQUES DE LA ZONE DE MĂDĂRAŞ - SATU MARE

Florin SCU RTU , Justin ANDREI Ins t itutul Geologic a l Rom âniei, Str. C aransebq 1, 79678, Bucu re§ti 32. RO MÂNIA

K e y wo rds : Magnetics. G r avity. Apparent dens iLy. Interpret a tio n. Intrusio n . Hy­d TOthe rma.! tra ns fo rm a tio D.

A bst r a c t: Geologicalln lerpretation of the Gravity and M agn etic Data in the MlJdlira#­S alu Mar'c Arca. Thc aim of t he p a pe r is t o esta blis h the geologic sourec o f an aero­mag net.ic 6T .. a no maly o f g reat ex t en sie n aud a n a m plitucle o f m o re than 100 llT ( a lso o bvious in t. he g ro und m agn etic 6 Z .. d a t a) mapped in the Moftinu Mic - Doha - Sltm l re l - Ru §eni - Mld!rali - Gelu - Terebc!jti - Moftinu Ma re a rea, sou t h a.ud sou t h -wes t. o f Sa.t.u M a re. It is s hown t hat t he two m ag ne t ic ano m a lies cannot b e explain ed e n t irely by the effect o f the m agne tic rocks of the sed.imenta ry eove r , so the main souree m us t be an intrus ive body. For a presumed. m ag netic s usceptibility o f 18 00*10 - 6 uCGS, the 3 D in­t e rpre tat io n m a kes evident a. body whose roo t is paral le l to t he No r t h-Transilvanian fa ul t ( a t a bo u t 5 km n or t h of i t) a nd reaches a depth o f m o re th a n 80 00 m . T h e body has its m ax im a l ho rizo nt al extension a t the d epth of abo ut 4000- 5000 ro a nd h as its most ele­va led par t in the Mli.d~r aş a rea. It has al so a p ossible hyd ro the rmally t ran s fo rmed zon e, m ag ne ti caly in acti ve, in t he Hrip - Ruşeni - C io nchc§ti - A m a 1i area . T h e inte r p reta t io n of thc grav ity d ata s uppor ts t he conclusioll s provided by the m agnetic d ata.

Introduc tion

L 'inte re t pour I' interpreta tion geologique integree des donnees geophysiques de la zone de Mădăraş -Salu Ma re a ete suseite par J'existenee d 'une anoma­lie a.ero-m agnetomet.rique de gra nde extension et dont I'amplitude depasse 100 nT, sur J'aire delimitk de manie re approximative pa r les locali tes Moft inu Mic -Doh a - Sătmărel - Ru~en i - Mădăraş - Gelu - Terebeşti

- Ma ftinu Ma re . Cet te anom alie se ret rouve egalement dans les mesures 6Z fa ites au sol et est placee d ans le proehe voisinage de la Faille Nord-Transylvaine. Les travaux de fo rage exeeutes da ns cette region pour les hydrocarb ures ont indique la p resenee, a u sein _de la eouverture sedimentaire, des tufs, agglomerats et roches effus ives, dont eertaines a. minera lisations de pyri te et ch alcopyrit e.

Au poiot de vue grav imetriq ue, cett.e zone se t rouve jus temen t au nord d 'une a nom alie intense de maximum se superposant au bloc er istallin eleve de Mădăra.":}.

L 'etude des anomalies gra vimetri ques et magneto­metriques a ete realisee sur une zone representant un carre a vec le cote de 30 km, delimi te par ies reperes suivants: Cău~ - Eriu Săncrai - Hod işa au sud, Hod i şa

- Viile Satu Ma re - Botiz ă. I 'est, Botiz - DoroJ~ -

Tyu kod ( Ho ngrie) au nord et T y ukod - G henei - Cău~ a l'ouest.

L 'interpreta tion des donnees gra vimetr iques a ete fa ite sur 6 profils o rien tes sud-nord, traver­sant toute la zone a nomale. Vu q ue, se lon les resul tats des reeherches fa ites sur un gran d nombre d'eehantillons recoltes de forages, la densite des for­matio ns sedimentai res p liocenes et m ioeenes es t. vari­able (e ro issante) avec la profondeu r, l'in terpre tation a consiste en determine r , s ur ehaque profil , la d e n site appa r e nte (nous avons introd uit ce terme pa r a nalo­gie avec la resis tivite a pparente de l 'electrom e t r ie).

L 'in terpre ta tion des donnees aero-m agnetometri­ques a et e fa ite da ns une p remiere phase sur q uelques profils orientes sud-nord, e n eonsiderant une sou ree bidimensionelle. Aprea avoi r etabli que les niveaux volcanogimes logea dans les depots sed imentaires sant suseeptibles d 'engendre r une a nomalie a.ero­magnetometrique pas plus g rande que 20 nT, qui a et e extra ite de J'anom a lie observee, la modelisatio n de I'anoma lie non-jus tifiee par le sedi me ntaire a ete fa ite sur 3 profil s o rientes sud-nord , dans I'hypothese que la souree de celJe-ei soit un eorps magm atique in- ' t rusif. Â part ir des resu ltats de l 'interpretation 20 on a proeede a. Ia modelisation 30 de I'anomal ie aero-

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m agnetometrique. Les differences eotre les valeurs L\T calculks et celJes observees sont. moindres que 10 nT (precis io n supposee du leve aero-m agnetometrique) d ans toute la zone modelisee.

Geologie de la r egio n

Au paint de vue geologique , la regioD etudiee se rat-tache â. la DepressÎon Pannonienne. .

La source de la description qui sui t est la synthese des donnees geophys iques (Visarion et a l. , 1917), qui comprend la plus recen te presentation de la geologie de la regioD, a pactir des donnees geophysiques et de fo rage dispo nibles a ce m om ent-la.

Le socle crÎs tallin est constitue d 'une suite de fo rma tio ns a ppa rten a nt a. Ia serie de Some§:. Il est represente par des schistes cris t a llins mesozonaux (paragne iss, micaschistes, schis tes qua rtzeux e tc.) fo r­m ant presque en to t a lite la bordure de la Depression Pannonienne et a ffle ura nt sur de g ra ndes surfaces dans les monts de Codru , Rez , Măgura Şimleului etc.

Le Senonie n repose direc tement sur le soubasse­ment cris t a llin . Les formations senoniennes, sous facÎes de G ossau, ont une epa isseur de plus de 1000 m dans le grabben de Sâ nnicolau et son t representees pa r des conglome rat. et des breches, pa rtielJem ent calcaires, suivis par des calca ires noirs. D ans d 'autres zones, le Se no nien est present par une a bondance de con­glomera t s calcaires , g res et schistes a rg ilo-m a rneux, â. intercala tions de tuffi tes.

Le Paleo g Em e est conou d a ns la Depression P a n­nonienne p articulierem ent dans les fo rages s itues au nord de la Fa ille Nord-Tra nsylva ine el se rat t ache a la fosse de M a ramure§. Il det ien t les carac t eristiques d 'une fo rmat ion de flysch , fo rma nt une p ile a mplement develo ppee sur la ve r t icale, qu i peut depasser , pa r en­dro its, 1500 m .

Les formations sedimentaires neogenes, constit u­anţ le remplissage proprem ent dit de la Depression P a nnonienne;. appa rtiennent a u Ba denien , au Sarma­tieo et a u P a nno nie n . Ces dernieres oot un large develo ppem ent , q ui pe ut 'a tteind re d ans les zones depress ionn aires profoodes une epaisseur de 3000 m .

Le Bade nie n , marqueur d u debut du cycle sedimentaire neogi:me, presente une distribution non­uniforme; il est bie n represente dans les regions depressionna ires les plus profondes, tel que le g rabben de Sânnico la u ou il a tteint environ 800 m d 'epa isseur .

Dans les secteurs ou la succession est la plus complete (Abrămuţ, par exemple), on a pu separer t ro Îs complexes principaux:

le com plexe inferieur , a caractere volcano­sedimentaire, dont la constit u tion compo rte des gres,

F . SCURTU, J . ANDREI

s ilti tes, t ufs et pyroclasti t es a ndesi t iques ou rhyo ll­tiques (300 m d 'epaisseur);

- le complexe moyen , en general greseux, renfer­m a nt des g res a rg ileux, g res q ua rtz itiques, marnes g reseuses et g res pyroclastiques, dont I'epaisseur to­tale ne dep asse p as 500 m et

- le complexe superieur , re presen te par une ser ie m a rno-arg ileuse a rares inte rcala t ions de microcon­glomera ts, g res et siltites (environ 200 m d'epaisseur).

Le Sarmatie n (Volhy nien - Bessarabien inferieur ) , d ispose t ra nsgressive ment sur les a u t res termes sedimenta ires, est difficile â. separer pa r s u ite de sa ressemblance litho logique a vec le BadenÎen . Il se presente, ge nera lement, sous deux fac ies: con­g lomera tique - greseux li ttora l d a ns la proximi te de certa ines zones d 'e levatio n du soubassement et pelit ique dans les zones de subsidence maximale.

Le Pannonie n est la rgemen t developpe en p la n et sur la ver t icale. Du frut de son caractere t ra nsgres­s if, il arrive â. se s it ue r d irecl..ement sur le soubasse­ment cr istallin . Ă l'echelJe regionale , sa constitutian a pe rmis la separat ion de deux ho rizons p rincipaux : un ho r izon inferÎe ur m a rne ux (cor resp ondan t au Sarma­t ien superieur - P ontien ma yen) et un ho rizo n superieur p lut6t sableux (Pont ien su perieur - Dacie n) .

Le Quate rnaire est represen te par des depo ts pro­luv iaux (graviers, sables g rossiers et a rg iles a stratifi­catia n croisee) , surmontes par un com p lexe de roches loesso"ides a lte rna nt avec argiles ro uges.

La TECTONIQUE de la Dep ression P a n no nienne est compliquee , mai.s nous a llons en souligner seuls quelques aspects locaux , ayant u ne lia ison d irecte avec la zone etudiee.

Ce qui caracte rise la tectonique de la zone c'est sa compartiment ation accusee, le long d e fractures o ri­entees surtout E-O et NE-Sa, ce qui a e u com me resultat une structure en blocs.

Ains i, dans la part ie sud-est de la zone on d is­tingue le bloc eleve de Mădăr~, ou le P a nno nien , dant I'epa isseur ne dep asse guere quelques centa ines de metres , rep ose directem eot sur le cristallin . Ă l'ouest et au sud-oues t de celui-ci, d a ns le .g ra bben

de Galo§petreu - Mecenţiu , les forages n'on t pas t ra ver­se l 'entiere pile neogene, dont l 'epa isseur dep asse 3000 m . La sism ique montre que sous les fo rmations neogenes se trouven t des formations plus a nciennes, epa isses (plus de 2500 m) supposees d 'appartenir au Senonien .

Au nord de ces deux compart iments se trouve l 'unite paleogene de Pi§col ţ - Carci - Sa tu Mare qui se rattache a u domaine des Carpa tes O rientales, rep resentan t un pro longement de la fosse de Maramurelj. Elle est sepa ree du bloc rig ide de }'Autochtone de Bihor (qui se t rouve a u sud ) par unc fracture regiona le m aje ure, connue sous le nom de Faille Nord-Transylvaine.

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INTERYRETATlON DES DONNEES GRAVIMETRIQ UES E T MAGNE T O M ETRIQUES 55

Pour }' interpret at ion des donnees gravimetriques eL magnetometrlques nous avons utili se a ussi les cartes a. isobathes de la base du Pannonien eL de la base du Miocene edifiees a pa ctie des d o nnees s ismiques et de forage. (Visario n e L al. , 1917) . Sur ces cartes a p­paraît de maniere evidente le bloc de Mădăr8.§ , da nt le soubassement s'e:leve presque jusqu 'â la surface dans la zone de .Baba Novac - Ardud - Homorodu de Mijloc (mem e e n affieurant au sud de Homorod) , coupe au

! nord par la Fa ille No rd-Transylva ine sur la d irec tion Terebeşti - G elu - Mădăra.ş: - Ho morodu de J os. Cet te faille a un rej et d e plus de 1500 m au niveau d e la base du Pannonien et de plus de 2000 m a u uiveau de la base du Miodme, â l'est de Mădăr8.§ . Ă. I'ouest eL a u sud , ce bloc est delimite aussi par des fa illes, da nt le rej et atteint 800 m d a ns la zone de Ghirilja - Craidorolţ .

Dans la region en ques tion il y a beaucoup de fo­rages , do nt certa ins ( 1 Berveni , 1 Moft inu Mic, 955 Moftin , 10 Terebeşt i , 7 M ădăraş, 220 Mădăr aş, 11 0 Craidorolţ , 5 SV Cur t. uiuş , 1 Deceba l, 1 Ambud , 1 NV Sa tu M a re, 5 Micul a) on t inte rceptc (sous fo rme d 'interca lations da ns les fo rma tions sed imentai res sar­matiennes, badeniennes o u meme pa leogenes) des rhyolites , andesites , dacites, a ins i que des pyro­clastites el .des roches epiclastiques ii divers degres de transforma tion hyd ro therma le. Pa rfo is , ces roches m etamo rphisees sont egalement. pyritisees ou meme mine ralisees a py rite et chalcopyril,e (par exemple les rhyolites s ilicifiees interceptees par le forage 10 Tereb eljti â. la profo ndeur de 1450 m) .

D o nuees geophysiques initia les

Le point de d epa.r t de I 'interpre t.ai ion in tegree des donnees m agneto metriques ei g ravimetr iques de la. zone de Mădăra-§ - Saiu Mare est consti t ue pa r la carte aeromagnetiq ue ~Ta elabo ree ă. )' IG P SMS (actuelle­ment S .C. Prospect,iuni SA) , la carte magnetique LlZa au sol realisee il l 'lGG (actuelle me nt I' lns titut G eologique de la R.ouma nie) e t la carte g ravimetrique de Bouguer po ur une densite de 2.67 g/cm 3 redigee egaleme nt a l 'IG G .

Dans les de ux images magnetome t.riques , I'anomalie positive prÎn (".Îpa le s 'e tend sur la direction Terebeşti

- Mădăraş - Rmjen i, mais avec des morphologies diffen!ntes (vo ir les figu res 1 el 2). Les differe nces vien­ne nt auta nt du niveau a uquel o n a obteou les mesures (au sol pour les a no ma lies LlZa • ă. I'alt itude de 400 m a J'ouest du merid ien Porumbeşti - O dareu - Stima ei a 600 m â I'est d e celui-ci, pOllr le leve aero) , ainsi que des eIements du champ m agnet ique qui ont et.e mesures (Ia composan te verticale au so l, le cbamp to­t al dans le leve aero) et de la dis tribution en surface des po in ts d 'obscrvat ion ( un reseau assez ra re a u sol,

contre profils continus nord-sud po ur le leve a.e ro) . L 'anomalie de Bougue r de cei t e zone (do nt le croquis

est presente da ns la fi gure 3) m ontre un tres fort ma­ximum reg ional da ns la pa r tie sud-est de la zone (Ba­ba Novac - Ardud - Băi ~a) , accom pagnc d'une a noma­lie regiona le de minimum ve rs I'ouest et le no rd , a a pex negatifs locaux â Măeri ş te, Sătmă rel et Valea Vinului .

Pl'oprie tes phys ique s d e s forlna tiOllS geo1ogique s

Da ns ce qui suit, nous a lJons fa ire reference seu le­ment aux dens ites et a u x suscep t ibi lites m agnetiques, vu que I 'objet de notre etude san t les a nom a lies gra vimetriqucs et magnetometrÎques de la zone.

Les resuliats des m esures de densite synthetises pa r Visario ll et al. (1 977) 1l0 U S porteni a condure que les fo rmations pa nno nien nes lu tit iques de cette region conna issen t li ne a ugmentation non-linea ire de la den­s ite avec la profonde ur , de 1.75 g /cm 3 â. Ia surface, jusqu 'a 2.60 g/cm 3 a une p rofon deu r de 2500 m , avec des va riat ions locales provoquees p a r des vari at- ions de facies ( fi gure 4) . La meme courbe de varia t ion est va la ble ega.lem ent pour le Miocene, pui sque la den­site des formations miocenes varie de 2.40 g/cm 3 a la profondeur de 1700 m jusqu'a 2.63 g/cm 3 a une profondeur de 2800 rn (Ali Mehmed et a l. , 1969) , ces valeurs s' inscri vant correctemen t s ur la pa r t ie fin a le de la courbe q ui correspo nd a ux ro rmations p liocenes.

Le g ra d ient ver t ical I'lloyen de la de nsite pour les fo rmat ions miocenes el. p liodmes es t d'envi ron 0.20 g/ cm 3 / krn po ur les profonde urs de plus de 1500 m.

La preseoce des tufs ei de py roclasti t cs, a densites en t re 2.00 eL 2.30 g/cm:j (M a r inescu, 1975), peut e n­gend re r des anomalies locales.

Les fo rmations p re-neogenes oot u ne densite moye nne de 2 .62 g/cm 3 po ur le P a leogene sons facies de fl ysch, de 2.59 pour les fo rmatio ns cretacees e t de 2.70 g/cm 3 pour le soubasseme n t cr istallio (Visarion et a l. , 1977).

La susceptibili te m agnetiq ue des form aiio lls sedi­me ntaires est de I'ord re de 10*1 0 - 6 uCGS il l'except ion des intercalations de tu rs e i de i)yro­dastites a ndesitiq ues qui at teigne nt (600-700)* 10- 6

uCGS ( Visarion et a l. , 1977) . Des mesures fa ites su r des carottes du fo rage 4064

Căple ni onL mont re des suscep t ib ilites de I'ord re de 2600* 1 0- 6 uCGS po ur a ndesites il pyroxEmes, de 900*10- 6 uCGS pour dacites ei de 300*LQ-6 uCGS pour agglomera ts a nd esitiques, tand is que les roches magmatiques alterees fu ssenl, t ro uvees p ra ti q uement non- m agneiiques (C ra h mal iuc dans Bo rco!j et a l. , 1993).

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Fig. 3 - E5quisse de I'anomalie gravimetrique de Bouguer (densite 2.67 g/ an3 ) de la. rone Carei· Satu Mare (d'apres IGR)

- Isogales, A valeurs augmentant de 1 vers 9

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INTERPRETATION DES DONNEES GRAVIMETRIQUES ET MAGNETOMETRIQUES

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Fig. 4 - .... ariation de la denaite des fonna.tiona pliocenes de la Depresaion Pannonique fonction de la

profondeur (d'apre. Visarion eL al., 1977)

59

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60

Interpretation des donnees gravimetriques

Une pre miere interpretation , qualitative, des donnees gravimcHriques peut etre faite directe ment sur la carte de I'ano ma lie de Bo ugue r , tenant compte du principal contraste de densite de la region eutre le so­ele cristallin (densite moye nne environ 2.70 g/cm3 ) et les roches sedimenta ires en couverlure (3. dens ites eu­tce 1.75 et 2.60 g/cm3 en fonction de la composition lithologique et d e la profondeur). Ă. partir de ce con­traste an pe ut placer , avec assez de certitude, la Faille Nord-Transylvaine dans la zone Terebe.!jti - Mădăraş

- Hom orod u de J os, cette fa ille etant reft etee pa r une zone de g radient ho rizontal tres fort de l'a nomalie de Bouguer. .

an ne peut pas fa iee une interpretation s tructurale directe des zones de minimum de ~g, a. cause de la variation de la dens ite des roches avec la pro­fondeur : cette variation provoque l'a tte nuation des anomalies e nge ndrees par les depressions profondes du relief pre-neogene, par suite de la diminution presque jusqu 'a. I'annulation du cont raste de densite du sedimentaire par rapport au cristallin . Les zones de minimum pe u vent aussi trouver partiellement leur origine d a ns I'augme ntat ion du po ids des pyroclastites et des roches arenitiques-ruditiques au sein des roches sedime nta ires.

L 'interpret atio n plus detaillee des donnees gravime­t riques a e te faite su r des profils o rientes nord-sud , e n considerant la structure bidim'e ns io lleJle et ayant un seul contrast.e de dens ite entre le soubassement pre- neogene e t le remplissage sed imentaire miod:ne et pliocene.

Dans ce but o n a employe le procede propose I"ar Qureshi et Mula (1971) . Nous avons utilise ce procede sur plusie urs profi ls (34 , 36, 54, 56 , 58, 60, figure 3), en utilisant chaque fo is un -set de contrastes de de n­site Neogene - soubassement pre-Neogene variant de 0.20 a. 0 .80 g/cm3 . Les resuItats nous ont pe rmis de comparer la position reelle de la limi te (resultant des donnees sismiques et de fo rage) avec les differentes positions resultees des divers contrastes de densite utilises et d'etablir ainsi la densite appare nte. Celle­ci represente la de nsite constante qui , attribuee a. I'entiere strud ure modelisee, pourrait engendre r une a nomalie de Bouguer la plus proche de l' anomalie ob­servee. Cette de nsite n 'est pas, b if; n sur , la moyenne arithmetique des densites de la succession verticale des couches, mais e lle en est un indice qualitatif de la pile sedimentaire neogene dans la zone en question.

Sur les profils o uest, 34 e t 36, on remarque le fait qu 'au no rd de l'eIevation de Mădăra,ş la base du N oogene resul tee des donnees sismiques et de forage est. assez bien designee po ur un contraste moyen de den­site de 0 .35 g/cm3 (dane pour la densite apparente du

F . SCURTU, J . ANDREI

Neogime d 'environ 2.35 g/cm 3 ), tandis qu 'ă" l'extremite sud , dans le grab be n de Galo§petreu - Mecenţiu , la compa ra ison avec les donnees sismiques no us cond uit a. un contraste de densite de 0 .10-0.30 g/cm3 (explica­bie par le fait que la densite du sedimenta ire lutit ique neogene en dessous de la profondeur de 2500 m tend a. egaler la densite du soubassement eris tallin et que la base du Neogene s'enfouit dans la zone du grabben jusqu'a la profondeur de 3500 m ). .

Dans le cas des profils est , 54, 56, 58 et 60, a u nord de I'e levation de Mădăr<Uj la meilleure supe rposition avec les donnees sismiques et de forage est obtenue pour un contraste moyen de densite de 0 .25 g/cm 3 ,

t a ndis qu 'au sud de ceHe eIevation le contraste moyen probable est de 0.40 g/cm3

.

On pe ut egalement constater qu 'au nord de Mădărruj , sur les profils 54 et 56, la superposition se fait sur des port ions pour des contrastes comprises entre 0 .20 et 0 .30 g/cm3 , bien que la profondeur de la base du Neogelle ait de pe tites variations (figure 5). La raison du changement de la densite apparente du Neogene ne reside do ne pas dans une differenee de tassement du sedimentaire par s uite de la profondeur differente, mais dans un contraste li t ho logique, du soit il l'apport de materiei pyroclastique en quantites tres different.es d'un point il I'aut.re, soit a. une diminu­tic n de la densite des roches du soubasse m ent pre­neogene pour des raisons li t ho logiques primaires ou par un degre d ifferen t d 'alte ration . Selon ce qui re mite de ces profils , la diminution ma.ximum de la de nsite a ppa­rente se trouve dans la zone s itut!€: jus t.ement a u nord du bloc de Mădăra& (poi nts 24-32, e ntre C ionche§t i et Amati) , ne depassant probable me nt vers le nord le parallele de Satu M are.

Il est iL remarque r a ussi que dans la zone no rd-est (Mădăra,ş - Satu M are - Ambud , les pwfils 54 - 56) la densite apparente d u sedime nta ire est plus g ra nde, environ 2.45 g/cm 3 , par rapport a. Ia zone nord-ouest (au nord de Moftinu Mic - Moftinu Mare, profil s 34 -36) ou elIe attein t e nviro n 2.35 g/cm3

.

Inte rpretation d es donnees lnagne tome trique,$

Afin de facili ter I 'interpretation 30 des donnees m agnetometriques, an a commence par l 'interpretation 2 0 sur quelques profils o rientes nord-sud ( Ies profils 42, 48 et 52). an a debute avec le profil 42 , ou o n a fait d 'abord les operat io ns suivantes:

- on a determine le g radient regional de la courbe ~Ta , en. resulta nt une diminution regio na.le du champ magnetique 6. T a de 0.35 nT / km du sud vers le nord ;

- il partir des donnees s ismi ques e t de fo rage a n a construit les limi tes Pannonien / Miocene et Neogene/soubassem ent pTf!-neogene;

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INTERPRETATION DES DONNEES GRAVIMETRJQUES ET MAGNETOMETRJQUES

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Neogene d'apres les donnee5 sisnUques d de forage ; 3, base du Neogcme resultant de l 'interpretation des donnces gravimetriqucs, pour des c ontra.stes de deJ\.8Îte de 0.2 a 0.8 g/cm3 .

61

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62

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Fig. 6 - Resultats de l'interpretation 20 de l 'anomalie aero-mAgnetometr ique aTa sur les profils 42 (a) , 48lb) et 52 {el ·

Pn, Pannonien; Mi, Miod:ne; Pg+K. Paleogene + Cretace; en, C ristallin; 1, courbe agO; 2, courbe 6T .. reduitei 3,

m odele d e la source pour X = 1800"'10-8 uCGS; 4, modele de la lIOUJ'Ce pOUl" X = 1000"'10-8 u C GS; 5 , valeurs 6.Ta.

calculee. pou.r X = 1800"'10-6 uCGSi 6 , valeurs 6.T .. calcule- pour X = 1000.10- 8 uCGS; 7, (orage.; 8, (aiUes.

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INTERPRETATION DES DONNEES GRAVIMETRIQUES ET MAGNETOMETRIQU.ES 63

- an a presume que le soubassement pre-neogime in­duait des formatio ns paloogenes e t cretacees avec une epaisseur presque cons tante, d 'cnviro n 500 m , et que le Mioce ne etait cons titue du Sarmatien et du Badenien en epaisseurs egales cntre elles;

- on a estime que le Badenien et le sedimentaire pn!-neoge ne avaient une sllsceptibili te magnetique de 600*10- 6 uCGS (ce qui est probablement beau­caup exagere, d 'apres les donnees pet rophysiques disponibles), le reste du sedimcntaire e t le soubasse­mcnt cr istallin dant pratiquem e nt inactifs au point de vue magnetiquc ;

- a n a calcule I 'c ITe t 6 T (1 (il. la cote + 400 m a. la­q uelle on a o bte nu les v~leurs a ero-magnetometriques) des formati ons magnetique me llt actives incluses dans )'empile m e nt de roches sedimentaires, ce qui a donne un maximum de 18 nT dans le point o u ceJles-ci approchaient le p lus la surface (pres du forage 10 Terebeşti) ma is e n diminuant au-dessous de 10 nT vers le sud et le no rd a. une dis tance de 1-3 km pai rapporl.. au po int de maximum;

- on a extrait du champ ~ Ta le champ regional de 0 .35 nT/ km e t aussi J'anomalie cngc udree par les for­mations ma,gnetiquement act.ivcs illcluses dans la pile de roc.hes sedimentaires;

- on est passe il I 'interpretalio n 20 du champ reste non-justifie par les masses anomales du sedimenta ire, qui a un maximum d 'e nviron 70 nT a 2 km no rd du forage 10 Terebeşti.

Pour interprete r cette anomalie, o n a employe l'aJgorithme de mod elisatioll de W on et Bevis (1987), avec les cond itio ns s upplementaires suiva ntes:

1. -le corps pe rturbant a une sectio n verticale qu 'on pe ut approxime r par un polygo ne dont les coles ont une project io n ho rizontale de 3 km chacune;

2. - to ute dro ite verticale intersecte le po lygone en maximum deux points;

3. - le corps se trouve e ntiere ment au-dessous de la limite Panno nie nJSarmatien ;

4. - la susceptibilite magne tique du corps est de 1800*10- 6 uCGS;

5 . - I'aima ntatio n es t purem ent inducti ve, dans le champ t erres tre de 48000 nT avec l ' inclinaison de 64°.

Nous avo ns constate que sur le p ro fil 42 il fallait co nsidc re r comme niveau zero de I'anomalie .6.Ta la vale ue de 250 nT de la carte aero-magnetometrique, tandis que su r les profils 48 e t 52 il a les valeurs de 235, â savoir 225 nT, en resultant un g radient regional est-ouest de 2 .5 nT/krn positif vers l 'ouest. Sur les profils 48 e t 52, ainsi que sur le profil 42 , on a trouve egale ment un gradie nt regional ho rizontal nord - sud de 0 .35 nTJkm positif vers le sud.

Dans la figure 6 nous pH!sent.ons les resul­tats d e l 'inte rpretation 2D de l 'anomalie aero­magnetomet. rique s ur tous les t rols profils· (42, 48 et

52). On peut constater que: - le corps pe r turbant det e rmine dans les conditions

(1-5) va s'enracinant dans la zone des points 27-28 ă.

une profondeur depassant \7500 m; - le pendage gene ral du corps est vers le no rd, avec

une pe n te plus grande du li t e l p lus petite du loit; . - le corps atteinl son extcnsion maximale sur

I'horizontale autour de la profondeur de 5500 m ; - la pactie la plus e levee du corps se trouve iI. la

proximite de la surface sur le profi l 52 ( le plus ă. I'est). Le profil 42 a ete auss i inte~prete 2D pour une

susceptibilite magnetique de 1000"'10- 6 uCGS . Dans ce cas-lă. le eorps a une extension plus g rande sur l 'ho rizontale et, ce qui est. plus important, il monte jusqu 'a la base du Neogene (figure 6). P o ur des susceptibilites (du eorps tout e otier ou de sa partie superi eu re) encore moindres, le toit de la source peut m onter encore plus vers la surface. Ă partir des informatitms acquises sur ces ·trols pro­

fils, o n a procede a l ' interpretatio n 3D de la carte aero­magnetometrique.

En considerant les niveaux zero ei les g radients ho­rizontaux regionaux etablis sur les trois profi ls, la carte aero-magnetometrique .6.Ta brute a ete corngee avec ces valeurs, en obteuant la carte Do. T a a. modeliser , presentee dans la figure 7 .

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Fig . 7 - Carte .6.To corrigee avec l 'effe t regional

En vue de modelisalion on a utilise les formules etablies par Plouff (1976) pour )'effe t d 'un prisme po lygonale vertical. Le mode le obtenu finalement, en considerant la susceptibilite magnetique du corps de 1800' 10- 6 uCGS , est presente d a ns la figure 8. II raut mentionner qu 'a I'es t du profil ~8 la. fo rme du corps a

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FiS. 8 - Modele fmal du corps perturbant. 1, contours des plaques horiwntales par lesquelles on Il approxime le corps perturbant; 2, contouT edrapole; 3, profondeur de

la face supirieure (a) I inJerieure (b) de la pJ&que; 4, (aiUes, d 'apres les donnees sismiques el de rorage (FNT, Faille Nord-Transylvaine); 5, zone d'enracinemenl du

COrpi; 6, apophyse; 7, zone d 'alteration hydrotqennale; 8 , forages ayant rencontre des roches magmatiques.

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INTERPRETATION DES DONNEES GRAVIMETRIQ UES ET MAG NETOMETRIQUES 65

ete se ule m e nt s uggeree qualita tivem ent t e na nt compte d e l'allure d es courbes d e la carte ~Tal sans calcu ler effective m e nt le champ magnetique d a ns cette zone. L 'effe t .6..Ta du m o de le a ete calcule p O llr une hauteur d e voi d e 400 m , d a ns les noeucls d 'une maille de 2 krn x 2 km. Les petites differences , m o ins d e 10 nT (presentees d a ns la fi g ure 9) entre la carte o btenue e t ceHe il. m o cleliser o 'ont pas ete m o d elisees e lles aussi , vu que la pnk is io n du le ve a.ero-m agne t o m etrique fut d e l'orclre de 10 nT ,e t l'estima tion de la susceptibilite magnetique du eaeps perturba nt es t en certaine m esuce subject ive. Les differences plus gra ndes que 10 nT a p­p ara issa nt d a ns la partie oues t du perimetre etudie o nt corrune cause le Cai t d e ne pas avoir m o cle lise les ano m a­lies ae ro-magnet o m e triques de cette zone, peripherique p a r rapport a la cible principa le f.epresentee par la zone d e M o ftin - Mădăr a.<i.

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lo"".ig . 9 - C~te d es diffe rences (en nT) entre la carte 6 T a a l1lo d eliser e L la carLe Ca. T Q. resuJLee d e la m odelisaLÎo n .

Interpre tation geologique integree d es donnees lIlagnetolIletriques e t graviInetriques

C ompte t enu aussi d es d onnees d e fo rage e t s is­miques, I 'ex a m en des pro fils 42 , 48 et 52 (fig ure 6) et d e la carte du m od ele phys ique resul te d e I' interpretation 3 D (figure 8 ) no us po rte a condure que l 'ano malie mag ne to m e trique (aeco e t a u sol) d e la zo ne d e M oftin - Mădăra.!j est e ngendree pa r un corps m ag­matique intrusif, pro bablement lacolithique, enracine sur 1 'alig nem ent sud Terebeşti - Sătmărel - Mădăr3.§

jusqu 'a une pro fonde ur d 'environ 8000 m . Il a une

apo physe qui a pproche la surface jus t em ent au no rd de Mădăr"'l.

Da ns l ' hypo these que sa s usceptibilite m agnetique est de 1800*10- 6 uCG S , le corps at teint pro bablem ent son d evelo ppe m e nt m axima l a u tour d e la pro fo nde ur d e 4000- 5000 m , sa limite no rd p assant d e M oftinu Ma re d a ns la p a rtie o uest jusqu 'a la ligne Do ba - Veti~ - Botiz - Medie§u Aurit d a ns la partie est. Le to it d e la partie principale du corps pend vers le no rd sous un angle d 'enviro n 20° e t se trouve a une profondeur d'enviro n 1000 m e n dessous de la limite Neogime/pre­Neogene.

Lorsque la s usceptibilite m agnetique du corps o u d e sa partie supe rie ure est m o ins d e 1800*10- 6 uCGS , le toi t d e ce t.te sLrll ct ure se t ro uve encore plus pres d e la surface.

Sur les pro fils 48 et 52 (fig ure 6 ) e t d a ns la carte du modeIe (figure 8) â I'est du profil 43 I'allure du champ magnet.ique a rendu necessaire le pro longem e nt des so urces au sud d e la Faille No rd-Transylva ine a ussi , soit en t a nt q ue corps separes du corps principal (d a ns ce cas elles son t susceptibles d e representer des le ntilles d 'amphibo li tes du sOllbassem ent cris t a llin) , soit. sous la fo rme d 'une extens io n du corps principal dans cette zone.

L 'image du corps pe rturba n t no us indique a ussi l 'existen ce d ' une zone m agnetiq ue m ent inactive il l'interie ur du corps (sur les pro fils 53-60, points 25-3 1) qu 'on peu t cons ide rer une zone d 'al te ra tio n hy­dro thermale. La m e m e cause a p u dete rminer a ussi I'interruption ve rs l 'est , d a ns la m eme zone, d e la par­t ie active d e l 'apo physe sur les pro fils 48-54 , ains i que l 'arre t vers I'ouest d e la partie m agnetiquem ent ac­tive du corps principa l d a ns la zone des pro fil s 34-38 (â I'inte rsectio n d ' une fa ille o rie ntee NO-SE a vec une faille orien tee E NE-OVO para llele il la Fa ille Nord-Tra nsylvaine). La possibili te que l 'intrus io n soit s uje t te it. des tra ns fo rmatio ns hydrothe rmales es t suggeree par la presence d e pa re i lIes tra ns fo rmat io ns a u sein des roches erup t ives in te rcalees d a ns la couver­t ure sedimenta ire, inte rceptees pa r les fo rages cre uses d a ns la zone.

On rem a rque 10 u1 d e suite le paralle lism e en t re l 'alignem ent d e l'enracine m e nt du corps perturbant e t la faille No rd-Tra nsylva ine (a. une d is tance d 'en v iro n 5 km au no rd d e ceHe-ci), en t re les d e ux existant , selo n 10 utes les probabilites, une lia ison ge netique a ussi. E n plus, la zone d 'enracinem ent se tro uve pres d 'un point d e cha ngem cn t d e direct io n d e la fa ille Nord­Transylvaine (au no rd d e Mădăraş), ce qui a pro ba­blem ent de t ermine a llss i une fract ure r a dia le o rie n tee N NO-SS E , en facili tan t l 'acces du m agm a ve rs la s ur­face.

La supe rposit io n d e la zone d'en rac inem e n t du corps perturba nt sur une a no m a lie g ra vime trique d e mini-

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66

mum peu t et re expliq u ee a uta nt. par : '1 - la den site plus r edui te du cor ps par r a p p o r t a. ceHe du cristallin , ainsi Que 2 - p a r l'aboncla n ce d u m aterie i py roclas­tique (d a ns la 5it uat ioo q u e l 'activ ite m agm a t ique a it eu aussi un caractere extrus if) au vo isinage de la zone la plu s act ive e l/o u 3 - p a r u n e 31teratio o hyclro the r­male plus intense d a n s cette zone , liee a la presence des vo ies d'acces Quvertes par )' intrusio n . L 'inte r pretatio n 2D sur le pro fil 54 (figure 5) est uoe bonn e illust ratio n de cette 8ituatioo .

Conclus io ll.S

L 'in terpretat io n des d o nnees magnetom etriques eL gravimetriques d e la zone de Mădăra§ - Salu M a re ro urnit d es info rma tio ns to u t a fait interessantes, surtout sous le rapport scientifi q ue, m a is e lle a egalem en t d 'eveutue lles imp licat io ns economiques.

L a pre m iere con cl us io n impo rt.a n te est. q ue les for­m at ions magn e t.iq uemen t actives d e la cou ve rt.ure ter­tiair e n e son t pas s llffisantes po ur explique r I'an o m a lie aero-magnetomet r iq u e de plus de 100 nT de la zon e d e M oft in - Mădăr81j. Cetie preniiere con cl usion no us a pousse a cherche r la saurce maj eu re de I'ano malie sous la fo r m e d 'un corps int rus , do n t la fo r me, les d imen­sio n s et la posit io n restaient a e tre etablis par calcuL

E n con s ide rant u ne s usceptib ll ite moyenne de 1800* 10- 6 u CGS e t une a imant. a t.io n purem ent ind u c­t ive, l'inter pret ation 20 s ur q ue lques pro fil s nOllS a mo n t re q u 'o n y avait a ffa ire a u n cor ps d e p lus de 1000 m d 'epaissell f , situ e d e regie a. une p rofo ndeur de p lus d e 3000 m , dont. le toit a un fai b le pen dage (m oi ns de 25°) ve rs le n o rd e t l'e nracinem ent (d a n s la zone G h i lvaci .... - Si,tmărel - Amaţi) se p lace a une p ro­fo n deur de p lus d e 8000 m . S i la suscep tib ili te du corps ou de sa par tie su p e rieure est moind re, la p rofon deur a u t oit est plus redui te que ceHe obtenue dans la vari­ant e d ecrite e n h aut . Toute modificatio n o pe ree s ur les hypoth eses d e tra va il p eu t appor te r seulem ent des chan gemen ts q u a n t itatifs, I'aspect d u m o d ele resul t e conser van t. l 'empreint.e de l ' image obten ue de notre În­

ter pretation .

F . SC.uRTU, J . A NDRE I

D a ns les hypoth eses prese ntees, I'extens io n maxi­m a le du corps sur I' horizontale est con s t atee a uto u r d e la pro fondeu r de 4000- 5000 m . La limite no rd du corps p asse par les locali tes Mo ftinu Mare - Dob a -Vetifj - Bo t iz e t e llc a rrive probablem en t jusqu ' â. M e­

die§u Auri t. On constat e a ussi I'existence d 'une zone m ag­

netiq ueme n t inactive s ur I'aire Hrip - Rw~en i Cionch~ti - Amaţi (au nord -est de Mădăr~), p roba­b lem en t par s ui te d ' u n e a lteration h yd rothe rmale m as­s i ve d es m agm at ites constitua n t. le cor ps per t urban t . L ' inte rruplio n appara issan t â. I'ouest d e Mo fl inu M are p eu L re p resen te r , e lle a ussÎ, une zon e d 'alte ra tio n h y­drothe r m ale lo rsque le corps se prolo n ge vers l'ouest par la sou rce des a nomalies ae ro-magnetometr iques q ui se t ro u vent autour d e la vi ile d e Carei (Căpleni _ Oomn efjt i - Ber veni - Foeni) .

E n ce q ui con cerne I'asp ect r egion a l , I'existen ce ci' u n gr adient du ch a m p geomagnetiquc positif ve rs 1'050 peu t refl eter soit u ne eIevation d e la cou ch e basaltique d a ns cette direct io n , sait la p resence des m agm atites basiques des Transylvan ides e n d essou s d e la nappe d es Dacides inte rnes ( Andrei dan s Borco§ et a l. , 1992 , 1993).

L 'in te rp retation d es donn ees gravimetriq ues v ient. a l'appui des conclusions fourn ies par les donnces m agnetometriques.

L 'impor tan ce econom ique d e cette zon e reside d a ns la p resence des roches magmatiques a u x alt.erat io ns h y­droth erma les , p y ritisees et m ineralisees parfo is â. ch a l­copy ri te, ren contrees en plusieurs fo r ages (figu re 8) il des profondeurs m inim a les a lla n t de 1200 â. 1900 m , dont les m o ind res se t rouven t. le lo ng d e la Fa ille Nord­

Transylva ine.

R e Dle r c ie llle nts

Les donnees concerna nt la li t h o logie detai llee d es for­m at io ns geologiques t r aversees par les fo rages o nt ete m iscs a notre d ispositio n avec b ea u cou p d 'amabili t e p a r l ' l nst itut d e R eche r ch es et Projets pour P et.ro le et Gaz d e Câm p ina ( le G roup e d es Sect io n s d e R.ec he rch e de Bucarest), dont nou s n ous fa isons u n d evo ir de sauli gne r el d e rem erc ie r I' a id e.

L 'in t.e rp ret.ation 30 de I'anomalie aero-m agnet-o­m~hrique a men e au x memeş oon cl usio ns, m ais avec des p recision s s u pple m en taires. O n a cons t ate qu e l'enracin em en t d u cor ps etait par a llele a la faiBe Nord­Transy\vaine, se s it.uan t â. 5-6 km au no rd de ceHe-ci, ce q u i n o u s · a porte â. conc\ure q u ' i\ s' agissait d ' un ' corps magm atique intrus , p robab\em ent neogen e, lie genCtlquement a la Fai\\e Nord-Transy\vaine. Dans la zon e Mădăr~, o iI cett e Ca ille ch a n ge un peu de direc­t ion, le corps a u n e apophyse fraîch e, qui s 'approche beaucoup d e la 8urface.

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INTERPRETATION DES DONNEES GRAVIMETRIQUES ET MAGNETOMETRIQUES 67

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d e la T er re et Geophysique App/iquee :

24-26 Novembre 1994, BUCOrt!8t.