Geologie - „trochu teorie na úvod“

Šárka Hlaváčková

Úvod do kapitoly Geologie

Území České republiky představuje pestrou paletu geologických jednotek a horninových celků. Abychom správně pochopili geologickou stavbu regionu, ve kterém žijeme, musíme se podívat hlouběji do historie Země a uvědomit si základní procesy, kterými horniny procházely. Pokud jim porozumíme, otevře se před námi úplně nová kapitola. Pouhá procházka v přírodě se pro nás může stát výletem do hluboké historie naší planety.

Následující kapitoly se snaží přiblížit geologii všem zájemcům z řad veřejnosti, a proto muselo dojít k výraznému zjednodušení odborných termínů. Některým geologickým pojmenováním se však není možné zcela vyhnout, v takovém případě může být dobrou pomůckou přiložený geologický slovníček. Uvedeme si jeden příklad. V následujících kapitolách si často budeme uvádět stáří jednotlivých hornin nebo období, ve kterých probíhaly významné geologické procesy a vznikala jednotlivá tělesa hornin ([1]). Pro popis hlavních geologických etap se přidržíme českých názvů, tj. historii země si rozdělíme na období: prahory, starohory, prvohory, druhohory, třetihory a čtvrtohory. Pokud budeme potřebovat podrobnější členění, použijeme mezinárodně ustálené názvy. V takovémto případě uvedeme, že daný geologický jev nastal v devonu. V geologickém slovníčku následně devon najdeme jako jeden z hlavních útvarů (period) prvohor.

V textu se také mohou objevit odkazy na materiály zahrnuté do kapitoly Metodické poznámky. Tyto dokumenty, tabulky, vysvětlivky, popř. internetové odkazy na další studijní materiály mohou sloužit jako vhodné doplnění základních informací v textu a je pouze na čtenáři, zda bude chtít do daného tématu proniknout hlouběji. Když se vrátíme k výše uvedenému příkladu ohledně názvu geologických období, v textu můžeme nalézt odkaz na přehlednou stratigrafickou tabulku zahrnutou do kapitoly Metodické poznámky, která nám objasní, že prvohory dále dělíme na kambrium, ordovik, silur, devon, karbon a perm. Snadno si vyhledáme časové hranice jednotlivých útvarů.

S ohledem na to, že text se vztahuje ke geologii relativně malého území ve středních Čechách, záměrně i ve všeobecném textu vynecháme geologický vývoj Moravy a vzdálenějších míst Čech a zdůrazníme pouze důležitá fakta týkající se našeho regionu.

Stručný úvod do vzniku a vývoje Českého masivu

Pokud se podíváme na geologickou mapu České republiky, všimneme si, že je rozdělena na řadu dílčích horninových těles odlišného původu a vzniku. Najdeme zde horniny sedimentární, magmatické i metamorfované[2]. Na našem území můžeme vyčlenit dva velké celky s odlišnou geologickou minulostí. Většina území patří k Českému masivu, pouze východní část Moravy a Slezska je řazena k Západním Karpatům.

Než se podíváme na samotnou stavbu a vznik Českého masivu, je potřeba si nastínit důležité geologické procesy, jimiž prošla Země během své historie. Jedním ze základních mechanismů je pohyb desek zemské kůry. Pro jednoduchost si stačí představit, že jednotlivé kontinentální desky v historii Země putovaly, oddělovaly se a znovu spojovaly. Např. i řada oblastí, z nichž je dnes složena Evropa, se původně pohybovala jako zcela oddělené a často i velmi vzdálené bloky a až během spodní části prvohor byla konsolidována do podoby, jak Evropu známe dnes.[3]

S touto událostí je také spojen vznik Českého masivu. Srážkami jednotlivých bloků došlo ke vzniku rozsáhlého variského (= hercinského) horstva, které těsně po svém vzniku dosahovalo podobných výšek jako dnešní Himaláje. Variské (= hercinské) vrásnění probíhalo ve středním devonu a až svrchním karbonu, tedy v období zhruba před 380-300 miliony let. Do této doby se bloky tvořící Český masiv pohybovaly odděleně a teprve až procesy spojené s vrásněním ho zformovaly v jeden pevný celek.

Vrásnění bylo způsobeno kolizi dvou velkých desek zemské kůry: staré pevniny Gondwany na jihu a Laurussie na severu. Spojením těchto dvou kontinentů vznikl jeden velký megakontinent nazývaný Pangea. V místech kolize došlo k vyvrásnění zmiňovaného rozsáhlého pásemného horstva. Jeho zbytky dnes můžeme v Evropě sledovat od Pyrenejského poloostrova a jižní Anglie, přes západní Evropu až do střední Evropy. V počátečních fázích variského vrásnění docházelo ke srážkám pevniny Laurussie s menšími bloky (terány), které předcházely samotný kontinent Gondwana. Existují teorie, které popisují místa kolize a podsouvání drobnějších mikrokontinentů putujícího před Gondwanou i na našem území. Kontakt, na kterém docházelo k zasouvání jedné desky pod druhou, je popisován jako tzv. subdukční zóna.

Už v průběhu samotného vrásnění a těsně po jeho doznění byly horniny výrazně rozrušovány a podlehly silné erozi a odnosu. V Českém masivu se tak dnes díváme na horniny vznikající v hloubkách až desítky kilometrů pod povrchem, které tvořily kořen původního horstva. Tyto horniny vystupují na povrch pouze v izolovaných zbytcích oddělených pokryvy mladších uloženin. Od svrchního karbonu má Český masiv uspořádaní přibližně takové, jak ho známe dnes.

Značná část variských hornin na našem území je skryta pod usazeninami mladších sedimentárních hornin. Uloženiny vzniklé po variském vrásnění nazýváme souhrnně platformní (= pokryvné). Kdybychom sledovali vývoj Českého masivu dále až do přítomnosti, našli bychom několik významných období, kdy zde byly vhodné podmínky k tvorbě sedimentárních pánví a usazování hornin. Tato období jsou většinou spojena s časovými úseky, kdy naše území bylo částečně zaplaveno mořem, nebo zde byla  rozsáhlá sladkovodní, popř. brakická jezera. Neméně důležitými faktory jsou i dostatečný zdroj materiálu a transportní mechanismy.

Intenzivně rozrušované variské horstvo tak poskytlo suroviny pro vznik sedimentárních pánví v průběhu karbonu a permu. Docházelo k usazování hornin v mezihorských jezerních depresích. Fragmenty těchto původně rozsáhlých pánví dnes vystupují v západních a severních Čechách. V nadloží permokarbonských sedimentů pak často najdeme až 1000 m mocné křídové usazeniny. V druhohorách, v křídě, došlo celosvětově k výraznému zdvihu mořské hladiny a značná část našeho území byla zaplavena mořem. Díky této události mohlo docházet k usazování pískovců, které se nám dnes zachovaly v podobě české křídové pánve pokrývající oblast od Drážďan až na severozápadní Moravu, nebo například v podobě jihočeských pánví, které mají trochu odlišný vývoj.

Čistě pro zajímavost můžeme zmínit, že na hranici spodní a svrchní křídy dosahovalo moře od severu až k místu, kde dnes leží naše hlavní město. Proto kdybychom žili v tomto posledním útvaru druhohor, mohli bychom se na okraji Prahy procházet po pláži.

Na morfologii Českého masivu se výrazně podepsaly třetihorní tektonické procesy ovlivněné alpinským vrásněním. Od křídy dochází ke kolizi Africké desky s Evropskou. Na konci druhohor a ve třetihorách se díky těmto procesům výrazně změnila tvář převážně jižní části Evropy. Došlo k vyvrásnění řady mladých pohoří, jako jsou např. Pyreneje, Alpy a Karpaty. Český masiv se v této době choval jako pevně konsolidované těleso, a proto byl ovlivněn pouze nepřímo. Docházelo k nerovnoměrnému výzdvihu a vyklenování zemské kůry, popraskání a vzniku zlomů a následnému poklesu větších regionů. Významná je i intenzivní vulkanická činnost.

Podrobněji se geologickému vývoji, který následoval po variských horotvorných procesech, věnovat nebudeme, protože bezprostředně pro náš region měl spíše okrajový vliv. Je však potřeba zdůraznit, že na některých oblastech České republiky zanechal nesmazatelné stopy. Jedná se o velice zajímavou a rozsáhlou kapitolu geologické historie a lze ji vřele doporučit pro další studium.

Základní dělení Českého masivu

Český masiv lze rozdělit do čtyř regionálních jednotek, které byly vyčleněny na základě současných teorií jejich vývoje před sjednocením během variského vrásnění. Vzájemně se odlišují svojí stratigrafickou náplní, ohraničením vůči okolním jednotkám i tektonickým vývojem.

Jedná se o moldanubickou oblast (moldanubikum), tepelsko-barrandienskou oblast (středočeská oblast, bohemikum), sasko-durynskou oblast (saxothuringikum) a moravskoslezskou oblast (moravosilesikum). Z výše uvedeného dělení Českého masivu do našeho regionu zasahují pouze jednotky moldanubika a bohemika, proto se jim budeme věnovat blíže a zbývající zanedbáme.

Moldanubická oblast představuje jižní a jihozápadní část Českého masivu, pokrývá rozsáhlé oblasti Českomoravské vysočiny, Šumavy a Českého lesa. Jsou zde zastoupeny převážné silně metamorfované (přeměněné) starohorní a prvohorní horniny, prostoupené četnými intruzemi magmatických hornin. Mezi největší tělesa patří rozsáhlé komplexy hlubinných vyvřelých hornin v podobě středočeského a moldanubického plutonu, dále například třebíčský pluton a řada drobnějších těles. Většina těchto magmatických těles je variského stáří. Znamená to, že vznikala v průběhu procesů variského vrásnění, nebo těsně po jejich odeznění. V tomto období se celá širší regionální oblast dostala do režimu uvolňování a rozpínání a tím zde mohlo dojít k vytvoření prostoru, kam magma intrudovalo (velice zjednodušeně řečeno, nateklo nebo bylo natlačeno) a ve velkých hloubkách utuhlo. Z magmatických těles, která vznikla před variským vrásněním, můžeme pro zajímavost zmínit i dvě drobná tělesa ortorul: světlickou ortorulu v jižních Čechách a doberskou ortorulu na pomezí Moravy, při hranicích s Rakouskem. Jde o jedny z nejstarších hornin na našem území. Svým stářím 2,1 a 1,3 miliardy let spadají do období starohor. K moldanubiku bývá někdy i volně řazena tzv. kutnohorsko-svratecká oblast, která je lemuje ze severu. Našli bychom ji v blízkosti Kutné Hory, Hlinska a Poličky.

Tepelsko-barrandienská oblast je budována horninami mladších starohor a spodní části prvohor. Představuje zbytek starší části kůry, který byl během variského vrásnění zapracován do variského horstva. Na povrch vystupuje zejména ve středních a západních Čechách a v rámci Českého masivu ji najdeme ve středové části. Nejtypičtější oblastí je areál barrandienu, který zahrnuje slabě metamorfované sedimentární a vulkanické horniny mladších starohor nebo nepřeměněné sledy hornin prvohor od kambria do devonu. Dále se k této oblasti počítají i jednotky Železných hor a domažlické a tepelské krystalinikum v západních Čechách. Vrtným průzkumem byl rovněž prokázán výskyt těchto hornin v podloží České křídové pánve.

K tepelsko-barrandienské oblasti bývají rovněž řazeny i celky, jež se bezprostředně týkají našeho regionu, tzv. metamorfované ostrovy. Jedná se o zbytky pláště středočeského plutonu, které leží jako jednotlivé „kry" na tomto tělese v pruhu mezi Říčany a Blatnou. Najdeme zde vulkanické komplexy a sedimentární sledy starších starohor a mladších prvohor. Jak už napovídá samotný název, tyto horniny prodělaly přeměnu. V tomto případě mluvíme o tzv. kontaktní metamorfóze, která je způsobena přímým působením teplot, popř. tlaků na kontaktu s magmatem. Přeměna těchto hornin přímo souvisí se vznikem středočeského plutonu. Představme si to tak, že během variských procesů postupně docházelo k intruzi magmat ve velkých hloubkách, které působením velkých teplot a unikajících fluidních roztoku přeměnily horniny v nadloží. Magmata ve velkých hloubkách pod povrchem pomalu vykrystalizovala a dala za vznik středočeskému plutonu. Horniny ležící nad ním byly postupně rozrušeny a odneseny. Zbytky stropu pláště, které se zde zachovaly, představují dnešní tělesa metamorfovaných ostrovů. Často také mluvíme o tzv. ostrovní zóně.

Středočeský pluton

Středočeský pluton nebo také středočeský plutonický komplex je těleso hlubinných vyvřelých hornin vystupující na povrch ve středních a jižních Čechách mezi Klatovy, Úvaly a Táborem. Protáhlý tvar ve směru SV-JZ kopíruje směr významné tektonické linie, tzv. středočeského švu, který odděluje barrandien tepelsko-barrandienské oblasti a moldanubikum. Podél této linie magma během variského vrásnění ve spodním karbonu proniklo a ve značných hloubkách (až deset kilometrů pod povrchem) utuhlo. V takovýchto podmínkách dochází k pomalému tuhnutí a hornina tak má dostatek času vykrystalizovat. Během poměrně krátké doby byly výše položené horniny erodovány a vyvřelé horniny se dostaly na povrch.

Podle některých současných názorů se jedná o pozůstatek magmatického oblouku nad subdukční zónou. Tento vznik bývá často srovnáván s recentním příkladem v Andách, kde dochází k posouvání oceánské desky pod kontinentální a pohoří Andy přestavují vulkanický oblouk.

Název plutonický komplex je o trochu přesnější než široce užívané označení středočeský pluton. Napovídá nám, že těleso je složeno z více plutonických jednotek. Liší se svým stářím i chemickým složením. Jednotlivé jednotky krystalizovaly v odlišných teplotních a tlakových podmínkách v období před 354 - 337 milionů let. I samotné magma mělo pravděpodobně různé chemické složení.

Ve středočeském plutonu najdeme více jak 20 horninových typů. Vyskytují se zde granity, granodiority, gabra, tonality, durbachity (melasyenity až melagranity) a řada žilných hornin (aplity, pegmatity, lamprofyry). Jako příklady rozsáhlejších jednotek můžeme uvést sázavský typ, sedlčanský granit, durbachity Čertova břemene, blatenský typ, říčanský granit a mnoho dalších.

 

---

[1] Pokud bychom chtěli být důslední, je potřeba zdůraznit, že z hlediska popisování období souvisejících s geologickým časem můžeme mluvit o dvou stratigrafických členěních. V případě geochronologického členění jednotek popisujeme pouze časové intervaly, v geologii se ale často při popisu geologických jednotek užívá tzv. chronostratigrafické členění, které nám jednotlivé jednotky definuje jako tělesa hornin uložená v určitém intervalu geologického času. V textu pro nás tento rozdíl bude zcela nepodstatný, protože samotné názvy hlavních útvarů (period) z obou členění jsou totožné. Pro maximální jednoduchost budeme oba typy kombinovat.

[2] Také můžeme použít české ekvivalenty názvů: horniny usazené, vyvřelé a přeměněné. Více viz Slovníček geologických pojmů.

[3] Srážky velkých desek způsobily vyvrásnění rozsáhlých horstev. Tento proces neustále pokračuje a podílí se přetváření geologické stavby. Přímé důsledky pohybu desek můžeme vidět velice snadno i dnes. Místa jejich vzájemných kontaktů jsou často provázena rozsáhlou vulkanickou činností a zemětřeseními. Podrobněji viz odkazy pod heslem „Pohyb litosférických desek“ v kapitole Metodické poznámky.