Bohemia centralis, Praha, 12: 7-18, 1983
Geologie Státní přírodní rezervace Čertova skála Die Geologie des Naturschutzgebietes Čertova skála (Teufelsfelsen)
JAN NĚMEC
Chráněné území se nalézá v západní části Středočeského kraje, asi 9 km západojihozápadně od Křivoklátu v údolí Berounky. Státní přírodní rezervace Čertova skála /dále SPR/ byla vyhlášena výnosem ministerstva školství, věd a umění dne 27. ledna 1949 pod č.j. 14 737/49-IV/l.
PŘEHLED DOSAVADNÍCH VÝZKUMŮ
Čertova skála tvoří nápadnou morfologickou dominantu, která se tyčí nad údolím Berounky. Proto přitahovala pozornost lidí již odedávna a místní lidé si o tomto útvaru vyprávěli několik pověstí. Také geologové si začali všímat Čertovy skály trochu zevrubněji. Zatím nejdůkladnější práce pochází od F. SLAVÍKA (1909), je však pravděpodobné, že bychom zmínky o čertově skále našli i ve starší literatuře. V posledních desetiletích se problematice vyvřelin Barrandienu věnuje F. FIALA. Od něj také pochází velké množství prací, které se zabývají spility, svrchnoproterozoickým vulkanismem, polštářovými lávami a v tomto rámci je věnována pozornost i Čertově skále. Z mnoha publikací jde především o práce z roku 1967 a 1977. Některé petrografické nebo mineralogické práce se také dotýkají tohoto území. Jako příklad je možno uvést práci J. CHÁBA a E. BERNARDOVÉ (1974).
7
Zvláště v poslední době přibývá prací, které se zabývají svrchním proterozoikem v širších souvislostech a dotýkají se tedy i území státní přírodní rezervace.
GEOMORFOLOGICKÉ POMĚRY Podle geomorfologického členění ČSR (DEMEK,J. et al. 1965) leží SPR Čertova skála v Poberounské vrchovině a patří k jejímu menšímu celku - Křivoklátské vrchovině. Území má pahorkatinný ráz, v němž jsou zvláště výrazná hluboko zaříznutá koryta dnešní říční sítě. Čertova skála /kóta 361,5 m/ vytváří významnou krajinnou dominantu. Podle mapových údajů činí převýšení nad hladinou řeky 110 m. Ve skutečnosti je však menší a dosahuje asi 70 m. Přestože je celá Čertova skála vlastně schována v údolí Berounky a nevystupuje nad okolní parovinu, působí při pohledu z údolí Berounky impozantním dojmem. Vytváří jakousi hradbu, která zasahuje do údolí Berounky. Je pravděpodobné, že Čertova skála původně zasahovala hlouběji a dále do koryta Berounky, ale s prohlubující se erozí Berounky byla část překážející toku řeky oderodována. Zajímavý je výskyt dvou izolovaných skalek v řečišti Berounky. Je pravděpodobné, že jde o části hlavního hřebene, které se zřítily do řeky a volně spočívají na holocenních náplavech řeky. Tuto domněnku by však musel potvrdit vrt do podloží. Čertova skála je tak mohutná, že si ji z bezprostřední blízkosti nelze dobře prohlédnout. Při pohledu z druhé strany řeky je pak velmi dobře vidět, že Čertova skála je rozčleněna do několika kolmě vystupujících stěn, které jsou v podstatě vějířovitě rozprostřeny, takže přecházejí od směru severozápad - jihovýchod v západní části chráněného území až do směru západ - východ ve východní části chráněného území. Je pravděpodobné, že se původně jednotné horninové těleso takto rozčlenilo při následujících horotvorných pochodech. Porušené partie hornin potom snadněji podléhaly erozi. Svůj vliv jistě měla také rozdílná textura, a tím i rozdílné fyzikální vlastnosti horniny.
GEOLOGICKÉ POMĚRY ŠIRŠÍHO OKOLÍ Širší okolí SPR Čertova skála je tvořeno především horninami svrchního proterozoika. Podle P. ROHLICHA (1965) patří proterozoikum širšího okolí chráněného území /dále CHÚ/ do spilitové série.
8
Oblast svrchnoproterozoické geosynklinály Barrandienu byla místem intenzivního iniciálního vulkanismu. V severozápadním křídle má převážně bazicky, tholeiitickobazaltovy chemismus. Starohorní sedimentační prostor Barrandienu byl vyplněn komplexem břidlic, drob a dalších hornin. Souvrství jsou monotónní a jejich stratigrafické členění je velmi obtížné. Proto si 1. Celkový pohled na SPR Čertova skála od jihozápadu.
9
po dlouhá léta uchovalo velký praktický význam stratigrafické rozčlenění proterozoika, které provedl v roce 1917 H. KETTNER na základě tzv. spilitového vulkanismu, který sedimenty svrchního proterozoika rozčlenil na stupeň předspilitový, spilitový a pospilitový. F. FIALA (1971 a,b) rozčlenil vulkanismus Barrandienu do jednotlivých vulkanických zón. Širší okolí SPR Čertova skála spadá do hlavní centrální vulkanické zóny v severozápadním křídle barrandienského synklinoria. Probíhá v délce 150 km od Kralup k jihozápadu přes Unhošť, Křivoklát a Radnice k Chudenicím a k Domažlicím. Příznačné pro tuto zónu jsou metabazalty, vulkanity přechodného typu k spilitům až spility, polštářové lávy, variolity, granulátové brekcie a granuláty. Ve střední části pruhu, ve kterém leží i Křivoklátsko, indikují hojné polštářové lávy větší hloubku moře. Pyroklastika jsou tu vzácnější, normální tufy jsou nahrazeny granuláty a granulátovými brekciemi. Vulkanity hlavní zóny byly většinou postiženy druhotnými přeměnami. Při metamorfóze nejnižšího stupně vznikal prehnit, pumpellyit a klinozoisit, při intenzivnější epimetamorfóze probíhala aktinolitizace a vznikaly zelené břidlice. F. SLAVÍK (1909) označil proterozoické vulkanity mezi Kladnem a Klatovy souhrnně jako spility. Tento termín má však v literatuře dlouhou tradici a v pracích různých autorů rozdílnou náplň. Diskuse o tom, co označovat jako spility, není ještě ani zdaleka ukončena. Přehled jednotlivých názorů přináší práce F.
FIALY
(1977). Tento autor dochází k závěru, že
bychom jako spility měli označovat horniny, které získaly svůj mezotermální nebo epitermální charakter během zpevnění magmatu, popřípadě bezprostředně po něm, a to buď přímým vyloučením albitu a chloritu z magmatu, nebo přeměnou jiných složek během hydrotermální finální fáze. Dodatečně epimetamorfované bazické vulkanity mají být označovány jako metabazalty apod. Mineralogicky jsou spility charakterizovány asociaci albit + chlorit, k nimž někdy přistupuje jednoklonný pyroxen. Chemismus spilitů v užším slova smyslu je proti odpovídajícím bazaltům charakterizován zvýšeným obsahem Na2O a H2O. F. FIALA (1966) pokládá za hranici pro české spility minimální obsah Na2O 4 %, často se však lze setkat i s přechodnými členy, jež mají obsah Na2O mezi 3,5-4 %.
10
Celkově je tedy možno říci, že spilit je jemnozrnný až celistvý bazicky vulkanit, který má složeni albit /nebo albitoligoklas, popřípadě i kysely oligoklas/ + chlorit + leukoxen, někdy též augit. Mé zachované magmatické struktury vylevných hornin. Obsah Na2O je vyěěi než 4 %, déle zvýšeny obsah H2O + a nízký obsah K2O. Ostatní oxidy jsou v rozmezí bazaltových hodnot, někdy se zvýšeným obsahem TiO2. Variolity jsou spility nebo metabazalty s kulovitými nebo elipsoidovými světlými variolami průměru 0,5-10 mm, někdy i většími, v tmavé celistvé nebo velmi jemně krystalické základní hmotě. Jako granuláty se označuje sklovitě tuhnoucí láva, která se při podmořském výlevu prudkým ochlazením rozpadá v soubor fragmentů, které spolu někdy částečně souvisejí a jindy jsou rozvolněné. Mezi proterozoickými vulkanity Barrandienu jsou polštářové lávy zastoupeny asi 15 %• Vyskytují se jak ve spilitech, tak i v typech bazaltoidních. Představují buď podmořské výlevy, nebo mělké intruze do bahna na mořském dně. Průměry polštářů našich polštářových láv kolísají od 10 cm až do 3 m. Jednotlivé polštáře k sobě někdy těsně přiléhají, jindy je prostor mezi nimi vyplněn lávovou hmotou, granulovaným sklem apod. Sklo granulátu je někdy výrazně fluidální, většinou však bývá přeměněné, karbonatizované nebo chloritizované, popřípadě zatlačené prehnitem, pumpellyitem nebo aktinolitem. V některých případech byl popsán bazičtější chemismus mezipolštářové výplně proti chemismu polštářů. Jedním z možných vysvětlení jsou dvě fáze přívodu lávy, které by měly odlišné chemické složení. Okraj polštáře tvoři úzká kompaktní zóna /0,2-0,4 cm/, která je někdy jemně mandličkovitá a vznikla rychlým utuhnutím lávy při styku s vodou. Následkem dodatečných přeměn bývá bazičtější než ostatní hmota polštáře. Bývá obohacena o MgO a H2O a ochuzena o alkálie. U oceánských podmořských polštářových láv bývá sklovité a její složení odpovídá původnímu složení lávy. Pod touto ochrannou kůrou chladl vnitřek polštáře pomaleji a mohl lépe vykrystalizovat. Bezprostředně pod sklovitou kůrou bývá zóna jemně variolitická, pod ní je pak hornina zřetelněji krystalická. Vnitřek polštáře bývá proti okraji obohacen sodíkem, někdy přímo albitem. Poměrný nedostatek mandlí a dutin, popřípadě jejich drobné rozměry u našich polštářových láv, však nejspíš souvisí se značnou hloubkou moře; význam však mohlo mít i nedostatečné množství těkavých složek v magmatu.
11
Při vzniku polštářových láv při podmořském výlevu mají velký význam jednak vlastnosti lávy /relativně malá viskozita, značná pohyblivost/, jednak i fyzikální podmínky jejího výlevu /nepříliš velké rychlost přítoku, pulsace v rychlosti a množství lávového přítoku/. Tyto podmínky umožňují osamostatnění menších částí lávového proudu. Ve vodním prostředí se tvoří v lávě následkem povrchového napětí polštářovité kapkovité nebo pupencovité útvary. Svůj význam má i hloubka moře a v závislosti na ní tlak nadložního sloupce vody. GEOLOGICKÉ POMĚRY CHRÁNĚNÉHO ÚZEMÍ Z geologického hlediska je SPR Čertova skála tvořena svrchnoproterozoickými vulkanity, břidlicemi a drobami. Morfologicky nápadné jsou především vypreparované zdi tvořené spility. F. SLAVÍK (1909) je popisuje takto: "Příkré skalní stěny, jež vysoko ční nad levým břehem a dle svých divokých obrysů obdržely jméno, skládají se ze spilitové brekcie. Tato obsahuje většinou uzavřeniny oblé, které hmota mezerní ze všech stran obklopuje, ale místy se spojují ve tvary nádorovité. Mikroskopický výzkum dokazuje i zde normální spilitickou povahu uzavřenin a sklovitou hmotu mezerní. a/ Uzavřeniny jsou celistvý spilit, dílem s převládajícím hnědým augitem leptomorfně vláknitým, dílem s augitem zrnitým nebo tyčinkovitým, méně hojným. Plagioklasy, dlouze lištovité, jeví tendenci k seskupení radiálnímu, nehojné dobře vyvinuté krystaly olivínu jsou pseudomorfovány ve chlorit nebo v klencový uhličitan. Prvotné rudy scházejí. Z druhotných nerostů vyskytují se zde chlorit, prohnit, křemen a klencový uhličitan. b/ Mezerní hmota je sklovitá a přes pokročilý rozklad - je zkalena, chloritem i křemenem proniknuta - jeví velkou podobnost s 'tufovitou drobou' od Karáskova potoka. I zde rozeznáme dvě odrůdy skla, z nichž starší, více zkalená, činí úlomky oblé, neb i hranaté, podobné dílcům popelovým, mladší pak, čerstvější úlomky ty obklopuje. Pořídku jsou ve skle roztroušeny mandlovité dutinky vyplněné křemenem". F. SLAVÍK se domníval, že zdejší výlevy vznikaly v několika od sebe oddělených časových fázích. Při nich byly úlomky starší sklovité lávy stmeleny mladším sklem částečně bazičtějšího složení. Novější práce ukázaly, že velký význam může mít i pokles tlaku při
12
výstupu magmatu vzhůru a desintegrace lávy při výtoku do vody. Není proto třeba předpokládat vždy několik výronů na stejné místo. G. MĚSKA a F. FIALA (1948) upozorňují i na analogickou granulaci vysokopecní strusky. F. FIALA (1967) se ve své práci mimo jiné zmiňuje i o horninách Čertovy skály. V okolí Týřovic je maximální nahloučení polštářových láv. Jsou typicky vyvinuty, místy variolitické a jejich petrografické složení kolísá od čediče ke spilitu. Živce patří většinou k oligoklasu. Spilit z Čertovy skály je značně rozrušen vertikálními trhlinami, je silně brekciovitý až téměř k typu polštářové lávy. Ve středu CHÚ jsou typické polštářové lávy, jejichž vrstvy ve směru 30° až 45° západoseverozápad ně jsou tlusté 70-150 cm a jsou složeny ze zploštělých
2. Detail spilitové zdi v západní části SPR Čertova skála.
13
prodloužených polštářů, jejichž velikost kolísá většinou mezi 20 x 30 cm až 70 x 120 cm. Okraje polštářů jsou mandlovcové. V chráněném území a jeho nejbližším okolí se dají makroskopicky rozlišit různé druhy spilitů. Jednak se vyskytují celistvé spility, které jsou v čerstvém stavu zelenošedé, a jednak zřetelně zrnité odrůdy a konečně variolity. Ve spilitech jsou četná poruchová pásma, která jsou vyplněna brekciemi, a dále několik systémů puklin, které jsou vyhojeny krystalovaným kalcitem. Místy jsou spilitová tělesa značně zbřidličnatělá, takže velmi připomínají svrchnoproterozoické břidlice. Z petrografického hlediska představuje hornina Čertovy skály mikrovariolitický spilit přechodného typu. Paprsčité formy živců jsou nahrazeny agregáty albitu, oligoklasu, křemene, chloritu a serpentinu. Tmavošedá intersticiální hmota obsahuje drobná zrna načervenalého augitu a vločky chloritu. Ve středních částech polštářů je vyvinuta různě paprsčitá až integranulární textura s agregáty malých zrnek augitu v základní hmotě z chloritu a serpentinu. Mandličky, velké 0,2 mm, se skládají z chloritu, někdy s povlakem křemene nebo kalcitu, v jiných případech obsahují albit a kalcit. Kromě spilitů se v chráněném území uplatňují také svrchnoproterozoické břidlice a droby. Břidlice jsou černošedé, šedočerné, velmi jemnozrnné, s paralelní texturou. Jsou zbřidličnatělé a nepravidelně rozpukané, na plochách břidličnatosti jsou někdy až hedvábně lesklé. Rozpadají se většinou na ostrohranné úlomky. Základní hmota břidlic se skládá z chloritu, křemene, muskovitu a jílových minerálů, v níž jsou klastická zrnka křemene a živců. Lokálně se vyskytují příměsi grafitu a pyritu. Břidlice místy pozvolna přecházejí do drobových břidlic a drob. Droby jsou tmavě šedé, jemnozrnné, s paralelní texturou a psamitickou strukturou. Základní hmota je tvořena chlority, muskovitem, křemenem a živci. Klastická zrna, kterých bývá až 50 %, jsou tvořena živcem, křemenem a úlomky hornin. Droby jsou místy vyhojeny drobnými žilkami kalcitu.
14
KVARTÉRNÍ ULOŽENINY V širším okolí SPR Čertova skála se nejvíce uplatňují sutě a svahové hlíny s četnými úlomky spilitů, svrchnoproterozoických břidlic a drob. Jejich mocnost je většinou velmi malá a nepřesahuje 50 cm. V jižní části CHÚ se rozkládají holocenní náplavy Berounky, které dosahují mocnosti 5-10 m. Jsou tvořeny převážně štěrkopískem přecházejícím do písčitějších poloh až písků, které
3. Součást hlavního spilitového hřebene v SPR Čertova skála.
15
mají často jílovitou příměs, která mlaty tvoří i samostatné polohy jílovců. Na povrchu jsou holocenní náplavy zčásti zakryty povodňovými hlínami, jejichž mocnost je samozřejmě velmi proměnlivá. Severně od Čertovy skály se uplatňují terasové sedimenty Berounky, které jsou částečně překryty sprašemi.
4. Celkový pohled na SPR Čertova skála od jihovýchodu.
16
ZÁVĚR
Čertova stála představuje vůbec nejvýznamnější odkryv spilitových polštářových láv v celém Českém masívu, a to především z geomorfologického hlediska. Proto by případná realizace vodního díla na Berounce značně snížila krajinářský význam chráněného území. Chráněné území není významné jen z hlediska geologie, ale je cenné i botanicky a zoologicky. Spilitové skalky hosti množství rostlinných i živočišných druhů, typických pro skalní stepi. Z chráněných druhů rostlin lze uvést bělozářku liliovitou a koniklec luční načernalý, z xerotermních živočichů měkkýše druhů Pupilla sterri a Balea perversa. Z hlediska ochrany přírody lze tedy jen doufat, že k realizaci vodního díla na Berounce nedojde a že toto významné chráněné území bude zachováno i pro další generace. Zusammenfassung Die Arbeit behandelt die Geologie des Naturschutzgebietes Čertova skála /Teufelsfelsen/, das sich am linken Ufer des Flusses Berounka, etwa 9 Km WSW von Křivoklát befindet. Der Teufelsfelsen bildet eine auffallende morphologische Dominante, die schon von der Urzeit her die Aufmerksamkeit anregte und von den Volkssagen umgewebt wurde. Seine breitere Umgebung ist aus dem oberen Proterozoikumgestein gebildet. Im Naturschutzgebiet kommen die Vulkanite, Schiefer und Bröckeln vor. Der Spilit vom Teufelsfelsen ist durch senkrechte Risse zerstört, stark brekciöz bis fast zum Typ der polsterförmigen Leva. In dem mittleren Teil des Schutzgebietes findet man diese Lava auch als Beweis, dass hiesiges Gestein sich vom Grund der Altgebirgsformationssee ausgegossen hat. Der hiesige Forsecher F. SLAVÍK nahm an, dass die hiesigen Eruptionen in einigen von einander geteilten Zeit-Phasen verliefen. Wahrend dieser Eruptionen wurden die Bruchstucke der älteren Glasslava mit der jüngeren Lava gekittet, die teilweise von einer mehr basischen Zusammensetzung war. Neuere Arbeiten diskutieren auch andere Möglichkeiten der Entstehung der brektiosen Textur, zum Beispiel die Herabsenkung der Lavafelder bei dem Magmaaufstieg oder die Lama-Desintegration wahrend ihres Ausguss ins Wasser. Die Interpretation F. Slavík s wird heute nicht ohne Vorbehalt angenommen. Das Naturschutzgebiet Teufelsfelsen bedeutet nicht nur die wichtigste Lokalität der spilitpolsterförmigen Lava im ganzen Tschechischen Massiv; es ist auch in botanischer und zoologischer Hinsicht interessant vor allem wegen dem Vorkommen der wärmeliebenden Floraund Faunaarten.
17
Literatura BOUŠKA,M.; CANDRA, J.; LOPOUROVÁ.M., 1971: Geologická mapa Berounky. -MS, Geofond. DEMEK,J. et al., 1965: Geomorfologie českých zemí - NČSAV, 332 pp., Praha. FIALA,F., 1967: Algonkian pillowlavas and variolites in the Barrandian area. - Sb. geol. věd, řada geol., 12: 7-65, Praha. FIALA,F., 1971a: The upper proterozoic and lower paleozoic geosynclinal volcanisms of the Barrandian area and the Železné hory Mts.-Krystalinikum, 8, 7-25, Praha. FIALA,F., 1971b: Geosynclinal volcanism of the upper proterozoic and lower paleozoic in the Barrandian area. - Upper Mantle Project Programme in Czechoslovakia 1962-1970, Geology, Final Rep., 61-68, Praha. FIALA,F., 1977: Proterozoický vulkanismus Barrandienu a problematika spilitů. - Sb. geol. věd, řada G, 30, 247 pp., Praha. CHÁB,J; BERNARDOVÁ,E., 1974: Prehnite and pumpellyite in the upper proterozoic basalts of the northwestern part of the barrandian region.- Krystalinikum, 10: 53-66, Praha. MĚSKA,G.; FIALA,F., 1948: Několik poznámek o typech diabasových hornin v Barrandienu. - Čas. N.M., odd. přír., 117: 149-166, Praha. ROHLICH,P., 1965: Geologische Probleme des mittelbohnischen Algonkiums. - Geologie, 14: 373403, Berlin. SLAVÍK,F., 1909: Spilitické vyvřeliny v prekambriu mezi Kladnem a Klatovy. - Arch. pro přír. průzkum Čech, 14, 2: 3-148, Praha.
Adresa autora: RNDr. Jan Němec, Středisko státní památkové péče a ochrany přírody Středočeského kraje, Hybernská 18, 111 21 Praha 1
18
