K rozšíení poznatk o kvartérních sedimentech na erveném kopci v Brn

K rozší ení poznatk o kvartérních sedimentech na erveném kopci v Brn Jaromír Demek 1, Marek Havlí ek 1, Karel Kirchner 2, Slavomír Nehyba 3, Lenka Lisá4 1

Agentura ochrany p írody a krajiny, pobo ka Brno,Lidická 25/27, 65720 Brno [email protected] , [email protected], 2 Ústav geoniky AV R, pobo ka Brno, Drobného 28, 602 00 Brno [email protected], 3 Ústav geologických v d P F MU, Kotlá ská 2, 611 37 Brno [email protected], 4 Geologický ústav AV R, Rozvojová 135, Praha 6-Lysolaje, 160 00 [email protected]

Úvod: Brn nský prostor na kontaktu Dyjsko-svrateckého úvalu a Bobravské vrchoviny, s pestrou geologickou stavbou, složitou tektonikou a se soutokem významných ek Svitavy a Svratky, prod lal v kvartéru velmi složitý a dynamický vývoj, proto mu byla v nována geomorfology i kvartérními geology pr b žná pozornost (nap . Zapletal 1927-28, íkovský 1932, 1933) Zejména významné bylo zkoumání systém í ních teras a sprašových pokryv (Demek. Kukla eds. 1969, Musil 1982). Zvlášt intenzivn i díky existujícím rozsáhlým odkryv m ve št rkovnách (nap . tu anská terasa) byly studovány terasy Svitavy. í ní terasy Svratky jsou poznány podstatn mén , existují starší systematické práce (nap . íkovský 1932, Zapletal 1927-28), které je však pot eba revidovat a ada díl ích poznatk z druhé poloviny 20. století. Širší pohled poskytují pouze publikace Musila ed. (1982) a nová práce Müllera, Nováka et. al. (2000). Proto každé další poznatky o í ních sedimentech i ostatních kvartérních uloženinách ve svrateckém údolí p isp jí k dalšímu poznání vývoje svrateckého údolí, jeho srovnání s vývojem údolí Svratky a k dopln ní složité mozaiky poznatk o geomorfologickém vývoji brn nského prostoru. Významnou možnost pro poznání kvartérních sediment na pravob eží Svratky poskytlo staveništ obytných dom , které realizuje firma Rentalkon – Developerská s.r.o. z Brna–Pisárek, na jihovýchodním svahu erveného kopce (východní okraj Kohoutovické vrchoviny). Komplexní vyvýšenina erveného kopce (311,4 m n.m.) tvo í protáhlý h bet mezi Pisáreckou kotlinou na severu a nižším terénem Mod ické pahorkatiny na jihu. Sou asná eka Svratka p i vstupu do Pisárecké kotliny náhle m ní sm r toku ze sm ru S - J na V - Z. Této náhlé zm n sm ru toku badatelé v novali pozornost již d íve a uvažovali o toku pleistocenní Svratky po jižních svazích erveného kopce tzv. novolískoveckým údolím (nap . íkovský 1932, str. 15,1933, str. 9). Od léta 2004 byl p i postupném zakládání obytných dom v p íkrém svahu komplexní vyvýšeniny erveného kopce nad ulicí Vinohrady v Brn – Stý icích nad domy .p. 10/783 a 12. odkrýván stup ovitý profil kvartérními sedimenty. Tento profil se nachází v rozsahu nadmo ských výšek 216 až 250 m, stupn jsou až 17 m vysoké. Zemní práce pokra ují i lednu a únoru 2005 a jsou stále dokumentovány. V p edkládaném p ísp vku se budeme v novat fluviálním sediment m, které interpretujeme jako í ní terasy Svratky a vátým písk m, které tvo í v nejvyšší ásti stup ovitého profilu výrazné t leso. Základní geologické a geomorfologické pom ry zájmového území: Pr zkum byl z metodického hlediska založen na popisu kvartérních profil , odb ru vzork a fotodokumentaci. Následovaly orienta ní petrografické valounové analýzy vzork (analyzovány klasty zrnitostní frakce 4 – 64 mm) a jejich interpretace. Pro studium vátých písk zahrnovala metodika 1. detailní makroskopické popisy; 2. sítování mokrou cestou na frakce 0,063-0,250mm a 0,250-0,500mm; 3. separace frakce 0,063-0,250mm v t žké kapalin (Tetrabrommethan, D=2.964 g/m3; 3. Mikroskopický popis t žké pr svitné frakce pod polariza ním mikroskopem; 4. pova ení frakce 0,250-0,500mm v HCl; 5. ru ní separace k emenných zrn, lepení na uhlíkovou pásku; 6. studium k emenných zrn na skenovacím mikroskopu BS 340, SEM, 20KW, 1nA na kated e biologie P F MU v Brn (technik J. Butula). Do hodnocení staveništ bytových dom jsme rovn ž zahrnuli získané podklady o inženýrsko-geologickém a geofyzikálním pr zkumu (Fojtík 2003, Frolka, Jan ovi 2004). V rámci Ústavu geoniky AV R je pr zkum podporován grantovým projektem GA R 205/03/0211 a výzkumným zám rem AVOZ 30860518. V rámci Ústavu geologických v d P F MU je studium podporováno grantovým projektem GA R 205/03/1204. V rámci Geologického ústavu AV R je projekt podporován nestátní spole ností Archaia Brno o.p.s. a výzkumným zám rem AVOZ 30130516. Staveništ bytových dom je situováno na p íkrém jihovýchodním svahu severovýchodního výb žku komplexní vyvýšeniny ervený kopec (311,4 m n. m). P íkrý svah p echází zhruba v nadm. výšce 250 m do mírn zvln ného h betu, z ásti narušeného kamenolomy. Jižní svah byl prakticky v celém rozsahu p emodelován t žbou spraší (stará cihelna). V dolní ásti byly p i stavebních pracích odkryty zbytky starých sklep (cca 225 m n. m.). Staveništ je ukon eno ulicí Vinohrady, kde je i vjezd do areálu (221 m n. m.). Stavební práce šly až pod úrove ulice a kon ily septikem s kanalizací v nadm. výšce 216 m. O složitosti zástavby a poloze jednotlivých objekt podává p ehled obr. 1, v návaznosti na ozna ení stavebních objekt jsou uvád ny i popisy v následujícím textu. Jižn od popisovaného odkryvu jsou zbytky sv toznámé kvartérní lokality známé jako Kohnova cihelna (nap . Demek, Kukla eds. 1969, Musil 1982).

Skalní podloží zájmové lokality tvo í spodnodevonské ervenohn dé k emenné slepence a arkózy, které byly t ženy v opušt ných kamenolomech na severním a východním svahu. Skalní podloží se na staveništi p ík e sklání k jihovýchodu a jeho povrch je zvln ný. St edem staveništ probíhá od SZ k JV úpad. Spodnodevonské horniny jsou siln tektonicky porušené, místy rovn ž zv tralé s výskytem ostrohranných balvan . Zv tráváním rozší ené trhliny rozv tralého skalního podloží obsahovaly místy mastné ervené jílovité (lateritické) zv traliny. V horní ásti staveništ p i zakládání dom D3 a D4 bylo odkryto zvln né skalní podloží spodnodevonských klastik (240-241 m n. m.), místy se ve sníženinách vyskytovaly sv tležluté dob e t íd né písky, které jsou azeny k ottnangu (ústní sd lení P. Petrová, M. Bubík – GS Brno). Výsledky a diskuse: Ve stavební jám pro objekt D3 byl popsán nejdelší nep erušovaný profil (expozice profilu k JV, sm r profilu SV-JZ). Nadmo ská výška 250 m (dle sd lení stavební firmy) 0,00 – 0,15 m - erný, humózní horizont 0,15 – 3,00 m - rezavohn dá až sv tlehn dá, vápnitá spraš 3,00 – 8,00 m - sv tlehn dé, vápnité váté písky 8,00 – 8,20 m - pís itohlinitá, rezavohn dá zemina (soliflukcí rozvle ený p dní horizont) 8,20 – 8,30 m - jemný, hn dý, vápnitý písek s polohami št r ík 8,30 - 8,55 m - hn dý, fluviální št rk pestrého petrografického složení 8,55 – 8, 70 m - rezavohn dý, fluviální št rk pestrého petrografického složení 8,70 – 9,20 m - zelený silt 9,20 -. 9,30 m - sv tlešedé, fluviální št rky ------------------------------------------------- etáž 240,80 m n. m. 9,30 – 10,10 m - sv tlešedé až šedé hrubozrnné písky až pís ité št r íky pestrého petrografického složení, drobná pravidelná laminace 1 až 2 cm mocných vrstev 10,10 – 10,45 m - hn dé, pís ité fluviální št rky s dob e opracovanými valouny pestrého petrografického složení s ostrohrannými úlomky spodnodevonských klastik 10,45 – 10,60 m - šedý, jemný, laminovaný písek 10,60 – 10,80 m - šedý, pís itý fluviální št rk pestrého petrografického složení s valouny spodnodevonských bazálních klastik, na bázi 10,80 – 11,20 m - šedý, jemný písek, laminovaný 11,20 – 11,25 m - pís itý št r ík (valouny spodnodevonských klastik) 11,25 – 11,80 m - šedý, jemnozrnný, fluviální písek, laminovaný 11,80 – 11,85 m - šedý až tmav šedý, pís itý št r ík 11,85 – 12,40 m - šedý, jemný písek 12,40 – 12,70 m - šedý až rezav hn dý, hrubý, fluviální št rk s p ím sí písku, na bázi místy ostrohranné úlomky bazálních klastik, v delší ose až 25 cm. Báze této vrstvy nerovná, mocnost vrstvy se v profilu m ní. 12,70 – 13,50 m - sv tle rezavý až rezavý, fluviální písek, na bázi hutný, s ojedin lými balvany bazálních spodnodevonských klastik (výjime n až 50 cm v delší ose) 13,50- 13,60 m - rezavý písek s opracovanými št rky a balvany spodnodevonských slepenc 13,60 – 15,40 m - siln rozv tralé spodnodevonské slepence a arkózy V týlové st n staveništ v objektu D3 leží povrch fluviálních št rk v nadmo ské výšce 241,80 m. Báze se pak nachází ve výšce 236,50 m n. m.. V západní st n výkopu pro d m D3 v horní ásti lokality bylo nalezeno št rkové t leso, jehož povrch se ve výkopu sklán l z výšky cca 237,55 m n.m. blízko týlové st ny sm rem k JV. Ve vzdálenosti 7,70 m od týlové st ny povrch ležel ve výšce 237 m n. m. (tj. cca 40 m nad nivou eky Svratky). Zde terasa kon ila stupn m a navazovaly na ní váté písky. Báze št rk nebyla bohužel odkryta. Ve východní st n ležel povrch št rk v nadmo ské výšce 237 m, báze ve výšce 236,55 m n. m. a klesala ost e sm rem k JV. Povrch skalního podloží byl zvln ný. Na bázi fluviálních št rk ležely velké balvany spodnodevonských hornin. Ve východní st n výkopu pro sousední d m D4 byl situován povrch št rk v nadmo ské výšce 234,45 m a báze ve výšce 232,60 m n. m. Povrch tohoto št rkové t lesa se tedy sklání od SZ k JV. Fluviální št rky a písky byly nalezeny i ve výkopech, níže na p íkrém jižním svahu, sm rem k ulici Vinohrady. V západní ásti staveništ u domu B1 byly odkryty siln zv tralé slepence. Zv tráváním rozší ené pukliny byly vypln né ervenými lateritickým zv tralinami. V této ásti staveništ mezi budoucími objekty D1 a C4 ležely na zvln ném skalním povrchu fluviální št rky, jejichž povrch se nacházel zhruba v nadm. výšce 234 m (tj. cca 37 m nad nivou eky Svratky) a báze v cca 232 m n. m. V rozsáhlém výkopu pro podzemní garáž (objekt A2 pod domem A1) byly nalezeno t leso polymiktních fluviálních št rk jejichž povrch ležel ve výšce 219 m n. m. (tj. cca 22 m nad nivou Svratky). V levém (severozápadním) rohu výkopu byla jejich báze odkryta ve výšce 217,95 m n .m. Celá mocnost št rk však nebyla odkryta. Ve vrtu V-1, situovaném ve východní ásti objektu A1, byl povrch št rk zastižen na k. 214,5 m a báze na k. 213,7 m. Ve vrtu V-3 situovaném výše na svahu, ležel povrch št rk ve výšce 213,9 m n. m. a báze ve výšce 209,9 m n. m. (Fojtík 2003).

V týlové st n objektu D3 (s pokra ováním v objektu D4) bylo identifikováno cca 4-5 mocné t leso vátých písk (viz výše). Jedná se náv j pís ito-prachovitých vrstevnatých sediment žlutohn dé barvy. V t chto sedimentech jsou z etelné deluviální až deluviofluviální vložky sediment . Zhruba uprost ed profilu nasedají na t leso vátých písk spraše. Z dané pozice vátých písk lze usuzovat na stá í písk , genezi i provenienci materiálu. Stá í vátých písk je evidentn pleistocénní (würm). Spodní hranice stá í písk je omezena stá ím terasy na které leží. Svrchní hranice je dána stá ím nadložních spraší. Vzhledem k tomu, že takto mocné pokryvy vátých písk na Svratce známe pouze z jižní ásti Dyjsko-svrateckého úvalu (okolí Pouzd an – prozatím nejsevern ji popsaný profil vátými písky -Musil 1993), m žeme tyto považovat za nejsevern jší výskyt vátých písk v údolí Svratky. Z existence deluviálních sediment usuzujeme na p erušování eolické sedimentace svahovými procesy. P ítomnost deluviálních vložek, které v nadložních spraších chybí, indikuje mén stabilní sedimentární prost edí. Sedimentace vátých písk tedy pravd podobn probíhala v teplejší a humidn jší fázi. Transport, jak deluviálního tak eolického materiálu, je oproti spraším otázkou kratšího asového úseku. Prob hl jen na velmi malou vzdálenost, nebo k emenná zrna nevykazují tém známky eolického transportu. Podle zaoblení a povrchových mikrostruktur byla k emenná zrna vyváta z nivních sediment , v tomto p ípad eky Svratky. Tvar náv je vátých písk indikuje sm r v tru od V k Z. Oproti tomu sm r v tru, který transportoval nadložní spraše (Krystková, 1969, Cílek, 2001) m l opa nou tendenci, tzn. od západu na východ. Existenci blízké stratigrafické pozice vátých písk a spraší v této poloze lze vysv tlit rozdílnou rychlostí transportního média (tzv. lokální bou e Musil, Valoch 1954), ale i rozdílnou proveniencí materiálu. Pís itý materiál pochází p evážn z fluviálních sediment ek (Mina íková, Navrátilová 1969), naopak zdrojový materiál spraší této oblasti je nutno hledat v eluviích nejbližších krystalinik (Lisá 2004, Krystková 1969). Dokumentované fluviální št rky a písky považujeme na základ valounové analýzy za terasové sedimenty eky Svratky. Orienta ní valounová analýza ukazuje na naprostou dominanci metamorfovaných hornin. V desítkách procent jsou zastoupeny nejr zn jší typy rul. Významné je také zastoupení b lavého („mlé ného“) k emene. V jednotkách procent jsou p ítomny kvarcity, svory a fylity. Stabilní zastoupení v jednotkách procent mají na ervenalé granitoidní horniny a pegmatity. Obdobné procentuální zastoupení vykazuje valounová asociace št rkopísk nízké terasy Svratky (Karásek 1996). Ojedin lá je p ítomnost granulitu, metabazitu, k emenného pískovce, arkózy. Valouny jsou jako celek dob e zaoblené. P ítomnost ostrohraných a poloostrohraných klast je v prvních procentech. Výsledky lze interpretovat jako doklad zdroje p edevším z metamorfovaných hornin krystalinika eského masívu (svratecká klenba moravika, svratecké krystalinikum). Dalšími zdrojovými oblastmi byly pak horniny brn nského masivu a klastické sedimenty spodního paleozoika z nejbližšího okolí zájmové oblasti. Ur itou roli hrály i sedimenty Boskovické brázdy. Lokalizace t chto zdrojových oblastí odpovídá í ní síti svrchního a st edního toku eky Svratky. Nejvýše položenou terasu na staveništi v týlové st n objektu D3 (povrch terasy 241,80 m n. m., báze 236,50 m n. m.) paralelizujeme ve shod s terasovými št rky z Kohnovy cihelny (Musil, 1982, str. 264) s tu anskou terasou eky Svitavy. Protože je však tu anská terasa výrazným specifikem pro vývoj Svitavy, navrhujeme pro tuto terasu Svratky název vinohradská terasa. Datování nižších teras je složité, protože na rozdíl od Kohnovy cihelny, byl ve spraších na staveništi nalezen jen jeden poh bený horizont, který byl antropogenn zna n narušený. Ve spraších byly nalezeny postkryogenní textury, které sv d í o hlubokém promrzání a o p ítomnosti permafrostu ve würmu. V nejnižší ásti staveništ – ve výkopu pro septik - t sn u domu p.10/783 na ulici Vinohrady byly nalezeny velmi zajímavé polohy neogenních št rk a písk . Jejich vrstvy byly strm uklon ny a p ekryty horizontáln uloženou polohou téglu spodního badenu a spraší (k. 216 m n. m.). Podle geofyzikálního pr zkumu (Frolka, Jan ovi 2004) iní mocnost neogenních sediment na staveništi kolem 5 m a spo ívají na devonských sedimentech. Podle úklonu neogenních vrstev se m že jednat o podmo ské skluzy na p íkrém svahu. Záv r: Koryto Svratky probíhalo v brn nském prostoru ve spodním kvartéru po jižním svahu erveného kopce. Na základ polohy fluviálních št rk a písk nalezených v horní ásti staveništ cca 40 m nad dnešní nivou Svratky i ve výkopech níže na p íkrém jihovýchodním svahu sm rem k ulici Vinohrady (fluviální sedimenty v úrovních cca 37 m a 22 m nad dnešní nivou Svratky) usuzujeme, že se koryto Svratky posunovalo po svahu sm rem k jihu až jihovýchodu. Opušt ná koryta byla vypl ována a teleskopicky p ekrývána vátými písky a spraší. T leso vátých písk p ekrývající nejvyšší í ní vinohradskou terasu vzniklo za spolup sobení eolických a deluviálních faktor . Transport materiálu prob hl na velmi krátkou vzdálenost a je výsledkem lokálních bou í v rámci teplejších a humidn jších podmínek. Vývoj toku eky Svratky ve spodním kvartéru v brn nském prostoru byl z ejm zna n složitý. Je otázkou, zda v dob kdy eka Svratka tekla po jižním úbo í erveného kopce v bec existovala Pisárecká kotlina nebo p ípadn byla v té dob vypln ná neogenními sedimenty.

Literatura: Cílek V. (2001): The loess of the Bohemian Massif: silt provenance, palaeometeorology and loessification processes. Quaternary International, 76/77: 123-128. Demek J., Kukla J. (eds.) (1969): Periglazialzone, Löss und Paläolithikum der Tschechoslowakei.Geografický ústav SAV, Brno, 156 s. Fojtík K. (2003): Brno- ervený kopec, ulice Vinohrady. - Inženýrsko-geologický a radonový pr zkum. Geotechnika, Brno, 24 s. a p ílohy. Frolka J., Jan ovi L. (2004): Bytové domy na erveném kopci Brno- Štý ice. Geofyzikální pr zkum. Gf Instruments, Brno, 8 s. Karásek J. (1996): Valounová analýza asociace št rkopísk nízké í ní terasy v Brn – Pisárkách. Geologické výzkumy na Morav a ve Slezsku v r. 1995: 16, Brno. Krystková L. (1969): Výsledky výzkumu pestrých sediment západní ásti slezské a magurské jednotky. MS rigorózní práce P F UJEP, Brno. Mina íková, Navrátilová D. (1969): Petrografie kvartérních sediment Záhorské nížiny. MS P F UJEP Brno. Musil R. (1982): Sou asný stav poznatk o kvartéru Brn nské kotliny. Studia Geographica, vol. 80: 261 – 268, Geografický ústav SAV, Brno. Musil R. (ed.) (1982): Kvartér Brn nské kotliny – Stránská skála IV. Studia geographica 80, 283 s. Musil R. (1993): Geologický vývoj Moravy a Slezska v kvartéru. In: P ichystal (ed.): Geologie Moravy a Slezska, Moravské zemské Muzeum a sekce geologických v d P F MU, Brno, s. 133-156. Musil R. (1997): Tu anská terasa Svitavy v Brn . Geologické výzkumy na Morav a ve Slezsku v r. 1996: 14-17, Brno. Musil R., Valoch K., Ne esaný V. (1954): Pleistocénní sedimenty okolí Brna. Anthropozoikum 4: 107-143. Müller P., Novák Z. a kol. (2000): Geologie Brna a okolí. GÚ, Brno, 90 s. Lisá L. (2004): Exoscopy of Moravian eolian sediments. Bull. of Geosc., 79,3: 177-182. Lisá L. (2004): Váté písky v Brn ? Sborník abstrakt . Konference 10. Kvartér 2004, s. 22, Ústav geologických v d P F MU a eská geologická spole nost, Brno. íkovský F. (1926): Terasy dolní Svitavy a dolní Svratky. Spisy vydávané P írodov deckou fakultou Masarykovy university . 67. P F MU, Brno, 17 s. + mapa. íkovský F. (1932): Fluviatilní terasy st ední Svratky. Spisy vydávané P írodov deckou fakultou Masarykovy university . 152. P F MU, Brno, 22 s. íkovský F. (1933): Dolní Svratka. Spisy vydávané P írodov deckou fakultou Masarykovy university . 167. P F MU, Brno, 27 s. Zapletal L. (1927-28): Geologie a petrografie okolí brn nského. asopis Moravského zemského musea, XXV: 67-111, Brno.

Summary Distribution of Quaternary sediments on the ervený kopec (Red Hill) in Brno Complex of Quaternary sediments was exposed on the SE slope of the ervený kopec (Red Hill) in the southern part of the city of Brno. The Hill bedrock is composed of red quartzose conglomerates and arkoses of Lower Devonian age (“Old Red”). The bedrock surface is very uneven. Bedrock was partly covered by Ottnangian deposits in the upper part of the exposure. In the lower part of the locality Badenian deposits were exposed (submarine slump?). The authors found several bodies of fluvial gravels and sands in the exposure deposited as river terraces by the Svratka R.. The highest gravel body (surface cca 241 m a.s.l., base cca 235 m a.s.l.) can be compared with Tu any terrace of the Svitava R. dated paleontologically into Danubian Period. Age of lower gravel and sand terraces is unknown. Pebble analyses have shown composition typical for the Svratka River. Thick aeolian deposits (loess and air-blown sands) cover remnants of fluvial terraces.

Obr.1: Situace stavebních objekt v zájmovém prostoru ervený kopec (podle www.rentalkonbrno.cz) Fig.1: Localization of housing construction in the area of interest on the (after www.rentalkonbrno.cz)

ervený kopec - Red Hill