MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Ústav geologických věd
Petr Barák Strukturní analýza propasti Macocha v Moravském krasu (rešerše k bakalářské práci)
Vedoucí bakalářské práce: doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr. RNDr. Ivan Poul
BRNO, 2010
Obsah: 1. Úvod…………………………………………………………………………………..3 1.1 Geografická pozice Moravského krasu...................................................................3 2. Geologické poměry zájmového území………………………………………………..4 2.1 – Geologická stavba, vývoj a stratigrafie…….…………………………………...4 2.2 – Tektonika ……………………………………………………………………….6 2.3 – Přehled strukturních a stratigrafických výzkumů propasti Macocha…………...8 3. Literatura……………………………………………………………………………...9
2
1.Úvod 1.1 Geografická pozice Moravského krasu Moravský kras je samostatnou orografickou jednotkou patřící do geomorfologického celku Drahanské vrchoviny. Jedná se o krasové území nacházející se severně od Brna, dlouhé zhruba 25 km a široké 3–6 km. Zabírá plochu 85 km2. Je to plochá vrchovina tvořená devonskými a spodnokarbonskými vápenci s povrchem v průměrné nadmořské výšce 448 m. Moravský kras se geomorfologicky dělí na tři základní části, a to severní Suchdolské plošiny, střední Rudické plošiny a jižní Ochozské plošiny. Ty jsou dále členěny na menší podokrsky (Ostrovská plošina, Macošská plošina, Vavřinecká plošina, Šošůvská plošina, Babická plošina, Habrůvecká plošina, Hádecká plošina aj.). Plochý povrch území prořezávají četná údolí. V s. části Moravského krasu, na Suchdolských plošinách, je to především Pustý žleb, Punkevní žleb, Suchý žleb, Holštejnské údolí, Ostrovský žleb, Krasovské údolí a Lažánecký žleb. Ve střední části Krasu je nejvýznamnější Křtinské údolí, v j. části pak údolí Říčky. Propast Macocha (viz obr.1) je situována v trojúhelníkovém výběžku Suchdolských plošin, konkrétně na Macošské plošině, jejíž j. část se také označuje jako Chobot. Tento výběžek je ohraničen hlubokými (až 150 m) údolími Pustého, Punkevního a Suchého žlebu, na S přechází v Ostrovskou plošinu (Demek, 1993).
Obr. 1. Půdorysný plán propasti Macocha, upraveno podle Fleka a Baláka (2009)
3
2.Geologické poměry zájmového území 2.1 Geologická stavba, vývoj a stratigrafie Podložím paleozoických sedimentů Moravského krasu jsou prekambrické granitoidní horniny brněnského masivu, který byl již před usazením prvních sedimentů výrazně tektonicky deformován a jeho povrch značně peneplenizovaný dlouhodobou denudací (Dvořák a Pták, 1963; Dvořák et al., 1984; Dvořák et al., 1993). Sled devonských vrstev začíná bazálními klastickými uloženinami proměnlivé mocnosti od několika metrů až po několik set metrů (ve vrtu Měnín až 1700 m). Jejich stáří zřejmě kolísá od spodního devonu až po frasn (Zukalová a Chlupáč, 1982). Nejstarší sedimenty jsou kontinentálního původu a odrážejí ve své litologii klimatické výkyvy. Mořský původ je nálezy fauny dokázán až ve vyšším středním devonu (Zukalová a Chlupáč, 1982; Chlupáč et al., 2002). Petrograficky se jedná o šedé, zelenavé, červenavé nebo fialové, jemně až hrubě zrnité pískovce, arkózy a slepence s křemenným nebo jílovým tmelem, lokálně jsou přítomny prachovce a jílovce (Chlupáč, 1964; Zukalová a Chlupáč, 1982). Devonské vrstvy spočívají na svém podloží diskordantně, což znamená, že před jejich uložením bylo toto území pevninou, která byla teprve v devonu zalita transgredujícícm mořem (Kettner, 1970). Nadloží klastik tvoří mocný karbonátový komplex o staří sv. eifel–sp. famen, pro který byl v roce 1981 zaveden pojem macošské souvrství (Zukalová a Chlupáč, 1982). Jedná se o soubor mělkovodních uloženin karbonátové platformy s hojnou stromatoporoidovou faunou (Chlupáč et al., 2002). Tyto vápencové útesové komplexy dosahují místy mocností až 1000 m (Hladil, 1983b). Macošské souvrství se dále rozděluje do několika menších litotypů. Ještě před zavedením tohoto označení Zapletal (1923) rozlišil v Moravském krasu následující jednotky: jako nejhlubší karbonátový člen označil „vápenec stringocefalový“, v nadloží „vápenec amfiporový“ a „vápenec korálový“ k němuž přiřadil dvě další nadložní facie: „kramencl křtinský“ a „vápence hádské“. Obdobného členění se dlouho držel i Kettner (1935– 1970). V souhrnné práci věnované vývoji Moravského krasu vyčlenili Dvořák a Pták (1963) vápence josefovské (dříve stringocefalové), lažánecké (dříve amfiporové), vilémovické (dříve korálové) a samostatně rozlišili hlíznaté křtinské vápence a vápence organodetritické. Toto názvosloví částečně přijal i Kettner (1970). Hladil (1983a, 1983b) uspořádal jednotlivé litotypy v nově zavedeném macošském souvrství do několika megacyklů. Jsou to lažánecké vápence 1. megacyklu (čelechovické vápence), vilémovické vápence 1. megacyklu (vavřinecké vápence), lažánecké vápence 2. megacyklu (lažánecké vápence s.s.), vilémovické vápence 2. megacyklu (sloupské vápence), lažánecké vápence 3. megacyklu (habrůvecké 4
vápence), vilémovické vápence 3. megacyklu (vilémovické vápence s.s.), lažánecké vápence 4. megacyklu (hostěnické vápence) a vilémovické vápence 4. megacyklu (mokerské vápence). Dvořák et al. (1993) se vrátili ke členění vápenců v macošském souvrství na josefovské (tmavé lavicovité vápence, typické jsou schránky brachiopodů a stromatoporoidová fauna), lažánecké (tmavošedé, většinou lavicovité, typické jsou stromatopory, amfipory, stachyodi, rugosní i tabulátní koráli, brachiopodi, ostrakodi a gastropodi) a vilémovické (šedé, velmi čisté, masivní nebo hrubě lavicovité, místy obsahují bohatší korálovou a stromatoporoidovou faunu v růstové pozici pravých útesů). Pro nadložní vápence macošského souvrství se užívá název líšeňské souvrství, které se ukládalo v rozmezí famen–sp. visé. Vyčleňují se v něm vápence křtinské (především j. část Moravského krasu, mocnost nepřesahuje 20 m, hojná hlavonožcová, trilobitová a konodontová fauna s vložkami stromatolitů, pestré zbravení a hlíznatá struktura) a vápence hádsko-říčské (tmavošedé, lavicovité, deskovité, biodetritické, mocnost 80–150 m), které se dříve řadily souhrnně ke třem předchozím litotypům (Dvořák et al., 1993). Statigrafické schéma devonu Moravského krasu viz obr.2 Nadložím křtinských a vilémovických vápenců jsou slabě silicifikované a jílovité ostrovské břidlice o stáří sv. famen–tournai. Jejich nadloží a v j. části přímo hádsko-říčských vápenců tvoří březinské břidlice (sp.–stř. visé), které jsou podložím rozstáňského souvrství (kulm, břidlice, prachovce, droby, sp.–sv. visé). V j. části na vápence líšeňského souvrství nasedá myslejovické souvrství (kulm) o stáří sv. visé (Dvořák et al., 1993).
Obr. 2. Stratigrafické schéma devonu Moravského krasu, upraveno podle Chlupáče (1964)
5
2.2 Tektonika Největší vliv na zvrásnění devonu Moravského krasu měla variská orogeneze. Zapletal (1923) popsal celkový v. sklon devonských hornin a vrásnění rozdělil do tří fází. Během první fáze měla tektonická deformace probíhat generelně sj. směrem, docházelo k tvorbě „směrných zdvihů“ (hranice brněnský masiv/devon Moravského krasu) a následných poklesů. Druhou fázi označil jako vrásnění „příčné“ a kladl do ní přesmyky brněnského masivu přes devon Moravského krasu u Petrovic, devonu Moravského krasu přes kulmské horniny u Ostrova a příčné diskontinuity přesmykového rázu, např. poruchu v jz. stěně Macochy. Do třetí fáze zahrnul především poklesy směru Z–V. Kettner (1970) určil převážující směr vrstev devonu Moravského krasu SSV–JJZ a jejich sklon k VJV. Problematiku několikrát se nad sebou opakujících stratigrafických oddílů stejného stáří vysvětlil intenzivním zvrásněním, kterým kromě devonu byl postižen i brněnský masiv. Vzniklo tak několik ležatých vrás východní vergence; často došlo k jejich převrácení a jejich ramena byly vyválcovány nebo úplně zredukovány a vytvořily se malé vrásové příkrovy. Části brněnského masivu byly zavrásněny jako šupiny mezi devonské vrstvy nebo na nich „plavou“ jako příkrovy. Kettner tak kladl důraz především na subhorizontální násuny (viz. obr.3). Dvořák et al. (1993) předpokládali proces tektonické deformace hornin Moravského krasu z větší části již během sedimentace v pánvi. Dvořák (1957); Dvořák a Pták (1963), potvrdili Kettnerova měření a hlavní směr orientace devonských vrstev SSV–JJZ a jejich VJV sklon. Celkovou stavbu území však interpretovali velmi odlišně. Moravský kras má být tvořen soustavou jednoduchých, mírně asymetrických a překocených vrás, jejichž stavba je porušena zlomy přesmykového charakteru. Dvořák tak kladl důraz především na vertikální pohyby a vysvětlil tímto způsobem faciální změny ve vápencích (viz. obr.4) Hladil (1983a, 1983b) se podrobně zabýval stratigrafií macošského souvrství. Faciální změny nad sebou se opakujících litotypů údajně stejného stáří vysvětlil cykličností sedimentace, nikoli tektonickým opakováním. V různých zónách devonského moře sedimentovaly odlišné facie a při kombinaci transgresních a regresních pohybů se jejich hranice posouvaly. Podrobnější členění viz podkapitola 2.1.
6
Obr. 3. Geologický řez s. částí Moravského krasu podle Kettnera (1970)
Obr. 4. Geologický řez s. částí Moravského krasu podle Dvořáka (1963)
7
2.3 Přehled strukturních a stratigrafických výzkumů propasti Macocha Významným profilem vápenci macošského souvrství o hloubce 138,5 m je propast Macocha. Celková hloubka propasti dosažená speleopotápěčským průzkumem v přítokovém (Horním) jezeře Punkvy je 190 m. První sestupy za účelem objasnění tektonické stavby provedl v roce 1898 V. J. Procházka (Skutil 1952), jenž provedl poměrně přesné měření hloubky propasti a její genezi připsal „tektonické puklině“. Na začátku 20. století výzkumy Macochy prováděl Absolon (1970). Byly však zaměřeny především na hydrologickou a speleologickou problematiku. Odlišný charakter přítokové a odtokové stěny řešil příčnou diskontinuitou Zapletal (1923). Ryšavý (1952) vysvětlil genezi propasti propadem stropu vysoké dómovité jeskynní prostory vytvořené pod studňovitým závrtem, který vznikl podél pásma tektonických trhlin směru SZ–JV. Podle Dvořáka (1963) je propast predisponována poklesem se strmým úklonem k JZ, přičemž jz. kra (odtoková stěna) je pokleslá. Odtoková stěna je ve spodní části tvořena vápenci lažáneckými, ve vyšších částech vápenci vilémovickými. Naopak přítoková stěna je tvořena výhradně vápenci lažáneckými. Kettner (1970) uvedl lažánecké vápence ve spodní i svrchní části stěn. Ve středních částech předpokládal vápence vilémovické. Burkhardt (1977) při vlastních výzkumech potvrdil závěry Dvořáka (1963). V odtokové stěně zdokumentoval „střední“ jv. úklony vrstev (25–35°), k JV se zvětšující až na 60°. V přítokové stěně naopak konstatoval „strmé“ jv. úklony (40–75°). Podrobnou stratigrafií odtokové stěny se zabývali Čížek a Hladil (1979). Při horolezeckém výstupu bylo odebráno 7 vzorků z různých výškových úrovní propasti, přibližně kolmo na vrstevní sled. Na dně propasti se v obou stěnách nacházejí tmavošedé lažánecké amfiporové vápence (Amphipora angusta, Amphipora ramosa). Amphipora angusta masivně dominuje ve vzorcích 1-6 v posloupnosti ode dna propasti. V menším množství je doprovázena stromatoporoideami, tabulátními korály, foraminiferami a ve vyšších polohách tenkostěnnými kulovitými brachiopody. Lažánecké vápence jsou ve většině případů silně rekrystalizované. Vápence pod horním můstkem mění svou litologii (vzorek 7) a přechází do světlešedého zbarvení (vilémovické) z hojnou mikroflórou (Moravaminna) a úlomky rugózních korálů. V případě odtokové stěny se tak potvrdil Dvořákův (1963) názor na její faciální stavbu.
8
3. Literatura Absolon, K. (1970): Moravský kras (I. a II. díl). – Academia, 416 str., 345 str. Praha. II. vyd. Burkhardt, R. (1977): Příspěvek ke geologickým poměrům Macochy a jeskyní v jejím předpolí. – Sborník Okresního Vlastivědného Muzea v Blansku, 6–7, 89–100. Blansko. Čížek, P. ,Hladil, J. (1978): Otázka stáří vápenců tvořících hlavní stěnu Macochy. – Časopis Moravského muzea, 64, 13–16. Brno. Demek, J. (1993): Geografická pozice Moravského krasu. – In: R. Musil et al.: Moravský kras - Labyrinty poznání, 26–29. GEOprogram. Adamov. Dvořák, J. (1957): Nové poznatky o geologii devonu severní části Moravského krasu. – Věstník ústředního ústavu geologického, 32, 5, 353–356. Praha. Dvořák, J. (1963): Macocha. – In: R. Musil et al.: Sjezdový průvodce, 14. sjezd Společnosti pro mineralogii a geologii při ČSAV, 47–48. Brno. Dvořák, J., Pták, J. (1963): Geologický vývoj a tektonika devonu a spodního karbonu Moravského Krasu. – Sborník geologických věd, Geologie, 3, 49–84. Praha. Dvořák, J., Friáková, O., Mitrenga, P., Reil, L. (1984): Vliv stavby východní části brněnského masívu na vývoj nadložních sedimentárních formací. – Věstník ústředního ústavu geologického, 59, 1, 21–28. Praha. Dvořák, J., Štelcl, O., Demek J., Musil R. (1993): Geologie a geomorfologie Moravského krasu. – In: R. Musil et al.: Moravský kras - Labyrinty poznání, 32–75. GEOprogram. Adamov.
9
Flek, J., Balák, I. (2009): Punkevní jeskyně. – In: Hromas J. (ed.): Jeskyně. Chráněná území ČR, XIV., 417–445. Agentura ochrany přírody a krajiny ČR a Eko Centrum Brno. Praha. Hladil, J. (1983a): The biofacies section of Devonian Limestones in the central part of the Moravian karst. – Sborník geologických věd, Geologie, 38, 71–94. Praha. Hladil, J. (1983b): Cyklická sedimentace v karbonátech macošského souvrství. – Zemní plyn a nafta, 28, 1, 1–14. Hodonín. Chlupáč, I. (1964): K stratigrafickému dělení moravského devonu. – Časopis pro mineralogii a geologii, 9, 3, 309–316. Praha. Chlupáč, I. (1975): Poznámky ke stratigrafické klasifikaci karbonátového vývoje moravského devonu a spodního karbonu. – Časopis slezského muzea, 24, 145–147. Opava. Chlupáč, I., Brzobohatý, R., Kovanda, J., Stráník, Z. (2002): Geologická minulost České republiky. – Academia, 436 str. Praha. Kettner, R. (1935): Zpráva o geologických výzkumech v okolí Sloupu na Moravě. – Časopis vlasteneckého spolku musejního v Olomouci, 48, 117–124. Olomouc. Kettner, R. (1942a): Nové pojetí tektonické stavby Moravského krasu. – Věda přírodní, 21, 33–40. Praha. Kettner, R. (1942b): Tektonický problém Moravského krasu a Drahanské plošiny. – Sborník československé společnosti zeměpisné, 44, 5–11. Praha. Kettner, R. (1958): Poznámky ke geologii Moravského krasu a jeho okolí. – Věstník ústředního ústavu geologického, 33, 2, 81–86. Praha. Kettner, R. (1959): Morfologický vývoj Moravského krasu a jeho okolí. – Československý kras, 12, 47–84. Praha.
10
Kettner, R. (1966): Problém tektoniky Moravského krasu. – Československý kras, 18, 69–90. Praha. Kettner, R. (1970): Geologický a geomorfologický vývoj Moravského krasu a jeho okolí – In: K. Absolon: Moravský kras II, 261–284. Academia. Praha. Ryšavý, P. (1952): Několik poznámek o Macoše. – Československý kras, 5, 97–102. Brno. Skutil, J. (1952): Procházkovy sestupy do Macochy. – Československý kras, 5, 230–232. Brno. Zapletal, K. (1923): Geotektonická stavba Moravského krasu. – Časopis Moravského zemského muzea v Brně, 20–21, 220–256. Brno. Zukalová V., Chlupáč I. (1982): Stratigrafická klasifikace nemetamorfovaného devonu moravskoslezské oblasti. – Časopis pro mineralogii a geologii, 27, 3, 225–240. Praha.
11
