Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Radana Kavková

Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Radana Kavková Říční systémy s nízkou sinuositou na příkladu sedimentů klikovského souvrství na lokalitě Hosín-Orty, svrchní křída, českobudějovická pánev Ústav geologie a paleontologie Vedoucí diplomové práce: Mgr. Karel Martínek, PhD. Studijní program: Geologie Studijní obor: Geologie Praha 2014

Děkuji svému školiteli Mgr. Karlovi Martínkovi, PhD., za vedení během psaní bakalářské práce, za trpělivost a v neposlední řadě za morální podporu.

Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracovala samostatně a výhradně s použitím citovaných pramenů, literatury a dalších odborných zdrojů. Beru na vědomí, že se na moji práci vztahují práva a povinnosti vyplývající ze zákona č. 121/2000 Sb., autorského zákona v platném znění, zejména skutečnost, že Univerzita Karlova v Praze má právo na uzavření licenční smlouvy o užití této práce jako školního díla podle §60 odst. 1 autorského zákona. V Praze dne 15. 8. 2014

Radana Kavková

Název práce: Říční systémy s nízkou sinuositou na příkladu sedimentů klikovského souvrství na lokalitě Hosín-Orty, svrchní křída, českobudějovická pánev Autor: Radana Kavková Katedra: Ústav geologie a paleontologie Vedoucí bakalářské práce: Mgr. Karel Martínek PhD., ústav geologie a paleontologie Abstrakt: Práce se ve své rešeršní části věnuje vymezení říčních stylů se zaměřením na styly s nízkou sinuositou. Cílem bylo popsat charakter sedimentů a diagnostické znaky těchto řek. Ke studiu byla použita dostupná literatura, zejména odborné články a případové studie zabývající se fluviální sedimentologií. Jsou shrnuty procesy a produkty těchto říčních stylů a vymezit odlišné přístupy pro jejich studium. Praktická část práce se zabývá studiem fluviálního stylu na lokalitě Hosín-Orty. Cílem práce bylo interpretovat prostředí sedimentace. Podrobně je studována litologie čtyř zvolených výchozů, ze kterých byly zhotoveny fotomozaiky. Byly vymezeny facie a architekturní elementy, které se na výchozech objevují. Dále byly vykresleny měřené sedimentární profily těchto výchozů. Charakter sedimentárních struktur a geometrie těles potvrdila předpoklad říčního prostředí sedimentace. Výsledky měření paleoproudů určují sinuositu říčního stylu jako nízkou. Absence struktur typických pro anastomózující říční styl finálně ukazuje na divočící říční prostředí.

Title: Low sinuosity rivers with example of sediments of klikov formation from locality Hosín-Orty, Late Crataceous, České Budějovice basin Author: Radana Kavková Department: Institute of geology and palaeontology Supervisor: Mgr. Karel Martínek, PhD., Institute of geology and palaeontology Abstract: The literature research part of this bachelors thesis is devoted to the definition of river styles, namely to those with low sinuosity. The aim was the description of types of deposits and diagnostic features of these rivers. Available literature, especially scientific papers devoted to fluvial sedimetology served as the sources of information for this study. Summarization of processes and products of these river styles and definition of different approaches to their study were achieved. Practical part of the thesis explores the fluvial style in Hosín-Orty region. The aim was to interpret sedimentary environment. Litology of four selected outcrops, from which fotomozaics were prepared, was studied in detail. Facies and architectural elements recognized in outcrops were defined. Furthermore, measured sedimentary sections of these outcrops were delineated. Character of sedimentary structures and the sedimentary body geometries point to river environment of sedimentation. Low spread of palaeocurrent vectors is interpreted as low sinuosity river system. The absence of structures typical for anastomosing river style finally allow us to interpret the river environment as braided.

Obsah Úvod

3

1 Říční styly obecně 1.1 Pojmy, parametry . . . . . . . 1.2 Sedimentární struktury říčních 1.3 Typy říčních stylů . . . . . . . 1.3.1 Meandrující řeky . . . 1.3.2 Anastomózující řeky . 1.3.3 Divočící řeky . . . . .

4 4 4 5 6 6 7

. . . . . . sedimentů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

2 Řeky s nízkou sinuositou, jejich procesy, produkty a diagnostické znaky 2.1 Vlastnosti sedimentace v prostřední divočících řek . . . . . . . . . 2.1.1 Typy divočících řek v závislosti na vzdálenosti od pramene 2.1.2 Typy divočících řek v závislosti na dominantní zrnitosti materiálu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3 Říční bary - mechanismus vzniku, typy . . . . . . . . . . . 2.1.4 Sedimentární záznam říčních barů . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Vlastnosti sedimentace v prostředí anastomózujících říčních systémů 2.2.1 Sedimentární facie anastomózujících říčních systémů . . . .

11 12 14 14 15

3 Praktická část - klikovské souvrsvtí, lokalita Hosín-Orty 3.1 Jihočeské pánve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Českobudějovická pánev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Litofacie Klikovského souvrství . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Paleoklimatologie klikovského souvrství . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Bývalé důlní dílo Hosín-Orty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5 Metodika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1 Původ vstupních dat a jejich zpracování . . . . . . . . . . 3.5.2 Sedimentární facie a architekturní elementy - vymezení . . 3.6 Sedimentární facie - popis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6.1 Pískovce s planárním šikmým zvrstevním - Pp . . . . . . . 3.6.2 Pískovce s korytovitým šikmým zvrstevním - Pk . . . . . . 3.6.3 Jemnozrné slepence s planárním šikmým zvrstvením - Sp . 3.6.4 Jemnozrné slepence s korytovitým šikmým zvrstvením - Sk 3.7 Architekturní elementy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7.1 Koryta s polyfázovou výplní - CHp . . . . . . . . . . . . . 3.7.2 Jednoduchá koryta - CHs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7.3 Říční bary - B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7.4 Bedformy - Bf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8 Analýza paleoproudů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9 Popis mozaiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.1 Mozaika 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.2 Mozaika 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.3 Mozaika 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18 18 18 18 19 19 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 24 24 24 25 25 26

1

9 9 9

3.9.4 Mozaika 4 . . . . . . . . . . . . . . 3.10 Diskuze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.10.1 Diskuze k rešeršní části . . . . . . . 3.10.2 Diskuze fluviálního stylu na lokalitě

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hosín-Orty

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

26 27 27 27

Závěr

29

Seznam použité literatury

30

Přílohy

2

Úvod Tato práce se zabývá sedimentárními znaky říčních systémů s nízkou sinuositou. Struktura práce sestává ze dvou oddílů – teoretické a praktické části. První, teoretická část, se věnuje základnímu rozdělení říčních stylů a jejich znaků s důrazem na říční systémy s nízkou sinuositou. Popisuje zejména procesy, produkty a s nimi spojené diagnostické znaky těchto říčních systémů. V rámci teoretické části je rovněž popsána geologie klikovského souvrství, na kterou navazuje praktický oddíl práce. Praktická část se zabývá sedimentárními trendy na lokalitě Hosín-Orty. Popisována je metodika terénní práce, zpracování výsledků a jejich interpretace. Cílem práce je zjistit ze sedimentárního záznamu říční styl a jeho trendy. Výsledek by tak mohl pomoci při dalším studiu českobudějovické pánve.

3

1. Říční styly obecně 1.1

Pojmy, parametry

Pro umožnění charakterizace říčních stylů je nutné proti sobě posuzovat několik různých parametrů souvisejících s vlastnostmi toku. Znalost hodnoty následujících údajů je tak nezbytná pro pokud možno co nejsprávnější zařazení říčního stylu. • Sinuosita je dána vzorcem P =

lk . lu

Vyjadřuje poměr mezi délkou koryta a délkou údolí. O říčních systémech s nízkou sinuositou lze hovořit v případech, že P < 1, 5. Naopak pokud jsou hodnoty vyšší, hovoří se o sinuositě vysoké (Rust 1978). • Spád je definovaný rovnicí sin(α) =

∆h . l

Spád, nebo také tzv. proudový gradient vyjadřuje, o kolik délkových jednotek klesne výška profilu toku po překonání dané vzdálenosti. Součet dílčích hodnot dává vznik spádové křivce, tou je v ideálním případě hyperbola. V přírodě je samozřejmě nemožné dosáhnout tohoto ideálního modelu (Kettner 1948) • Stupeň divočení je charakterizován procentuálním zastoupením říčních barů a ostrůvků (Leeder 1948). • Stupeň větvení je kontrolován mírou rozcházení a opětovném scházení říčních koryt. Dílčí koryta jsou oddělena nivou. Rovněž tento parametr je, stejně jako předchozí, udáván v procentech (Leeder 1948). Existuje celá řada dalších parametrů charakterizujících říční toky. Výše byly popsány ty, jejichž ujasnění je nezbytné pro další kapitoly.

1.2

Sedimentární struktury říčních sedimentů

Geneze sedimentárních struktur vázaných na říční prostředí může mít různého zapříčinění. Vznikají nejčastěji činností jednosměrného proudění, vlivem zčeření hladiny, nebo je příčina jejich vzniku mechanická (Adamovič et alii 2010). Působením jednosměrného proudu vznikají čeřinově, či šikmě (planárně nebo korytovitě) zvrstvené pískovce (obr 1.1), které jsou vázány na migraci čeřin nebo dun. Mocnost takových poloh v případě čeřinového zvrstvení nepřesahuje 6 cm a v případě zvrstvení šikmého zpravidla 60 cm, jsou však popsány i gigantické soubory o mocnosti až 20 m (Adamovič et alii 2010) Jednosměrný proud dává za vznik rovněž horizontálnímu zvrstvení. To je formováno během nízkých, nebo naopak vysokých proudových režimů. Na bázi koryt někdy bývají zachovány tzv. proudové stopy - rýhovité deprese jazykovitého tvaru, které se rozevírají směrem po proudu (Petránek 1993). V nivních a v některých pomalu sedimentujících říčních systémem mohou být také hojné ichnofosílie - biogenní struktury vznikající pohybem živočichů, např. 4

Obrázek 1.1: Sety a Kosety planárního a korytovitého šikmého zvrstvení. Zdroj: Collinson a Thompson, 1982 vrtáním do dna (Petránek 1993). Správná interpretace proudových sedimentárních struktur je zásadní pro získání informace o prostředí, ve kterém probíhal sedimentární proces. Orientace lamin šikmého zvrstvení jsou nezbytné pro rekontrukci směrů proudění (Adamovič et alii 2010). Zvláštním druhem sekundární textury, či spíše by se dalo hovořit o deformaci, je textura vzniklá únikem vody. Obecně se vyskytuje v oblastech s velmi rychlou sedimentací. Snadněji se formují v prachových, nebo písčitých litologiích (Postman 1983). Tvoří se při úniku pórové tekutiny z volných nekonsolidovaných sedimentů (Sylvester a Lowe 2004).

1.3

Typy říčních stylů

Na základě vztahů mezi jednotlivými říčními parametry lze vyčlenit základní typy fluviálních stylů: • meandrující řeky (obr 1.2) • anastomózující řeky (obr 1.3) • divočící řeky (obr 1.4)

5

1.3.1

Meandrující řeky

Meandrující říční styl je charakterizován vysokou sinuositou a nízkým divočícím parametrem. Velmi nízký je spád koryta, zapříčiněný nejen nízkým spádem profilu oblasti, ale rovněž přítomností typických meandrů, vlivem kterých je dráha řeky prodlužována. Řeka má obvykle pouze jedno koryto. Břehy jsou stabilní, dochází však k setrvalé boční erozi na vnějším, nárazovém, břehu – násepu. Naopak vnitřní břeh – jesep, je charakteristický ukládáním transportovaného materiálu, obvykle jemnozrného. Proces sedimentace na jesepu je označován výrazem laterální akrece. Vrstvy jsou orientovány v nízkém úklonu směrem do koryta, kolmo ku směru proudu. Jesepový břeh lze pro typický sled sedimentů laterální akrece snadno dešifrovat (Collinson 1996) Niva těchto toků bývá rozsáhlá, běžná je pro ni přítomnost tzv. opuštěných meandrů, vzniknuvších odříznutím při stočení smyčky meandru o více než 180 ◦.

Obrázek 1.2: Meandrující řeka Tacna, Columbie. Zdroj: Google maps (a)

1.3.2

Anastomózující řeky

Anastomózující řeky jsou tvořeny minimálně dvěmi propojenými koryty, oddělenými od sebe nivou. Spád těchto řek je nízký (Nichols 2009). Sinuosita těchto toků může být různá (Smith a Putman 1980). Vysoká odolnost břehů v kombinaci s nižším spádem vysvěteluje výraznou stabilitu koryt (Nichols 2009). Makaske (2001) rozlišuje dva způsoby, kterými může u těchto řek dojít k avulzi, tedy přeložení koryta řeky. První možností je vytvoření ”bypassu”, kdy obtékané starší koryto zůstává během některých period aktivní. Druhý způsob, při kterém dochází k avulzi, je rozštěpení odchýlených toků, které vede k současnému založení odštěpeného koryta do nivy. Oba tyto procesy mohou být v rámci jednoho toku přítomny souběžně, ale zatímco první způsob může být

6

dlouhodobým fenoménem v celém rozsahu nivy, druhý představuje pouze proces na její omezené části (Makaske 2001). Protože tento říční styl může často představovat systém s nízkou sinuositou, bude dále podrobněji probrán v kapitole 2.

Obrázek 1.3: Anastomózující řeka Yukon, Aljaška. Zdroj: Google maps (b)

1.3.3

Divočící řeky

Divočící řeky se běžně vyskytují zejména v proximálních částech řečištních toků. Vyznačují se vysokým spádem a nízkou sinuositou (mezi 1,1 a 1,2). Dno těchto řek je mělké, ačkoliv sezóními výkyvy se může hladina značně lišit. Laterální rozsah divočících řek může být značný. Typickým znakem tohoto říčního stylu je výskyt četných říčních barů, případně ostrovů. Značná je dynamika koryt, která jsou rychle překládána a střídají se tak polohy aktivní a neaktivní. Možnost takového chování je dána nízkou stabilitou břehů. Ta je zapříčeněna žádnou, nebo velmi chudou vegetací v kombinaci s nízkým stupněm akumulace jílu (Miall 1996) Obvykle převládá transport větších klastů, nicméně značná je závislost charakteru sedimentu na tom, v jakém úseku řečiště se pohybujeme. Existují jak štěrková, tak písečná litologie tohoto říčního prostředí (Bridge a Lunt 2005). Blíže se divočícím řekám, coby systému s nízkou sinuositou, věnuje druhá kapitola této práce.

7

Obrázek 1.4: Divočící řeka Hágonglon, Island. Zdroj: archiv autorky

8

2. Řeky s nízkou sinuositou, jejich procesy, produkty a diagnostické znaky Nízká sinuosita je vlastnost charakteristická zejména pro divočící toky. Může se ale vyskytovat rovněž u některých anastomózujících říčních systémů. Pro sedimentární záznam těchto typů řek je typický výskyt dvou nebo více dílčích koryt, obvyklá je také přítomnost opuštěných koryt. Následující podkapitoly se věnují ucelenému pohledu na každý z těchto typů, popisují procesy, které v rámci jejich řečiště probíhají, produkty, jež jsou s těmito procesy spjaty a jejich sedimentární záznam.

2.1

Vlastnosti sedimentace v prostřední divočících řek

Sedimentární záznam reprezentující divočící říční systémy je popisován celosvětově, v rozmanitém horninovém prostředí v období od prekambria do recentu. Některé z nich jsou, vzhledem k vysoké porozitě a permeabilitě, důležitými rezervoáry ropy například v Alžírsku, Libyi a Saudské Arabii. Moderní divočící říční systémy se nachází např. v prostředí aluviálních vějířů v semiaridních a aridních klimatických pásmech, napříč pohořími, na okrajích ledových čepic a na čelech ledovců (Selley 2000). Některá dílčí koryta bývají vlivem akrece na říčních barech odříznuta. Vzniká tak opuštěné koryto, které může být opět reaktivováno, kupříkladu v důsledku eroze čela baru. V sedimentárním záznamu prozrazují opuštěná říční koryta jemnozrnné uloženiny s laminami. Takové sedimenty jsou podobné například záznamu jezerního prostředí (Selley 2000). Pro studium divočících řek lze vycházet z více přístupů. V závislosti na vzdálenosti od pramene byly popsány sedimentární trendy Miallem (Miall 1977). Tento přístup vychází z pohledu na aktivitu šesti různých divočících řek s odlišnou litologií danou jejich geomorfologickou konfigurací. Jiný přístup používají Bridge a Lunt (Bridge a Lunt 2005), kteří se při popisu sedimentárních facií soustřeďují na zrnitost materiálu a rozlišují tak dvě výrazné skupiny divočících řek - ty, jejichž dominujícím depozitem je štěrk a ty, kde v depozici převažuje písek.

2.1.1

Typy divočících řek v závislosti na vzdálenosti od pramene

V závislosti na vzdálenosti od pramene rozlišuje Maill (1977) šest typů divočích řek, pojmenovaných podle svých typických představitelů: Typ Trollheim, typ Scott, typ Donjek, typ South Saskatchewan, typ Platte a typ Bijou Creek.

9

Typ Trollheim Běžný je tento typ pro proximální část toku, zejména dominuje v prostředí aluviálních vějířů s přítomností úlomkotoků. Ty vyžadují strmý spád, značné množství klastických úlomků a vysokou únikovou rychlost pro jejich iniciaci. Takové podmínky jsou běžné (nikoliv však výhradní) zejména v aridním, či semiaridním prostředí s dlouhým obdobím sucha a absencí vegetace, která by iniciaci úlomkotoku inhibovala. Pouštní oblasti Kalifornie a Nevady jsou typickým prostředím pro tento typ sedimentace (Miall 1977). Pro produkty typu Trollheim je signifikantní vysoká variabilita v rámci litologie. Výrazné jsou četné polohy málo vytříděného štěrku s podporou matrix bez zvrsvení. Tělesa úlomkotoků mohou dosahovat mocnosti až tří metrů, jejich základna je plochá a geometrie obvykle laločnatá. Mohou se objevovat středně až hrubozrné písečné vložky s korytovitým či planárním šikmým zvrstvením. Polohy s korytovitým zvrstvením představují duny, zvrstvení planární reprezentuje transverzální říční bary. Jemnozrné struktury jsou pouze vzácné, objevovat se někdy mohou v cyklech vykazujících gradační zvrstvení. (Miall 1977). Typ Scott I tento říční typ je typický pro prostředí proximální části toku, včetně aluviálních vějířů. Dominantní je štěrková litologie. V sedimentárním záznamu převažují imbrikované horizontální vrstvy, odpovídající podélným říčním barům. Vzácné jsou polohy s korytovitým nebo planárním šikmým zvrstvením ve výplni koryt. Vzácný je rovněž výskyt jemno až hrubozrnných písčitých poloh s patrným čeřinovým šikmým zvrstvením. Takové polohy odpovídají sedimentaci během nižšího proudového režimu (Miall 1977). Typ Donjek Typ Donjek představuje nejčastější typ cyklické depozice v prostředí distálních částí divočících řek (Miall 1977). Vytříděnost sedimentu je nízká (Williams a Rust 1969). V litofaciích převažují štěrkové polohy s planárním či korytovitým šikmým zvrstvením, představující výplň koryt a říční bary. Často jsou přítomné i písečné vrstvy s korytovitým šikmým zvrstvením. Představují duny vzniknuvší v nižším proudovém režimu (Miall 1977). Zrnitost depozit směrem do nadloží zjemňuje (Selley 2000). Typ South Saskatchewan I tento typ představuje divočící tok s cyklickou depozicí, převažuje však písečná litologie. Nejčastěji jsou v profilu přítomny písečné polohy s korytovitým šikmým zvrstvením. Minoritně však může být zastoupena celá řada dalších facií, obvykle písečných, raritou nejsou ani prachové nebo jílové facie (Miall 1977). Typ Platte Tak, jako typ South Saskatchewan, i tento model představuje prostředí s dominantní písečnou sedimentací. Depozice však není cyklická. 10

Převážně písečná litologie tohoto typu řek může obsahovat tenké vložky štěrkových depozit, nicméně drtivou převahu tvoří korytovitě, nebo planárně šikmě zvrstvené písky, odpovídající dunám a transverzálním říčním barům (Miall 1977). Typ Bijou Creek Poslední popisovaný typ je charakteristický zejména pro dočasné říční systémy vázané na přívalové povodně (Miall 1977). Zrnitost uloženin je nejnižší ze všech popisovaných říčních typů, téměr chybí štěrk. V záznamu dominují šikmě zvrstvené písky se známkami čeřin. Sporadická jílová vyplň koryt může být zastoupena rovněž (Miall 1977).

2.1.2

Typy divočících řek v závislosti na dominantní zrnitosti materiálu

Bridge a Lunt (Bridge a Lunt 2005) rozdělují divočící říční systémy na základě jejich litologie. Vymezují tak říční prostředí s dominancí štěrku a říční prostředí s dominancí písku. Říční prostředí s převahou štěrku Řeky s dominantní štěrkovou depozicí produkují následující sedimentární facie: Písečná tělesa malého měřítka s šikmým zvrstvením nejčastěji formují elementy mimo říční koryta. Tvořit mohou rovněž polohy ve vyšších částech výplně dílčích koryt, nebo jako pokryv erozních výmolů dílčích barů, či dun. Tyto vrstvy tvoří v rámci řek s převažující štěrkovou sedimentací jen malou část uloženin (Bridge a Lunt 2005). Písečná a štěrkopísková tělesa s planárním zvrstvením mohou tvořit výplň koryt, formovat zadní části říčních barů, ale také mohou být součástí elementů mimo koryta. Polohy štěrkopísku a nevytříděného štěrku s planárním zvrstvením se rovněž v menší míře objevují v jednoduchých setech vrstev velkého měřítka (např. v dílčích barech) (Bridge a Lunt 2005). Štěrkopísková tělesa středního měřítka s korytovitým šikmým zvrstvením jsou nejběžnější komponentou vrstev velkého měřítka. Jejich mocnosti se směrem k povrchu snižují (Bridge a Lunt 2005). Nevytříděná štěrková tělesa s šikmým zvrstvením se objevují ve strukturách středního měřítka (Bridge a Lunt 2005). Písečná ukloněná tělesa středního měřítka jsou přítomna na protiproudových i poproudových výplních koryt, na zadních částech barů a v elementech mimo koryto (Bridge a Lunt 2005). Jednoduchý set ukloněných těles velkého měřítka je tvořen zejména dílčími bary, kteréžto tvoří většinu depozit barů složených a výplní velkých koryt. Úklon těchto vrstev je obvykle do deseti stupňů, místy však může dosahovat až kritického úhlu 35 ◦. Nízkoúhlé vrstvy jsou složeny převážně ze štěrkopísku šikmého zvrstvení. Vrstvy vysokoúhlé jsou složeny převážně z nevytříděného štěrku prokládaného strmě zapadajícími vrstvami písku a štěrkopísku (Bridge a Lunt 2005).

11

95 procent objemu depozit v rámci řečiště tvoří sedimenty složených barů. Ty mohou laterálně přecházet ve výplň koryta, nebo jsou erodovány a přeloženy složenými bary mladších koryt (Bridge a Lunt 2005). Říční prostředí s převahou písku Vrstvy malého měřítka s šikmým zvrstvením jsou v modelu řek s převažující písečnou sedimentací hojné a jejich proporce může ještě více narůstat v případě, že se v rámci celého řečiště snižuje zrnitost. Pokrývají zejména povrch složených barů, objevují se rovněž jako výplň koryt a v erozních výmolech dílčích barů a dun (Bridge a Lunt 2005). Planárně zvrstvené uloženiny nadkritického režimu jsou běžné na čelech barů, na jejich površích. Laterálně mohou přecházet do šikmého zvrstvení malého, nebo středního měřítka (Bridge a Lunt 2005). Vrstvy středního měřítka s šikmým zvrstvením představují nejběžnější facii pro vnitřní strukturu barů, kde vzniká činností migrace dun. Rovněž se tyto vrstvy nacházejí v bazálnějších částech výplně koryt, stejně jako je tomu v případě řek s dominancí štěrku. Běžné pro tyto tělesa je snižovaní velikosti zrna směrem k povrchu (Bridge a Lunt 2005). Jednoduché ukloněné vrstvy velkého měřítka jsou především součástí dílčích barů, mohou dosahovat kritického úhlu v laterálních a dolních částech baru (Bridge a Lunt 2005). Většina vrstev velkých měřítek je složena z šikmých vrstev měřítek středních asociovaných s migrací dun napříč bary. Depozita vzniknuvší za vysokého proudového režimu mohou být během režimu nižšího značně přepracována. Výplně koryt zjemňují do nadloží a po proudu. Ve výplni koryt může být dále značný obsah laminovaných jílů, půdy, kořeny a bahenní praskliny mohou být přítomny rovněž. Běžná jsou tato tělesa například v opuštěných kanálech.

2.1.3

Říční bary - mechanismus vzniku, typy

Říční bary jsou významným architekturním elementem divočících řek, a tudíž si jistě zasluhují zvláštní pozornost. Lze rozlišit několik typů říčních barů na základně jejich pozice v říčním korytě. I sedemintární záznam těchto různých druhů může být často v některých ohledech více či méně odlišný. Pro divočící říční systémy je příznačná přítomnost vysoké míry mid-channel barů, ty mohou být longitudinální či transverzální (jazykovité), jednoduché či složené. Longitudinální bary jsou zhruba rovnoběžné s průtokem proudu, vytváří se v místech, kde proud diverguje okolo překážky v korytě. Bary transverzální vznikají v místech expanse proudu (např. během povodňové aktivity) (Merck 2013). Je obvyklé, že v rámci dílčích i složených barů klesá velikost zrna směrem do nadloží (Bridge a Lunt 2005). Jednoduché bary Jedná se o jednoduchá tělesa, která nejsou amalgamována jinými bar-formami. Jejich tvar během migrace zůstává víceméně nemodifikován (Smith et alii 2006).

12

Obrázek 2.1: Složený bar. Významy zkratek: CBC - koryta napříč barem, Ea, Eb - akrece jednoduchých barů. Zdroj: Smith 2006 Poproudový konec těchto barů může mít různou podobu. Popisovány jsou jak longitudinální, tak transverzální formy, které převažují v řekách s převážně písečnou litologií. V sedimentárním záznamu převažují polohy s šikmým zvrstvením dané migrací baru. Laterálně mohou tyto formy přecházet do vrstev s vysokým úhlem úklonu. Úhel šikmého zvrstvení se vlivem snižování hloubky směrem od báze baru k jeho povrchu snižuje. Složené bary Tento typ těles je složený ze dvou nebo více jednoduchých barů a vyvíjí se během mnoha erozních a redepozičních událostí. Historie složených barů je tedy daleko složitější, než je tomu u barů jednoduchých. V architektuře složených barů lze rozlišit centrální dílčí bar, jádro, které na obou stranách podporuje akreci přídatných dílčích barů. Nerovnoměrné proudové podmínky způsobují asymetrický vývoj (obr. 2.1) složených barů. Rychlost migrace se s narůstajícími rozměry baru snižuje. Složené bary dále rostou akrecí menších migrujících barů. Ty mohou přírůstat jak na čelo složeného baru, tak na jeho okrajích (Smith et alii 2006). Velikost zrna složených barů může mít trojí vývoj, který souvisí s mocností složeného baru a jeho lokalizací: Velikost zrna směrem k povrchu klesá - Relativně mocné sekvence zjemňující směrem k povrchu se nachází tam, kde zadní část baru prograduje do soutoku. Velikost zrna směrem k povrchu nejprve klesá, ale následně opět stoupá - Relativně mocné sekvence při čele složených barů. Velikost zrna nevykazuje žádný vertikální trend - Spíše málo mocné sekvence (Bridge a Lunt 2005).

13

2.1.4

Sedimentární záznam říčních barů

V sedimentárním záznamu říčních barů dominují následující facie: (1) Ukloněné vrstvy velkých měřítek, formované migrací na okrajích složených barů. (2) Vrstvy středních až malých měřítek s šikmým zvrstvením, vzniknuvší migrací dun a čeřin. (3) Nízkoúhlé vrstvy formované migrací dun nebo jednoduchých barů. Dále jsou typické vertikální sekvence s korytovitým šikmým zvrstvením, nejčastěji jsou lokalizovány na bazálním erozivním povrchu (Smith et alii 2006). Během migrace barů dochází k vertikálnímu překládání. Depozita z vyšších (z hlediska toku) částí baru se dostávají níže. Například uloženiny z čela baru se ukládají na jeho spodní, poproudové části a z té probíhá migrace do erozivního soutoku za zadní částí baru (Bridge a Lunt 2005). Topografie koryta a styl jeho migrace způsobuje variace v mocnostech depozit barů a v inklinaci a orientaci jejich vrstev velkých měřítek. Je například běžné, že sedimenty zvyšují mocnost a zároveň se zvyšuje strmost velkých vrstev směrem k okraji řečiště (Bridge a Lunt 2005). Topografie koryta a styl jeho migrace společně s proudovým režimem, hustotou proudu a typem litologie rovněž řídí vertikální a laterální variace zrnitosti. Běžné je zjemňování sedimentu směrem do nadloží, nicméně častá je přítomnost hrubších zrn na samém povrchu baru v případě zachovalých depozit na jeho čele (Bridge a Lunt 2005).

2.2

Vlastnosti sedimentace v prostředí anastomózujících říčních systémů

Zařazení anastomózujících řek do skupiny řek s nízkou sinuositou je problematické. Variabilita sinuosity tohoto říčního typu je natolik značná, že zcela původně byly hodnoceny Rustem (1978) jako řeky se sinuositou vysokou. Záhy se ale Smith a Putman (1980) usnášejí, že variabilita anastomózujících řek je vysoká a sinuosita sama o sobě není rozlišovacím znakem pro určení říčního typu. Samotné vymezení anastomózujících řek nebylo dlouho zcela jasné. Původně se název tohoto říčního typu používal jako synonymum pro divočící toky. Studiem ale byly zjištěné zásadní rozdíly mezi těmito typy. Určující je zejména výskyt několika vlastních řečišť oddělených nivou v anastomózujícím typu (obr. 2.2). Naopak divočící toky mají řečiště pouze jedno, zato je pro ně určující značné množství dílčích koryt. Anastomozující řeky jsou klasifikovány jako složená forma z individuálních řečišť, která mohou divočit, meandrovat, nebo téct přímo. Vzácně jsou tak popisovány například i anastomózující řeky, jejichž jednotlivá řečiště jsou divočící (Smith a Smith 1980). Rozpoznání přítomnosti nivy mezi jednotlivými řečišti může být pro určení typu řeky zásadní. Sedimentologickými metodami lze také rozlišit charakter avulze, který může poskytovat informace o laterální aktivitě říčních kanálů. Prostředí, ve kterém jsou anastomózující řeky popisovány je značně různorodé, stejně jako je tomu u divočících toků. Klimatické podmínky jsou značně variabilní od subarktických po tropické, humidní i aridní. Geologická konfigurace zahrnuje montánní, předpolní a intrakratonické pánve stejnou měrou, jako pobřežní prostředí. Geomorfologické procesy spojené s anastomózujícími řekami jsou dvojího druhu: 14

Obrázek 2.2: Říční styly z hlediska geomorfologie a gradientu. Zdroj: Makaske, 2000 • Procesy spojené s avulzí. • Procesy určující morfologii jednotlivých řečišť systému. Kombinace geologických a klimatických podmínek tyto procesy různými způsoby řídí.

2.2.1

Sedimentární facie anastomózujících říčních systémů

Existuje několik modelů anastomózujících řek daných klimaticko-geologickou konfigurací. Budou popsány nejběžnější typy, které zárověň jsou nejvíce prostudovány. Nutné je ovšem podotknout, že anastomózující říční systémy nepatří mezi favority z hlediska prozkoumanosti jejich sedimentárního záznamu. Makaske (2001) rozlišuje anastomózující systémy na základě míry jejich agradace, životnosti a prostředí, ve kterém se nacházejí. Vymezil tak dva nejčastější zástupce těchto fluviálních systémů - dlouhodocebé systémy s vysokou mírou agradace v humidním prostředí a dlouhodobé systémy s vysokou mírou agradace v aridním prostředí. Dlouhodobé systémy s vysokou mírou agradace v humidním prostředí Anastomozita těchto řek je dána kontinuální agradací nivy. Druhým určujícím elementem jsou vrstvy rašeliny rezistentní vůči erozi, které podporují laterální stabilitu koryta (obr. 2.3) Rapidní vertikální akrece v kombinaci s omezenými laterálními pohyby koryta produkují síť mocných a zároveň úzkých písčitých těles. Agradace v anastomózu-

15

jících kanálech může vést k výplni koryt o významné mocnosti (5-12 metrů na příkladu Columbian) ale relativně úzkém profilu. Výplně koryt přecházejí diskrétně do jemnějších depozit mimo břehy. Z hlediska zrnitosti mohou výplně koryt představovat depozita od kalu až po štěrk. Převážně jsou písčité. Sety vrstev s planárním šikmým zvrstvením jsou výsledkem migrace písečných dun. Mimoto byly v sedimentárních záznamech pozorovány mnohovrstevné sekvence s trendem zjemňování zrna směrem do nadloží. Interpretovány byly jako uloženiny záplavových cyklů během agradace koryta. V rámci nivní sedimentace jsou běžné zejména v sousedství míst, kde je agradační val protnut průvalovým vějířem. V příčném řezu se průvalové vějíře jeví jako čočkovitá tělesa s mocností okolo 3 metrů. V nižší části při bázi mají tendenci zvyšovat směrem nahoru velikost zrna, tento trend se mění blíže k povrchu, kde je tendence zrno směrem do nadloží zjemňovat. Zrnitost kolísá od prachu pro hrubozrný písek s klasty.

Obrázek 2.3: Anastomózující řeka: typ dlouhodobého systému s vysokou mírou agradace v humidním prostředí. Řečiště je široké přibližně 2 km. Zdroj: Makaske, 1998

16

Obrázek 2.4: Anastomózující řeka: typ dlouhodobého systému s vysokou mírou agradace v aridním prostředí. Zobrazená oblast je přibližně 40 km široká, říční koryta jsou velikostně nadhodnocena pro přehlednost. Vertikální škála je silně přehnaná, představuje cca 10 m. Zdroj: Makaske, 1998 Dlouhodobé systémy s vysokou mírou agradace v aridním prostředí Zásadní rozdíly oproti předchozímu typu jsou: • Nižší proporce organické hmoty v elementech mimo koryto vlivem chudší vegetace. • Chybí depozita průvalových vějířů a nižší je i míra uloženin břehů koryta, vlivem jejich celkové subtilnosti a diskontinuitě (obr. 2.4). Písková tělesa typicky vykazují planární šikmá zvrstvení, která jsou výsledkem depozice alterovaného postranního baru. Tyto struktury jsou v nadloží těles s korytovitým šikmým zvrstvením a zároveň jsou pokryty písečnými tělesy s horizontálním zvrstvením nebo čeřinami.

17

3. Praktická část - klikovské souvrsvtí, lokalita Hosín-Orty 3.1

Jihočeské pánve

Jihočeské pánve vznikly reakcí na horotvorné procesy během alpínského vrásnění (Chlupáč 2002). Sedimentace pokračovala až do terciéru (Kachlík 2003). Jedná se o dvě SZ-JV protáhlé deprese – třeboňská a budějovická pánev (obr. 3.1) Stavbu dotvářejí zlomy směrů SSV-JJZ a S-J. Pánve spolu přinejmenším dočasně souvisely, v současném stadiu denudace jsou odděleny krystalinickým lišovským hřbetem (Chlupáč 2002). Mocnost sedimentů je maximální v třeboňské pánvi, kde dosahuje až 450 m. Mocnost sedimentů v pánvi českobudějovické je max 336 m (Hollan 2011).

Obrázek 3.1: Jihočeské pánve. Zdroj: Váchová a Kvaček 2009

3.1.1

Českobudějovická pánev

Podloží českobudějovické pánve je tvořeno převážně sillimanit-biotitickými pararulami, migmatickými pararulami až migmatity. Pod část pánevních sedimentů se rovněž noří granitoidy moldanubického plutonu. V severní části pánve je podloží tvořeno ortorulami podolského komplexu. Podloží JV části tvoří sedimenty blanické brázdy (Malecha 1988). V rámci českobudějovické pánve je možno rozlišit 5 souvrství - klikovské, zlivské, mydlovarské, domanínské a terciérní pokryv.

3.2

Litofacie Klikovského souvrství

Klikovské souvrství je nejmocnější a nejrozsáhlejší jednotka jihočeských pánví. Studovaná lokalita (viz níže) tvoří jeho součást. Nasedá přímo na krystalinic18

ké podloží a z velmi malé části i na permokarbon. Výplň byla původně chybně řazena do terciéru (vyjma permokarbonských sedimentů), ze srovnávacích taxonomických studií vyplynulo, že spodní oddíl klikovského souvrství je zařazen do svrchního turonu až santonu. Svrchní oddíl nelze od spodního biostratigraficky vymezit (Knobloch 1985). Zajímavostí může být, že pouze v klikovském souvrství byla nalezena druhá nejstarší masožravá rostlina (Knobloch 1985). Klikovské souvrství reprezentuje svrchnokřídovou část výplně jihočeských pánví. Jedná se o sled klastických sedimentů, kdy při bázi dominují kaolinickoarkozovité pískovce a železité slepence. Ve středních vrstvách převažují pestře zbarvené prachovce a železité pískovce. Pro vrstvy nejvyšší jsou charakteristické šedé pískovce a jílovce, místy se zuhelnatělou drtí rostlinných zbytků. Prostředí sedimentace klikovského souvrství je jezerní a říční, se střídáním cyklů projevujícím se charakteristickým zjemňováním zrna směrem do nadlaží (Chlupáč 2002).

3.3

Paleoklimatologie klikovského souvrství

V oblasti Klikovského souvrství byla provedena analýza paleoklimatu metodami Leaf Margin Analysis, Climate Leaf Analysis Multivariete Program a Nearest Living Relative. Na základě údajů z těchto metod bylo klima klikovského souvrství definováno jako sezónně suché subtropické klima. Průměrná roční teplota byla přibližně 15 ◦C. Řada zuhelnatělých fosilií hovoří pro časté požáry. Úhrn srážek během srážkové sezóny trvající zhruba tři měsíce, dosahoval přibližně 800 mm (Váchová a Kvaček 2009).

3.4

Bývalé důlní dílo Hosín-Orty

Prostor, ve kterém probíhala praktická část této práce je bývalým kaolinovým dolem, nachází se mezi obcemi Hosín a Borek (obr. 3.2). Ze zdejší suroviny byla vyráběna keramika firmou Hardtmuth, od 20. století však zájem o kaolin poklesl a těžba tak pomalu ustála. V šedesátých letech byla na lokalitě prováděna studie zjišťující stav zásob. Na jejím základě se od myšlenek vedoucím k znovuotevření díla navždy upustilo. (Cílek 2005). V. Cílek (1990) interpretuje ve své zprávě zdejší sedimentární záznam jako pobřežní facii senonského jezera. Sedimentologicky ale nebyla lokality nikdy podrobně zkoumána.

3.5 3.5.1

Metodika Původ vstupních dat a jejich zpracování

Data posbíraná pro účely této práce pocházejí z důlního díla Hosín-Orty, situovaného mezi obcemi Hosín a Borek. Severně tato oblast přiléhá k Českým Budějovicím. Starý kaolinový důl je tvořen rozsáhlým systémem chodeb se sníženou stabilitou v oblasti stropu. Před vlastní dokumentací byla na stěnách vytvořena provázková síť, sloužící jako měřítko, na jehož základě bylo možné mozaiku zrektifikovat v programu

19

Obrázek 3.2: Rozmístění mozaiek. Plánek důlního díla byl přibližně nafitován na mapu oblasti. Orientace studovaných výchozů odpovídá SSV směru. ArcGIS. Barevné vyrovnání mozaiek do přijatelné podoby bylo provedeno v programu Adobe Photoshop. Strukturní elementy stěn byly do mozaiek zakreslovány v programu Corel Draw.

3.5.2

Sedimentární facie a architekturní elementy - vymezení

Sedimentární facie byly rozlišovány ve studovaných pěti profilech o celkové mocnosti 18 m na základě jejich litologie, sedimentární textury a velikosti zrna. Pro vymezení architekturních elementů byla zásadní rektifikace mozaiek, bez které by docházelo k významnému zkreslení dat. Zvažovány byly facie a vztahy mezi nimi z pohledu většího měřítka. Celkem byly zdokumentovány fotomozaikami čtyři stěny o výšce cca 4-5 m a celkové délce 42,8 m. Fotomozaiky, společně s profily, jsou součástí přílohy.

3.6

Sedimentární facie - popis

Ve studovaných profilech byly vyčleněny 4 facie (obr. 3.3): Pískovce s planárním šikmým zvrstvením (Pp), pískovce s korytovitým šikmým zvrstvením (Pk), slepence s planárním šikmým zvrstvením (Sp) a slepence s korytovitým šikmým zvrstvením (Sk).

20

3.6.1

Pískovce s planárním šikmým zvrstevním - Pp

Facii reprezentují hrubozrnné pískovce, které mají subangulární až angulární zrna křemene a kaolinizovaných živců, místy se může vyskytovat příměs valounů. Prostor mezi zrny je vyplněn jílovou matrix. Tělesa této facie mohou mít erozivní i neerozivní bázi. Mocnost vrstev se ve studovaných výchozech pohybuje od 25 do 65 cm. Pískovce mají planární šikmé zvrstvení, kdy laminy zapadají pod úhly od 16 - 25 stupňů. Interpretace: Pískovce s planárním šikmým zvrstvením mohou být produktem migrace dun s rovným hřbetem, nebo jsou formovány transverzálními či horizontálními bary. Duny s rovným hřbetem mohou migrovat dnem koryta, nebo tvořit pokryv tělesa baru. Transport materiálu probíhal po dně a je vázaný na trakční proudy.

3.6.2

Pískovce s korytovitým šikmým zvrstevním - Pk

Zrna pískovce s korytovitým šikmým zvrstvením mají subangulární až angulární tvar. Tvoří je křemen a kaolinizované živce. Zrnitost zapadá do kategorie hrubozrnného pískovce. Prostor mezi zrny je obvykle vyplněn jílovou matrix, na některých laminách může však být matrix zcela vymyta a mohu zde být přítomny pouze valouny křemene bez kaolinu a bez živců. Velikost valounů vyskytujících se v příměsi této facie se pohybuje v rozpětí od několika mm do 1,5 cm. Některé mohou být dobře opracované. Báze těles tvořených touto facií mohou, ale nemusí, být erozivní, rovněž mohou být při bázi přítomny valouny. Mocnost vrstev se ve studovaných výchozech pohybuje od 12 do 50 cm.

Obrázek 3.3: Facie vymezené na studovaných výchozech. A - jemnozrné slepence s planárním šikmým zvrstvením, B - jemnozrné slepence s korytovitým šikmým zvrstvením, C - pískovce s planárním šikmým zvrstvením, D - pískovce s korytovitým šikmým zvrstvením. Interpretace: Pískovce s korytovitým šikmým zvrstvením jsou výsledkem 21

migrace 3D dun po dně koryt. Mohou ale rovněž představovat pokryv subakvatického říčního baru tak, jako je tomu i v předchozí facii. Opracovanost některých větších valounů svědčí o recyklaci tohoto materiálu. Transport materiálu probíhal v trakčním proudu po dně.

3.6.3

Jemnozrné slepence s planárním šikmým zvrstvením - Sp

Slepence s planárním šikmým zvrstvením tvoří malou porci vrstev ve studovaných profilech. I ony jsou tvořeny zrny křemene a kaolinizovaných živců. Převládá podpůrná struktura klastů, mezi kterými je jílovito-písčitá nevytříděná matrix. Klasty jsou špatně opracovány, velikostí dosahují jemnozrného štěrku (Nichols 2009). Báze těles tvořených tímto architekturním elementem jsou často erozivní. Mocnost vrstev této facie je v rozmezí 25 - 45 cm. Interpretace: Podobně, jako je tomu u facie Pp, mohou i tyto struktury být produktem migrace dun s rovným hřbetem nebo jsou formovány během migrace příčných barů. Vznik těchto facií je vázán na trakční proudy s vysokou energií, například během záplavových epizod.

3.6.4

Jemnozrné slepence s korytovitým šikmým zvrstvením - Sk

Tak jako v předchozích případech jsou v jemnozrných slepencích této facie zastoupena málo opracovaná zrna křemene a kaolinizovaných živců. Matrix je jílovitopísčitá, nevytříděná. Mohou se objevovat jak polohy s podpůrnou strukturou klastů, tak polohy s podpůrnou strukturou matrix. Báze těchto slepenců je erozivní a mocnost vrstev se pohybuje v rozmezí 25 - 35 cm. Interpretace: I tato facie má v mnoha ohledech svůj analog, tentokrát ve facii Pk. Vznik jemnozrných slepenců s korytovitým zvrstvením je tedy vázán na migraci 3D dun. K sedimentaci ale docházelo v trakčním proudu s vysokou energií.

22

3.7

Architekturní elementy

Obrázek 3.4: Architekturní elementy výchozů Ve studovaných fotomozaikách byly vyčleněny následující architekturní elementy (obr. 3.4): Koryta s polyfázovou výplní (CHp), jednoduchá koryta (CHs), říční bary (B) a bedformy (Bf).

3.7.1

Koryta s polyfázovou výplní - CHp

Tato koryta jsou vyplněna architekturními elementy CHs, B a Bf (viz dále). Lze pozorovat vertikální trend postupného zjemňování sedimentu směrem do nadloží. Na bázi těchto koryt jsou často zachovány jílovcové nebo železité slepencové rip-up klasty, které mohou v některých případech dosahovat velikosti až deseti centimetrů. Báze koryt je obvykle symetrická, častý je multilaterální vývoj. Rozsah velikosti erozního reliéfu báze je značný. Značný je také rozsah laterální a mocnost těchto architekturních elementů. Interpretace: S ohledem na geometrii těles a jejich výplň lze element CHp interpretovat jako záznam říčního koryta. Vznik CHp je vázán na proces avulze, zřejmě vzniká během záplavových příhod.

23

3.7.2

Jednoduchá koryta - CHs

Jednoduchá koryta jsou výplní CHp, jejich množství je výrazně vyšší ve spodních částech CHp. Výplň jednoduchých koryt představují elementy B a Bf (viz dále). Báze koryt je erozivní. Erozní reliéf báze dosahuje nižších hodnot, než u elementu CHp. Laterální rozsah koryt a mocnost CHs je nižší, než u CHp, ale vyšší, než u B a Bf. Interpretace: Vzhledem ke geometrii a výplni těles jsou elementy CHs interpretovány jako říční koryta. Jejich vznik je vázán na normální stav průtoku.

3.7.3

Říční bary - B

Tělesa říčních barů jsou formována slepenci i pískovci všech facií, v souvislosti s hydraulickým režimem, ve kterém v danou chvíli docházelo k depozici. Z důvodu variability proudového režimu se různě mění rovněž poměr matrix v jednotlivých tělesech barů. Podle pozice v korytě lze hovořit o mid-channel a bank-attached typu barů. Báze říčních barů je rovná a neerozivní, geometrie těles je řízena tvarem koryta. Vrchní části barů jsou erodovány nadložními tělesy a z tohoto důvodu nebývají zachovány. Interpretace: Slepencové polohy říčních barů jsou známkou sedimentace v dynamickém prostředí za podmínek silného proudu a vysoké hladiny. Vrstvy bez matrix mohou reprezentovat reaktivaci sedimentace a zvýšení rychlosti proudu. Během takových podmínek dochází k vymývání matrix z těchto poloh. Písečné bary naopak reflektují relativně klidnější sedimentační prostředí.

3.7.4

Bedformy - Bf

Bedformy, stejně jako říční bary, mohou být formovány všemi pozorovanými faciemi. Od předchozího architekturního elementu je však odlišuje charakter báze, který je u bedforem erozivní. Interpretace: Bedformy jsou produktem migrace dun v říčním korytě. Zastoupeny jsou jak 3D duny, tak duny s přímým hřbetem

3.8

Analýza paleoproudů

Paleoproudy byly měřeny na bedformách, v osách korytovitého šikmého zvrstvení, kontrolně byl proměřen také směr upadání planárního šikmého zvrstvení. Data z měření se pohybují v rozpětí od 10 ◦ do 345 ◦ s průměrem 42 ◦. V rámci naměřených hodnot lze pozorovat výrazný SV trend (obr. 3.5).

3.9

Popis mozaiek

Ve fotomozaikách, které byly předmětem analýzy, lze vymezit tři jednotky (A, B, C) vázané na různé sedimentární epizody. Spodní jednotka A nemá na žádném ze studovaných výchozů zachovanou svou erozní bázi. Lze sledovat zachovalou svrchní část jednotky, ve které jsou architekturní elementy CHs, Bf a B. Elementy B převládají. Facie, které tyto architekturní

24

Obrázek 3.5: A - směr paleoproudů získaný měřením os korytovitého šikmého zvrstvení, B - směr paleoproudů získaný měřením planárního šikmého zvrstvení. elementy budují, jsou Pk, Pp, Sp, Sk. Horní hranici jednotky A představuje erozní báze jednotky B, která na jednotku nasedá. Jednotka B se erozně zařezává do jednotky A. Celá představuje element CHp se svými výplněmi (viz dále) Vlivem své výrazně hrubší litologie a rozměru erozní báze je přechod mezi jednotkou A a B jednoznačný. Výplň jednotky B je budována zejména architekturními elementy CHs, mohou se ale objevovat rovněž B a Bf. Obecně je však trend zastoupení architekrutních elementů opačný, než v jednotce A. Elementy jsou budovány slepenci facií Sk a Sp, chybí pískové facie. Jednotka C představuje stratigraficky nejvyšší záznam, strukturně se neliší od jednotky B. Vzhledem ke vzájemné geometrii jednotek B a C je jednotka C záznamem laterální migrace CHp elementu jednotky B.

3.9.1

Mozaika 1

V mozaice č. 1 jsou zastoupeny jednotky A a B. Jednotku A představují relativně jemnější sedimenty. Převažující architekturní elementy jsou říční bary. Sedimenty jsou směrem do nadloží náhle seříznuty jednotkou B, tedy elementem CHp s hrubší výplní a rip-up klasty při bázi (zastoupeny jsou jílovité i železité slepencové rip-up klasty). Spodní, relativně jemnější jednotku reprezentují zejména tělesa B, naopak v jednotce oddělené erozní bází CHp jsou hojně zastoupeny polohy CHs. V jednotce A převažuje vertikální agradace barů a koryt CHs, v korytě CHp jednotky B je patrná jak polyfázová tak mulilaterální výplň. Některé oblasti výchozu jsou postiženy deformacemi.

3.9.2

Mozaika 2

Mozaika č. 2 představuje nejrozsáhlejší studovaný výchoz, zastoupeny jsou jednotky A, B i C. V jednotce A převažuje laterální migrace barů severně. Výplň je tvořena architekturními elementy CHs, B, a Bf, kdy elementy B převažují. Ve výplni jednotky B je zaznamenán polyfázový a multilaterální vývoj, jednotka C je zachována pouze ve své spodní části, představuje produkt migrace 25

Obrázek 3.6: Typický vertikální trend na studovaných výchozech. Relativně jemnější poloha A je seříznuta hrubší polohou B. CHp koryta jednotky B, při bázi jsou zachovány železité rip-up klasty. Na některých místech výchozu jsou deformace, někdy značného vertikálního rozsahu.

3.9.3

Mozaika 3

Zastoupeny jsou v mozaice č. 3 jednotky A, B a C. Jednotka A, jejíž vertikální rozsah je značný, má svůj typický vývoj, zrnitost je relativně jemnější než ve zbylých jednotkách, významné jsou architekturní elementy rozsáhlých barů. CHs koryta jsou v jednotce A přítomna, mají však ve srovnání s CHs elementy jednotky B výrazně větší poměr šířka/mocnost a malý erozní reliéf na bázi. Jednotky B a C reprezentují záznam laterální migrace CHp koryta jižně. Výplně jednotek B a C jsou opět typicky hrubozrnnější, než výplň jednotky A. Převažují architekturní elementy B. Rozsah deformací je na tomto výchoze nevýznamný.

3.9.4

Mozaika 4

V mozaice č. 4 jsou zastoupeny jednotky A a C, jednotka B chybí. Výchoz je ve svém středu přerušen chodbou. Navzdory tomu, že ve stropní části přerušení není pozorovatelná tektonické porucha, liší se záznam výplně koryta pravé a levé části od přerušení. Ostatní sedimentární trendy jsou podobné, jako u předchozích mozaiek, zastoupeny jsou jak pískovcové tak slepencové facie. Jsou zastoupeny také všechny architekturní elementy.

26

3.10

Diskuze

3.10.1

Diskuze k rešeršní části

Rešeršní část práce se zabývá říčními styly s důrazem na styly s nízkou sinuositou. Nízká sinuosita nemusí být výhradně doménou divočících řek, ačkoliv se dříve k takovým závěrům směřovalo. Vlastnost nízké sinuosity mohou rovněž vykazovat některé anastomózující řeky. Ty jsou však v porovnání s řekami divočícími podstatně méně studované. Tato skutečnost může být ovlivněna faktem, že pouhé vymezení anastomózujícího říčního stylu bylo v minulosti problematické, a tak byl tento styl považován často za divočící. Pro studium divočících řek existují dva základní přístupy, kdy oba jsou respektované a hojně používané dalšími autory. Přístup, který určuje litologii divočících řek v závislosti na vzdálenosti od pramene popisuje Miall (1977). Naopak Bridge (2005) přikládá důraz tomu, jaká je zrnitost materiálu v říčním prostředí. Je zřejmé, že oba přístupy se prolínají, protože zrnitost je často mimo jiné závislá na tom, v jaké vzdálenosti od okraje pánve se studovaná část toku nachází. Rozdílný je rovněž pohled těchto dvou autorů na studium řek jako takové. Miall je orientovaný zejména na produkty systémů, zatímco Bridge se zabývá procesy, které těmto produktům předchází. Pro rozhodnutí o vhodnějším přístupu je tedy rozhodující zejména to, zda-li je žádoucí věnovat se spíše sedimentárním záznamům řek a tedy jejich minulosti, nebo naopak jejich recentní činnosti. Kombinace obou přístupů se pak stává mocným nástrojem k pochopení celé anatomie říčního stylu.

3.10.2

Diskuze fluviálního stylu na lokalitě Hosín-Orty

Praktická část práce se zabývá sedimentárním záznamem v klikovském souvrství na lokalitě Hosín-Orty. Tento záznam nebyl doposud sedimentologicky studován. Jeho geologická charakteristika je popsána pouze ve zprávě V. Cílka z roku 1990. V litologii se střídají polohy slepenců a hrubozrných pískovců. V rámci jednotlivých těles kolísá množství matrix a může se měnit rovněž zrnitost. Byly vymezeny čtyři facie pískovců s planárním šikmým zvrstvením, pískovců s korytovitým šikmým zvrstvením, slepenců s planárním šikmým zvrstvením a slepenců s korytovitým šikmým zvrstvením. Facie odpovídají migraci dun (jak 3D tak s rovnými hřbety), nebo říčních barů. Byly vymezeny čtyři architekturní elementy odpovídající říčnímu prostředí: koryta s polyfázovou výplní, jednoduchá koryta, bary a bedformy Na základě sedimentárních trendů bylo možné rozlišit tři stratigrafické jednotky, které se ve studovaných výchozech objevují. Charakter sedimentárního záznamu s ohledem na tyto jednotky znázorňuje obr. 3.5. Přestože není známa spodní část jednotky A, lze na základě trendů vysledovaných ze zbylého záznamu této jednotky a jednotek B a C předpokládat, že říční styl byl tvořen systémem koryt s polyfázovou výplní, která byla během některých eventů překládána, nebo laterálně migrovala. Při bázi koryt s polyfázovou výplní jsou často zachovány rip-up klasty, výplň je v dolních částech těchto koryt relativně hrubší než v částech vyšších, tvoří ji pouze tělesa slepenců. Takový charakter výplně společně s přítomností rip-up klastů vede k předpokladu, že překládání koryt bylo způsobeno záplavovými eventy, nelze ovšem vyloučit ani tektonické možnosti (pokles pánevního dna). Elementy koryt s polyfázovou výplní tvoří při 27

spodní části hrubozrnné polohy dílčích jednoduchých koryt, která vykazují výrazné trendy jak vertikální agradace tak laterální akrece. Směrem do vyšších poloh se zrnitost snižuje a přibývá těles barů a bedforem. Takové chování odpovídá poklesu unášecí schopnosti. Nápadná je v sedimentárním záznamu absence čeřin a nivních sedimentů ze suspense. Záznam point-barů chybí rovněž, hojná je však přítomnost mid-channel barů a bank-attached barů. Analýza paleoproudů dokazuje víceméně přímý směr toku se SV-SVV trendem. Architekturní elementy odpovídající říčnímu prostředí v kombinaci s analýzou paleoproudů jsou klíčové pro určení říčního stylu, který za výše popsaných podmínek odpovídá řece s nízkou sinuositou. Vzhledem k laterální migraci koryt a absenci nivních sedimentů se jedná spíše o divočící typ řeky. Nízká opracovanost materiálu svědčí o krátké vzdálenosti transportu. Dosud otazné jsou deformační struktury, provenience a mechanismy řídící sedimentaci (zda jsou pro avulzi dominantní klimatické, nebo tektonické faktoty). Pouze další studium rozsáhlejších úseků sedimentárního záznamu umožní tyto otázky zodpovědně diskutovat. Výsledek práce tedy nesouhlasí se studií V. Cílka (1990) , která hodnotí sedimentární prostředí jako pobřežní facii senonského jezera. Širší kontext sedimentárního prostředí však zůstává i nadále otazný a i v tomto případě budou nutné výsledky studie rozsáhlejších úseků, aby bylo možné určit, zda se jedná o divočící plošinu, říční vějíř, nebo distální část aluviálního vějíře.

28

Závěr • Řeky s nízkou sinuositou mohou představovat divočící, nebo některé anastomózující řeky. • Pro studium divočících řek lze zvolit přístup, který vychází ze vzdálenosti od pramene, nebo přístup, který vychází z toho, jaká je zrnitost materiálu v říčním prostředí. Volba přístupu je závislá na předmětu zájmu během studia toku. • Na lokalitě Hosín-Orty byly vymezeny tyto čtyři sedimentární facie: Pískovce s planárním šikmým zvrstvením, pískovce s korytovitým šikmým zvrstvením, slepence s planárním šikmým zvrstvením a slepence s korytovitým šikmým zvrstvením. Tyto facie jsou interpretovány jako produkty migrace dun, nebo říčních barů. Nízká opracovanost materiálu svědčí o krátkém transportu. • Vymezeny byly tyto čtyři architekturní elementy: Koryta s polyfázovou výplní, jednoduchá koryta, bary a bedformy. • Charakter sedimentárních facií a architekturních elementů dokazuje říční prostředí sedimentace. • Nízký rozptyl paleoproudů, absence nivních sedimentů, point-barů a čeřin společně s multistorey a multilateral charakterem výplní koryt ukazuje na divočící fluviální styl.

29

Seznam použité literatury (Adamovič et alii 2010) Adamovič Jiří, Mikuláš Radek, Cílek Václav Atlas pískovcových skalních měst. Academia, 2010. ISBN 978-80-200-1773-4 (Bridge a Lunt 2005) Bridge John S., Lunt, Ian A. Depositional models of braided rivers. Článek ve sborníku Braided Rivers Published Online: 30 MAR 2009 ISBN: 9781405151214 (Bristow 1993) Bristow, C. S. Sedimentary structures exposed in bar tops in the Brahmaputra River Bangladesh. Braided Rivers, Geological Society of London Special Publication 75, pp. 277-289. (Cílek 2005) Cílek Václav Kaolinové ložisko Hosín u Českých Budějovic. Článek ve sborníku jihočeského muzea v Českých Budějovicých, 1990 ISSN: 01398172 (Collinson 1996) Collinson, J., D. Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy. Blackwell Ltd. London (Collinson a Thompson, ) Collinson, J. D.,Thompson D. B. Sedimentary Structures. Allen and Unwin, London (Galoway a Hobday, 1996 ) Galoway, W. E.,Hobday D. K. Terrigenous clastic depositional systems. Springer ISBN 978-3-642-61018-9 (Hollan 2011) Hollan Tadeáš. Sedimenty jihočeských pánví – mocnosti a petrofyzikální vlastnosti. Bakalářská práce, Masarykova univerzita v Brně, přírodovědecká fakulta (Chlupáč 2002) Chlupáč Ivo. Geologická minulost České republiky. Academia, 2002. ISBN 80-200-0914-0 (Kachlík 2003) Kachlík Václav Geologický vývoj území České republiky. MS Archiv Přír. fak. Univ. Karlovy, Praha (Kettner 1948) Kettner Radim. Všeobecná geologie III: Vnější geologické síly, zemský povrch. Melantrich Praha (Knobloch 1985) Knobloch Ervin Paläobotanisch-biostratigraphische Charakteristik der Klikov-Schichtenfolge (Oberturon-Santon) in Südböhmen. Sborník geologických věd, Geologie 40, 101-145 (Leeder 1948) Leeder Mike R. Sedimentary and Sedimentary Basins. From Turbulence to Tectonics.. Blackwell Ltd. London (Makaske 2001) Makaske Bart Anastomosing rivers: a review of their classification, origin and sedimentary products. ELSEVIER Earth-Science Reviews 53 (2001) 149–196 (Malecha 1988) Malecha A., Suk M. Jihočeské pánve a přilehlé krystalinikum. Oblastní studie, Praha 30

(Merck 2013) Merck John GEOL342: Sedimentation and Stratigraphy. GEOL342: Sedimentation and Stratigraphy (Miall 1996) Maill Andrew. The geology of fluvial deposits. Springer ISBN: 9783-662-03237-4 (Miall 1977) Miall Andrew D. Lithofacies types and vertical profile models in braided river deposits: a summary. Fluvial Sedimentology — Memoir 5, 1977 Pages 597-604 Fluvial Facies Models (Miall 1977) Miall Andrew D. A review of the braided-river depositional environment. Earth-Science Reviews: Volume 13, Issue 1, May 1977, Pages 1–62 (Nichols 2009) Nichols Gary Sedimentology and Stratigraphy. Willey-Blackwell 2009. ISBN 978-1-4051-3592-4 (Petránek 1993) Petránek Jan. Malá encyklopedie geologie. JIH České Budějovice ISBN 80-900351-2-4 (Postman 1983) Postman George. Water escape structures in the context of a depositional model of a mass flow dominated conglomeratic fan-delta (Abrioja Formation, Pliocene, Almeria Basin, SE Spain). Sedimenrology (1983) 30,91-103 (Rust 1978) Rust B. R. A classification of alluvial channel systems. In: Miall, A.D., Fluvial Sedimentology. Canadian Society of Petroleum Geologists Memoir 5, Calgary, pp. 187–198. (Selley 2000) Selley Richard C. Applied Sedimentology. Academic Press, 2000. ISBN 0-12-636375-7 (Smith et alii 2006) Smith G. H., Ashworth P. J., Best J. L., Wooswards J., Simpson C. J. The sedimentology and alluvial architecture of the sandy braided South Saskatchewan River, Canada. Sedimentology (2006) 53, 413–434 (Smith a Putman 1980) Smith D. G. Putnam, P. E. Anastomosed river deposits: Modern and ancient examples in Alberta, Canada. Canadian Journal of Earth Sciences, v. 17, p. 1396–140 (Smith a Smith 1980) Smith, D. G., Smith, N. D. Sedimentation in anastomosed river systems: examples from alluvial valleys near Banff, Alberta. Journal of Sedimentary Petrology 50, 157–164. (Sylvester a Lowe 2004) Sylvester Zoltán, Lowe Donald R. Textural trends in turbidites and slurry beds from the Oligocene flysch of the East Carpathians, Romania. Sedimentology 09/2004; 51(5):945 - 972 (Váchová a Kvaček 2009) Váchová, Zuzana, Kvaček, Jiří Paleoclimate analysis of the flora of the Klikov Formation, Upper Cretaceous, Czech republic (Williams a Rust 1969) Williams Peter F.,Rust Brian R. The Sedimentology of a Braided River. Journal of Sedimentary Petrology Vol. 39 (1969)No. 2. (June), Pages 649-679 31

Internetové zdroje: Google maps (a): http://goo.gl/FZgSuu Google maps (b): http://goo.gl/iJ09tX

32

Přílohy