Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu a jejich dopad na společenstva organismů ve fosiliferních obzorech podkrkonošské pánve

Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu a jejich dopad na společenstva organismů ve fosiliferních obzorech podkrkonošské pánve.

Závěrečná zpráva projektu GAČR 205/94/0692

ZMĚNY PROSTŘEDÍ NA ROZHRANÍ KARBONU A PERMU A JEJICH DOPAD NA SPOLEČENSTVA ORGANISMŮ VE FOSILIFERNÍCH OBZORECH PODKRKONOŠSKÉ PÁNVE.

Projekt GAČR 205/94/0692

Závěrečná zpráva

Řešitel:

RNDr. Martin Blecha Aquatest – Stavební geologie a. s., Senovážné nám. 7, 110 00 Praha 1

Spoluřešitelé: RNDr. Jana Drábková Český Geologický Ústav, Klárov 3, 118 21 Praha 1 RNDr. Martin Mihaljevič, Csc. Ústav mineralogie, geochemie a nerostných zdrojů, Přírodovědecká fakulta Karlovy Univerzity, Albertov 6, 128 43 Praha 2

Praha, září 1997

Autoři: RNDr. Martin Blecha Mgr. Karel Martínek Spoluautoři: RNDr. Jana Drábková doc. RNDr. Jana Hladíková CSc. RNDr. Zbyněk Šimůnek RNDr. Jaroslav Zajíc CSc. Spolupracovníci: RNDr. Jiří Bendl RNDr. Jiří Franců Bc. Renata Johnová RNDr. Martin Mihaljevič CSc.

Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

1

Abstrakt V litologicky poměrně monotónním sedimentárním záznamu typu red beds stephanu C a autunu podkrkonošské pánve vystupují výrazné fosiliferní polohy jezerních sedimentů, které byly předmětem sedimentologického, geochemického, fytopaleontologického, palynologického a zoopaleontologického studia. Ze sedimentárního záznamu vyplývá, že podkrkonošská pánev měla v období stephan C - spodní autun asymetrickou stavbu typu halfgraben se strmým, pravděpodobně poklesovým zlomem omezeným severním okrajem a s rychlejší subsidencí v severní části pánve, a s jižním okrajem s pomalejší subsidencí a nízkým gradientem. Fosiliferní obzory odpovídají rozsáhlé jezerní sedimentaci, která často pokrývala větší část pánve (až první stovky km2). Přítomnost těchto jezerních sedimentů (včetně anoxických předbřežních facií) v monotónní sekvenci red beds nevyžadovala nutně celkově výrazně humidnější klima (jak jsou obdobné uloženiny tradičně interpretovány) , ale může být interpretována jako např. tektonicky řízené zvýšení rychlosti subsidence, které umožnilo vytvoření dostatečně rozsáhlého jezerního akomodačního prostoru i během relativně stabilního semi-aridního (semi-humidního) klimatického období. V průběhu vývoje jezerních systémů se často střídala období vysoké hladiny s obdobími nízké hladiny. Hydrologicky uzavřený režim jezer přinejmenším v období nízké hladiny dokládají mimo jiné i výsledky studia obsahu boru a stabilních izotopů karbonátů, které ukazují na výrazné nárůsty salinity během jezerních regresí a na značné kolísání izotopického složení jezerní vody i během monotónních sekvencí „hlubokovodních“ předbřežních sedimentů. Tyto krátkodobější oscilace sedimentárního záznamu jezerních uloženin (v řádu tisíců, možná prvních desítek tisíc let) jsou interpretovány jako reakce jezerních systémů na oscilace klimatické. Petrologické a geochemické studium organické hmoty rudnického obzoru dokládá značné rozdíly v podílu autochtonní a alochtonní složky mezi litologicky obdobnými polohami, což ukazuje na složitý jezerní metabolismus. Nárůst obsahu organické hmoty většinou koresponduje s nárůstem podílu autochtonní organické složky a odráží tak zvyšování bioproduktivity jezera. Podle nálezů fauny je možné usuzovat na značnou diverzifikaci vodního společenstva včetně přítomnosti velkých predátorů (zejména rudnický a kalenský obzor), což svědčí o dlouhodobých příhodných podmínkách pro život během období vysoké hladiny. Floristická a palynologická data ukazují na globální trend změny vlhkomilných bažinných společenstev svrchního karbonu za převážně suchomilná společenstva spodního permu. Při detailním pohledu na hranici karbon/perm nacházíme však v některých stratigrafických úrovních nejspodnějšího permu (autunu) kromě suchomilných (xerofilních) také společenstva mesofilní a místy jsou dominantní typicky „stephanská“ hydrofilní společenstva. To ukazuje, že je třeba na vývoj terestrických ekosystémů nahlížet v kontextu sedimentačního prostředí; vlhkomilná společenstva se vyvíjela v příhodných lokálních biotopech (např. v oblasti s vysokou hladinou podzemní vody) a jejich přítomnost tak nemusela nutně souviset s humidním klimatickým výkyvem. Změny společenstev tak mohly být podmíněny i tektonicky řízenými změnami geomorfologie (nedostatečné odvodnění oblasti). Vývoj společenstev v řádu stovek tisíc a prvých milionů let byl tedy řízen nejen změnou globálních klimatických podmínek, ale také lokálními změnami geomorfologie a pravděpodobně i mikroklimatu. Při vytvoření vhodných ekologických podmínek docházelo tudíž v autunu k návratu „stephanských“ společenstev.


2

Obsah 1. ÚVOD..................................................................................................................................................................4 2. HLAVNÍ CÍLE PROJEKTU ............................................................................................................................5 3. METODY............................................................................................................................................................6 3.1. SEDIMENTOLOGICKÉ A PETROLOGICKÉ METODY ............................................................................................6 3.2. STANOVENÍ OBSAHU BORU A VYMÌNITELNÝCH KATIONTÙ V KALOVCÍCH .......................................................6 3.3. IZOTOPICKÁ ANALÝZA UHLÍKU A KYSLÍKU KARBONÁTÙ .................................................................................7 3.4. IZOTOPICKÁ ANALÝZA UHLÍKU V ORGANICKÉM MATERIÁLU ..........................................................................7 3.5. METODIKA ANALÝZ ORGANICKÉ HMOTY ........................................................................................................8 3.6. FYTOPALEONTOLOGICKÉ METODY .................................................................................................................8 3.7. POUŽITÁ METODA PALYNOLOGICKÉ MACERACE:............................................................................................9 3.8. ZOOPALEONTOLOGICKÉ METODY .................................................................................................................10 4. PØEHLED GEOLOGICKÝCH POMÌRÙ PODKRKONOŠSKÉ PÁNVE................................................12 5. VÝSLEDKY .....................................................................................................................................................13 5.1. PLOUŽNICKÝ OBZOR ....................................................................................................................................13 5.1.1. Definice a základní charakteristika ploužnického obzoru....................................................................14 5.1.2. Sedimentologie ploužnického obzoru ...................................................................................................15 5.1.3. Fytopaleontologie ploužnického obzoru ..............................................................................................25 5.1.4. Palynologie ploužnického obzoru ........................................................................................................29 5.1.5. Zoopaleontologie ploužnického obzoru ...............................................................................................30 5.1.6. Paleoklimatické, paleoekologické a stratigrafické závìry ....................................................................35 5.2. RUDNICKÝ OBZOR .......................................................................................................................................38 5.2.1. Definice a základní charakteristika rudnického obzoru.......................................................................39 5.2.2. Sedimentologie rudnického obzoru ......................................................................................................41 5.2.3. Geochemie organické hmoty ................................................................................................................64 5.2.4. Geochemie stabilních izotopù uhlíku a kyslíku kalcitu karbonátických sedimentù..............................69 5.2.5. Izotopické složení uhlíku sedimentární organické hmoty.....................................................................73 5.2.6. Geochemie boru ...................................................................................................................................76 5.2.7. Fytopaleontologie rudnického obzoru .................................................................................................79 5.2.8. Zoopaleontologie .................................................................................................................................94 5.2.9. Palynologie rudnického obzoru .........................................................................................................104 5.2.10. Paleogeografické, paleoklimatické, paleoekologické a stratigrafické závìry ..................................111 5.3. HÁJSKÝ OBZOR ..........................................................................................................................................115 5.4. KALENSKÝ OBZOR .....................................................................................................................................117 5.4.1. Definice a základní charakteristika kalenského obzoru.....................................................................118 5.4.2. Sedimentologie kalenského obzoru ....................................................................................................119 5.4.3. Distribuce bóru a vymìnitelných kationtù v sedimentech kalenského obzoru ....................................127 5.4.4. Stabilní izotopy jezerních karbonátù kalenského obzoru ...................................................................130 5.4.5. Fytopaleontologie ..............................................................................................................................137 5.4.6. Zoopaleontologie ...............................................................................................................................141 5.4.7. Palynologie ........................................................................................................................................150 5.4.8. Paleogeografické, paleoklimatické, paleoekologické a tafonomické závìry ......................................155 6. DISKUSE VÝSLEDKÙ .................................................................................................................................158 6.1. PALEOGEOGRAFIE, VÝVOJ KLIMATU A TERESTRICKÝCH EKOSYSTÉMÙ V NEJVYŠŠÍM KARBONU A NEJSPODNÌJŠÍM PERMU SEVERNÍ PANGEY ..........................................................................................................158 6.2. ZÁZNAM KLIMATICKÝCH A PALEOGEOGRAFICKÝCH ZMÌN A VÝVOJ SPOLEÈENSTEV ORGANISMÙ V NEJVYŠŠÍM KARBONU A NEJSPODNÌJŠÍM PERMU V PODKRKONOŠSKÉ PÁNVI.........................................................................160 6.2.1. Sedimentologie a geochemie ..............................................................................................................160 6.2.2. Fytopaleontologie ..............................................................................................................................163 6.2.3. Palynologie ........................................................................................................................................165 6.2.4. Zoopaleontologie ...............................................................................................................................167 7. ZÁVÌRY ..........................................................................................................................................................169 8. LITERATURA ...............................................................................................................................................171


3

1.

ÚVOD Stanovení hranice mezi karbonem a permem na základě složení flory a fauny

v sedimentech kontinentálních pánví, stejně tak jako charakter případných globálních paleoklimatických změn

zůstávají doposud ne zcela vyřešeným problémem. Například

výskyt „anomálních“ rostlinných společenstev ve vertikálních sledech na rozhraní karbonu a permu, ve kterých se typické „autunské“ prvky objevují již ve stefanu a naopak „stefanská“ společenstva

přetrvávají až do autunu indikují, že dlouhodobé evoluční trendy byly

významně modifikovány krátkodobými či lokálními vlivy souvisejícími např. s klimatickými poměry a konfigurací sedimentačních pánví. Předmětem výzkumného projektu, jehož výsledky jsou uvedeny v této závěrečné zprávě, bylo proto studium vztahů mezi změnami paleoprostředí a klimatických poměrů a změnami ve složení společenstev organismů, které bylo provedeno ve čtyřech vybraných fosiliferních obzorech (stefan C - autun) podkrkonošské pánve. Na základě detailního sedimentologického a geochemického studia byla provedena rekonstrukce sedimentačního prostředí jednotlivých obzorů a interpretován paleoklimatický záznam v sedimentech. V kontextu takto získaných dat byl po té posuzován zoopaleontologický, fytopaleontologický a palynologický materiál. Projekt byl řešen v období březen 1994-září 1997. Na řešení se podílely následující pracoviště: • AQUATEST-Stavební geologie, a.s. • Český geologický ústav Praha • Český geologický ústav Brno • Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy Praha K řešení projektu významnou měrou přispěli i studenti PřF UK Praha. V rámci projektu byly vypracovány jedna diplomová (Martínek) a jedna bakalářská práce (Johnová, viz příloha 4).


4

2.

HLAVNÍ CÍLE PROJEKTU

Hlavním cílem projektu bylo sledovat dopad změn paleoprostředí na složení floristických, faunistických a palynologických společenstev ve vybraných fosiliferních obzorech podkrkonošské pánve a posoudit roli relativně krátkodobých či lokálních vlivů ve vztahu k dlouhodobým evolučním trendům na rozhraní svrchního karbonu a spodního permu. Pro splnění uvedeného hlavního cíle byly stanoveny následující dílčí cíle projektu: 1. Rekonstruovat vývoj a změny

paleoprostředí během sedimentace jednotlivých

studovaných obzorů (změny konfigurace pánve, laterální a časová distribuce prostředí, klimatické oscilace ap.) a interpretovat příčiny těchto změn. 2. Vyhodnotit vertikální a laterální změny ve výskytu, složení a tafonomii organismů v jednotlivých obzorech, odhalit případné vazby těchto společenstev na určité typy prostředí a interpretovat jejich příčiny. 3. Definovat základní paleoenvironmentální rozdíly mezi jednotlivými studovanými obzory a posoudit je v kontextu globálních paleogeografických a paleoklimatologických změn v období stefan C - autun. 4. Vzájemným

porovnáním

jednotlivých

studovaných

obzorů

z hlediska

jejich

paleontologického obsahu a paleoenvironmentálního záznamu prověřit závislost změn složení a tafonomie společenstev na změnách paleoenvironmentálních. Zjištěné závislosti vyhodnotit ve vztahu k vazbám na určité typy prostředí zaznamenaným v jednotlivých obzorech a na základě výsledků tohoto vyhodnocení posoudit vzájemný vztah mezi dlouhodobými evolučními trendy a změnami složení společenstev organismů vyvolaných krátkodobými či lokálními vlivy paleoprostředí.


5

3. Metody

3.

METODY

(J.Bendl-J.Drábková-J.Franců-J.Hladíková-K.Martínek-Z.Šimůnek-J.Zajíc)

3.1.

Sedimentologické a petrologické metody

Na základì studia litologie, sedimentárních struktur , mikrostruktur a paleontologického obsahu byly sestaveny měřené sedimentologické profily výchozů a vrtu Čistá Ča-2. Na některých místech nejsou výchozy dobře odkryté a bylo třeba vykopat mělké sondy a rýhy, aby byl zachován souvislý profil. Mikroskopicky bylo zpracováno 110 výbrusů a většina z nich (karbonáty) obarvena kyselým roztokem (HCl) alizarinové červeně a ferikyanidu draselného. Polovina výbrusu byla nejprve leptána 15-20 s slabým roztokem HCl pøi 20o C a potom ponořena do barvicího roztoku na 30-60 s. Doba barvení je závislá na typu karbonátu. Metodu podrobně popisuje a diskutuje Dickson (1966) a Miller (1991). Jejím výsledkem je obarvení kalcitu na růžovou až červenou barvu, železitého kalcitu na fialovou až modrou barvu (podle rostoucího obsahu Fe) a železitého dolomitu na světle až tmavě tyrkysovou. Dolomit zůstává neobarven. Ferikyanid draselný je velmi citlivý a detekuje železo v karbonátu už při obsahu 1% Fe karbonátu ve vzorku (Dickson, 1966).

3.2.

Stanovení obsahu boru a vyměnitelných kationtů v kalovcích

Popis přípravy vzorků, jejich chemická a mechanická separace je uvedena v příloze 4 a 6 a v diplomové práci K. Martínka (1995). Jemná převážně jílová frakce byla rozkládána v uzavřeném teflonovém systému pomocí mikrovlnného záření. Čistota z hlediska paměťového efektu bóru a připravenost nádob pro rozklad vzorků byla ověřena měřením koncentrace bóru v poslední loužící směsi kyselin metodou ICP-MS. Do čistých teflonových nádob bylo naváženo 50 mg vzorku a zalito 25 ml směsí kyselin HNO3, HCl, HF a H2O v poměru 5/2/3/10. Byly použity podvarovou destilací čištěné kyseliny Analpure a demineralizovaná voda. K rozkladu obtížně rozložitelného illitu bylo použito mikrovlnného rozkladového zařízení od firmy CEM typu MDS 200. Stanovení koncentrací boru bylo provedeno metodou ICP-MS přímým vnášením aerosolů zředěných vzorků do plazmatu. Vzorky byly měřeny na hmotnostním spektrometru s indukčně vázaným plazmatem ICP-MS firmy Varian typu Ultra-Mass. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

6

3. Metody

3.3.

Izotopická analýza uhlíku a kyslíku karbonátů

Karbonátové vzorky byly ve vakuu rozkládány 100% H3PO4 při 25oC (McCrea 1950). Uvolněný oxid uhličitý byl měřen na hmotnostním spektrometru Finnigan MAT 251. Výsledky jsou uváděny v hodnotách δ (‰) a vztaženy ke standardu V-PDB, pro úplnost je uváděn i přepočet na standard V-SMOW. Přesnost stanovení izotopického složení uhlíku i kyslíku je lepší než ±0.1 ‰. Reakční doba mezi karbonátem a kyselinou fosforečnou je závislá na mineralogii karbonátu. Kalcit zreaguje za 1 hodinu, dolomit za 48 hodin. Velkého rozdílu v reakčních dobách obou karbonátových minerálů lze využít při izotopické analýze jinak nerozdělitelné směsi kalcitu a dolomitu. V tomto případě se na hmotnostním spektrometru nejdříve změří podíl CO2 uvolněný po 70 minutové reakci (kalcitová frakce) a pak podíl CO2 vzniklý za 48 hodin reakce, který představuje dolomitovou frakci (Epstein et al. 1964). Vhodnost, či nevhodnost uvedeného chemického dělení kalcitu a dolomitu pro izotopické analýzy byla často diskutována. Vzhledem k tomu, že reakční doba karbonátu s kyselinou fosforečnou je do určité míry závislá i na stupni rozetření vzorku, je možné, že za 70 minut nezreaguje potřebných 95% kalcitu a naopak může zreagovat již část dolomitu, neboť rychlost reakce mezi dolomitem a fosforečnou kyselinou závisí i na stupni strukturní uspořádanosti dolomitu (Walters et al. 1972). Při používání izotopických dat získaných pomocí chemického dělení směsi kalcitu a dolomitu je nutné si uvědomit možnou větší chybu tímto způsobem získaných izotopických dat.

3.4.

Izotopická analýza uhlíku v organickém materiálu

Ze vzorků byl zředěnou kyselinou chlorovodíkovou odstraněn karbonát. Organický materiál byl v proudu kyslíku a při teplotě 950 o C oxidován na oxid uhličitý. Případně vzniklý oxid uhelnatý byl rozkládán CuO při teplotě 900 o C, případné sloučeniny chloru a síry byly odstraněny stříbrnou vatou, reakční voda byla vymrazována při teplotě -72 o C směsí suchého ledu a alkoholu. Oxidy dusíku byly redukovány na elementární dusík kovovou mědí při teplotě 600 o C. Přečištěný oxid uhličitý je jímán při teplotě -195 o C, jeho izotopické složení bylo měřeno na hmotnostním spektrometru Finnigan MAT 251; výsledky jsou vyjádřeny v hodnotách δ (‰) vztažených ke standardu V-PDB. Chyba stanovení je ±0.1 ‰. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

7

3. Metody

3.5.

Metodika analýz organické hmoty

Analýzy obsahu uhlíku v hornině a pyrolýza Rock-Eval byly provedeny v akreditované zkušební laboratoři CGU - pobočce Brno. Pro oba druhy analýz byly vzorky hornin rozemlety na analytickou jemnost pod 0,2 mm a bez dalších uprav analyzovány na přístroji pro stanoveni uhlíku v horninách pyrolyzéru Rock-Eval 5. Obsah celkového uhlíku byl zjištěn spálením vzorku v proudu kyslíku při teplotě 1100 °C a obsah minerálního uhlíku byl stanoven rozkladem karbonátu v kyselině fosforečné. V obou případech bylo vznikle množství oxidu uhličitého měřeno pomoci infračerveného detektoru. Obsah organického uhlíku (% Corg) byl vypočítán z rozdílu celkového a karbonátového uhlíku (% Cmin). Přistroj byl kalibrován pomoci standardu černé břidlice Schwarzschiefer TS, Carl-Zeiss Jena. Princip pyrolýzy Rock-Eval (Espitalie et al., 1977) spočívá v programovaném zahřívání vzorku horniny v proudu inertního plynu (dusíku) při kterém jsou - nejdříve odpařeny tekavé organické látky (signál S1), - následně pyrolyticky štěpeny makromolekulární látky obsažené v kerogenu za vzniku plynných a kapalných organických látek (signál S2, jehož maximum je charakterizováno teplotou Tmax). Množství uhlovodíkových zplodin je stanoveno pomocí plamenové ionizačního detektoru FID. Výsledkem pyrolýzy jsou parametry: S1 (mg HC/g horniny) - obsah volných uhlovodíku v hornině S2 (mg HC/g horniny) - obsah vázaných (pyrolytických) uhlovodíku v hornině Tmax (°C)- teplota maximální intenzity pyrolytické tvorby uhlovodíků (teplota vrcholu signálu S2) odvozeny parametr: HI (mg HC/g Corg) - vodíkový index

HI = (100 * S2)/Corg

vyjadřuje relativní obsah vázaných uhlovodíku v kerogenu, je korelovatelný s atomárním poměrem H/C , tj. relativním obsahem vodíku v kerogenu. Přistroj je kalibrován horninovým standardem IFP 55000.

3.6.

Fytopaleontologické metody

Fytopaleontologické vzorky byly odebírány ve fosiliferních polohách vybraných profilů v Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

8

3. Metody

návaznosti na práce sedimentologů, aby bylo možno přesně určit metráž a facii odebíraných vzorků. Aby bylo možno z naší práce vyvodit také paleoekologické závěry, byly odebírány, pokud možno, všechny fytopaleontologické nálezy jednotlivých poloh. Ty byly pečlivě označeny pro následné zpracování. Všechny nálezy byly určovány podle dostupné literatury a společenstva jednotlivých fosiliferních poloh byla kvantitativně vyhodnocena. Z vzájemného poměru jednotlivých složek společenstva lze usuzovat na charakter biotopu, který dané rostliny obývaly. Zvlášť vhodně zachované exempláře se zuhelnatělými lístky (např. z lokalit Vrchlabí a Veselá) umožňují studium kutikul. Zuhelnatělé lístky je třeba nejdříve izolovat od horniny pomocí kyseliny fluorovodíkové. Izolované zuhelnatělé lístky je třeba proprat ve vodě a dále macerovat v Schulzodvě činidle (směs kyseliny dusičné (HNO3)a chlorečnanu draselného (KClO3)). Nejlépe se osvědčila zředěná kyselina dusičná (40 %). Doba macerace trvá pro lokalitu Veselá několik dní, pro Vrchlabí o něco méně. Zmacerované lístky je nutno opět proprat ve vodě a vyloužit v hydroxidu draselném (KOH). Používá se v roztoku o 2 koncentracích - 2 % a 10 % podle charakteru lístku. V hydroxidu draselném se začnou vyplavovat hnědé huminové látky mezi kutikulami. To napomůže k oddělení obou kutikul od sebe. Takto izolované kutikuly se opět dokonale propláchnou ve vodě, a buďto se montují přímo na sklíčko pro pozorování v elektronovém mikroskopu, nebo se přenesou do glycerinu, kde zůstanou 2 dny, aby se dokonale odvodnily. Preparáty pro elektronový mikroskop je třeba pokovit a pak je možno je přímo pozorovat v elekrtronovém mikroskopu. Kutikuly po odvodnění v glycerinu přeneseme do roztopené kapky glycerinové želatiny jehlou, přikryjeme krycím sklíčkem a rámečkujeme zředěným kanadským balzámem. Takto připravené biologické preparáty kutikul pozorujeme v biologickém mikroskopu.

3.7.

Použitá metoda palynologické macerace:

Základním principem palynologické macerace je po odstranění veškerého anorganického a nechtěného organického podílu ze vzorku, získat koncentrát vhodně prosvětlených pylů, spor, listových kutikul a případných ostatních rostlinných zbytků. 1/ Prvním krokem macerace je dokonalé odstranění anorganických komponent vzorku. To bylo prováděno postupným rozpouštěním 30 g horniny rozdrcené na frakci 3 mm v HCl a HF a promýváním v H2O. Doba rozpouštění byla závislá na petrografickém složení vzorku a byla různě dlouhá (1-7 dnů). Vybrané vzorky bylo nutné v kyselinách různě dlouho vařit. Některé Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

9

3. Metody

bitumenní pelity se přesto po těmto krocích nerozpustily. 2/ Druhým krokem je prosvětlení sporomorf, to znamená vhodná oxidace jejich organických sloučenin, za pomoci různě silných oxidačních činidel. Při nevhodně zvoleném postupu může dojít k totálnímu zoxidování a zničení fosilních zbytků. Před tímto krokem bylo proto nutné pomocí mikroskopu stanovit stav zachování sporomorf. Tento stav zachování je ovlivněn charakterem sedimentačního prostředí a tafonomickými charakteristikami. Během transportu, uložení a fosilizace podlehla organická hmota různému stupni přirozené oxidace a degradace. U vzorků s bitumenním podílem, kterých bylo analyzováno poměrně velké množství byla kontrola nesnadná nebo nemožná díky "bitumenní" organické hmotě která často úplně zahalovala sporomorfy. Při oxidaci bylo nutno přistupovat k řadě vzorků zcela individuálně a metodou pokusu používat různě dlouhou dobu různě silná oxidační činidla jako jsou 65% HNO3; HNO3 + KClO3 + H2O nebo HNO3 + KClO3 (Schulzeho směs), případně K2 CrO7 + Kbr + KClO3 + H2O + HNO3. 3/ Při třetím kroku dochází k odstranění huminových kyselin. K těmto účelům bylo použito zásaditého 20% roztok KOH. Jednotlivé fáze postupu byly od sebe odděleny několikanásobným promytím v H2O. Pro očištění sporomorf od " bitumenních" látek byl opakovaně použit ultrazvuk. Drobný detrit byl odstraněn filtrací přes miliporové filtry o průměru otvorů 10 um. Z každého vzorku bylo zhotoveno 5 preparátů v glycerinové želatině. Narozdíl od starších palynologických výzkumů byly preparáty zkoumány z hlediska celých palynofacií, tj. byly posuzovány všechny acidoresistentní zbytky obsažené v těchto preparátech. Díky vhodné macerační metodě bylo většinou získáno dostatečné množství miospor, což umožnilo jejich kvantitativní zpracování, které bylo pokud možno prováděno vyhodnocením 200 jedinců.

3.8.

Zoopaleontologické metody

Na lokalitě Arnultovice byla s úspěchem použita metodika mikrovertebrátní analýzy (viz též ZAJÍC 1996). Pro získání ichtyolitů sensu stricto, tj. chemicky nebo mechanicky separovaných izolovaných kosterních elementů (zubů, šupin, kostí aj.) vodních, nebo ve vodě alespoň částečně či přechodně žijících obratlovců, byla použita 15% kyselina octová. Kyselina se nechá na úlomky horniny působit 24 hodin. Nerozpuštěná hornina se omyje pod tekoucí Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

10

3. Metody

vodou (veškerý kal se zachycuje) a opět zalije čerstvou kyselinou. Tento jednoduchý postup se opakuje až do úplného rozpuštění horniny. Kal vzniklý rozpouštěním sedimentu se každých 24 hodin opatrně plaví pod tenkým proudem vody. Po jeho úplném odstranění zůstane na dně nádoby pouze nerozpustná těžší frakce včetně ichtyolitů. Na závěr se slije přebytečná voda a po dně rovnoměrně rozprostřený nerozpustný zbytek se nechá vyschnout. Pro rozpouštění a následné procedury jsem s výhodou používal plastové krabičky s víčkem o rozměrech 120x90x35 mm. Použité nádoby by neměly mít vysoké boční stěny aby nepřekážely při manipulaci s ichtyolity. Pro přehled při vybírání ichtyolitů z vysušeného nerozpustného zbytku se mi osvědčilo vyrýt preparační jehlou do dna políčka. Nalezené ichtyolity sensu stricto jsem přenášel do papírových mikropaleontologických schránek pomocí mastné preparační jehly. V případě, že ichtyolity zůstanou i po rozpouštění znečištěny zbytky sedimentu, je třeba je ještě ve vodní lázni dočistit pomocí sady hrubších a jemnějších vláken (nejlépe přírodní štětiny a vlasy). Takto získané ichtyolity sensu stricto jsou dále studovány pod binokulární lupou a fotograficky dokumentovány pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu (pro tyto účely se lepí na nosiče pomocí jednostranné či dvoustranné lepicí pásky). Ichtyolity na vrstevních plochách a artikulované exempláře se studují běžnými paleontologickými metodami.


11

4. Geologické poměry

4.

PŘEHLED GEOLOGICKÝCH POMĚRŮ PODKRKONOŠSKÉ PÁNVE Podkrkonošská pánev byla založena jako součást systému extenzně /transtenzních pánví

vznikajících v Českém masívu během pozdních fází variské orogeneze. Začátek sedimentace v podkrkonošské pánvi spadá pravděpodobně do westphalu D. Sedimenty permokarbonu tvoří mocný komplex kontinentálních sedimentů typu red beds (ve stř. a záp. části pánve až 1800 m), které ve východní části pánve dosahují až spodnotriasového stáří (Tásler a Prouza, 1985, viz obr.4.1). Severní a jižní křídlo pánve má často rozdílný litologický vývoj . Do mocné sekvence aluviálně-fluviálně-lakustrinních red beds je vloženo několik horizontů šedě a pestře zbarvených hornin, jejichž mocnost dosahuje obvykle několika desítek metrů. Tyto obzory obsahují karbonátové, silicitové a tufogenní horniny, jinde bitumenní horniny a uhelné sloje převážně jezerního původu. Tento projekt byl zaměřen na výzkum ploužnického, rudnického, hájského a kalenského obzoru stáří stephanu C až autunu. Stručný přehled stratigrafie centrální části pánve s pozicí studovaných obzorů je uveden na obr. 4.2. Litologická náplň a definice jednotlivých obzorů je uvedena v úvodu kapitol 5.1, 5.2, 5.3 a 5.4. Laterální rozšíření výchozů jednotlivých obzorů je vyznačeno na obr. 4.3.


12

5.1 Ploužnický obzor

5.

5.1.

VÝSLEDKY

Ploužnický obzor

Obsah 5.1.1. Definice a základní charakteristika ploužnického obzoru....................................................................14 5.1.2. Sedimentologie ploužnického obzoru ...................................................................................................15 5.1.2.1. Charakteristika studovaných profilù................................................................................................................15 5.1.2.2. Sedimentární facie...........................................................................................................................................15 5.1.2.3. Litofaciální asociace a jejich interpretace .......................................................................................................19 5.1.2.4. Dynamika jezerní sedimentace zaznamenaná v jednotlivých profilech...........................................................21 5.1.2.5. Korelace studovaných profilù .........................................................................................................................22 5.1.2.6. Model sedimentace ploužnického obzoru .......................................................................................................23

5.1.3. Fytopaleontologie ploužnického obzoru ..............................................................................................25 5.1.3.1. . Fytopaleontologická charakteristika jednotlivých lokalit..............................................................................25 5.1.3.2. Vztahy spoleèenstev k sedimentárním faciím..................................................................................................26 5.1.3.3. Rozdíly ve složení a tafonomii spoleèenstev v závislosti na sedimentárních faciích ......................................26 5.1.3.4. Paleoekologická interpretace...........................................................................................................................27 5.1.3.5. Biostratigrafické a evoluèní závìry..................................................................................................................27

5.1.4. Palynologie ploužnického obzoru ........................................................................................................29 5.1.5. Zoopaleontologie ploužnického obzoru ...............................................................................................30 5.1.5.1. Zoopaleontologická charakteristika jednotlivých lokalit.................................................................................30 5.1.5.2. Vztahy fosilních spoleèenstev (tafocenóz) k sedimentárním faciím................................................................32 5.1.5.3. Paleoekologická, paleogeografická a biostratigrafická interpretace ................................................................33

5.1.6. Paleoklimatické, paleoekologické a stratigrafické závìry ....................................................................35


13

5.1.Ploužnický obzor 5.1.1. Základní charakteristika

5.1.1. Definice a základní charakteristika ploužnického obzoru (Blecha M. - Martínek K.)

Ploužnický obzor je součástí semilského souvrství, které bylo ukládáno v podkrkonošské pánvi během stephanu C. Pro semilské souvrství je charakteristická přítomnost polymiktních psefitů a psamitů, které tvoří spolu s aleuropelity nahoru zjemňující cykly (Tásler a Prouza 1985). Vývoj semilského souvrství je odlišný v severní a jižní části pánve. V severní části pánve, kde semilské souvrství dosahuje mocnosti kolem 400 m, lze souvrství dělit na tři členy. Ve spodním členu převažují polymiktní slepence až brekcie a pískovce „proluviálního“ původu; ve středním semilském souvrství převažují aleuropelity nad psefity a psamity, charakteristická je přítomnost 5-40 m mocného lakustrinního štěpanickočikváseckého obzoru tvořeného jílovci, kalovci, prachovci a pískovci šedých barev s lokálně vyvinutými uhelnými slojkami; svrchní člen souvrství je litologicky podobný spodnímu členu, jsou zde však hojněji zastoupeny aleuropelity (Tásler a Prouza 1985, Tásler et al. 1981). V jižní části pánve dosahuje semilské souvrství výrazně nižších mocností (150 - 250 m), spodní a svrchní člen je tvořen hlavně aleuropelity s menším zastoupením psefitů a psamitů, které se ukládaly na aluviální plošině; sedimenty mají cyklickou stavbu podobnou uloženinám severního křídla pánve. Střední člen semilského souvrství je tvořen převážně červenohnědými a hnědými aleuropelity, do kterých je vložen 10 - 60 m mocný ploužnický obzor budovaný pastelově zbarvenými prachovci, kalovci, jílovci a pískovci jezerního původu (Tásler a Prouza 1985, Tásler et al. 1981). Ve spodní části obzoru se vyskytují cm polohy sv. hnědých, bělavých a červených silicitů. Na základě floristické podobnosti (Rieger 1968, 1969), geologického mapování a vrtného průzkumu (vrty Kv-1 a Lt-1, Tásler 1979, Prouza ústní sdělení) jsou štěpanicko-čikvásecký a ploužnický obzor považovány za izochronní (Tásler et al. 1981). Podle Táslera a Prouzy (1985) pokrývalo jezero ploužnického obzoru většinu plochy pánve , tj. asi 150 km2, pravděpodobně však zasahovalo dále na JZ do mnichovohradišťské pánve.


14

5.1.Ploužnický obzor 5.1.2. Sedimentologie

5.1.2. Sedimentologie ploužnického obzoru (Blecha M. - Martínek K.) 5.1.2.1.Charakteristika studovaných profilů Sedimentární záznam ploužnického obzoru byl studován celkem na 4 profilech a ve dvou vrtech, které jsou situovány v jihozápadní a západní části pánve (obr. č.5.1.1). Profily v Ploužnici (A,B,C) tvoří společně prakticky souvislý cca 49 m mocný profil ploužnickým obzorem, zatímco profil Kyje zastihuje podstatnou část obzoru mocnou 17 m.

5.1.2.2.Sedimentární facie V profilech Ploužnice A, B, C a Kyje (obr. 5.1.2 až 5.1.5) bylo na základě rozdílné litologické náplně, sedimentárních struktur a fosilního obsahu vyčleněno 10 litofacií. Jejich podrobný popis a interpretace je uvedena v tab. 1.


15


Tab. 1.

název facie barva, litologie, makrostruktury šedý, fialověhnědý, fialověhnědošedý, hnědý; Ml laminovaný mm až cm laminovaný kalovec až jílovec, v některých polohách mm vložky prachovce kalovec nebo jemnozrnného pískovce s jílovcovými intraklasty, na vrstevních plochách některých poloh jsou patrné otisky a výlitky krystalů evaporitů; jiné polohy jsou významně silicifikovány (sv. hnědý, červený, bílý a čirý silicit tvoří mm laminy, nodule i souvislé několik cm mocné čočkovité polohy), okolní laminy kalovce sledují zvlněný povrch čočkovitých poloh silicitů šedý, fialověšedý, hnědošedý, hnědý; Mro nezřetelně laminovaný kalovec, částečně kalovec s kořeny promísený materiál, místy jílovcové intraklasty, v některých polohách hojné bahenní praskliny šedý, fialověšedý, fialověhnědý, Sro prachovec a hnědofialověšedý, hnědý, červenohnědý; pískovec s málo až dobře vytříděný prachovec až jemnozrnný pískovec; ±vápnitý; s cm kořeny horizontálním zvrstvením nebo s nezřetelnou laminací a částečně promíseným materiálem nebo masivní či značně promísený materiál, místy zachovaná i jemná laminace; ve stropě některých poloh bahenní praskliny

mikrostruktury střídání lamin prachovitého jílovce s laminami dolomitu, ten je ve formě mikrosparitu až sparitu, v některých laminách tvoří pseudomorfózy po dvojčatících krystalech sádrovce; silicifikované polohy obsahují jemně rozptýlený mikrokřemen v jílovité základní hmotě

fosílie místy obsahuje šupiny ryb nebo terestrickou flóru

interpretace střídání sedimentace pracho-jílových částic ze suspenze a chemogenního srážení karbonátů a sulfátů; polohy silicitů vznikly během rané diageneze, mikrokřemen v základní hmotě je pravděpodobně velmi raně diagenetického původu

hojné kořeny terestrických rostlin a jejich otisky

sedimentace ze suspenze, druhotné promísení pedogenními procesy, humidní podmínky

hojné kořeny terestrických rostlin a jejich otisky; v některých polohách stopy po vrtání

sedimentace ze suspenze, dobře vytříděné polohy vznikly pravděpodobně trakčním prouděním; druhotné promísení pedogenními procesy v humidních podmínkách


16


červenohnědý jemnozrnný jílovoprachovitý pískovec, málo až středně vytříděný, ostrá erozní báze, planární nízkoúhlé šikmé zvrstvení, horizontální zvrstvení, proudové čeřiny nebo masivní, uvnitř poloh patrné erozní výmoly (scours, channeling), při bázi je někdy tenká poloha s jílovcovými intraklasty červenohnědý, hnědý, fialověhnědý; středně až dobře vytříděný prachovec až jemnozrnný pískovec, hojné proudové čeřiny, horizontální zvrstvení; může být přítomno i planární šikmé zvrstvení, báze ostrá rovná nebo mírně erozní, pískovcové polohy tvoří často ploše čočkovitá tělesa, která po několika desítkách metrů vykliňují, jinak deskovité polohy, ±vápnitý, místy přítomny i vtiskové stopy a mázdřité zvrstvení červenohnědý, fialověšedý, šedý, sv. šedý; Mss střídání mm až 2 cm lamin kalovce a prachovce střídání nebo prachovce a jemnozrnného pískovce, lamin písčité laminy obsahují často proudové čeřiny, kalovce, prachovce a hojná jílovitá příměs ve všech složkách; pískovce v některých polohách se střídají laminy šedého prachovce se sv.šedým hrubozrnným pískovcem

nízkoúhlé šikmé zvrstvení , čeřiny a horizontální zvrstvení jsou produktem migrace a sedimentace písčitého příbřežního baru a příbřežních písčitých plošin; na písečných plošinách docházelo lokálně ke vzniku erozních výmolů převážně sedimentace z trakčních proudů ve spodním proudovém režimu, do jisté míry se uplatňovalo i střídání sedimentace ze suspenze a sedimentace ve spodním proudovém režimu (mázdřité zvrstvení) dobré vytřídění některých poloh svědčí o dlouhém transportu nebo o činnosti vlnění střídání sedimentace z trakčních proudů a sedimentace ze suspenze

Sch pískovec s nízkoúhlým šikmým zvrstvením nebo s erozními výmoly Sri pískovec s čeřinami

Tab. 1. pokračování


17


Sl laminovaný fialověhnědý, hnědý, šedý; laminovaný prachovitý jemnozrnný pískovec až prachovec prachovec, středně až málo vytříděný, často jsou mezi jednotlivými laminami jílovité filmy, mázdry, výjimečně také nízkoúhlé šikmé zvrstvení, lépe vytříděné polohy jsou často karbonátické, nejčastěji dolomitické, rovné spodní i svrchní vrstevní plochy Mc kalovec červenohnědý, hnědý; s bahenními kalovec s nedokonalou laminací narušenou prasklinami hojnými bahenními prasklinami Mm masivní červenohnědý, hnědý, fialověhnědý, šedý ; masivní kalovec je buď zcela homogenní kalovec bezstrukturní nebo jsou patrné stopy promísení materiálu, skvrnitost, případně relikty laminace; v některých polohách jsou zřetelné horizonty nepravidelně rozptýlených pedogenních nodulí (glaebules) Sh pískovec s horizontálním zvrstvením

sedimentace ze suspenze (nebo migrace malých bedforem ve spodním proudovém režimu)

střídání sedimentace ze suspenze s obdobím vysychání a) usazení primárně homogenního materiálu bez dostatečného litologického kontrastu ze suspenze b) usazení původně laminovaného kalovce ze suspenze, následné promísení a homogenizace bioturbací nebo c) pedogenními procesy pískovce s horizontálním zvrstvením vznikaly migrací malých bedforem ve spodním proudovém režimu, případně ve svrchním proudovém režimu; laminované pískovce byly uloženy ze suspenze; masivní pískovce vznikly pravděpodobně rychlou sedimentací ze suspenze

šedý, světle šedý, hnědošedý; málo až středně vytříděný arkózový pískovec, jemno až hrubozrnný, mm až cm horizontální zvrstvení nebo mm laminace, případně masivní, často jílovitý nebo vápnitý; polohy jsou nejčastěji deskovité s rovnou svrchní i spodní vrstevní plochou, spodní vrstevní plocha je ostrá, svrchní může být neostrá s pozvolným přechodem do nadloží, méně často jsou polohy ploše čočkovité, případně s erozní bází

Tab. 1. pokračování Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

18


5.1.2.3.Litofaciální asociace a jejich interpretace Sedimentární facie vyčleněné ve studovaných profilech byly na základě společných znaků seskupeny do tří litofaciálních asociací, které byly interpretovány jako: • litofaciální asociace A - sedimenty předbřežní zóny jezera • litofaciální asociace B - sedimenty jezerního okraje • litofaciální asociace C - sedimenty příbřežní bahenní plošiny a zarostlého příbřeží (vyšší příbřeží)

Faciální asociace A - sedimenty předbřežní zóny jezera Sedimenty předbřežní zóny jezera jsou tvořeny facií Ml. Charakteristická je pro ně jemná laminace, šedé a pestře šedé barvy, některé polohy jsou značně silicifikované. Místy jsou přítomny fosilní terestrické rostliny a jejich fragmenty nebo nehojné relikty ryb (většinou šupiny); bioturbace jsou vzácné. Ve dvou polohách bylo nalezeno střídání jílovcových lamin s laminami karbonátovými navíc doprovázené výlitky krystalů evaporitů na vrstevních plochách a pseudomorfózami dolomitu po sádrovci. Mohou být také přítomny tenké (mm až cm mocné ) proplástky vulkanogenních hornin. Všechny uvedené znaky svědčí o sedimentaci kalových částic ze suspenze v klidné předbřežní zóně jezera s oxickými či suboxickými podmínkami u dna. Převládající nepravidelná laminace (střídají se 0,X mm až několikamilimetrové laminy jílovitých až prachovitých kalovců; mocnost lamin i jejich zrnitost je značně variabilní) je pravděpodobně záznamem nekontinuálního (epizodického) přínosu sedimentů s významným podílem vulkanogenního materiálu. Vulkanogenní materiál byl pravděpodobně zdrojem hojné silicifikace některých poloh. V případě pravidelného střídání lamin jílovce a karbonátu lze předpokládat klimaticky řízenou (sezónní) sedimentaci s ukládáním jílových částic ze suspenze v humidnějším, chladnějším období (sezóně) a s chemogenním srážením karbonátů a sulfátů v suchém a teplém období (sezóně).


19


Faciální asociace B - sedimenty jezerního okraje Litofaciální asociace B vystupuje převážně v bezprostředním podloží či nadloží sedimentů předbřežní zóny a zahrnuje prachovopísčité siliciklastické facie Sri, Mss, Sl, Sh a Sch. Tyto facie nesou převážně znaky charakteristické pro subakvatickou sedimentaci v mělké příbřežní zóně jezera. Místy jsou však přítomny i znaky nasvědčující subaerické sedimentaci v prostředí okrajových, periodicky zaplavovaných plošin. Vzhledem k absenci jednoznačných kritérií pro rozlišení obou uvedených skupin facií v jednotlivých profilech byly zmíněné facie seskupeny do 1 litofaciální asociace. V litofaciální asociaci vystupují deskovité polohy laminovaných, nedokonale vytříděných prachovců či pískovců s jílovými filmy nebo mázdrami (facie Sl) a polohy tvořené střídáním lamin kalovce, prachovce a pískovce (Mss). Tyto polohy nesou znaky sedimentace ze suspenze ve statické nádrži periodicky se střídající se

sedimentací z trakčních proudů.

K jejich sedimentaci pravděpodobně docházelo v dosahu aluviální činnosti, tj. převážně v distálnějších částech deltových těles akumulujících se při ústí dočasných toků. Dalším typem jsou deskovité polohy horizontálně zvrstvených popř. masivních, nedokonale vytříděných pískovců (facie Sh), které lze interpretovat jako tělesa ukládaná převážně rychlou sedimentací v blízkosti ústí dočasných toků (proximálnější část deltových těles). Deskovitá či ploše čočkovitá tělesa dobře vytříděných pískovců s horizontálním zvrstvením, proudovými čeřinami a příp. i nízkoúhlým diagonálním zvrstvením (Sri) lze převážně interpretovat jako sedimenty příbřežních písečných plošin a barů redistribuované a ukládané v důsledku činnosti příbřežních proudů a vlnění. Posledním typem jsou polohy nedokonale vytříděných

pískovců s ostrými erozními

bázemi (facie Sch) reprezentující pravděpodobně výplně plochých koryt a erozních výmolů na záplavové plošině příp. nevytříděné bary akumulující se při ústí dočasných toků.

Faciální asociace C - sedimenty příbřežní bahenní plošiny a zarostlého příbřeží Litofaciální asociaci tvoří facie Mc, Mm,

Mro a Sro

nesoucí znaky mělkovodní

sedimentace příp. opakovaného vynořování sedimentů. Sedimenty příbřežní bahenní plošiny zastupují kalovce s hojnými bahenními prasklinami a s více či méně narušenou laminací (Mc) nebo masivní kalovce (Mm). Sedimentární struktury dokládají časté vynořování sedimentu na ploché bahenní plošině v důsledku pohybů jezerní Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

20


hladiny. Facie Mc někdy obsahuje nodulární horizonty s pedogenními glaebulemi svědčící o dlouhodobější subaerické expozici v aridních podmínkách. Sedimenty obsahující četné kořeny (facie Mro a Sro) reprezentují siliciklastika uložená původně v jezerním prostředí. V důsledku příhodných podmínek (relativně stálá hladina, nízkoenergetické prostředí) došlo k zarůstání terestrickou vegetací v příbřežní zóně jezera.

5.1.2.4. Dynamika jezerní sedimentace zaznamenaná v jednotlivých profilech Profil Ploužnice A Při bázi profilu lze pozorovat časté střídání dm poloh předbřežních facií s faciemi příbřežními což svědčí o častém kolísání hladiny. Střední části profilu tvoří střídání facií jezerního okraje a zarostlé příbřežní plošiny (-1 až 13 m, obr. 5.1.2). Hladina byla v této etapě vývoje jezera poměrně nízká, sedimentace byla řízena hlavně přínosem siliciklastického materiálu efemerními toky a jeho případnou redistribucí příbřežními proudy či vlněním. Za příhodných podmínek docházelo k zarůstání okrajových částí jezera terestrickou vegetací. V nejvyšší části profilu (13-16 m) lze pozorovat návrat k sedimentaci v předbřežní zóně jezera, který souvisel se zdvihem hladiny. Předbřežní kalovce jsou charakteristické střídáním lamin jílových a dolomitových s pseudomorfózami po sádrovci, které svědčí o sezónním střídání sedimentace ze suspenze jemných siliciklastik a chemogenního srážení karbonátů a sulfátů. Následný pokles hladiny je zaznamenán přechodem předbřežních laminovaných kalovců do uloženin jezerního okraje a kalovců bahenních plošin ve stropě profilu. Střídající se předbřežní a příbřežní facie tvoří v profilu 5 nepravidelných nahoru změlčujících cyklů (viz obr. 5.1.2), které mají značně proměnlivé mocnosti (1-11 m). Profil Ploužnice B V relativně

malém

vertikálním

profilu

je

zachycen

nahoru

změlčující

cyklus

s předbřežními jemně laminovanými kalovci na bázi, na které nasedá kalovec příbřežní bahenní plošiny (0 až 5 m, obr. 5.1.3). V nejvyšší části profilu tvořeném jemně laminovanými předbřežními kalovci je zaznamenáno opětovné prohloubení jezera. Profil Ploužnice B je charakteristický velmi jemnou jílovoprachovitou sedimentací s raně diagenetickými polohami silicitů bez přítomnosti hrubších siliciklastik. Předbřežní laminované kalovce obsahují polohy s karbonátovými laminami a s otisky krystalů evaporitů na vrstevních plochách, podobné jako Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

21


ve svrchní části profilu Ploužnice A. Nepřímé doklady o srážení sulfátů v jezeře svědčí o hydrologicky uzavřeném systému a aridních (semiaridních) podmínkách v době sedimentace. Profil Ploužnice C Ve vertikálním sledu je zde možné pozorovat dva nahoru změlčující cykly (2-10 m a 10-15 m, obr.5.1.4). Na bázi obou cyklů leží předbřežní sedimenty, které do nadloží přecházejí do sedimentů jezerního okraje, popř. až do sedimentů příbřežních bahenních plošin v nejvyšší části cyklu. Cykly zde mají mocnost 5-8 m a svědčí o výrazných pohybech jezerní hladiny. V nejvyšší části profilu vystupují sedimenty aluviálního koryta a písčitých aluviálních plošin, které byly uloženy pravděpodobně na záplavové plošině vně jezera. V jejich blízkosti rostla terestrická vegetace; špatná odkrytost výchozu bohužel neumožňuje bližší identifikaci sedimentačního prostředí. Profil Kyje Ve vertikálním sledu je možno zaznamenat dva nahoru změlčující cykly. Spodní cyklus (18 m, obr.5.1.5) začíná předbřežními jemně laminovanými kalovci na bázi, nad kterými následují písčité facie aluviálních koryt s polyfázovou výplní a erozní výmoly jezerního okraje. V nejvyšší části cyklu

pak

vystupují sedimenty příbřežní bahenní plošiny

s pedogenním horizontem. Druhý cyklus (8-12 m) je obdobný - začíná předbřežními laminovanými kalovci, na které nasedají prachovce a pískovce jezerního okraje. Třetí cyklus v nejvyšší části profilu Kyje je neúplný - jsou zde zastoupeny pouze předbřežní laminované kalovce se silicity a tenkými polohami vulkanogenních hornin (12-17 m).

5.1.2.5.Korelace studovaných profilů Tři profily na lokalitě Ploužnice leží přibližně v superpozici nad sebou, ale jsou odděleny subvertikálními zlomy. Velikost pohybu na zlomech nelze vzhledem ke špatné odkrytosti terénu jednoznačně identifikovat, pohyb byl však pravděpodobně malý a chybějící úseky sedimentárního záznamu mají malou mocnost. Proto jsou profily Ploužnice A, B a C znázorněny na obr. 5.1.6 vzájemně v nadloží a tvoří téměř souvislý profil. Ke vzájemné korelaci profilů Ploužnice a Kyje (leží 2 km od sebe, viz obr. 5.1.1) lze použít předbřežní facie jemně laminovaných kalovců. Poměrně spolehlivě lze korelovat polohy šedých jemně laminovaných silicifikovaných kalovců ve svrchní části profilu Kyje a v profilu Ploužnice B, Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

22


protože obsahují charakteristické nodule, čočky a nodulární polohy hnědých, červených, bílých a čirých silicitů. Naopak laterální nestálost příbřežních facií neumožňuje korelaci jednotlivých částí profilu tvořených sedimenty jezerního okraje a příbřežní bahenní plošiny.

5.1.2.6. Model sedimentace ploužnického obzoru Ze studia sedimentárního záznamu vyplývá, že převážná část sedimentů ploužnického obzoru je produktem jezerní sedimentace. V předbřežní zóně jezera převládala sedimentace jílovoprachovitého materiálu ze suspenze, oxický až suboxický charakter sedimentů indikuje relativně malou hloubku jezera a absenci permanentní stratifikace.

Hrubší, převážně

nedokonale vytříděný prachovopísčitý materiál byl akumulován v okrajové části jezera při ústí dočasných toků a příp. dále redistribuován příbřežními proudy a činností vln. Za příhodných podmínek (nízkoenergetické podmínky, relativně stálá hladina) docházelo k zarůstání mělké příbřežní zóny terestrickou vegetací. V místech s limitovaným přínosem hrubších siliciklastik a nízkým gradientem se při okraji jezera vytvářela opakovaně vynořovaná příbřežní bahenní plošina. Sedimenty výše charakterizovaných prostředí tvoří ve studovaných profilech několik nepravidelných asymetrických cyklů, ve kterých facie jezerního předbřeží přecházejí do facií jezerního okraje a facií pobřežních bahenních plošin. Vertikální přechody z předbřežního prostředí do pobřežních bahenních plošin a zarůstajícího příbřeží jsou dokladem opakovaného prohlubování a změlčování jezera, které mohlo mít příčiny buď klimatické (oscilace jezerní hladiny) nebo tektonické

(periody

zanášení jezera při pomalé subsidenci střídající se s prohloubením v důsledku rychlejší subsidence). Přítomnost otisků krystalů evaporitů, pseudomorfóz dolomitu po sádrovci a poměrně hojné dolomitové příměsi v předbřežních kalovcích svědčí o tom, že ploužnické jezero bylo po většinu své existence hydrologicky uzavřené, s poměrně vysokou salinitou. Výška hladiny takovýchto jezerních systémů velmi citlivě reaguje i na mírné klimatické změny (poměr srážek, přítoku povrchové a podzemní vody /evaporace), a proto lze usuzovat, že doložená periodická prohlubování a změlčování jezera jsou převážně důsledkem klimatických oscilací. Naproti tomu vertikální přechody z předbřežních facií do facií jezerního okraje mohly mít zčásti i autocyklický charakter spočívající v laterálním „překládání“ ústí dočasných toků Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

23


přinášejících do jezera hrubší prachovopísčitý materiál. Často pozorované rychlé střídání předbřežních, příbřežních a subaerických facií indikuje nízký gradient dna pánve, v důsledku něhož mohlo docházet k poměrně značným laterálním posunům pobřeží i při relativně malých pohybech hladiny. Vzhledem k asymetrické výplni pánve ve stephanu C (viz kap. 5.1.1) lze předpokládat vyšší rychlost subsidence v severní části pánve, která byla řízena pohybem na severním poklesovém okrajovém zlomovém systému. Naproti tomu v jižní část pánve byla subsidence výrazně pomalejší a dno pánve zde zapadalo k severu s mírným sklonem. Pánev měla tedy pravděpodobně už ve stephanu C stavbu polopříkopové propadliny (half-graben), pro což máme doklady ze spodního permu (autunu, viz kap. 5.2 ). S touto představou koresponduje i faciální vývoj ploužnického obzoru. Pro severní část pánve (tzv. štěpanicko-čikvásecký obzor) je charakteristická přítomnost suboxických a anoxických předbřežních facií (šedé a černošedé jemně laminované kalovce a bitumenní karbonáty) a slepenců a pískovců uložených pravděpodobně gravitačními proudy (viz vrt Kv-1, obr. 5.1.7). V severní části pánve lze proto předpokládat větší hloubku jezera a větší gradient dna pánve. V lokálně vyvinutých dílčích depresích (souvisejících patrně s režimem subsidence v této části pánve) se v periodách stabilnější hladiny vytvářelo bažinné příbřežní prostředí příhodné pro vznik tenkých uhelných slojek. Naproti tomu jižní část pánve, kterou reprezentují profily Ploužnice a Kyje, byla spíše platformního typu s nízkým gradientem. V podmínkách plochého reliéfu docházelo ke značným laterálním posunům jednotlivých sedimentačních prostředí i při relativně malých změnách výšky jezerní hladiny. S tím pravděpodobně souvisela i nepřítomnost uhelných slojí, které se vyskytují v severní části pánve. Vegetace, která rostla kolem jezera se na jihu pánve musela neustále stěhovat za migrujícím pobřežím, což bránilo dlouhodobějšímu rozvoji bažinné flóry na jednom místě.


24

5.1.Ploužnický obzor 5.1.3.Fytopaleontologie

5.1.3. Fytopaleontologie ploužnického obzoru (Šimůnek Z.)

5.1.3.1.. Fytopaleontologická charakteristika jednotlivých lokalit Lokality v okolí Ploužnice byly známy již na počátku století (Daněk, 1902). Profily v zářezu železniční tratě v Ploužnici poprvé uvedl Frič (1912). Již Purkyně (1929) uvedl dosti podrobný seznam flóry ploužnického obzoru. Po 2. sv. válce ve sběrech pokračovali V. Havlena, K. Havlata a Z. Rieger, který uvedl aktualizovaný seznam flóry ploužnického obzoru ve své disertační práci (Rieger 1968). Bohužel Rieger (1958, 1968) zpravidla nemá uvedenu přesnou pozici rostlinných nálezů v profilu, což nám znemožňuje sledovat vývoj flóry v rámci ploužnického obzoru. V r. 1996 byla podniknuta cesta za účelem nasbírání přesně lokalizovaných fytopaleontologických vzorků. Bohatší flóra byla získána pouze ze 2 poloh, z kterých byly vzorky odebírány ze 2 míst vzdálených od sebe 10 - 15 m. Ostatní polohy uvedené Riegrem (1958) nebyly přístupné. Ploužnice - zářez železniční trati Ve facii fialovošedého, jemně laminovaného kalovce profilu Ploužnice B; 1,7 m byla nalezena část lístku pteridospermy ?Neurodontopteris cf. auriculata. Ve facii šedého, šedohnědého až fialovohnědého jemně laminovaného kalovce až prachovitého kalovce (profil Ploužnice C; 2,9 - 3,5 (3,95) m) se vyskytují relativně vzácně úlomky rostlin. Ve facii fialovohnědého laminovaného kalovce (výkop 1) převažují drobné úlomky lístků a částí vějířků pteridosperm (Mixoneura subcrenulata a Neurodontopteris cf. auriculata) a kapradin (Pecopteris cf cyathea). Kmeny přesličkovitých rostlin jsou vzácné, avšak dosahují i větších rozměrů - až 20 cm délky - např. Cordaites cf. suckovii. Kordaity nalezené v této facii jsou rovněž úlomkovité, větší exempláře jsou vzácností. Z jehličnanů byla nalezena pouze větvička Culmitzschia speciosa. Zkameněliny jsou zachovány v podobě otisků bez uhelné hmoty, některé jsou povlečeny oxidy železa. Několik vzorků bylo získáno z nadložního světle šedého jemně laminovaného kalovce. Jde o drobné úlomky kordaitů a kalamitů. Ve výkopu 2, vzdáleného 10 m s. od výkopu 1, byly ve stejné stratigrafické úrovni ve facii světle šedého jemně laminovaného kalovce zjištěny převážně úlomky vějířů pteridosperm (největší do 10 cm délky). Jsou to především Mixoneura osmundaeformis a jeden exemplář Neurocallipteris cf. neuropteroides. Dále byl zjištěn úlomek přesličkovité rostliny ?Sphenophyllum sp. a kordaitu. Druhá poloha (Ploužnice C, 10,1 - 10,4 (10,5) m) je ve facii šedého šedohnědého až fialovohnědého jemně laminovaného prachovitého kalovce. Převažují kmeny kalamitů a listy kordaitů (výkop 3). Byly nalezeny i velké exempláře až do 30 cm (Calamites cistii a Calamites suckowii). Zkameněliny jsou přítomny ve formě otisků bez uhelné hmoty. Výkop 3 je chudý na pteridospermy. Z určitelných pteridosperm byla zjištěna pouze Mixoneura osmundaeformis. Plavuňovité rostliny jsou zastoupeny dekortikátem kmene Asolanus camptotaenia. Zástupci kapradinovitých a jehličnatých rostlin nebyli zjištěni. Zato ve výkopu 4 vzdáleném 15 m severně od výkopu 3 byly ve stejné facii a stejné stratigrafické úrovni kapradinovité rostliny poměrně hojné - Pecopteris cyathea, kapraďosemenné rostliny zastoupené druhem Mixoneura osmundaeformis, a přesličkovité rostliny poměrně vzácné (Calamites cistii).


25


5.1.3.2.Vztahy společenstev k sedimentárním faciím Nálezy flóry jsou v podstatě vázány na facii šedého, šedohnědého až fialovohnědého jemně laminovaného kalovce až prachovitého kalovce. Tyto facie se vyskytují v obou polohách s nejbohatší flórou. V hnědofialových písčitých prachovcích (Rieger, 1958, poloha 104) byly nalezeny walchie. Velmi špatně zachované walchie byly zjištěny v podobných horninách mezi Ploužnicí a Kyjemi.

5.1.3.3.Rozdíly ve složení a tafonomii společenstev v závislosti na sedimentárních faciích Podle práce Z. Riegra (1958) je zřejmé, že se flóry vyskytují v několika polohách ploužnického obzoru v zářezu železniční trati u Ploužnice. Nejvyšší fosiliferní polohy ploužnického obzoru již nejsou přístupny vlivem silného navětrání jílovitých hornin a zarůstání vegetací. Nejvyšší fosiliferní polohy (Rieger, 1958; poloha 18) patrně obsahovaly autochtonní vlhkomilnou flóru. Dokladem toho jsou nálezy plavuní Sigillaria brardii a jejich kořenů Stigmaria sp. Další polohy (43 - 48) by se daly spojit do jedné 1,5 m mocné polohy. V hojné míře jsou zde zastoupeny kordaity a kalamity, což by svědčilo o prostředí v okolí vodních toků, příp. jezera. Nálezy stratigraficky významného druhu Mixoneura osmundaeformis to jen potvrzují. V nejspodnější části této polohy byl nalezen druh Alethopteris zeilleri, který má vyšší nároky na půdní vláhu a je součástí uhlotvorné vegetace (Šimůnek, 1989). Spodnější polohy Riegra (1958) se dají paralelizovat s našimi nálezy. V polohách 59 - 63, naše metráž 10,1 - 10,5 m profilu Ploužnice C, byli hojně nalézány kalamity a listy kordaitů. Jde o facii šedého, šedohnědého až šedohnědého až fialovohnědého jemně laminovaného kalovce až prachovitého kalovce. Jde zřejmě o flóru stejné facie, jaká byla popsána výše. Stratigraficky významný druh Mixoneura osmundaeformis se zde rovněž vyskytuje. Z vlhkomilnějších prvků byly vzácně zjištěny ?Asolanus cf. camptotaenia a Pecopteris cyathea. V nejspodnější fosiliferní poloze profilu Ploužnice C dochází ke střídání facie fialovohnědého laminovaného kalovce a světle šedého laminovaného kalovce. Složení rostlinného společenstva se poněkud liší od předešlého. Více jsou zastoupeny pteridospermy (Mixoneura osmundaeformis, Mixoneura subcrenulata a Neurodontopteris auriculata), které měly patrně vyšší nároky na vodu a rostly podél vodních toků a okrajů bažin. Některé byly Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

26


součástí uhlotvorné vegetace. Vlhlkomilnější kalamity a pekopteridy jsou v menšině. Jako reprezentanti sušších stanovišť jsou uváděni zde velmi vzácně se vyskytující kordaity a jehličnany (Culmitzschia speciosa).

5.1.3.4.Paleoekologická interpretace Rostlinné fosílie studovaných lokalit jsou zachovány v podobě otisků bez původní organické hmoty nalézaných rostlinných zbytků. Tyto zbytky byly pravděpodobně ukládány za podmínek umožňujících jejich oxidaci během rozkladných procesů po jejich pohřbení. Povlaky kysličníků železa na otiscích to dokazují. Mezi rostlinnými zbytky nalezenými v této facii (facii šedého, šedohnědého až fialovohnědého jemně laminovaného kalovce až prachovitého kalovce) převládají kalamity a kordaity. Medullosní pteridospermy a pekopteridy jsou vzácnější. Jehličnany a plavuňovité rostliny jsou extrémně vzácné.

5.1.3.5. Biostratigrafické a evoluční závěry Ke konci stephanu se projevuje ve větší míře postupující aridizace klimatu. Rostlinné společenství ploužnického obzoru tomu odpovídá. Jde o obzor neslojotvorný, přesto lze zde nalézt velmi vzácně zástupce vlhkomilné slojotvorné květeny - plavuňovité rostliny (Asolanus camptotaenia a Sigillaria brardii). Z vlhkomilnějších rostlin se zde stále vyskytují přesličkovité rostliny, které pravděpodobně porůstaly okraje bažin a vodních toků (Calamites cistii a Calamites suckowii). Kapradinovité rostliny, které pravděpodobně měly rovněž vyšší nároky na vodu ustupují do pozadí (Pecopteris cyathea). Z ploužnického obzoru je uváděno 10 druhů medullosních pteridosperm. Některé jsou hojné a stratigraficky významné (Callipteridium pteridium a Mixoneura osmundaeformis), většina však je velmi vzácných (Neuropteris

zeilleri,

Barthelopteris

germarii

a

Alethopteris

zeilleri).

Medullosní

pteridospermy svými ekologickými nároky stojí na pomezí mezi suchomilnými a vlhkomilnými rostlinami a bývají zařazovány k tak zvané mesofilní flóře. V přírodě se zřejmě vyskytovaly v při okrajích a v sušších částech bažin, na půdách s vyšším obsahem živin. Další hojnou rostlinnou skupinou jsou kordaity (Cordaites cf. borassifolius a Cordaites cf. principalis). Kordaity se během karbonu diferencovali do 2 biotopů. 1. přizpůsobili se růstu v bažinném prostředí podobně jako plavuňovité rostliny, 2. kolonizovali i sušší místa v okolí těchto bažin, což se projevuje zvláště v permu (např. jsou součástí flóry walchiových lupků). Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

27


Typicky suchomilné jehličnaté rostliny se začínají vzácně objevovat v ploužnickém obzoru (Walchia piniformis, Ernestiodendron filiciforme, Culmitzschia laxifolia a Culmitzschia speciossa). Tyto rostliny jsou již druhově diversifikované (6 druhů), avšak vyskytují se velmi vzácně. Patrně porůstaly vyvýšená území vzdálenější od zamokřených míst a močálů. Rychlý rozvoj jehličnatých rostlin však začal až na počátku permu. Z biostratigrafického hlediska má tato flóra vysloveně svrchnostefanský charakter. Stratigrafické zařazení této flóry umožňují zvláště pteridospermy jako jsou Callipteridium pteridium, Mixoneura osmundaeformis a Alethopteris zeilleri. Indexový druh Wagnerovy (1984) zóny Sphenophyllum angustifolium, charakteristické pro většinu stephanu C, zde nebyl nalezen. Rovněž nebyl nalezen žádný zástupce řádu Peltaspermales, z něhož pochází vůdčí druh zóny Autunia conferta, která charakterizuje přechodné období mezi karbonem a permem (Wagner, 1984). Z tohoto důvodu ploužnický obzor patří do chronozóny Sphenophyllum angustifolium, neboť množství druhů doprovázejících tento taxon se zde vyskytuje (Wagner, 1984). Diversita walchií však ukazuje na to, že se nacházíme v nejvyšší části této zóny. V rámci jednotlivých poloh ploužnického obzoru nebylo možno sledovat výrazné floristické změny. Flóra následujícího rudnického obzoru je však výrazně odlišná, což by svědčilo o větším stratigrafickém hiátu a změně klimatu směrem k aridnějšímu.


28

5.1.Ploužnický obzor 5.1.4. Palynologie

5.1.4.

Palynologie ploužnického obzoru (Drábková J.)

Vzorky na

palynologické analýzy ploužnického obzoru byly odebrány v rámci

sedimentologické a fytopaleontologické dokumentace na lokalitě Ploužnice - zářez železniční tratě (profily Ploužnice A, B, C) ze všech poloh, kde se vyskytovaly zbytky makroflóry. Byla analyzována facie fialovohnědého jemně laminovaného kalovce až prachovitého kalovce a facie šedého, šedohnědého až fialovohnědého jemně laminovaného prachovitého kalovce. Všech 12 zkoumaných vzorků je palynologicky negativních. Palynofacie obsahují pouze černý většinou ostrohranný „dřevní“ detrit, ojediněle s morfologicky rozlišitelnými zbytky cévic. Látky na bázi sporopolleninu a kutinu, které tvoří sporomorfy a rostlinné kutikuly, podlehly během sedimentačních a diagenetických procesů totální degradaci. Dokladem toho jsou též rostlinné makrofosílie, které jsou zachovány pouze ve formě otisků bez původní organické hmoty.


29

5.1.Ploužnický obzor 5.1.5. Zoopaleontologie

5.1.5.

Zoopaleontologie ploužnického obzoru (Zajíc J.)

5.1.5.1. Zoopaleontologická charakteristika jednotlivých lokalit Ze studovaných profilů byly živočišné fosílie zjištěny na 3 lokalitách. Dále uvádíme zoopaleontologickou charakteristiku u dalších 10 lokalit a vrtů, které nebyly předmětem detailního sedimentologického studia a u 6 lokalit a ze kterých byla fauna zmiňována jinými autory. Seznam všech nálezů v ploužnickém a štěpanicko-číkváseckém obzoru je uveden v příloze. Studované profily Kyje Ve facii šedohnědého laminovaného prachovce (8,70 m) byly nalezeny pouze stopy tetrapodů Amphisauropus cf. Amphisauropus intermedius (dle HAUBOLDA, 1971). Tento nález indikuje terestrické prostředí, případně hloubku v řádu centimetrů. Ploužnice - A Ve facii hnědého kalovce s náznakem laminace (0-1,3 m) byla nalezena pouze velmi chudá fragmentární fauna (paprskoploutvé ryby), indikující spolu s charakterem sedimentu mělkovodní prostředí jezera s relativně dobře okysličenou vodou při dně (epilimnion stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero). Ploužnice - C Ve facii šedohnědého, fialovohnědého až šedého jemně laminovaného kalovce až prachovitého kalovce (2,93,5 m) byly nalezeny nehojné izolované zbytky obratlovců (hybodontidní žraloci Limnoselache sp.; paprskoploutvé ryby včetně Progyrolepis speciosus) a koprolity včetně spirálních. Diverzifikovaná disartikulovaná fauna spolu s typem sedimentu indikuje prostředí jezera s poměrně dobře okysličenou vodou při dně (nejhlubší partie epilimnionu stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero).

Ostatní lokality a vrty Bradlecká Lhota - les Zlatník Ve sbírkách Národního muzea v Praze jsou uloženy izolované zbytky paprskoploutvých ryb. Košťálov - štola Naděje Lokalita je situována S od Vyniklé. Nálezy pochází z odvalu (z tmavošedých prachovců, tmavošedých laminovaných kalovců a černošedých jemně laminovaných kalovců s laminami uhlí) a jejich pozici v profilu tedy nelze přesně určit. Fosilizace nehojné fragmentární fauny (paprskoploutvé ryby včetně Sphaerolepis kounoviensis a Spinarichthys dispersus; koprolity) probíhala v hypolimnionu mělčího stratifikovaného jezera . Kouty - štoly Adolf a Glück Nálezy pochází z odvalu (z tmavošedých prachovců, tmavošedých laminovaných kalovců a černošedých jemně laminovaných kalovců s laminami uhlí) a jejich pozici v profilu tedy nelze přesně určit. Nehojná fragmentární fauna (paprskoploutvé ryby včetně Sphaerolepis kounoviensis; koprolity) reprezentuje stejné prostředí jako u předchozí lokality.


30

5.1.Ploužnický obzor 5.1.5. Zoopaleontologie Kromle FRIČ(1912) uvádí z červené břidlice z rokle nedaleko hájovny u Kromel chudší faunu (hmyz; pavouk „Arthrolycosa“ sp.; pochybný otisk ?roztoče), která je terestrického charakteru. Lokalita, bohužel, dosud nebyla nalezena, ale charakter zmiňované fauny ukazuje na ploužnický obzor. Bližší interpretace sedimentačního prostředí tedy není možná. Krsmol Z této lokality uvádí FRITSCH (1879-1901) nález mlžů Carbonicola bohemica, jejichž výskyt ukazuje na oxidační podmínky při dně a křídla hmyzu naznačující blízkost břehu. Kyje - bez bližší lokalizace FRIČ (1912) nazývá tuto lokalitu „zářez dráhy poblíž Menzlova lomu u Lomnice nad Popelkou“. V literatuře (FRIČ 1912; SCHNEIDER 1983; aj.) je uváděna nehojná ale druhově poměrně bohatá fauna (hmyz včetně Spiloblattina lawrenceana, Sysciophlebia rubida, Neorthroblattina cf. Neorthroblattina multineuria a Anthracoblattina sp.; stopy tetrapodů Protritonichnites lacertoides) jasně terestrického charakteru. Ichnofosílie svědčí o terestrickém prostředí (maximálně o hloubce vody v řádu centimetrů), nálezy hmyzu nelze vyhodnotit bez znalosti sedimentu. Nedvězí - štola Otto Nálezy pochází z odvalu (z tmavošedých prachovců, tmavošedých laminovaných kalovců a černošedých jemně laminovaných kalovců s laminami uhlí) a pozici nálezů v profilu tedy nelze přesně určit. Nehojná a v případě obratlovců fragmentární fauna (ostrakodi Carbonita sp.; akantodi Acanthodes sp.; paprskoploutvé ryby včetně Sphaerolepis kounoviensis; koprolity) svědčí o fosilizaci v jezeru s anoxickým prostředím při dně (mělčí partie hypolimnionu stratifikovaného jezera). Viz též HAVLENA (1957b). Nedvězí - štola Rohan Lokalita je situována JV od Sutice. Nálezy pochází z odvalu (z tmavošedých prachovců, tmavošedých laminovaných kalovců a černošedých jemně laminovaných kalovců s laminami uhlí) a pozici nálezů v profilu tedy nelze přesně určit. Poměrně hojná fragmentární fauna (paprskoploutvé ryby včetně Sphaerolepis kounoviensis a Spinarichthys dispersus; koprolity) indikuje stejné prostředí jako u předchozí lokality. Nová Paka - letiště KAMARÁD (1959) uvádí z nafialovělých jemně písčitých slídnatých lupků poměrně hojnou faunu (Lioestheria paupera; hmyzí křídla) indikující pravděpodobně mělkovodní prostředí v blízkosti břehu (epilimnion stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero). Mezi konchostrakami, jejichž jméno je taxonomicky upraveno ve smyslu HOLUBA & KOZURA (1981a) se objevují i juvenilní jedinci. Fauna je zachována v otiscích. Hojné nálezy konchostrak podporují pravděpodobnost častých eutrofizací. Ploužnice - kilometrovník 60,5 Lokalita je situována 20 m JZ od kilometrovníku 60,5 u pilíře mostu v zářezu trati Ploužnice - Kyje. Nehojná fragmentární fauna (paprskoploutvé ryby včetně Sphaerolepis kounoviensis a Watsonichthys sp.; koprolity) byla nalezena v šedofialovém laminovaném kalovci a svědčí o prostředí nepříliš hlubokého jezera s oxickými podmínkami při dně (epilimnion stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero). Ploužnice - bez bližší lokalizace Poměrně chudá, ale značně diverzifikovaná fauna (konchostraky ?Lioestheria paupera; hmyz Neorthroblattina germari; akantodi Acanthodes sp.; xenacanthidní žraloci; paprskoploutvé ryby včetně Sphaerolepis kounoviensis, Progyrolepis speciosus, Watsonichthys sp. a Zaborichthys fragmentalis; branchiosauridní obojživelníci; spirální koprolit; koprolity; stopy tetrapodů Amphisauropus intermedius, Ichnotherium cottae a Protritonichnites lacertoides) pocházejí s nejvyšší pravděpodobností z různých poloh a proto ji nelze jednoznačně souhrnně interpretovat. Všechny nálezy obratlovců jsou fragmentární. FRIČ (1912) uvádí faunu z tmavočervené břidlice, kterou nazývá „bonebed“. Další fauna pochází z novějších sběrů, nebo ji uvádí SCHNEIDER (1983) a jiní autoři. Stará Paka - Příčnice Ve sbírkách Národního Muzea v Praze jsou uloženy nálezy paprskoploutvých ryb (celý jedinec, šupiny), které pravděpodobně náleží ploužnickému obzoru (nutno revidovat). Vrt Horní Kalná HK-1 Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

31

5.1.Ploužnický obzor 5.1.5. Zoopaleontologie V černošedém laminovaném jílovci (899,15 m) byla nalezena disartikulovaná fauna (akantodi Acanthodes sp.; paprskoploutvé ryby). Sediment svědčí o ukládání v anoxických podmínkách (nepřítomnost žraloků ukazující na nepříliš hluboký hypolimnion není vzhledem k malému množství nálezů průkazná). Vrt Košťálov Kv-1 V tmavošedém sericitickém kalovci (499,90-500,00 m) byla nalezena poměrně hojná fauna (ostrakodi Carbonita sp.; paprskoploutvé ryby včetně Sphaerolepis kounoviensis; koprolity). Zbytky obratlovců jsou disartikulované. Vrt Libštát Lt-1 V šedém laminovaném kalovci (727,50 m) byla nalezena nehojná fragmentární fauna (paprskoploutvé ryby včetně Watsonichthys sp.; koprolit). Žďár u Kumburku - Smíta Lokalitu, která byla nazývána též Smyta a řazena ke katastru Ploužnice, situuje KAMARÁD (1959) do zářezu silnice mezi Žďárem a Ploužnicí a fosiliferní sediment popisuje jako nafialovělé laminované lupky až deskovité vápence. Fosilní hmyz, který pochází ze sběrů Havlaty, byl nalezen ve hnědofialovém laminovaném vulkanogenním prachovitém kalovci. Nálezy konchostrak, jejichž jména jsou taxonomicky upravena ve smyslu HOLUBA & KOZURA (1981a), uvádí KAMARÁD (1959). Nálezy fauny (konchostraky Lioestheria paupera; hmyz; xenacanthidní žraloci; paprskoploutvé ryby včetně Progyrolepis speciosus a Watsonichthys sp.; spirální koprolit) pravděpodobně nepochází ze stejné polohy a tak její jednoznačná interpretace nepřichází v úvahu. Zbytky obratlovců jsou fragmentární.

5.1.5.2.Vztahy fosilních společenstev (tafocenóz) k sedimentárním faciím Studované lokality jsou na živočišné zbytky velmi chudé. Rovněž na ostatních lokalitách se většinou nachází chudá fauna. Fauna studovaných lokalit pochází pouze ze dvou jednoznačně definovaných sedimentárních facií a z jedné pestré sedimentární facie. Ve facii šedého laminovaného prachovce (Kyje) byly nalezeny pouze stopy tetrapodů Amphisauropus cf. Amphisauropus intermedius. Tento nález indikuje terestrické prostředí, případně prostředí s hloubkou vody v řádu centimetrů. Ve facii hnědého kalovce s náznakem laminace (Ploužnice - A) byla nalezena pouze velmi chudá fragmentární fauna (celí, ani částečně artikulovaní jedinci nebyli nalezeni) paprskoploutvých ryb, indikující spolu s charakterem sedimentu relativně mělkovodní prostředí jezera s dobře okysličenou vodou při dně (epilimnion stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero). Ve facii šedohnědého, fialovohnědého až šedého jemně laminovaného kalovce až prachovitého kalovce (Ploužnice - C) byla nalezena chudá fragmentární fauna hybodontidních žraloků (Limnoselache sp.) a paprskoploutvých ryb (včetně Progyrolepis speciosus) - celí, ani částečně artikulovaní jedinci nebyli nalezeni. Nálezy velkých spirálních koprolitů dokazují přítomnost velkých xenacanthidních žraloků, což indikuje relativně hlubokovodnější prostředí (nejhlubší partie epilimnionu stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero). Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

32


5.1.5.3.Paleoekologická, paleogeografická a biostratigrafická interpretace Facie šedého laminovaného prachovce zde pravděpodobně odpovídá mělkovodnímu příbřežnímu prostředí. Stopy terestrických obratlovců svědčí o občasném vynořování dna. Facie hnědého kalovce s náznakem laminace pravděpodobně odpovídá spíše mělčímu jezernímu prostředí s poměrně dobře okysličenou vodou při dně (epilimnion stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero). Facie šedohnědého, fialovohnědého až šedého jemně laminovaného kalovce až prachovitého kalovce celkově pravděpodobně odpovídá relativně hlubšímu jezeru s poměrně dobře okysličenou vodou při dně (hlubší partie epilimnionu stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero). Fauna ploužnického obzoru je z hlediska četnosti nálezů velmi chudá. Nálezy terestrických složek fauny (hmyz, stopy tetrapodů) však ukazují na původně dosti diverzifikovaná společenstva. Fauna vodních obratlovců štěpanicko-čikváseckého obzoru je z hlediska četnosti nálezů bohatší. Ekvivalentní, avšak hojnější, sladkovodní fauna je známa ze středočeských pánví z obzorů klobuckého a zdětínského. Zajímavý je zejména první nález šupiny hybodontního žraloka rodu Limnoselache v ploužnickém obzoru. Zbytky těchto drobných žraloků byly dosud známy pouze z obzorů klobuckého a zdětínského ve středočeské oblasti. Z paleogeografického hlediska lze vymezit následující specifické lokality a oblasti: 1) Jižní oblast (většina lokalit ploužnického obzoru) odpovídá jezeru s relativně častým kolísáním hladiny. Prostředí se tudíž horizontálně i vertikálně měnilo. Kromě lokalit u kterých nelze jezerní prostředí s jistotou přesněji interpretovat (Bradlecká Lhota - les Zlatník, Stará Paka - Příčnice) můžeme rozeznat prostředí relativně hlubšího jezera (Ploužnice - C), prostředí mělčího jezera v blízkosti břehu (Krsmol, Kyje - bez bližší lokalizace, Ploužnice kilometrovník 60,5, Ploužnice - A, Žďár u Kumburku - Smíta) a konečně prostředí terestrické (Kyje). Jezero mělo oxidační podmínky při dně (epilimnion stratifikovaného jezera, nebo oxické jezero). 2) Severní oblast (štěpanicko-čikvásecký obzor) odpovídá jezeru s anoxickými podmínkami při dně. O kolísání vodní hladiny svědčí polohy uhlí, odpovídající příbřežním (?) bažinám se slojotvornou vegetací. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

33


3) Lokalita Nová Paka - letiště (ploužnický obzor) představuje prostředí mělkého jezera blízko břehu s častými eutrofizacemi. V tomto případě se může jednat o mělký záliv ve východní části sedimentačního prostoru. 4) Vrt Horní Kalná HK-1 (ploužnický obzor) představuje geograficky odlehlý, nejvýchodnější výskyt obzoru, odpovídající jezernímu prostředí s anoxickými podmínkami při dně. Biostratigrafie na základě fauny je v limnickém permokarbonu Českého masívu založena na vodních obratlovcích (ZAJÍC v tisku). Biozóny stanovitelné v podkrkonošské pánvi jsou na Tab. 6.2.1. Použité chronostratigrafické členění je na Tab. 6.2.2 (viz kap. 6.2). Biostratigraficky náleží všechny lokality ploužnického i štěpanicko-čikváseckého obzoru subzóně Sphaerolepis biozóny Sphaerolepis-Watsonichthys. Tato subzóna je známa ze středočeských pánví, kde zahrnuje interval od vrstev ledeckých po klobucký obzor líňského souvrství (viz ZAJÍC v tisku). V rámci subzóny je patrná největší podobnost fauny s faunou zdětínského a klobuckého obzoru o čemž svědčí i nejnovější nález šupiny hybodontního žraloka Limnoselache sp. v ploužnickém obzoru. Ve vnitrosudetské pánvi odpovídá této subzóně pravděpodobně vernéřovický obzor.


34

5.1.Ploužnický obzor 5.1.6. Paleoklimatické, paleoekologické a stratigrafické závěry

5.1.6. Paleoklimatické, paleoekologické a stratigrafické závěry (Martínek K. - Blecha M. - Šimůnek Z. - Zajíc J.) Ze sedimentárního záznamu je zřejmé, že hladina ploužnického jezera vlivem klimatických změn kolísala. Přítomnost otisků krystalů evaporitů, pseudomorfóz dolomitu po sádrovci a poměrně hojné dolomitové příměsi v předbřežních kalovcích svědčí o tom, že ploužnické jezero bylo minimálně v určitých obdobích hydrologicky uzavřené, a v obdobích nízké hladiny mělo i poměrně vysokou salinitu. Výška hladiny takovýchto jezerních systémů velmi citlivě reaguje i na mírné klimatické změny (poměr srážek, přítoku povrchové a podzemní vody /evaporace), a proto lze usuzovat, že doložená periodická prohlubování a změlčování jezera jsou převážně důsledkem klimatických oscilací. Časté střídání oxických předbřežních, příbřežních a subaerických facií indikuje nízký gradient dna jižní části pánve, v důsledku něhož mohlo docházet k poměrně značným laterální posunům pobřeží i při relativně malých pohybech hladiny. Přítomnost „kořenových půd“, které se vyvinuly na okraji jezera v obdobích vysoké hladiny, svědčí o poměrně dlouhých obdobích stabilně humidního klimatu. Naopak evaporitické srážení karbonátů a sulfátů spolu s abiogenními pedogenními horizonty jsou dokladem o obdobích aridních. Kontrast mezi humidními a aridními obdobími byl zde větší ve srovnání s mladšími obzory (spodnopermskými; kalenským a rudnickým obzorem), kde nejsou běžné ani bažinné podmínky a humidní půdy ani sulfáty. Pro severní část pánve (tzv. štěpanicko-čikvásecký obzor) je charakteristická přítomnost suboxických a anoxických předbřežních facií a slepenců a pískovců uložených pravděpodobně gravitačními proudy. Proto zde lze předpokládat větší hloubku jezera a větší gradient. Lokálně se v bažinném příbřežním prostředí vytvářely příznivé podmínky pro vznik tenkých uhelných slojek. Ke konci stephanu se projevuje ve větší míře postupující aridizace klimatu. Rostlinné společenství ploužnického obzoru tomu odpovídá. Jde o obzor neslojotvorný, přesto lze zde nalézt velmi vzácně zástupce vlhkomilné slojotvorné květeny - plavuňovité rostliny (Asolanus camptotaenia a Sigillaria brardii). Z vlhkomilnějších rostlin se zde stále vyskytují přesličkovité rostliny, které pravděpodobně porůstaly okraje bažin a vodních toků (Calamites cistii a Calamites suckowii). Kapradinovité rostliny, které pravděpodobně měly rovněž vyšší Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

35


nároky na vodu ustupují do pozadí (Pecopteris cyathea). Z ploužnického obzoru je uváděno 10 druhů medullosních pteridosperm. Některé jsou hojné a stratigraficky významné (Callipteridium pteridium a Mixoneura osmundaeformis), většina však je velmi vzácných (Neuropteris

zeilleri,

Barthelopteris

germarii

a

Alethopteris

zeilleri).

Medullosní

pteridospermy svými ekologickými nároky stojí na pomezí mezi suchomilnými a vlhkomilnými rostlinami a bývají zařazovány k tak zvané mesofilní flóře. V přírodě se zřejmě vyskytovaly při okrajích a v sušších částech bažin, na půdách s vyšším obsahem živin. Další hojnou rostlinnou skupinou jsou kordaity (Cordaites cf. borassifolius a Cordaites cf. principalis). Kordaity se během karbonu diferencovali do 2 biotopů. 1. přizpůsobili se růstu v bažinném prostředí podobně jako plavuňovité rostliny, a 2. kolonizovali i sušší místa v okolí těchto bažin, což se projevuje zvláště v permu (např. jsou součástí flóry walchiových lupků). Typicky suchomilné jehličnaté rostliny se začínají vzácně objevovat v ploužnickém obzoru (Walchia piniformis, Ernestiodendron filiciforme, Culmitzschia laxifolia a Culmitzschia speciossa). Tyto rostliny jsou již druhově diversifikované (6 druhů), avšak vyskytují se velmi vzácně. Patrně porůstaly vyvýšená území vzdálenější od zamokřených míst a močálů. Rychlý rozvoj jehličnatých rostlin však začal až na počátku permu. Fauna ploužnického obzoru jižní části pánve je z hlediska četnosti nálezů velmi chudá. Nálezy vodních obratlovců jsou nehojné a fragmentární, což svědčí o mělkovodním prostředí. Naopak nálezy hmyzu a stop tetrapodů ukazují na původně značně diverzifikovaná terestrická společenstva. Jižní oblast (většina lokalit ploužnického obzoru) odpovídá jezeru s relativně častým kolísáním hladiny. Můžeme zde rozeznat prostředí relativně hlubšího jezera, prostředí mělčího jezera v blízkosti břehu a konečně prostředí terestrické. Jezero mělo oxidační podmínky při dně (epilimnion stratifikovaného jezera, nebo oxické nestratifikované jezero). Fauna vodních obratlovců severní části pánve (štěpanicko-čikvásecký obzor) je z hlediska četnosti nálezů bohatší. Ekvivalentní, avšak hojnější, sladkovodní fauna je známa ze středočeských pánví z obzorů klobuckého a zdětínského. Severní oblast (štěpanickočikvásecký obzor) odpovídá hlubšímu jezeru s anoxickými podmínkami při dně s relativně dosti diverzifikovanou faunou. Stejnému prostředí odpovídá i fauna vrtu Horní Kalná HK-1 z centrální části pánve.

Biostratigrafie Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

36


Z biostratigrafického hlediska má flóra ploužnického obzoru vysloveně svrchnostefanský charakter. Stratigrafické zařazení této flóry umožňují zvláště pteridospermy jako jsou Callipteridium pteridium, Mixoneura osmundaeformis a Alethopteris zeilleri. Indexový druh Wagnerovy (1984) zóny Sphenophyllum angustifolium, charakteristické pro většinu stephanu C, zde nebyl nalezen. Rovněž nebyl nalezen žádný zástupce řádu Peltaspermales, z něhož pochází vůdčí druh zóny Autunia conferta, která charakterizuje přechodné období mezi karbonem a permem (Wagner, 1984). Z tohoto důvodu ploužnický obzor patří do chronozóny Sphenophyllum angustifolium, neboť množství druhů doprovázejících tento taxon se zde vyskytuje (Wagner, 1984). Diversita walchií však ukazuje na to, že se nacházíme v nejvyšší části této zóny. Flóra následujícího rudnického obzoru je však výrazně odlišná, což by svědčilo o větším stratigrafickém hiátu a změně klimatu směrem k aridnějšímu. Biostratigrafie na základě fauny je v limnickém permokarbonu Českého masívu založena na vodních obratlovcích (ZAJÍC v tisku). Biozóny stanovitelné v podkrkonošské pánvi jsou na Tab. 6.2.1. Použité chronostratigrafické členění je na Tab. 6.2.2 (viz kap. 6.2). Biostratigraficky náleží všechny lokality ploužnického i štěpanicko-čikváseckého obzoru subzóně Sphaerolepis biozóny Sphaerolepis-Watsonichthys. Tato subzóna je známa ze středočeských pánví, kde zahrnuje interval od vrstev ledeckých po klobucký obzor líňského souvrství (viz ZAJÍC v tisku). V rámci subzóny je patrná největší podobnost fauny s faunou zdětínského a klobuckého obzoru o čemž svědčí i nejnovější nález šupiny hybodontního žraloka Limnoselache sp. v ploužnickém obzoru. Ve vnitrosudetské pánvi odpovídá této subzóně pravděpodobně vernéřovický obzor.


37

5.2. Rudnický obzor

5.2.

Rudnický obzor

Obsah

5.2.1. Definice a základní charakteristika rudnického obzoru.......................................................................39 5.2.2. Sedimentologie rudnického obzoru ......................................................................................................41 5.2.2.1. Charakteristika studovaných profilù..............................................................................................41 5.2.2.2. Litofaciální asociace a jejich interpretace .....................................................................................41 5.2.2.3. Sedimentologická interpretace vybraných profilù ........................................................................54 5.2.2.4. Laterální zmìny vývoje rudnického obzoru ...................................................................................58 5.2.2.5. Model sedimentace Rudnického jezerního systému ......................................................................59 5.2.3. Geochemie organické hmoty ................................................................................................................64 5.2.3.1. Úvod..............................................................................................................................................64 5.2.3.2. Výsledky........................................................................................................................................64 5.2.3.3. Diskuse..........................................................................................................................................65 5.2.3.4. Závìry: ...........................................................................................................................................68 5.2.4. Geochemie stabilních izotopù uhlíku a kyslíku kalcitu karbonátických sedimentù..............................69 5.2.4.1. Výbìr vzorkù .................................................................................................................................69 5.2.4.2. Výsledky........................................................................................................................................70 5.2.4.3. Interpretace....................................................................................................................................70 5.2.4.4. Závìry ............................................................................................................................................72 5.2.5. Izotopické složení uhlíku sedimentární organické hmoty.....................................................................73 5.2.6. Geochemie boru ...................................................................................................................................76 5.2.6.1. Úvod..............................................................................................................................................76 5.2.6.2. Výsledky........................................................................................................................................76 5.2.6.3. Interpretace....................................................................................................................................77 5.2.7. Fytopaleontologie rudnického obzoru .................................................................................................79 5.2.7.1. Úvod..............................................................................................................................................79 5.2.7.2. Fytopaleontologická charakteristika studovaných lokalit.............................................................79 5.2.7.3. Vztahy spoleèenstev k sedimentárním faciím................................................................................82 5.2.7.4. Rozdíly ve složení a tafonomii spoleèenstev v závislosti na sedimentárních faciích.....................84 5.2.7.5. Rozdíly ve složení spoleèenstev mezi jednotlivými oblastmi v závislosti na geografické pozici oblastí .........................................................................................................................................................87 5.2.7.6. Paleoekologická interpretace.........................................................................................................90 5.2.7.7. Biostratigrafické a evoluèní závìry................................................................................................92 5.2.8. Zoopaleontologie .................................................................................................................................94 5.2.8.1. Úvod..............................................................................................................................................94 5.2.8.2. Zoopaleontologická charakteristika studovaných profilù ..............................................................94 5.2.8.3. Zoopaleontologická charakteristika ostatních lokalit a vrtù ..........................................................96 5.2.8.4. Vztahy fosilních spoleèenstev (tafocenóz) k sedimentárním faciím............................................100 5.2.8.5. Paleoekologická, paleogeografická a biostratigrafická interpretace............................................102 5.2.9. Palynologie rudnického obzoru .........................................................................................................104 5.2.9.1. Shrnutí dosavadních palynologických výzkumù rudnického obzoru...........................................104 5.2.9.2. Palynologická charakteristika studovaných lokalit......................................................................104 5.2.9.3. Vztahy miosporových spoleèenstev rudnického obzoru k sedimentárním faciím .......................108 5.2.9.4. 3. Rozdíly ve složení spoleèenstev mezi jednotlivými oblastmi..................................................109 5.2.10. Paleogeografické, paleoklimatické, paleoekologické a stratigrafické závìry ..................................111


38

5.2. Rudnický obzor 5.2.1. Definice a základní charakteristika rudnického obzoru

5.2.1. Definice a základní charakteristika rudnického obzoru (Blecha M. - Martínek K.)

Rudnický obzor je významnou litostratigrafickou jednotkou spodního vrchlabského souvrství, která vystupuje v severním křídle podkrkonošské pánve. Spodní vrchlabské souvrství v severním a jižním křídle pánve má odlišnou litologickou náplň. V severním křídle pánve je tvořeno převážně aleuropelity červenohnědých barev, do kterých je vložen rudnický obzor. Naproti tomu v jižním křídle pánve je spodní vrchlabské souvrství tvořeno převážně hrubozrnnými arkózovými pískovci (staropacké pískovce) s podřízenými vložkami slepenců a červenohnědých aleuropelitů . Aleuropelitů přibývá do nadloží (viz obr č. 5.2.1.). Mocnost vrchlabského souvrství je pro s. část pánve uváděna Táslerem a Prouzou (1985) přibližně 500-530 m, zatímco pro j. část přibližně 300 m. Rudnický obzor dosahuje mocnosti cca 60m a je tvořen šedými aleuropelity s podřízenými vložkami černošedých („bitumenních“) pelitů a červenohnědých aleuropelitů, čočkovitých poloh karbonátů, při sv. okraji pánve popř. i pískovců a slepenců (Tásler et al. 1981, TáslerProuza 1985).

Obr. č. 5.2.1. Schematický diagram litofaciálního vývoje spodního vrchlabského souvrství.


39

5.2. Rudnický obzor 5.2.1. Definice a základní charakteristika rudnického obzoru

Rudnický obzor je vyvinut na území o rozloze cca 30 x 10 km, jeho plošný rozsah je cca 200-300 km2. Z hlediska sedimentačního prostředí a paleogeografického vývoje jsou sedimenty rudnického obzoru interpretovány Táslerem a Prouzou (1985) jako jezerní uloženiny vznikající převážně v redukčním prostředí. Z jihu byly do pánve přinášeny aluviální písčité sedimenty staropackých pískovců. Jezerní sedimenty při přechodu do písčitých facií mění charakter - přecházejí v pestrobarevné jílovce a prachovce s polohami karbonátů, a dochází zde k rychlým litofaciálním změnám (Tásler a Prouza 1985).


40

5.2. Rudnický obzor 5.2.2. Sedimentologie rudnického obzoru

5.2.2. Sedimentologie rudnického obzoru (Blecha M. - Martínek K.) 5.2.2.1.Charakteristika studovaných profilů Sedimentární záznam rudnického obzoru byl studován celkem na 8 profilech, a na 5 vrtech které jsou situovány v různých částech pánve (obr. č. 5.2.2.) a zastihují rudnický obzor v různých vývojích. Kromě studia sedimentů vlastního rudnického obzoru byly na vrtech rovněž sledovány vztahy k sedimentárním sukcesím nacházejícím se v jeho podloží a nadloží.

5.2.2.2.Litofaciální asociace a jejich interpretace Jednotlivé sedimentární facie rozlišené ve studovaných profilech byly na základě některých podobných rysů a vzájemných vztahů v profilech seskupeny do 5 základních litofaciálních asociací interpretovaných jako: A. anoxické facie předbřežní zóny jezera B. suboxické až oxické facie předbřežní zóny jezera C. facie příbřežní zóny jezera D. facie okrajové bahenní plošiny E. uloženiny řízené gravitačními procesy Jednotlivé facie a litofaciální asociace jsou vyznačeny v grafických profilech jednotlivých studovaných lokalit (viz obr. 5.2.3 až 5.2.7).

Litofaciální asociace A - anoxické facie předbřežní zóny jezera Litofaciální asociaci A tvoří jílovoprachovitá siliciklastika s karbonátovou příměsí a karbonáty, pro které je charakteristický

vysoký obsah organické hmoty, jemná laminace a

absence bioturbací. U většiny sedimentárních facií této asociace se vyskytuje

laminace

tvořená střídáním 1) „tmavých“ lamin, které jsou bohatší organickou hmotou, jílovou složkou Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

41


a mají většinou nižší podíl karbonátu a 2) „světlejších“ lamin, které jsou bohatší karbonátem a naopak se vyznačují nižším podílem organické hmoty a jílové složky. Litofaciální asociaci tvoří 4 sedimentární facie vzájemně se lišící charakterem laminace, celkovým obsahem organické hmoty a karbonátu a stupněm vzájemné separace jílové a karbonátové složky v jednotlivých laminách. Černošedé laminované jílovce a kalovce („black shales“) Bs tvoří polohy dm až 0,5 m mocné, které často obsahují rybí šupiny, zbytky rybích fosilií a fragmenty terestrických rostlin, místy je hojný pyrit na vrstevních plochách. Sedimenty této facie mají vysoký obsah org. hmoty (5-23% TOC) a nízký obsah karbonátu (mikroskopicky zjištěný podíl karbonátu do cca 30%, hmotnostní podíl Cmin do 4%). Laminace je velmi jemná (0,X až 2 mm). „Tmavé“, organickou hmotou bohaté laminy jsou tvořeny převážně jílem s příměsí mikrosparitového karbonátu, „světlé“ laminy jsou tvořeny jílovou složkou a mikrosparitem a místy přecházejí do nesouvislých čočkovitých poloh. V RTG difraktogramech byla identifikována převaha kalcitu nad dolomitem, živci, illitem a křemenem. Org.hmotou bohaté karbonátové laminity (carbonate/OM rich laminite) La tvoří polohy o mocnosti dm až 0,5 m. Místy obsahují rostlinnou drť a 1-2cm velké diagenetické čočky bitumenu. Karbonátové laminity mají oproti předchozí facii vyšší celkový obsah karbonátu (mikroskopicky zjištěný podíl kolem 50% a Cmin 5-8%) a naopak nižší obsah organické hmoty (2-12% TOC) a jílového materiálu. Laminace je velmi jemná (0,X až 2 mm). „Tmavé“ laminy bohatší organickou hmotou jsou tvořeny jílem. „Světlé“ laminy tvoří sparit a mikrosparit s příměsí prachovitých a jemně písčitých zrn křemene. Někdy je přítomen i přechodný typ lamin obsahujících jak organickou hmotu a jílovou složku, tak i mikrit. RTG difrakcí ve vybraných vzorcích byl identifikován kalcit a dolomit převažující nad křemenem, illitem, analcimem a kaolinitem.

Interpretace facií Bs a La Facie Bs a La nesou znaky sedimentace ze suspenze, ke které docházelo v hlubší zóně jezera pod bází vlnění a mimo dosah trakčních proudů. Minimální hloubku sedimentace lze proto předpokládat v prvních desítkách metrů (Yemane et al. 1989). Vysoký obsah organické hmoty, absence bioturbací i přítomnost pyritu dokládají převládající anoxické podmínky u dna. Charakteristická rytmická laminace tvořená střídáním „tmavých“ organickou hmotou bohatých a jílovitějších lamin, se „světlými“ karbonátickými laminami dokládá pravidelně se střídající periody sedimentace organického materiálu a jemných siliciklastik ze suspenze a periody srážení karbonátů. Tento typ laminace byl popsán celou řadou autorů z mnoha jezerních sekvencí různého stáří (např. Smith (1986) ze svrchní křídy, Anadón-Utrilla (1993) z oligocénu, Hsü -Kelts (1978) ze svrchního neogénu či Singer-Ehrlich (1978) ze svrchního pleistocénu . Procesy vedoucí ke vzniku

tohoto typu laminace byly velmi dobře

dokumentovány např. u předbřežních sedimentů recentního Curyšského jezera (Kelts- Hsü Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

42


1978), kde takováto laminace vzniká jako odraz sezónních fluktuací bioproduktivity v závislosti na změnách teploty. V období teplejších sezón („letní období“) dochází při hladině jezer v důsledku rozkvětu fytoplanktonních organismů k bioindukovanému srážení karbonátů a jejich následné sedimentaci na dně, což vede ke vzniku světlejší laminy. V období chladnějších sezón („zimní období“) převládá sedimentace odumřelých těl planktonních organismů a jemného siliciklastického materiálu (Eugster-Kelts, 1983), jejímž produktem je tmavší lamina. Vznik a zachování laminace je podmíněno alespoň částečným zachováním organické hmoty produkované v jezeru a absencí bioturbujících organismů na dně jezera. Takovéto podmínky jsou typické zejména pro anoxické dno teplotně a/nebo chemicky stratifikovaných jezer, mohou se však vyskytovat i u dna jiných typů jezer s vysokou bioproduktivitou (Eugster-Kelts, 1983). Další nezbytnou podmínkou je, aby při průchodu vysrážených karbonátových částic hypolimnionem

nedocházelo k jejich

opětovnému úplnému rozpouštění v důsledku zvýšených koncentrací CO2 uvolňovaného rozkladem organické hmoty (Dean-Fouch 1983). Org.hmotou bohaté karbonáty (organic matter rich laminated carbonates) Cl tvoří polohu v profilu Kundratice o mocnosti 0,5 m. Přítomnost fosilních zbytků nebyla zjištěna. podíl karbonátu je podstatně vyšší (50-70%) ve srovnání s předchozími faciemi Bs a La, obsah organické hmoty se pohybuje v rozmezí 0,3 - 8% TOC. Obdobně jako u předchozích facií je pro laminaci charakteristické střídání „tmavších“ a „světlejších“ lamin, litologický kontrast mezi jednotlivými laminami však není tak výrazný jako u facií Bs a La. „Tmavší“ i „světlejší“ laminy tvoří jílovitý mikrosparit, „tmavší“ laminy jsou výrazně bohatší org.hmotou. Laminace, mocnost jednotlivých lamin i obsah organické hmoty jsou v rámci polohy proměnlivé. Partie bohatší org.hmotou vystupující ve spodní části polohy jsou jemněji laminované (0,Xmm-2mm), laminaci tvoří kromě základního páru „světlejších“ a „tmavších“ lamin i laminy téměř čistého sparit-mikrosparitického karbonátu. Partie s celkově nižším obsahem org.hmoty vystupující ve svrchní části poloh jsou hruběji laminované (1-10mm). Mikrosparit je tvořen převážně Fe kalcitem a Fe dolomitem, některé laminy obsahují příměs silně korodovaných prachovitých zrn křemene, nebo peloidů .

Interpretace Org.hmotou bohaté laminované mikrosparitové karbonáty byly ukládány v hlubší anoxické (předbřežní) oblasti jezera s limitovaným přínosem siliciklastik. Vznik charakteristické laminace lze spojovat se sezónními fluktuacemi obdobně jako v případě předchozích facií Bs a La. Narůstající celkový podíl karbonátové složky oproti faciím Bs a La lze vysvětlit buď vyšší primární produkcí karbonátu nebo menším efektem sekundárního rozpouštění v hypolimnionu ať již v důsledku nižší bioproduktivity nebo menší hloubky sedimentace. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

43


Tmavošedé kalovce (organic matter rich mudstone) Mo s gradačními laminami tvoří polohy o mocnosti dm až 9 m, které často obsahují fosilní terigenní rostliny nebo jejich drť. Obsah TOC činí max. 1-4%. Charakter laminace je výrazně odlišný od facií Bs, La, a Cl. Tvoří ji střídání 0,X-10 mm mocných jemnozrnnějších lamin bohatších org. hmotou s laminami prachovitějšími. Jemnozrnné laminy obsahují jílovou složku, org. hmotu a dolomikrosparit; hrubozrnné laminy jsou složeny z jílu a dolosparitu s příměsí mikritických a mikrosparitových intraklastů a silně korodovaných prachovitých zrn křemene. V RTG difraktogramu horniny výrazně převládá dolomit nad illitem a křemenem. V rámci 1,0 m mocné polohy sedimentů této facie v profilu Vrchlabí (3,404,40m) je možné sledovat 30 drobných, do nadloží zjemňujících cyklů o mocnosti cca 3-4 cm. Na bázi těchto cyklů vystupuje hrubozrnější lamina s větší mocností (kolem 1cm) a ostrou erozní bazální plochou. V některých bazálních laminách je možné pozorovat mírnou pozitivní gradaci. Nad touto bazální laminou následují výše charakterizované

laminované kalovce, přičemž směrem do nadloží přibývá jemnozrnných lamin bohatších

organickou hmotou na úkor lamin hrubozrnnějších.

Interpretace Relativně vysoký obsah org.hmoty, pravidelná laminace i absence bioturbací dokládají, že tmavošedé kalovce této facie byly ukládány v hlubší (předbřežní) zóně jezera s anoxickými podmínkami u dna. Nižší celkový obsah Corg ve srovnání s předchozími faciemi může být způsoben naředěním jemným siliciklastickým a karbonátovým materiálem. Z charakteru laminace vyplývá, že sedimenty byly ukládány pod bází vlnění a mimo dosah klasických trakčních proudů. Jemnozrnné laminy byly ukládány ze suspenze. Naproti tomu prachovitější laminy s intraklasty, zrny křemene, častými erozními bázemi a příp. pozitivní gradací nesou znaky uloženin řídkých turbiditních proudů (spodních proudů, underflows). Ke vzniku těchto proudů dochází u hlubších jezer s vyšším gradientem dna v případě, kdy hustota povrchové vody (popř. suspenze transportovaného materiálu ve vodě) přitékající do jezera je vyšší než hustota vody v hypolimnionu (Sturm-Matter, 1978). Ke vzniku spodních proudů dochází nejčastěji v důsledku záplav, které mohou způsobit náhlý hyperpyknický přítok. Takové turbiditní spodní proudy jsou popsány např. Lambertem a Hsü (1979) z recentních sedimentů jezera Walensee ve Švýcarsku. Nástup sedimentace ze spodních proudů však může odrážet i kolísání jezerní hladiny, kdy při poklesech hladiny docházelo k erozi a resuspendaci materiálu v okrajových částech jezera a iniciované spodní proudy zasahovaly i do hlubší části jezerní pánve. V obou případech mechanismu iniciace spodních proudů představují dobře zachované pravidelné jezerní cykly s erozní bází s největší pravděpodobností pravidelné klimatické oscilace vyššího řádu oproti sezónním oscilacím zaznamenanými laminací ve faciích Bs, La a Cl. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

44


Litofaciální asociace B - Suboxické až oxické facie předbřežní zóny jezera Litofaciální asociaci A tvoří jílovoprachovitá siliciklastika a karbonáty s charakteristickou jemnou laminací tvořenou střídáním „tmavších“ a „světlejších“ lamin. Oproti předchozí asociaci A však sedimenty mají nízký obsah organické hmoty a obsahují bioturbace nebo fosílie obojživelníků či terestrické flóry. Šedé laminované karbonátické kalovce (laminated mudstone) Ml tvoří polohy o mocnosti dm až 1,5 m obsahující místy zbytky fauny (koprolity, ryby) a terestrické rostliny a jejich drť. Obdobně jako u facií Bs, La a Cl tvoří základní laminaci střídání 0,X mm

mocných, převážně jílovitých lamin s laminami bohatšími

karbonátem (převážně dolomit). Významným rozdílem oproti uvedeným faciím je však nižší obsah TOC (max. jen 0,2-1%) a občasná přítomnost bioturbací. Jemně laminované cm až dm mocné polohy kalovců jsou přerušovány soubory lamin nebo jednotlivými laminami 5-10 mm mocnými, které jsou masivní, často s ostrou bází a někdy s pozvolnou gradací od písčitého kalovce na bázi do kalovce u stropu laminy. Na rozdíl od facie Mo je však výskyt těchto lamin nepravidelný (tj. neperiodický). RTG difrakcí byl u vybraných vzorků identifikován dolomit, kalcit a živce jako převažující nad illitem, kaolinitem a křemenem.

Interpretace Dílčí polohy s jemnou 0.X mm mocnou laminací byly ukládány převážně ze suspenze v předbřežní oblasti jezera, což dokládají jemná laminace, přítomnost rybí fauny stejně tak jako absence hrubších klastik či sedimentárních struktur charakteristických pro prostředí s vyšší energií. Střídání jílovitých a karbonátových lamin odráží obdobně jako u facií Bs, La a Cl sezónní klimatické oscilace. Ve srovnání s uvedenými faciemi však nižší obsah org. hmoty a občasný výskyt bioturbací dokládají oxičtější podmínky u dna jezera. Jejich příčinou mohla být buď nižší primární bioproduktivita nebo významnější role oxického rozkladu organické hmoty související s menší hloubkou sedimentace popř. s absencí permanentní stratifikace jezerní vody. Naproti tomu hrubší prachovité a písčité mm-cm mocné laminy s ostrou bází, které jsou buď masivní nebo s pozitivní gradací, lze obdobně jako v případě facie Mo interpretovat jako produkty řídkých turbiditních proudů (underflows). Laminovaný jílovitý vápenec (laminated limestone) Ll červenohnědě zbarvený tvoří 0,5m mocnou polohu v profilu Vrchlabí 2. Vápenec obsahuje hojné fosílie ryb, obojživelníků, koprolity a terestrickou flóru. Jemná laminace je obdobně jako u facie Cl tvořena střídáním „tmavších“ a „světlejších“, 0,X-2mm mocných lamin. Tmavší laminy tvoří jílovitý mikrosparit obsahující jemně rozptýlenou organickou hmotou a Fe-pigment, Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

45

5.2. Rudnický obzor 5.2.2. Sedimentologie rudnického obzoru světlejší laminy jsou tvořeny čistým sparitem. Někdy jsou mezi tyto laminy vloženy jílovité laminy s relikty org. hmoty. Na rozdíl od facie Cl se však vápence této facie vyznačují nízkým obsahem organické hmoty, přítomností Fe pigmentu a místy jsou v obou základních laminách přítomny oválné relikty mikritu připomínající peloidy. Přítomnost bioturbací nebyla zjištěna.

Interpretace Facie Ll reprezentuje karbonátovou sedimentaci v nízkoenergetických podmínkách předbřežní zóny jezera, tj. pod bází bouřkového vlnění a bez přínosu hrubších siliciklastik. Původ jemné laminace byl obdobný

jako v případě facie Cl. Nepatrné množství organické hmoty a

přítomnost oxidů železa však ve srovnání s facií Cl indikují výrazně oxičtější podmínky u dna. Tyto podmínky pravděpodobně souvisejí

s menší hloubkou sedimentace, čemuž

nasvědčuje i přítomnost zbytků obojživelníků, terestrické flóry a reliktů peloidů.

Litofaciální asociace C - facie příbřežní zóny jezera Litofaciální asociaci tvoří 7 karbonátových a siliciklastických facií se znaky mělkovodní sedimentace, jako jsou např. doklady subaerické expozice (bah. praskliny), přítomnost peletů, hojné bioturbace nebo znaky činnosti oscilačních či trakčních proudů.

Masivní OH bohatý vápenec (massive OM rich carbonate) Cm tvoří 20 cm mocnou polohu, která v profilu Kundratice překrývá laminované karbonáty facie CL. Na svrchní vrstevní ploše této polohy se vyskytují bahenní praskliny. Vápenec je tvořen převážně mikrosparit-sparitickou základní hmotou s relikty původní jílovité mikritické matrix. Místy se vyskytují nahloučené mikritické peloidy (až 30%) nebo silně korodovaná prachovitá zrna křemene (1-5%). Org. hmota je přítomna ve formě nepravidelně omezených rozptýlených opakních zrn o velikosti do 20 µm (cca 1%).

Interpretace Přítomnost peloidů, bahenních prasklin a absence laminace indikují, že vápenec této facie reprezentuje mělkovodní karbonátovou sedimentaci, ke které docházelo v příbřežní zóně jezera nacházející se v dosahu oscilací jezerní hladiny. Jedním z nejdůležitějších faktorů řídících srážení karbonátů v příbřežní oblasti jezer je fotosyntetické odčerpávání CO2 vyššími Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

46


vodními rostlinami (makrofyty) (Kelts a Hsü (1978), Dean (1981)). Produktem je nejčastěji právě masivní karbonát. Vzhledem k absenci makroskopických rostlinných zbytků však nelze vyloučit ani podstatný vliv anorganických procesů, jako je

unikání CO2 do atmosféry

v důsledku vyšší teploty vody v příbřežní oblasti, mísení vod různého chemismu při ústí přítoku (Platt-Wright, 1991) či evaporativní zvyšování koncentrací rozpuštěných karbonátů při regresi jezera. Mikrobiální rohože (microbial mats) Ct tvoří až 2 m mocnou polohu ve stropě profilu Vrchlabí. Zbarvení je šedozeleně, šedofialově a šedočerveně skvrnité. Charakteristickým rysem je undulózně zvlněná laminace, ve které se střídají mm laminy jílovitého mikrosparitu s laminami bohatšími částečně rozloženou org. hmotou. Karbonáty jsou pigmentované nepravidelně rozptýlenými oxidy Fe. Laminace je často porušená, se znaky sekundárního promísení materiálu, místy jsou přítomny bahenní praskliny a horizonty nepravidelně omezených vápnitých cm nodulí.

Interpretace Nepravidelně undulózně zvlněná laminace s laminami bohatými org. hmotou je charakteristická pro sedimentaci mikrobiálních rohoží v mělké, občas se vynořující příbřežní oblasti. Podobné jezerní mikrobiální rohože jsou popsány např. ze spodního permu (Schulz a Cwizewicz 1989), řasové biohermy ze svrchního pleistocénu (Rouchy et al. 1996) a mikrobiální laminární krusty z pánve Ebro ve Španělsku, kde doprovázejí stromatolity (Zamarreno et al. 1997). Bahenní praskliny, promísení materiálu pravděpodobně pedogenního původu a přítomnost pedogenních nodulí dokládají následné vynoření

příbřežní oblasti

související nejspíše s poklesem hladiny jezerní vody. Kalové dolomity (muddy dolostones) Dm tvoří ploše čočkovité zvlněné polohy x cm až 50 cm mocné, které jsou vložené do kalovců s bahenními prasklinami facie Mc. Tyto polohy někdy přecházejí až do horizontů samostatných nodulí, přičemž laminy kalovce v jejich nadloží a podloží kopírují tvar těchto nodulí. Vnitřní stavba dolomitových poloh se jeví často jako masivní, ale v některých případech lze sledovat koncentrickou zonalitu: centrum je ve srovnání s okrajovým lemem světlejší s nižším obsahem org. hmoty a vyšším obsahem dolomitu. Na svrchní vrstevní ploše dolomitových poloh jsou někdy přítomny bahenní praskliny. Dolomity jsou tvořeny dolomikrosparitem s příměsí jílové hmoty, prachových zrn křemene a rozptýlených opakních nepravidelně omezených zrn org. hmoty.


47


Interpretace Přítomnost bah. prasklin, asociace s facií kalovců s bah. prasklinami, koncentrická zonalita nodulárních poloh i zvýš. obsah org. hmoty jsou společně s absencí evaporitů charakteristické pro palustrinní karbonáty srážené v mělkých okrajových „ maršových“ částech sladkovodních jezerech vystavovaných častým oscilacím hladiny (Platt-Wright 1992). V takovémto prostředí dochází nejčastěji k primárnímu srážení nízkohořečnatého kalcitu. Vznik dolomitu v palustrinních

karbonátech

lze

však

vysvětlit

buď

jako

důsledek

srážení

penekontemporánního dolomitu v důsledku evaporativního zvyšování koncentrací Mg v pórových fluidech (Wolfbauer-Surdam 1974), nebo jako zvýšení poměru Mg/Ca v pórových fluidech v důsledku rozkladu org. hmoty (Desborough 1978). Alternativně lze mechanismus vzniku poloh čočkovitých a nodulárních jemnozrnných kalových dolomitů vysvětlit modelem publikovaným např. Muirem et al. (1980), kteří popisují srážení dolomitu v mělkých efemerních slaných příbřežních jezerech oblasti Coorong v jižní Austrálii. V této oblasti evaporace převyšuje srážky, ale klima je humidnější ve srovnání s podmínkami dolomitového srážení v sabchách. Důležitým faktorem je zde hydrologický režim: v letním období je velmi sucho, což vede k výraznému poklesu jezerní hladiny během něhož dochází k přísunu sladké podzemní vody z humidnějších pevninských oblastí. Jemnozrnná jogurtovitá dolomitová hmota se sráží na dně jezera a v povrchové vrstvě sedimentu jednak evaporiticky (ze slané jezerní vody), ale důležitou roli hraje také míšení sladkých podzemních vod se slanou vodou jezerní. Na konci léta dojde k vysrážení chloridových a sulfátových evaporitických minerálů, které jsou nástupem humidnějších podmínek (období podzim, zima) doprovázených zdvihem hladiny rozpuštěny a odplaveny. To vysvětluje absenci evaporitů a jejich pseudomorfóz a otisků v sedimentárním záznamu.

Masivní kalovce (mottled massive mudstone) Mm tvoří polohy dm až několik m mocné, jejich barva je nejčastěji hnědá nebo šedá. Sedimentární textury se pohybují v široké škále vymezené dvěma základní typy. Prvním typem jsou kalovce obsahující bioturbace, náznaky laminace a stopy sekundárního prohnětení (skvrnitý promísený jílovo-prachovitý materiál). Výjimečně lze pozorovat čočkovité zvrstvení. Druhým typem jsou zcela bezstrukturní kalovce bez bioturbací, náznaků laminace či jiných sedimentárních textur.


48


Interpretace Kalovce této facie reprezentují sedimentaci ze suspenze, jejíž produkty byly ve většině případů ovlivněny následnými procesy. Kalovce blízké prvnímu typu s náznaky původní laminace a bioturbacemi představují původně pravděpodobně laminované sedimenty ukládané v mělkovodním oxickém prostředí, které byly následkem biogenních procesů v sedimentu (bioturbace) více či méně homogenizovány.

Naproti tomu u zcela masivních kalovců

blízkých druhému typu lze předpokládat i primární absenci sedimentárních textur buď v důsledku rychlého vypadávání ze suspenze (Van Loon-Brodzikovsky-Zieliňski, 1995) nebo v důsledku homogenního přínosu sedimentů s nízkou bimodalitou (Grim-Lange-Gill, 1996) a k jejich ukládání tak mohlo docházet i ve větších hloubkách. Střídání lamin kalovců, prachovců a pískovců (mudstone, siltstone and sandstone interlamination) Mss. Facii tvoří střídání mm až cm planárních lamin kalovce, prachovce a jemně zrnitého pískovce, laminace místy přechází do čočkovitého nebo mázdřitého zvrstvení.

Vzájemné zastoupení jednotlivých lamin je velmi

proměnlivé. Obvykle převládají laminy kalovce a prachovce, do kterých jsou vloženy 3-10 cm mocné polohy masivních, převážně jemně zrnitých pískovců. Naproti tomu v partiích s převahou lamin prachovců a pískovců často vystupují mocnější (několik cm) polohy prachovce nebo jemně zrnitého až hrubozrnného pískovce s asymetrickými čeřinami nebo mázdřitým zvrstvením. V některých z těchto poloh jsou přítomny stopy po úniku vody, kalovcové nebo uhelné intraklasty, rostlinná drť a bahenní praskliny. V polohách kalovců byly místy pozorovány bioturbace, pískovce jsou dobře až nedokonale

vytříděné. V profilu Prostřední Lánov tvoří

sedimenty facie MSS nahoru hrubnoucí prachopísčité cykly mocné 30-50cm zakončené 10-20 cm mocnou polohou jemno- až střednězrnitého pískovce s čeřinami nebo horizontální laminací.

Interpretace Sedimenty reprezentují ukládání v oblastech se zvýšeným přínosem prachovo-písčitého siliciklastického materiálu.

Střídání lamin různých zrnitostí s čočkovitým a mázdřitým

zvrstvením stejně tak jako přítomnost čeřin a intraklastů svědčí o střídání sedimentace ze suspenze se sedimentací v různých proudových režimech. Výskyt bahenních prasklin a malých čeřin svědčí o ukládání v malé hloubce. K sedimentaci mohlo docházet buď v distálnějších částech deltových těles (prachopísčité do nadloží hrubnoucí cykly bez bahenních prasklin v profilu Prostřední Lánov) nebo v důsledku redistribuce materiálu v příbřežní zóně, která byla způsobena proudy generovanými pravděpodobně vlněním. Podobné lakustrinní facie popsali Yemane et al. (1989) ze svrchního permu jižní Afriky. Nelze vyloučit ani bouřkové vlnění a proudy jako možný transportní mechanismus těchto sedimentů, jak je interpretovali pro velmi podobné facie Buatois a Mángano (1995). Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

49


Pískovce s čeřinami (rippled sandstones) Sr jsou jemně až středně zrnité a tvoří polohy o mocnosti 10-60 cm. Pískovce jsou převážně horizontálně zvrstvené nebo laminované (střídání prachových a písčitých lamin) a obsahují hojné izolované proudové a příp. i oscilační čeřiny. Místy se vyskytuje drobně čeřinovité zvrstvení. Vytřídění pískovců je středně dobré až dobré, klasty jsou zaoblené. Mocnější polohy mohou být amalgamovány z několika dílčích poloh s erozními bázemi a s korytovitým šikmým zvrsvením. Místy je přítomna rostlinná drť.

Interpretace Přítomnost drobných proudových čeřin a čeřinovitého zvrstvení vznikajícího migrací čeřin (Reineck a Singh 1980) jsou důsledkem působení trakčních proudů. Přítomnost vlnových čeřin ukazuje na částečné přepracování materiálu oscilačními proudy vyvolanými činností vln. Rovněž horizontální zvrstvení pískovců může vznikat v důsledku resuspendace materiálu činností vln (De Raaf-Boersma- Van Gelder, 1977) Korytovité šikmé zvrstvení vzniklo migrací písčité duny ve spodním proudovém režimu (Miall 1977) a může reprezentovat produkty migrace příbřežních písčitých barů. Pískovce této facie představují sedimentaci v oblastech s dostatečným přínosem písčitého materiálu, ke které docházelo v příbřežní zóně jezera nad bází vlnění. Jejich vznik lze spojovat buď se sedimentací na deltové plošině ovlivněné vlněním nebo s redistribucí

siliciklastického materiálu přinášeného do jezera

v důsledku trakčních příbřežních a oscilačních proudů. Podobné facie popsali z jezerní vějířové delty Horton a Schmitt (1996) a interpretovali

je jako mělkovodní příbřežní

uloženiny. Pískovce s HCS (hummocky-cross stratified sandstones) Shcs tvoří čočkovité polohy 10-50 cm mocné, které jsou vloženy do mocnějších poloh horizontálně zvrstvených pískovců a pískovců s oscilačními a proudovými čeřinami facie SR. Pískovce v polohách s HCS jsou středně až hrubě zrnité a dobře vytříděné. Spodní hranice těchto poloh je ostrá, erozní, rovněž svrchní hranice je ostrá. HCS vytváří klasické synformy a antiformy popsané Dottem a Bourgeois (1982), ve kterých vzrůstá tloušťka lamin od okrajů do centra. Synformy se zařezávají do podložních antiforem nebo do horizontálně zvrstvených pískovců, které někdy obsahují bioturbace. Mimo to se místy vyskytují také polohy pískovců s planárním šikmým zvrstvením.

Interpretace Pískovce s HCS představují produkt bouřkového vlnění. K jejich ukládání docházelo v okrajové části jezera buď pod úrovní dosahu normálního vlnění nebo v surfové zóně bouřkových vln. V surfové zóně bouřkových vln byl v jezerech vznik HCS pozorován již od Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

50


hloubky 1,6 m (Greenwood-Sherman, 1986). Vznik horizontálně zvrstvených pískovců vyskytujících se v asociaci s HCS lze spojovat buď s proudy indukovanými bouřkovým vlněním ve svrchním proudovém režimu nebo s resuspendací materiálu v důsledku činnosti vln a jeho následnou sedimentací ze suspenze.

Litofaciální asociace D - facie okrajové bahenní plošiny Litofaciální asociace zahrnuje převážně jílovoprachové sedimenty se znaky opakovaného vysychání a zaplavování (hojné bahenní praskliny, karbonátové nodule). Tuto litofaciální asociaci tvoří pouze jedna sedimentární facie. Kalovce s bahenními prasklinami (mudcracked mudstones) Mc tvoří polohy dm až několik m mocné. Kalovce jsou šedé, tmavošedé, hnědé a červenohnědé a obsahují vápnitou příměs. Charakteristickými znaky jsou hojné bahenní praskliny a škála textur od cm laminace, nezřetelné laminace až po textury masivní. Někdy jsou přítomny jílovcové intraklasty, fragmenty terestrických rostlin a bioturbace. Místy se vyskytují

cm prachové

nebo písčité laminy, případně mocnější polohy heterolitických prachopísčitých laminovaných sedimentů, které nejsou doprovázeny bahenními prasklinami. V úsecích bez bahenních prasklin jsou někdy přítomny laterálně stálé horizonty raně diagenetických dolomitových nebo vápnitých nodulí cm rozměrů.

Interpretace Kalovce s hojnými bahenními prasklinami představují sedimentaci ze suspenze v oblastech s nedostatkem hrubších siliciklastik, které byly vystaveny opakovanému zaplavování a vysychání. Polohy s intraklasty a fragmenty rostlin odpovídají periodám občasných výraznějších záplav. Raně diagenetické karbonátové nodule vznikaly procesy popsanými u facie Dm. Heterolitické prachopísčité laminy bez bahenních prasklin jsou dokladem krátkodobého mírného prohloubení doprovázeného zvýšeným přínosem hrubších siliciklastik. Sedimentace kalovců této facie probíhala na bahenních plošinách v plochých příbřežních oblastech, které byly periodicky zaplavovány pravděpodobně v důsledku častých oscilací jezerní hladiny. Litofaciální asociace E - uloženiny řízené gravitačními procesy Litofaciální asociace E zahrnuje sedimenty, které nemají znaky pomalé sedimentace ze suspenze či sedimentace vyvolané klasickými trakčními popř. oscilačními proudy. Jejich charakteristickými znaky je přítomnost skluzových, gradačních či masivních textur Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

51


dokládajících, že sedimentace byla řízena převážně gravitačními procesy. Prachovitý karbonát (silty carbonate) Cs s písčitou příměsí tvoří polohy 1,5-2 m mocné pro které jsou charakteristické výrazné erozní báze a časté změny mocnosti. Polohy jsou nejčastěji masivní, při bázi obsahují hojné intraklasty a plasticky deformované útržky podložních kalovců, stopy „provrásnění“ či jiné formy plastických deformací. Základní hmota je tvořena jílovými minerály a mikrosparitem, s příměsí prachovitých (510%) a písčitých(1-5%) křemenných zrn a rozptýlenými opakními zrny organické hmoty. Část siliciklastické příměsi je vulkanogenního původu: jsou přítomny ostrohranné úlomky křemene a felzitické částice.

Interpretace Polohy prachovitých karbonátů jsou vloženy mezi předbřežní kalovce facií Bs a Ml. Díky výrazně erozní bázi a plastickým texturám skluzového charakteru jsou interpretovány jako subakvatický skluz. Skluzy jsou poměrně častým jevem na čele delty, kde k nim dochází díky nestabilitě sedimentu na svahu vlivem zvýšené rychlosti sedimentace. Hojné subakvatické skluzy popsali z čela delty jezera Malawi Scholz et al. (1993). Skluzy jsou obvykle důsledkem rychlé sedimentace na relativně strmých svazích některých jezer (Johnson a Ngàngà 1990). Může jít také o důsledek zvýšené vulkanické činnosti - vulkanogenní materiál je v hornině přítomen a o synsedimentárním vulkanismu máme doklady díky výskytu lávových příkrovů v rudnickém obzoru v okolí Semil. Pískovce s gradačním zvrstvením a masivní pískovce (graded sandstone) Sg tvoří polohy obvykle 5 cm až několik dm mocné. Pískovce jsou jemnozrnné až hrubozrnné, obvykle málo až dobře vytříděné. Nejčastěji se vyskytují polohy hrubozrnných až středně zrnitých pískovců s gradačním zvrstvením, které někdy přecházejí směrem nahoru do jemnozrnnějších písčitých a prachovitých partií s čeřinami a často s mázdřitým a čočkovitým zvrstvením. Mázdry a čočky jsou tvořeny šedými prachovci a kalovci, místy je možno pozorovat i černošedé kalovce. V některých případech jsou polohy pískovců bez gradace, masivní. Báze poloh je vždy ostrá a někdy i výrazně erozní. Na spodní vrstevní ploše byly místy pozorovány flute casts a groove marks.

Interpretace Polohy masivních pískovců a pískovců s gradačním zvrstvením jsou interpretovány jako uloženiny písčitých hustých a řídkých turbiditních proudů, kdy v důsledku poklesu energie těchto proudů

docházelo k rychlé sedimentaci ze suspenze (Lowe 1982). Přestože nebyla

nikde pozorována klasická Boumova sekvence (Bouma 1962), je postupný pokles unášecí schopnosti proudu dobře doložen v mnoha případech přechodem gradovaných a masivních pískovců do nadložních jemnozrnnějších partií s čeřinami a mázdřitým zvrstvením. Velmi Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

52


podobné facie popsali z miocénních sedimentů jezerního předbřeží v asociaci s distální vějířovou deltou Horton a Smitt (1996). Masivní a gradované pískovce tvoří také významnou část hlubokovodních turbiditních vějířů rozsáhlého jezerního systému, který popsali ze svrchního karbonu Buatois a Mángano (1995). Slepence s podpůrnou strukturou matrix (matrix-supported conglomerates) Cn tvoří polohy o mocnosti 20 až 40 cm. Převládají jemnozrnné slepence (valouny do 3 cm) s podřadnějším zastoupením střednězrnitých slepenců s x cm velkými valouny (maximální velikost valounů 20 cm). Slepence jsou masivní, bez vnitřního uspořádání a jejich strukturu tvoří subangulární až dobře zaoblené valouny volně „plovoucí“ v středně až hrubě zrnité jílovito-písčité matrix.. Polohy slepenců facie Cn tvoří dva základní typy. Prvním typem jsou deskovité polohy s rovnou ostrou bází, svrchní vrstvení plocha těchto polohy je rovná či undulózní. Druhým typem jsou polohy tvaru čoček či výplně koryt, které mají výrazně erozní báze. V asociaci s uvedenými slepenci se často vyskytují deskovité polohy hrubozrnných pískovců s příměsí valounů. Polohy dosahují mocnosti až 75 cm, mají rovnou ostrou bázi a obsahují dílčí tenké polohy („šňůry valounů“). Místy lze pozorovat hrubé horizontální zvrstvení, náznaky gradace, někdy jsou přítomny uhelné intraklasty.

Interpretace Deskovité polohy slepenců s rovnými bázemi (1. typ) mají znaky charakteristické pro subaerické popř. subakvatické úlomkotoky (Gloppen a Steel 1981, Schulz 1984), jejichž pohyb je řízen kohezivními sílami matrix a příp. i dispersními tlaky spojenými s granulárními interakcemi (Lowe 1982). Čočkovité polohy (2. typ) lze pokládat buď za produkty obdobného typu úlomkotoků migrujících v predisponované depresi (Schulz 1984) nebo za produkty úlomkotoků s nízkou viskozitou, u kterých v důsledku většího obsahu vody a tím spojeného většího efektu turbulentního proudění může docházet i k erozi podložních sedimentů. Polohy pískovců se šňůrami valounů nesou znaky vodou ukládaných sedimentů vznikajících v důsledků efemerních plošných záplav (Blair 1987). Charakteristická asociace sedimentů v této facii dokládá ukládání v prostředí jezerní vějířové delty (Wescott-Ethridge, 1990).


53


5.2.2.3. Sedimentologická interpretace vybraných profilů Zastoupení jednotlivých výše charakterizovaných litofaciálních asociací v jednotlivých profilech je laterálně i vertikálně značně variabilní. V následujícím textu jsou na příkladech vybraných profilů demonstrovány typické sukcese litofaciálních asociací interpretované jako: • centrální část jezera • hlubokovodní turbiditní vějíře • vějířová jezerní delta • písčitá příbřežní zóna jezera • platformní okraj jezera

Profil Vrchlabí 2 - centrální část jezera: org. hmotou bohaté laminity a karbonáty V zářezu silničního obchvatu situovaného západně od Vrchlabí je zastižena relativně monotónní sekvence rudnického obzoru tvořená převážně tm. šedými laminovanými kalovci s tenkými nehojnými vložkami karbonátů, černošedých jílovců a výjimečně prachovců. Celková mocnost šedých hornin rudnického obzoru zde dosahuje až 130 m; rudnický obzor je zde rozdělen meziložní cca 40 m mocnou sekvencí červenohnědých kalovců na spodní oddíl o mocnosti cca 45 m a svrchní oddíl mocný cca 90 m (Drábková et al. 1990). Profil Vrchlabí 2 (obr. č.5.2.3) studovaný detailně v rámci tohoto projektu zastihuje sice malou část celkového sledu hornin na této lokalitě, zato však litologicky a faciálně nejpestřejší. Profil zastihuje nejspodnější část svrchního oddílu rudnického obzoru. V profilu Vrchlabí 2 jsou zastiženy převážně předbřežní facie. Při bázi profilu je zaznamenáno během sedimentace šedých laminovaných kalovců facie Ml

postupné

prohloubení s následným ustavením anoxických podmínek u dna a pravděpodobnou stratifikací jezera (facie La, Bs). Jemná laminace facií Bs a La je odrazem sezónních oscilací klimatu a bioproduktivity. Klidná předbřežní sedimentace ze suspenze byla dočasně narušena sedimentací kalových řídkých turbiditních proudů facie Mo, které jsou pravděpodobně produktem hustých hyperpyknických jezerních přítoků. Uspořádání do drobných, rytmicky se opakujících cyklů zjemňujících do nadloží, které lze pozorovat v této Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

54


části profilu, pravděpodobně reprezentuje periodicky se střídající humidnější období (zvýšený přínos chladných vod s jemnozrnným materiálem v suspenzi indukuje hyperpyknické toky) s obdobím sušším. Přítomnost kalových turbiditních proudů lze však také vysvětlit progradací distálních partií prodelty nebo hlubokovodních turbiditních vějířů indukované poklesem hladiny. Předbřežní facie laminovaných kalovců a karbonátů Ml a Ll, které nasedají na anoxické facie (od metráže 5,0 m v profilu), indikují přechod k oxičtějším podmínkám u dna související s dokonalejším „větráním“ hypolimnionu např. v důsledku poklesu hladiny nebo nižší bioproduktivity. Výrazné změlčení je zaznamenáno v nejvyšší části profilu (8,5-10,5 m), kde nacházíme mikrobiální rohože facie Ct - typické představitele příbřežní sedimentace. Facie Ct nese známky úplného vynoření - oxidace org.hmoty, prohnětení pedogenními procesy, bahenní praskliny. Celý profil Vrchlabí 2 tvoří jeden jezerní cyklus (prohloubení při bázi a změlčení až vynoření sedimentů v nejvyšší části), v rámci kterého je možno sledovat cyklicitu nižších řádů - drobné cykly facie Mo a sezónní laminaci facií Bs a La. V době sedimentace rudnického obzoru se oblast Vrchlabí nacházela pravděpodobně v předbřežní oblasti vzdálené od břehu a s nízkým gradientem dna. Pro to svědčí absence hrubších klastik jak v příbřežních, tak v předbřežních faciích. Profil Čistá 2 - hlubokovodní turbiditní vějíře Profil Čistá 2 zachycuje převážnou část mocnosti sedimentů rudnického obzoru (80 m) v severovýchodní části pánve. Sedimentární facie jsou v profilu uspořádány do několika nahoru změlčujících cyklů (obr. 5.2.4). Spodní část cyklů tvoří předbřežní jílovo-karbonátové facie Bs, La a Mo, které se navzájem střídají a jsou prokládány polohami písčitých turbiditů facie Sg. Na tento sled obvykle nasedají facie hlubšího příbřeží Mm, Dm, Mss, které jsou překryty sedimenty bahenních plošin facie Mc s hojnými bahenními prasklinami. Facie Mm může reprezentovat jak hlubokovodnější prostředí (zcela bezstrukturní kalovce, bez bioturbací, náznaků laminace či jiných textur), tak i bioturbací homogenizovaný sediment příbřežního prostředí (hojné bioturbace, náznaky laminace, stopy prohnětení). V profilu je možno sledovat výrazné prohloubení jezera s převahou předbřežních facií ve spodní části (111 až 98 m v profilu), vyšší část je charakteristická střídáním anoxických facií Bs a facií písčitých turbiditů Sg (např. 75-63 m ) a postupné změlčování směrem ke stropu Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

55


profilu. V nejvyšší části profilu převažují facie příbřežních bahenních plošin (58 - 39 m). V rámci tohoto jezerního cyklu je možno sledovat 5-20 metrů mocné nahoru změlčující cykly nižších řádů (viz obr.5.2.4). Cykličnost ještě nižšího řádu je zaznamenána v kalovcích s bahenními prasklinami facie Mc. Hojný výskyt bahenních prasklin v průběhu celé mocnosti facie Mc svědčí o častých střídáních období vynoření a zaplavení plochého bahnitého pobřeží. Výše zmíněné cykly jsou interpretovány jako odraz oscilací jezerní hladiny. Cykličnost nejnižšího řádu je zaznamenána v jemnozrnné laminaci šedočerných kalovců facií Bs a La a je interpretována jako klimaticky řízené (sezónní) změny teploty a bioproduktivity (viz popis facie Bs, La). Přítomnost písčitých turbiditů přerušujících klidnou jílovitou sedimentaci jemně laminované facie Bs svědčí o vyšším gradientu dna jezera a blízkosti pobřeží s písčitou sedimentací. Pravděpodobně se jedná o distální část hlubokovodního turbiditního vějíře dotovaného materiálem z vějířové delty. Profil Prostřední Lánov - vějířová jezerní delta (fan delta) V profilu Prostřední Lánov (viz obr. 5.2.5) je zaznamenán přechod z prostředí anoxického předbřeží (facie Bs, Mo a La) do prostředí písčitého příbřeží a vějířové delty (facie Sr, Mss, Sg a Cn). Klidná jílovokarbonátová sedimentace ze suspenze reprezentovaná předbřežními faciemi (0-4m a 8-10,20m) je přerušena obdobím písčité příbřežní sedimentace (4-8m) facií Sr a Mss. Ty zde tvoří sukcesi střídajících se písčitých poloh představujících plochá písčitá příbřežní tělesa a bary. Tento poměrně ostrý přechod lze přičíst progradaci písčitého pobřeží do centra pánve indukované pravděpodobně poklesem

jezerní hladiny. Facie písčitého

příbřeží jsou překryty anoxickými předbřežními jemně laminovanými kalovci (8-10,2m) reprezentujícími opětovný zdvih hladiny. Na jejich sled ostře nasedá 8 m mocná nahoru hrubnoucí sekvence pískovců a konglomerátů facií Sg, Mss, Sr a Cn, která odpovídá progradaci vějířové delty. Naspodu sekvence převládají prachovce a pískovce facie Mss a gradované pískovce facie Sg, které odpovídají sedimentaci turbiditních proudů v distální části vějířové delty. Ve vyšší části profilu jsou dominantní hrubozrnné pískovce a slepence facií Sg a Cn s vložkami jemnozrnných pískovců facie Sr. Pískovce Sr mají proudové i oscilační čeřiny, což svědčí o jejich přepracování v relativně malé hloubce v dosahu vlnění. Polohy jemno- až střednězrnitých

konglomerátů s podpůrnou strukturou matrix (facie Cn) jsou

interpretovány jako produkty úlomkotoků (debris-flows). Deskovité polohy hrubozrnných Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

56


pískovců se subhorizontálním zvrstvením a případnými „šňůrami“ valounů představují pravděpodobně uloženiny plošných záplav na subaerické části delty. Profil Honkův potok - písčitá příbřežní zóna jezera Sedimentologický profil Honkův potok (obr. 5.2.6) zachycuje poměrně krátký úsek jezerní sedimentace v severozápadní části pánve (je pouze 7m mocný a převažují zde písčité facie). Nachází se přibližně uprostřed severojižního údolí Honkova potoka východně od Příkrého u Semil. V údolí potoka byly nalezeny ojedinělé malé (1-2 m) výchozy tm. šedých a černošedých kalovců facie BS, ze kterých také pochází většina fauny a flóry popisovaná v kapitole 5.2.7 a 5.2.8. V nižší části profilu (0-4m) se střídají facie Sr a Shcs, což indikuje střídání příbřežní písčité sedimentace v dosahu normálních vln (oscilační čeřiny facie Sr) a sedimentace pískovců s HCS, které jsou produktem bouřkových vln a proudů. Ve vyšší části profilu je vložka šedých prachovců, kde se střídají polohy laminované s polohami bioturbovanými. Ta reprezentuje sedimentaci ze suspenze v hlubší příbřežní zóně pod bází dosahu vlnění. Na prachovce nasedá pískovec facie Shcs, který je produktem bouřkových procesů. V jeho nadloží následuje poloha masivního hrubozrnného pískovce s příměsí valounů, jehož vznik pravděpodobně souvisí již s projevy fluviálně-deltové činnosti. Profil Kundratice - platformní okraj jezera: kalovcové a karbonátové facie V profilu Kundratice je možno sledovat několik nahoru změlčujících cyklů (obr. 5.2.7). Tyto cykly začínají vždy předbřežními hlubokovodními anoxickými faciemi Bs, La nebo Cl a postupně přecházejí přes facie hlubšího příbřeží (Cm, Mss, Dm) do facií bahenních plošin (Mc) ve stropu cyklů. Vzhledem k absenci hrubších siliciklastik a k přítomnosti až několikametrových mocností sedimentů bahenních plošin, předpokládáme zde ploché jezerní pobřeží s velmi nízkým gradientem, kde je uspořádání a vzájemná superpozice facií silně závislá na fluktuacích hladiny. Čtyři nahoru změlčující cykly vyznačené v profilu na obr. 5.2.7 reprezentují čtyři výrazná prohloubení jezera s následným poklesem hladiny (čtvrtý cyklus je neúplný, chybí mělkovodní facie). V rámci těchto cyklů předpokládáme existenci oscilací hladiny nižšího řádu, tj. v rámci poloh jednotlivých facií. Ta je doložena hojným výskytem bahenních prasklin v průběhu celé mocnosti facie Mc, což svědčí o častých střídáních období Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

57


vynoření a zaplavení plochého bahnitého pobřeží. Tato facie je díky nízkému gradientu pobřeží velmi citlivá i na malé změny hladiny.

5.2.2.4.Laterální změny vývoje rudnického obzoru Výplň pánve tvořená vrchlabským souvrstvím je výrazně asymetrická, na což poukazují už Tásler a Prouza (1985): vrchlabské souvrství v severní část pánve ve vývoji převážně jemnozrnných kalových sedimentů o mocnosti 500-530 m kontrastuje s jižní částí pánve, kde má převážně písčitý vývoj s mocností cca 300 m. S tímto stylem výplně koresponduje i vývoj sedimentárních facií rudnického obzoru. Tmavě šedé předbřežní kalovce s velmi podřadnými vložkami karbonátů a prachovců dosahují největší mocnosti - až 130 m (Drábková et al. 1990) v okolí Vrchlabí, tj. při dnešním severním okraji pánve. O 8 km jižněji ve vrtu HK-1, tj. v dnešní centrální části pánve, mají šedé

kalovce (s podřadnými vložkami karbonátů a

prachovců) mocnost výrazně nižší (cca 40 m) a jsou vyvinuty v několikametrových polohách proložených mnohametrovými polohami červenohnědých kalovců, které reprezentují pravděpodobně oxické příbřežní jezerní facie a aluviální facie. V převládajících šedých kalovcích rudnického obzoru vystupuje výrazná, 1-4 m mocná poloha jemně laminovaných černošedých jílovců a kalovců velmi bohatých org. hmotou, kterou je možno sledovat od Košťálova (vrt Kv-1) na západě přes centrální č. pánve (vrt HK1) až po Čistou (vrt Ča-2) na severovýchodě pánve (obr. 5.2.8). rozmršťuje na několik decimetrových

Tato poloha se často

poloh, které je možno také sledovat v profilech

Kundratice, Vrchlabí 2 a Prostřední Lánov (facie Bs a La).

Na základě sedimentologického studia jednotlivých profilů lze v podkrkonošské pánvi vyčlenit tři oblasti významně se lišící faciálním vývojem rudnického obzoru (viz obr. 5.2.9). Jsou to : 1. oblast středozápadní části pánve s výrazným

zastoupením kalovcových a

karbonátových příbřežních facií reprezentovaná profilem Kundratice a vrtem Košťálov Kv-1. 2. centrální a severní část pánve s převahou anoxických předbřežních facií zastoupená Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

58


v profilu Vrchlabí 2 a ve vrtu Horní Kalná HK-1. 3. severní část pánve s písčitým pobřežím (profil Honkův Potok) , sedimenty vějířové delty (profil Prostřední Lánov) a sedimentací hlubokovodního turbiditního vějíře (vrt Čistá 2).

5.2.2.5. Model sedimentace Rudnického jezerního systému

Charakter jezerního systému Rudnický obzor představuje periodu dlouhodobé

sedimentace v komplexním, plošně

rozsáhlém jezerním systému, který byl po většinu své existence diferencován na hlubší předbřežní a mělčí příbřežní zónu (obr. 5.2.10). V předbřežní zóně převládala sedimentace jemných částic organické hmoty, siliciklastik a karbonátů ze suspenze. Vysoký obsah organické hmoty v předbřežních faciích (10-23 % TOC), přítomnost pyritu, absence bioturbací i jemná organicko-karbonátová laminace charakteristická pro některé předbřežní facie (zejména facie Bs, La, Cl, příp. Mo) dokládají, že jezero bylo převážně eutrofní až oligotrofní a přinejmenším po větší část roku termálně, popř. chemicky stratifikované. Eufotická zóna epilimnionu byla charakteristická vysokou bioproduktivitou spojenou s rozkvěty fytoplanktonu, často

sezónně podmíněnými. V

důsledku oxického rozkladu organické hmoty byl spotřebováván kyslík v nedokonale „větraném“ hypolimnionu, což vedlo k nastolení dysoxických až anoxických podmínek pod termoklinou (chemoklinou), které umožnily akumulaci velké části produkované organické hmoty na dně jezera.

Doprovodným jevem vysoké bioproduktivity v epilimnionu bylo

bioindukované srážení karbonátů. Množství karbonátů v sedimentech je však kromě primární produkce závislé i na jeho opětovném rozpouštění při průchodu hypolimnionem v důsledku zvýšených koncentrací CO2 uvolňovaného rozkladem organické hmoty (Dean-Fouch, 1983). Proto u jezer nacházejících se v obdobných klimatických podmínkách obsahují sedimenty vysoce produktivních jezer většinou méně karbonátů než jezera s nízkou produktivitou (Dean 1981). Zvyšování podílu karbonátové složky zaznamenané od facie Bs přes facii La k facii Cl tak může odrážet snižování role rozpouštění karbonátů v důsledku postupného dokonalejšího „větrání“ hypolimnionu souvisejícího buď s klesající bioproduktivitou nebo s postupným Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

59


změlčováním jezera. Klidná předbřežní sedimentace ze suspenze byla v některých částech pánve narušována řídkými turbiditními proudy (underflows), v oblastech nacházejících se při ústí toků pak i hustých turbiditních proudů transportujících písčitý materiál (např. profil Čistá 2). I když nejsou k dispozici dostatečné batymetrické

údaje, lze na základě srovnání s

obdobnými litofaciálními asociacemi recentních jezerních systémů odhadnout hloubku jezera v předbřežní zóně min. na desítky metrů. Pro příbřežní zónu jezera byly ve srovnání s předbřežím charakteristické výrazně oxičtější podmínky. V oblastech nacházejících se při ústí toků, příp. v distálních částech aluviálních kuželů, docházelo k akumulaci deltových těles tvořených i hrubšími siliciklastiky (facie Mss, Cs, Cn). V příbřežních oblastech s dominantním vlivem činnosti vln byl pak přinášený materiál dále přepracováván a redistribuován oscilačními i příbřežními proudy (facie Sr) příp. i epizodickými proudy iniciovanými bouřkovým vlněním (facie Shcs) za vzniku písčitého příbřeží. Naopak v příbřežních oblastech s plochým reliéfem, chráněných před přínosem hrubších siliciklastik, činností vlnění i před vlivem příbřežních proudů převládala sedimentace kalovců (facie Mm) s epizodami srážení

karbonátů (Cm, Ct). Příbřežní zóna

jezera byla v těchto částech pánve obklopena bahenními plošinami (facie Mc), periodicky zaplavovanými a vysychajícími v důsledku oscilací jezerní hladiny. Několikanásobně se opakující asymetrické cykly tvořené střídáním předbřežních a příbřežních facií pozorované ve vertikálním sledu dokládají střídání period většinou rychlého prohloubení s periodami následného postupného změlčování jezera. Tyto opakované změny hloubky jezera lze spojovat buď s příčinami tektonickými nebo klimatickými. Tektonicky indukovaný vznik uvedených jezerních cyklů předpokládá výrazné prohloubení jezerní pánve v důsledku zvýšené rychlosti subsidence a její následné změlčování způsobené vyplňováním pánve sedimenty v režimu pomalejší subsidence. V případě cyklů reprezentujících okrajové platformní části jezera (mocnější polohy předbřežních sedimentů v centrální části jezerní pánve mohou zahrnovat několik kondenzovaných transgresněregresních cyklů) nemohl být tento mechanismus dominantní. Celková mocnost cyklů v profilech (např. profil Kundratice) dosahuje cca 2-4 m, přičemž mocnost předbřežních uloženin v těchto cyklech se pohybuje v rozmezí 0,5 až 0,75 m. Z charakteru i vertikální posloupnosti sedimentárních facií vyplývá, že k akumulaci sedimentů docházelo především vertikální agradací. Přijetí tektonického modelu by tak i

při zahrnutí efektu kompakce


60


sedimentů (koeficient kompakce u jílů 0,5-0,2 ) předpokládalo, že k ukládání předbřežních, organickou hmotou bohatých, jemně laminovaných sedimentů docházelo v hloubkách max. 4m, což se nejeví jako pravděpodobné. Částečný vliv tektoniky lze spojovat pouze s cykly obsahujícími

uloženiny vějířových delt (profil Prostřední Lánov), jejichž progradace do

centra pánve mohla být indukována tektonickými pohyby. I zde se však vliv těchto faktorů vzhledem k relativně malé mocnosti předbřežních facií nejeví jako dominantní. Za hlavní příčiny vzniku jezerních cyklů lze považovat změny hladiny indukované klimatickým změnami. Klimaticky podmíněné změny hladiny mohou být relativně rychlé a za příhodných geomorfologických a klimatických podmínek mohou být oscilace hladiny i značně rozsáhlé. Např. v tropických jezerech Východoafrického riftu jsou doloženy pohyby hladiny až o 100 m během posledních 500 let (jezero Malawi, Owen et al. 1990) a pozdně pleistocénní úroveň hladiny o 250 až 600 m níže než je současná hladina (j. Malawi a Tanganyika, Scholz a Rosendahl 1988, Tiercelin et al. 1989). Délku period maximálního prohloubení jezera v cyklech rudnického obzoru lze za předpokladu kontinuální sedimentace a sezónního původu organicko-karbonátové laminace ve faciích Bs a La odhadnout při průměrné mocnosti 1 páru lamin cca 1 mm a průměrné mocnosti poloh předbřežních facií v profilech reprezentujících okrajové části jezera (např. profil Kundratice) cca 0,5 m řádově na stovky až max. první tisíce let, což dobře koresponduje s výše uvedenými příklady. Z výše uvedené diskuse vyplývá, že v průběhu vývoje jezerního systému se střídala období s nízkou hladinou jezera (low stand) s obdobími vysoké hladiny (high stand). Takovéto oscilace hladiny jsou charakteristické pro převážně hydrologicky uzavřená jezera semiaridních až aridních oblastí. V obdobích vysoké hladiny převládala předbřežní sedimentace na převážné části jezerní pánve,

což dokládají laterálně stálé polohy organickou hmotou

bohatých, jemně laminovaných anoxických facií. Jezero mohlo být hydrologicky otevřené. V obdobích nízké hladiny docházelo

k plošnému rozšíření mělkovodní příbřežní

sedimentace, předbřežní zóna se omezovala jen na hypsometricky nejnižší části pánve. Jezero bylo hydrologicky uzavřené. Paleogeografie a vývoj jezerní pánve Z laterálního rozšíření sedimentů rudnického obzoru ( podle Táslera a Prouzy 1985 je lze sledovat na ploše přibližně 200-300 km2 ve střední a severní části pánve) vyplývá, že Rudnické jezero bylo rozsáhlé, o minimální rozloze srovnatelné se současným rozšířením jeho sedimentů. Nelze vyloučit, že zasahovalo dále na východ, kde přítomnost rudnického obzoru Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

61


nebyla dosud žádným vrtem ověřována, a kde pokračovala sedimentace až do sp.triasu uložením až 1600 m mocného komplexu sedimentárních hornin (Tásler et al. 1981). Značný plošný rozsah jezera dokládá i přítomnost bouřkových facií uložených bouřkovým vlněním, které má značnou amplitudu a vlnovou délku. Jak ukázal Sly (1978), pro vznik vlny o výšce 2 m je třeba rychlosti větru 74 km/h a délce vodní hladiny ve směru větru (fetch) 20 km nebo rychlosti 56 km/h a fetch 50 km. V obdobích nízké hladiny mohlo dojít k izolaci dílčích pánevních struktur. Na základě asymetrického vývoje a změn mocnosti jak vrchlabského souvrství, tak i vlastního rudnického obzoru lze usuzovat, že dno jezerní pánve se generelně uklánělo k severu, kde jezero dosahovalo dlouhodobě největší hloubky (největší vertikální stálost předbřežních facií). Z toho vyplývá i nejvyšší rychlost synsedimentární subsidence pánevního dna v severní části pánve. Přítomnost litofaciálních asociací vějířové delty a hlubokovodních turbiditů v severních částech pánve (Prostřední Lánov a Čistá 2) indikuje velký gradient a značnou rychlost přínosu sedimentů související se synsedimentární

tektonikou, a proto lze

předpokládat, že severní okraj pánve byl omezen strmým poklesovým zlomem. Naproti tomu významné zastoupení karbonátových a kalovcových příbřežních facií v profilech v Košťálově a Kundraticích svědčí o velmi plochém pobřeží s absencí hrubších siliciklastik. Tyto lokality leží několik km jižně od výrazného subvertikálního poklesového v-z. orientovaného zlomu (lze jej sledovat od Čikvásek k Martinicím), u kterého Tásler a Prouza (1985) uvádějí relativní výzdvih jižního bloku o 700 m nad severní blok v oblasti u Čikvásek. Je velmi pravděpodobné, že tento subvertikální poklesový zlom byl aktivní už v době sedimentace rudnického obzoru, a že se díky

pomalejší subsidenci jižní kry vůči severnímu bloku

vytvořila plochá platforma s faciemi plochého pobřeží. Výrazná asymetrie východo-západně protažené pánve s nárůstem mocnosti sedimentární výplně k severu spolu s prostorovým uspořádáním sedimentárních facií (konglomeráty vějířové delty při severním okraji a kalovce a karbonáty plochého pobřeží jižního okraje) svědčí o existenci strmého poklesového zlomu na severním okraji pánve, který řídil sedimentaci v pánvi typu half-graben (polopříkop, polopříkopová propadlina) viz obr. 5.2.10. Asymetrický half-graben mohl vzniknout buď v režimu extenzním nebo jako série transtenzních pánví podél šikmého či horizontálního posunu (Crowel 1982).

Paleoklimatické implikace sedimentárního záznamu Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

62


Přítomnost transgresně-regresních jezerních cyklů v sedimentárním záznamu dokládá, že v průběhu vývoje jezerního systému docházelo k výrazným klimatickým oscilacím, během nichž se střídaly periody semiaridního klimatu s výrazně humidnějšími podmínkami. V období nízkého stavu jezerní hladiny (low stand) reprezentované převážně příbřežními uloženinami v jednotlivých cyklech probíhala sedimentace v hydrologicky uzavřené pánvi s častými oscilacemi jezerní hladiny. Takovéto systémy jsou charakteristické zejména pro oblasti semiaridního klimatu, tj. pro oblasti, kde evaporace a evapotranspirace významně dlouhodobě překračuje úroveň srážek a přítoku povrchových a podzemních vod. Naproti tomu období vysokého stavu hladiny reprezentované převážně předbřežními faciemi dokumentují periody humidnějších podmínek přetrvávajících v řádu stovek až tisíců let. Přinejmenším v rámci těchto humidnějších období mělo klima sezónní charakter s pravidelným střídáním teplejších a chladnějších ročních období, což je indikováno typickou laminací v předbřežních faciích. I při uvedených oscilacích klimatu bylo klima celkově teplé pro což svědčí nejen vysoká bioproduktivita a stratifikace jezera doložená v sedimentech uložených během vysoké hladiny, ale i značná evaporace během period nízké hladiny. S tímto závěrem koresponduje i paleomagnetickým výzkumem doložená pozice Českého Masívu mezi 2o a 4o severní šířky ve spodním permu (Krs a Pruner 1995).


63

5.2. Rudnický obzor 5.2.3. Geochemie organické hmoty

5.2.3. Geochemie organické hmoty (Martínek K. - Franců J. - Blecha M.) 5.2.3.1.Úvod Geochemií organické hmoty rudnického obzoru se v minulých letech zabývali už např. Müller (1987), Malán (1989) a Kříbek (1990). Malán (1989) poukázal na to, že kerogen těchto hornin je často přechodného typu II obsahující jak materiál alginito-sporinitický tak i lignincelulózový. Významně je však zastoupen také kerogen typu III, lignin-celulózový, ale některé vzorky mají charakter i akvatického, řasového původu (kerogen typu I). Mikroskopickým studiem Malán (1989) také identifikoval mimo jiné alginity odvozené od chlorofyceí (Botryococus braunii) a drobné nitkovité řasy pravděpodobně rodu Nostocopsis. Ke studiu organické hmoty byly v rámci tohoto projektu vybrány profily Kundratice a Vrchlabí 2, ze kterých bylo odebráno celkem 77 vzorků na analýzu celkového organického uhlíku Corg (TOC) a minerálního uhlíku Cmin. U 49 vybraných vzorků pak byla následně provedena pyrolýza Rock-Eval, ze které byly získány hodnoty Tmax a odvozen vodíkový index HI. Analyzovány byly převážně šedé až černošedé laminované karbonátické kalovce, jílovce a karbonáty předbřežních facií Bs, La, Cl, Mo.

5.2.3.2.Výsledky Výsledky laboratorních analýz organické hmoty jsou uvedeny v grafech 5.2.11 a 5.2.12 a v příloze 1 (tab.1.1.2). V profilu Vrchlabí 2 se hodnoty Corg pohybují v rozmezí 0,10-13,73 hm.% a v profilu Kundratice 0,14-23,13 hm.% , průměrná hodnota Corg obou lokalit je 4,67 hm.%. V profilu Vrchlabí 2 se hodnoty Tmax pohybují v rozmezí 424-471

o

C, vodíkový

index HI dosahuje hodnot 19-396. V Kundraticích byly zjištěny hodnoty Tmax v rozmezí 424-441 o C a hodnoty HI v rozmezí 88-527. Průměrná hodnota Tmax pro oba profily je 445 o C a průměrná hodnota vodíkového indexu HI je 257.


64


5.2.3.3.Diskuse Celkový obsah organické hmoty TOC výrazně narůstá v obou profilech v předbřežních anoxických faciích Bs, La, Cl a Mo, kde dosahuje hodnot 1-23 hm.%. V okolních faciích suboxického a oxického předbřeží Ml, ve faciích příbřežních bahenních plošin facie Mc a příbřežních karbonátů facie Cm se hodnoty TOC pohybují v rozmezí 0,10-1 hm.%. Několika až mnohonásobně vyšší obsahy TOC v anoxických předbřežních faciích korespondují s představou o sedimentaci v hypolimnionu pod termoklinou (chemoklinou) v prostředí s velmi malým obsahem kyslíku. Ze studia recentních jezerních sedimentů (např. Soreghan a Cohen 1996, Talbot a Livingstone 1989) jednoznačně vyplývá, že obsah TOC v sedimentech stratifikovaných jezer uložených v anoxickém hypolimnionu s omezenou cirkulací vody je několikanásobně vyšší ve srovnání se sedimenty uloženými nad termoklinou (chemoklinou) v relativně dobře prokysličené vodě. Zvýšené obsahy Corg bývají obvykle důsledkem zvýšené bioprodukce kombinované se současnými lepšími podmínkami pro zachování organické hmoty (Summons 1993). V prostředí s vyššími obsahy kyslíku se většina vytvořené biomasy rozloží na CO2 oxidací nebo metabolicky (mikrobiálně). Z grafu na obr. 5.2.13 vyplývá, že většina analyzovaných vzorků předbřežních facií spadá do skupiny kerogenu typu II, který obsahuje jak aliphatické uhlovodíky v tomto případě pravděpodobně řasového nebo planktonního původu, tedy autochtonní biomasu, tak uhlovodíky aromatické pocházející převážně z terestrických rostlin. Tři vzorky s nejvyšším HI (nad 500, viz graf 5.2.13) patří org.hmotou bohatému laminovanému karbonátu facie Cl v profilu Kundratice. Hodnoty jsou vysoké pravděpodobně díky rychlé sedimentaci karbonátu, který pohřbil autochtonní org. hmotu. Podíl resedimentované terestrické org. hmoty je zde proto minimální. Pro to svědčí i relativně nízké hodnoty Corg (0,9-1,5 hm.%) těchto vzorků. Další skupinou vzorků s anomálními hodnotami HI jsou vzorky s HI pod 100 (viz graf 5.2.13) . Všechny patří profilu Vrchlabí 2 a to jeho spodní části (1,60-3,30 m viz obr 5.2.11) a jeho části nejvyšší (4,85-8,07 m ). Tyto části profilu jsou také charakteristické poměrně nízkými hodnotami Corg (obvykle pod 3%). Proto se zdá být pravděpodobné, že v těchto částech profilu byl dominantním zdrojem org. hmoty resedimentovaný terestrický materiál. Ve vertikálním profilu Kundratice (obr 5.2.12) je možno sledovat několik trendů vodíkového indexu. V poloze laminitu anoxické předbřežní facie La (0-0,5 m) vystupující při bázi profilu jsou hodnoty vyrovnané, v nadložním karbonátu anoxické předbřežní facie Cl (0,5-0,6 m) výrazně narůstají (diskuse viz výše) a v laminovaném kalovci

anoxické


65


předbřežní facie Bs (2,7-3,2 m) je možno sledovat trend nárůstu vodíkového indexu od báze směrem vzhůru. Tento trend lze interpretovat jako nárůst podílu autochtonní organické složky související s růstem bioproduktivity v jezeru (roste zde také δ13C kalcitu, což svědčí o fotosyntetickém odčerpávání izotopu 12C).

Na

základě

studií

Talbota

a

Livingstona (1989) se ukazuje, že vodíkový index je spolu s TOC a δ13Corg dobrým indikátorem pohybu jezerní hladiny - s rostoucí hladinou byl v jezerech Victoria a Rukwa (východní Afrika) pozorován nárůst TOC i HI v předbřežních sedimentech, což

je

vysvětlováno

lepším

org.

v méně

zachováním prokysličeném klesajícím

hmoty

hypolimnionu podílem

a

terestrické

org.hmoty se vzdáleností od pobřeží. Ve vertikálním profilu Vrchlabí 2 (obr. 5.2.11) je možno sledovat velmi nízké hodnoty HI ve spodní části profilu (1,6-3,3 m, facie Ml ,Bs , La, Mo), které jsou doprovázeny relativně Obr. 5.2.13 Z grafu vyjadřujícího závislost vodíkového indexu (HI) a maximální pyrolyzní teploty (Tmax) vyplývá, že většina anlyzovaných vzorků rudnického obzoru má kerogen přechodného typu II. Skupina vzorků s HI pod 100 má kerogen typu III a byla odebrána ze spodní a nejvyšší části profilu Vrchlabí 2. Podrobnosti viz text.

nízkými hodnotami Corg (většinou pod 3%). To je možno interpretovat jako převahu redeponované terestrické org.

hmoty

v iniciálních

stádiích

prohlubování jezera, kdy už byly u dna anoxické

podmínky,

ale

bioproduktivita byla relativně nízká a pobřeží bylo relativně blízko. Kolem metráže 3,30 m dochází k výraznému nárůstu hodnot HI (250-400). Během sedimentace kalovců facie Mo Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

66


došlo k nárůstu bioproduktivity (hodnoty Corg jsou stále nízké), zatímco v nadložních laminitech facie La jsou vysoké nejen hodnoty HI, ale i Corg (5-15%), což je možno interpretovat jako důsledek zvýšení hladiny, které umožnilo prohloubit anoxické podmínky u dna. To, že nárůst HI znamená nárůst autochtonní organické složky, potvrzuje i fakt, že vzorky s vysokým HI obsahují podstatně více liptinitové složky (vzorky V2/7 - 3,5 m, V2/9 4,7 m) a vzorky s nízkým HI nemají žádnou liptinitovou složku ( V2/5 - 2,90 m, V2/6 - 3,0 m). Viz obr.5.2.14 a příl. č.2

Obr.5.2.14 znázorňuje vzájemné zastoupení liptinitové , vitrinitové a inertinitové složky. Vzorky V2/5 a V2/6 mají nízké vodíkové indexy a nulový podíl liptinitové složky, zatímco vzorky V2/7 a V2/9 mají nezanedbatelný podíl liptinitu a poměrně vysoké vodíkové indexy (viz text). Vzorky z Kundratic K5 a K6 (0,25m a 4,65m v profilu) mají poměrně hodně liptinitu a vysoké vodíkové indexy (300-400).


67


5.2.3.4.Závěry: 1. Předbřežní facie vykazují většinou vysoký obsah TOC, což odráží podmínky vhodné k akumulaci a uchování organické hmoty související s prohloubením a pravděpodobnou stratifikací jezera v období vysoké hladiny (high stand). 2. Na základě parametrů Tmax a vodíkového indexu HI spadá většina analyzovaných vzorků předbřežních facií do kerogenu typu II obsahujícího jak autochtonní, tak alochtonní (terestrický) organický materiál. Nárůst hodnot HI v předbřežních faciích odráží nárůst podílu autochtonní organické složky. 3. V polohách anoxických předbřežních facií koresponduje nárůst obsahu TOC s nárůstem hodnot vodíkového indexu HI, tj. se zvyšováním podílu autochtonní organické složky. Z toho vyplývá, že vysoké obsahy organické hmoty v některých polohách předbřežních facií odrážejí významné zvýšení bioproduktivity v jezeru v období vysoké hladiny.


68

5.2. Rudnický obzor 5.2.4. Geochemie stabilních izotopů uhlíku a kyslíku v karbonátech

5.2.4. Geochemie stabilních izotopů uhlíku a kyslíku kalcitu karbonátických sedimentů (M.Blecha - J.Hladíková - K.Martínek) 5.2.4.1.Výběr vzorků Izotopické složení uhlíku a kyslíku kalcitu bylo stanoveno v karbonátických, org. hmotou bohatých kalovcích a laminitech (facie Bs, La, Ml, Mc, Dm, Mo) rudnického obzoru z lokality Kundratice a Vrchlabí (viz obr.5.2.7 a 5.2.3 ). V profilu Kundratice byly analyzovány jak vzorky z předbřežních facií, tak i vzorky z nadložních i podložních facií příbřežních reprezentujících pokles hladiny. V profilu Vrchlabí 2 byly analyzovány vzorky pouze z předbřežních facií. Odběr vzorků byl proveden na základě petrologického studia karbonátů, které umožnilo vyčlenit tyto typy kalcitových generací: 1. mikrosparit z černošedých org. hmotou bohatých jílovitých lamin vápnitých kalovců facií Bs, La a Mo 2. mikrosparit z šedých lamin vápnitých kalovců (s nižším podílem org. hmoty) Bs a Mo 3. laminy sv.šedého sparitu s malou příměsí org. hmoty a jílové složky Bs, La a Mo 4. mikrosparit z lamin šedého vápnitého kalovce s převahou jílovité složky facií Mc a Ml 5. mikrosparit z nodulárních poloh jílovitého vápnitého dolomitu facie Dm Vzorky generací 1-4 pocházejí z lamin více či méně org. hmotou bohatých vápnitých kalovců a laminitů předbřežních jezerních facií a v profilu Kundratice také z facií mělkovodních. Typ 5 - reprezentuje srážení karbonátu v příbřežní zóně jezera, v hlubší části bahenní plošiny.


69


5.2.4.2.Výsledky Naměřené hodnoty se pohybují v rozsahu -8,9 až 1,2 ‰ pro δ18O a -4 až 3,7 ‰ pro δ13C (viz příloha 1, tab. 1.1.3). Rozsah hodnot δ18O je výrazně větší ve srovnání s kalenským obzorem a hodnoty jsou až o 4 ‰ nižší. Hodnoty δ13C mají také ve srovnání s kalenským obzorem větší rozsah (-4 až 3,7 ‰), ale maximum je naopak o 2 ‰ vyšší. V profilu Kundratice (obr5.2.12) lze v předbřežních uloženinách pozorovat převážně souhlasný trend změn hodnot δ18O i δ13C. V poloze černošedého kalovce facie Bs (2,7-3,3m) dochází na bázi k výraznému poklesu hodnot δ18O i δ13C, směrem do nadloží lze sledovat nárůst obou hodnot. S přechodem do příbřežních facií (3,3-4,8m) pak obě hodnoty opět klesají. V nadložních příbřežních faciích a sedimentech bahenních plošin (facie Mc) je patrné výrazné kolísání

jak hodnot δ18O, tak i hodnot δ13C, přičemž

kalcit z mělkovodních

jílovitých vápnitých dolomitů facie Dm vykazuje relativně vysoké hodnoty δ18O (-0,5 až 1,1 ‰) a poměrně nízké hodnoty δ13C (-3,2 až -4 ‰). V profilu Vrchlabí 2 (obr. 5.2.11) mají v metráži 2,3 až 2,75 m hodnoty δ18O i δ13C obdobný trend jako v profilu Kundratice. Na bázi polohy facie La (2,3 m) je patrný pokles hodnot δ18O, po kterém následuje (2,3-2,6m) zvyšování hodnot δ18O i δ13C. Ve svrchní části polohy (2,60-2,75m) hodnoty δ13C opět mírně klesají, u hodnot δ18O lze sledovat pokles výraznější. V nadložním černošedém kalovci facie Mo (2,80-3,30m) je patrný stoupající trend δ18O i δ13C. Hodnoty δ18O primárního kalcitu z Vrchlabí jsou vyšší (-5 až 0,2 ‰) než v Kunraticích (-8,9 až -3 ‰), zatímco δ13C je ve vzorcích z profilu Vrchlabí nižší (-4 až -0,3 ‰) než v Kunraticích (-4 až 4 ‰) - viz obr.5.2.15. Z uvedeného grafu je rovněž patrný nárůst hodnot δ18O i δ13C v laminách čistého sparitu ve srovnání s laminami org.hmotou bohatého mikrosparitu; analyzovány byly laminy z téhož vzorku.

5.2.4.3.Interpretace Celkově nízké hodnoty δ18O odpovídají sladkovodním karbonátům (Hoefs 1987), což je ve shodě se sedimentologickými závěry - rudnický obzor představuje sedimentaci v permanentním až semipermanentním, laterálně rozsáhlém a poměrně hlubokém jezeře. Celkově vyšší

hodnoty δ13C ve srovnání s kalenským obzorem mohou odrážet vyšší Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

70


bioproduktivitu, kdy je fotosyntézou z DIC ve zvýšené míře přednostně odčerpáván izotop 12

C. Vertikální trendy změn hodnot δ18O i δ13C v polohách předbřežních facií Bs a La většinou

korespondují se změnami hodnot vodíkového indexu a částečně i se změnami hodnot δ13C organické hmoty. Z toho lze usuzovat, že výše popsané trendy δ18O i δ13C kalcitu představují převážně záznam primárních změn v izotopickém rezervoáru jezerního systému. Pokles hodnot δ18O při bázi předbřežních anoxických facií Bs (Kundratice) a La (Vrchlabí) odráží naředění jezerního rezervoáru meteorickou vodou při zdvihu jezerní hladiny, ke kterému došlo v důsledku humidnějšího období. Postupný nárůst hodnot δ18O směrem vzhůru v rámci těchto poloh zřejmě souvisí s evaporativním zvyšování koncentrace δ18O v jezerní vodě, které bylo vyvoláno nárůstem efektu evaporace vzhledem k přítoku vody do jezera. Souběžný nárůst hodnot δ13C odráží postupný nárůst bioproduktivity v tomto stadiu vývoje jezera, kdy je při fotosyntéze z DIC (dissolved inorganic carbon) přednostně odčerpáván z vody izotop

12

C. Tomuto procesu odpovídá i zvyšování hodnot vodíkového indexu

organické hmoty (HI) pozorované v obou profilech. Následný pokles hodnot δ18O v obou studovaných profilech lze vysvětlit rostoucím vlivem izotopického složení meteorických vod na izotopické složení karbonátů, ke kterému docházelo při postupném změlčování a vysychání jezera vyvolaným nástupem aridnějších klimatických podmínek. Souběžný pokles hodnot δ13C koresponduje s poklesem hodnot HI a dokumentuje tak snižování bioproduktivity, příp. i srážení karbonátu z vody bohaté CO2 obohaceným lehkým izotopem

12

C, který se uvolňoval při oxickém rozkladu org. hmoty

v regresní fázi vývoje jezera. V profilu Kundratice je zmíněný pokles hodnot δ18O i δ13C pozorován na přechodu z předbřežních anoxických facií do příbřežních facií a do sedimentů bahenních plošin. Výrazné kolísání hodnot δ18O odráží kombinaci izotopického efektu srážkových vod a procesů souvisejících s evaporací. Vysoké hodnoty δ18O kalcitu v dolomitech facie Dm lze interpretovat jako srážení kalcitu z vody o vysokém poměru

18

O/ 16O buď v hydrologicky

uzavřeném jezerním systému, nebo z pórových fluid, u kterých docházelo k evaporativnímu zvyšování poměru 18O/ 16O. V profilu Vrchlabí dochází k uvedenému poklesu δ18O i δ13C v rámci

anoxických

předbřežních facií Bs a La, což lze považovat za důsledek nastolení výraznější hustotní stratifikace jezera. Nárůst efektu evaporace v období aridnějšího klimatu indikovaný Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

71


předchozím nárůstem hodnot δ18O vedl ke zvyšování salinity jezerní vody. To mělo za následek ustavení permanentní hustotní stratifikace jezera, kdy se v hypolimnionu akumulovaly vody s vyšší salinitou (a tím i větší hustotou), zatímco přitékající povrchová voda s nízkou salinitou tvořila epilimnion jezera. Bioindukované srážení kalcitu v eufotické zóně epilimnionu, kde izotopické složení jezerní vody bylo výrazně ovlivněno srážkovými vodami, je pak zaznamenáno nízkými hodnotami δ18O v karbonátu.

5.2.4.4.Závěry 1. Vertikální změny hodnot δ18O i δ13C v karbonátech korespondují ve většině případů se změnami vodíkového indexu a částečně i se změnami hodnot δ13C organické hmoty. Proto je lze považovat za záznam primárních změn v izotopickém rezervoáru jezerního systému. 2. Nástupu

anoxické

předbřežní

sedimentace

odpovídají

nízké

hodnoty

δ18O

v karbonátech, což ukazuje na souvislost zdvihu jezerní hladiny (high stand) se změnou klimatu směrem k humidnějším podmínkám. 3. Vertikální změny hodnot δ18O i δ13C v karbonátech anoxických předbřežních facií svědčí o klimaticky podmíněném změlčování a vysychání jezera, k jehož počátkům docházelo již v obdobích vysoké hladiny.


72

5.2. Rudnický obzor 5.2.5. Izotopické složení uhlíku sedimentární organické hmoty

5.2.5. Izotopické složení uhlíku sedimentární organické hmoty (M.Blecha - J.Hladíková - K.Martínek)

Izotopické složení uhlíku a kyslíku karbonátů z profilů Vrchlabí 2 a Kundratice bylo doplněno i údaji o izotopickém složení uhlíku sedimentární organické hmoty (obr. 5.2.11. a 5.2.12.). V této fázi práce byla pozornost zaměřena na ty úseky, kde byly zjištěny změny v izotopickém složení uhlíku karbonátu a na ty, kde byly zjištěny značně vysoké obsahy organického uhlíku. Hodnoty δ13C celkové organické hmoty z profilu Vrhlabí 2 se pohybují od -24,4 do -27,6 ‰ (Příloha 1, tab.1.1.4.), přičemž obsahy Corg jsou v rozmezí 1,9 až 6,3 %. Závislost mezi hodnotami δ13C a obsahem Corg nalezena nebyla. Rozdíly mezi δ13Ckarb a δ13Corg (∆δ13C) jsou od 22,5 do 26,6 ‰. V profilu Kundratice se hodnoty δ13C celkové organické hmoty pohybují od -24,6 do -26,3 ‰, obsahy Corg jsou od 0,4 do 19,6 % a ∆δ13C od 21,7 do 29,4 ‰ . Ani v tomto případě nebyla nalezena závislost mezi hodnotami δ13C a obsahem Corg. Jako první se izotopickým složením uhlíku organické hmoty rudnického obzoru zabýval Kříbek (1990), pro 2 analyzované vzorky získal hodnoty

δ13C: -24,7 a -27,9 ‰, tedy

prakticky stejné rozmezí, které bylo získáno pro organickou hmotu rudnického obzoru v předkládané studii. Organická hmota v jezerních sedimentech představuje komplexní směs zbytků živých organismů žijících v jezeře (plankton, řasy) a detritických zbytků redeponovaných terestrických rostlin. Bezprostředně po pohřbení organického materiálu do sedimentu jsou biopolymery (např. polysacharidy, proteiny)

napadány mikroorganismy. Část z nich je

rozkládána na rozpustné sloučeniny a část polymeruje a vytváří vysokomolekulární polykondenzační produkty (např. huminové látky) a izotopické složení

uhlíku POM

(particulate organic matter) v sedimentech pochopitelně odráží výše uvedené faktory, z nichž za velmi podstatné lze považovat izotopické složení uhlíku používaného organismy

k

fotosyntéze, velikosti uhlíkového frakcionačního faktoru mezi živou tkání a toho CO2 nebo Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

73


HCO3, který je do tkáně zabudováván.

Pro identifikaci zdroje

organické hmoty v

sedimentech je významné zjištění Hoefse (1980). Ten zjistil, že hemicelulóza, proteiny a pektiny jsou oproti výchozímu uhlíku ochuzeny o 17 až 20 ‰, celulóza a lignin o 21 až 25 ‰ a lipidy až o 25 až 33 ‰ δ13C. To znamená, že organické látky bohaté lipidy (např. řasy) mají nižší hodnoty δ13C než organická hmota, jejíž původ lze hledat v rozpadu kontinentální makroflóry, která je bohatá ligninem, ale chudá lipidy. Tomuto zjištění odpovídají i údaje o izotopickém složení uhlíku karbonského uhlí. Hodnoty δ13C karbonského černého uhlí z polské části slezské pánve jsou -23,2 a -23,9 ‰, permské uhlí z Austrálie má hodnoty δ13C blízké -24,4 ‰, karbonské uhlí ze Sárska -24,4‰ a z okolí Cách pak -23,9 ‰ (Kotarba 1982). Lze očekávat, že v sedimentech rudnického obzoru se mohla vyskytovat organická hmota pocházející ze suchozemských rostlin bohatá ligninem a celulózou (typ III kerogenu s nízkým HI), která má hodnoty δ13C blízké -24 ‰ a organická hmota, pocházející z vodních organismů, případně bohatá lipidy a mající hodnoty δ13C nižší -24 ‰. Pochopitelně se mohla vyskytovat i směs obou typů. Naměřené hodnoty δ13C jsou v souladu s uvedenými předpoklady. V profilu Vrchlabí 2 je možno sledovat nárůst hodnot δ13C směrem do nadloží. Tato část profilu je charakteristická velmi nízkým vodíkovým indexem indikujícím převahu terestrické org. hmoty a je velmi pravděpodobné, že při přechodu z podložních laminitů facie La, přes černošedé kalovce facie Bs do kalovců facie Mo došlo k nárůstu podílu terestrické org. hmoty. Meyers (1990) uvádí hodnoty pro recentní org. hmoty v rozmezí -23,1 až -27,9 ‰ δ13C pro stromy a bylinné rostliny s fotosyntézou C3, -12,5 až -14,1 ‰ δ13C pro bylinné rostliny s fotosyntézou C4 a -28,8 ‰ δ13C pro planktonní organismy C3. Nárůst podílu terestrické organické hmoty v profilu Vrchlabí 2 mohl být způsoben poklesem jezerní hladiny a progradací terigenního materiálu (Talbot a Livingstone 1989). Dále byl sledován rozdíl mezi δ13Ckarb a δ13Corg (∆δ13C) v obou profilech. Ani v jednom profilu není tento rozdíl konstantní, ve vrchlabském je od 22,5 do 26,6 ‰, v kunratickém od 21,7 do 29,4 ‰. Tato skutečnost

především ukazuje, že sledovaný systém byl značně

variabilní. Větší rozmezí hodnot ∆δ13C lze vysvětlit: a) změnou izotopického složení uhlíku karbonátu při diagenezi nebo b) karbonát a organická hmota se netvořily z téhož zdroje uhlíku. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

74


Bod b) může mít několik příčin. První možností je, že do systému se dostávala organická hmota z pobřeží nebo řek, která byla již částečně degradovaná. Ta i nyní tvoří součást POM, ale vzhledem k tomu, že nebyla oxidována nemohly se z ní tvořit karbonáty. Druhá příčina může být to, že karbonát a organická hmota nevznikaly ve stejné hloubce vodního sloupce. Podle Oany a Deevey (1960), kteří měřili koncentrace a izotopické složení uhlíku CO2 pěti jezer v Nové Anglii (USA) se liší koncentrace i hodnoty δ13C povrchových a hlubších vod těchto jezer. Např. povrchová voda má hodnoty δ13C kolem -8,6 ‰, CO2 v hlubších částech má hodnoty δ13C od -10,2 do -22,6 ‰. Nižší hodnoty δ13C v hlubších částech jezer jsou vykládány vyšším obsahem CO2, který pochází z rozkladu organické hmoty.


75

5.2.Rudnický obzor 5.2.6. Geochemie boru

5.2.6. Geochemie boru (M.Blecha - K.Martínek - M.Mihaljevič)

5.2.6.1.Úvod Účelem studia bylo sledovat souvislost mezi sedimentologicky doloženými změnami jezerní hladiny a změnami koncentrací B, které mohou odrážet případné změny salinity jezerní vody. Ke studiu obsahů boru byly vybrány profily Kundratice, Vrchlabí 2 a vrt Čistá Ča-2, ve kterých byla také studována geochemie organické hmoty a karbonátů (viz kap. 5.2.3 až 5.2.5). Metodika i výsledky jsou detailně popsány v bakalářské práci R.Johnové (viz. příloha 4). V následujícím textu je uveden pouze přehled hlavních výsledků a jejich interpretace.

5.2.6.2.Výsledky Hodnoty koncentrací boru (tj. v separované převážně jílové frakci (<2µm) zbavené karbonátového tmelu) se pohybují v rozsahu od 73 ppm do 603 ppm, průměrná hodnota je 350 ppm. V profilu Kundratice (obr. 5.2.12.) dosahují obsahy boru hodnot od 82 do 603 ppm, v profilu Vrchlabí 2 (obr. 5.2.11.) od 73 do 535 ppm a ve vrtu Čistá 2 (obr. 5.2.4.) od 194 do 437 ppm. Hlavními minerálními složkami analyzovaných vzorků jsou křemen, analcim, 10 Å frakce (illit, muskovit), 7 Å frakce (chlorit, kaolinit), směs živců a v malé míře je zastoupen též hematit. Závislost obsahu boru na minerálním složení byla sledována statisticky - na základě RTG difraktogramů a výsledků analýz boru byl spočítán Spearmanův koeficient pořadové korelace pro jednotlivé minerály (viz Johnová 1997, příloha 4). Obsah boru vykazuje nulovou korelaci s obsahem analcimu, s ostatními minerály (illit, muskovit, křemen, kaolinit, chlorit, hematit) nelze sice konstatovat nulovou korelaci, ale podíl počtu vzorků, které by na daném minerálu mohly být závislé se pohybuje u jednotlivých minerálů kolem 10 %. To může být způsobeno nepřesností při seřazování vzorků podle minerálního zastoupení (byly porovnávány tři největší píky RTG záznamu) nebo jinými faktory, celkově lze však konstatovat, že obsah boru ve zkoumané sadě vzorků není závislý na minerálním složení. Stupeň vazby boru na organickou hmotu byl prověřen duplicitními analýzami stejných Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

76


vzorků provedenými před a po odstranění organické hmoty. Z výsledků vyplývá, že bor není ve studovaných vzorcích významněji sorbován na organickou hmotu a že vliv organické hmoty na podstatné rozdíly v koncentracích B není významný.

5.2.6.3.Interpretace

V profilu Kundratice (obr.5.2.12., -6,0 až 0 m) se ve spodní části tvořené mělkovodními kalovci a prachovci pohybují hodnoty obsahu boru v poměrně malém rozmezí (mezi 343 a 432 ppm). Tyto sedimenty jsou interpretovány jako uloženiny hlubší příbřežní zóny jezera ukládané během období relativně nízké hladiny. V anoxických předbřežních faciích La a Bs obsahu bory výrazně klesají (pohybují se mezi 82 a 241 ppm). Tento pokles pravděpodobně odráží nízkou salinitu v období s vysokou hladinou. Ke zvýšení koncentrací B dochází opět v nadložních kalovcích a prachovcích mělkovodních facií Ml a Mss, kde

jsou hodnoty

srovnatelné s mělkovodními kalovci a prachovci ve spodní části profilu (294-496 ppm). Maximálních hodnot dosahují obsahy boru v kalovcích příbřežních bahenních plošin facie Mc (542-603 ppm). Uvedené změny koncentrací B dobře korespondují s doloženými změnami hloubky sedimentace a lze je považovat za odraz nárůstu salinity během poklesu jezerní hladiny. V profilu Vrchlabí 2 (obr. 5.2.11.) byly nejnižší hodnoty boru naměřeny opět v kalovcích a laminitech anoxických předbřežních facií Bs a La (73-246 ppm), naopak nejvyšších hodnot dosahuje koncentrace boru v resedimentovaných kalovcích facie Mo (337-535 ppm). Obsah boru v kalovcích facie Ml se pohybuje od 179 do 250 ppm. Nízké hodnoty ve faciích Bs a La opět odpovídají období nejvyšší hladiny s nízkou salinitou. Prudký nárůst hodnot na bázi polohy kalovců facie Mo pravděpodobně souvisí s poklesem hladiny, který mohl rovněž iniciovat sedimentaci řídkých kalových turbiditních proudů. Mírný pokles hodnot obsahu boru v kalovcích facie Ml při bázi profilu pravděpodobně odráží postupné prohlubování jezera s poklesem salinity, zatímco nárůst hodnot vzhůru ve stejné facii ve vyšší části profilu souvisí s postupným poklesem hladiny a zvyšováním salinity. Ve vrtu Čistá 2 (obr. 5.2.4.) jsou opět v anoxických předbřežních kalovcích facie Bs nejnižší hodnoty (205-268 ppm), zvýšené obsahy boru byly zaznamenány v příbřežních kalovcích s bahenními prasklinami facie Mc (293-437 ppm). Obsah boru zde opět dokládá Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

77


zvýšenou salinitu spojenou s poklesem hladiny a naopak vyslazení vody s nárůstem hladiny. Distribuce boru ve všech studovaných profilech indikuje výrazné změny salinity, které souvisely s pohybem jezerní hladiny. Z toho vyplývá, že výška hladiny jezera byla řízena především poměrem srážek a evaporace, to znamená, že pohyby hladiny byly indukovány klimatickými oscilacemi. Tento závěr je v souladu se sedimentologickou interpretací (viz kap. 5.2.2). Zvýšená salinita v období nízké hladiny dokládá sedimentaci v hydrologicky uzavřené jezerní pánvi. Naproti tomu pokles salinity v období vysoké hladiny nasvědčuje tomu, že jezero mohlo mít v tomto stádiu vývoje stálý odtok.


78

5.2.Rudnický obzor 5.2.7.Fytopaleontologie

5.2.7. Fytopaleontologie rudnického obzoru (Z.Šimůnek) 5.2.7.1.Úvod Rudnický obzor dnes patří k fytopaleontologicky nejlépe prozkoumaným obzorům podkrkonošské pánve. Název obzoru pochází od Havleny a Špinara 1952 (tehdy uveden jako heřmanosejfský). Tehdy byly z tohoto obzoru známy 4 rostlinné druhy (Němejc, 1953). V té době byl však košťálovský obzor považován za samostatný a bylo z něho známo několik druhů (Němejc, 1932). Teprve nové sběry Havleny (1957) v okolí Vrchlabí a Valteřic značně obohatily naše znalosti o květeně rudnického obzoru. Rieger (1971) shrnul dosavadní znalosti o lokalitách rudnického obzoru (kromě Košťálova a okolí) a doplnil seznam flóry rudnického obzoru na 26 druhů. V letech 1987-1990 bylo intenzívně sbíráno v zářezu nové silnice u Vrchlabí, kde je rudnický obzor nejlépe vyvinut v mimořádné mocnosti - až přes 200 m. Byly nasbírány stovky rostlinných zkamenělin a po zpracování této flóry, revizi některých skupin (jehličnanů) a doplnění o nálezy z Košťálova a Kundratic, je nyní z rudnického obzoru uváděno 49 rostlinných druhů. Rostlinné druhy nejsou ve výchozových partiích rudnického obzoru zastoupeny rovnoměrně. Je to způsobeno různým vývojem rudnického obzoru v rámci jezerní sedimentace, který ovlivnil četnost a zachování rostlinných fosilií. S tím souvisí metodika sběru rostlinných fosilií v rudnickém obzoru, kdy byly přednostně vysbírávány lehce dostupné fytopaleontologicky bohaté lokality (např. Vrchlabí, Košťálov), zatímco lokality na rostlinné zbytky chudé (např. v západní části podkrkonošské pánve a v okolí Rudníku a Janovic) byly sledovány jen příležitostně.

5.2.7.2.Fytopaleontologická charakteristika studovaných lokalit Semily Na levém břehu Jizery za továrnou Flóra byla zjištěna v jedné poloze v rámci asi 0,7 m mocného černošedého laminovaného kalovce. Je poměrně chudá, přesto je zde zastoupeno 7 druhů různých rostlinných skupin - přesličkovité (Sphenophyllum sp.), kapradinovité (Pecopteris polypodioides), kordaitové (Cordaites cf. palmaeformis) a jehličnaté rostliny (např. Walchia piniformis, Culmitzschia speciosa atd.). Jednotlivé druhy jsou zastoupeny pouze několika exempláři do velikosti 10 cm. Dalšími sběry nebylo zjištěno pokračování této polohy a byly nalezeny pouze neurčitelné rostlinné osy a semeno.


79

5.2.Rudnický obzor 5.2.7.Fytopaleontologie Nouzov lokalita č. 3 Byly nalezeny pouze 3 špatně zachovalé úlomky do velikosti cca 5 cm v rámci asi 20 cm mocného černošedého jemně laminovaného kalovce. Jde o Pecopteris sp., Cordaites cf. principalis a Walchia sp. Příkrý „Na bučičí“ Z facie černošedého laminovaného kalovce v podloží melafyrů (basaltandesitů) Rieger (1971) uvádí Pecopteris cyathea a Walchia sp. Sběry přírodovědecké fakulty UK (S. Opluštil) doplňují tento seznam o přesličkovité (Annularia stellata) a kapraďosemenné (Neurodontopteris auricalata) rostliny. Zachování není příliš příznivé. Úlomky rostlin jsou většinou do 5 cm. Škodějov Důl Rosalie Z haldy Dolu Rosalie byl získán pouze úlomek jehličnanu Culmitzschia speciosa v černošedém laminovaném kalovci. Pravý přítok Honkova potoka Z asi 20 cm mocné polohy černošedého jemně laminovaného kalovce je známo několik úlomků kapradin (Pecopteris sp.), nahosemenných rostlin (Dicranophyllum cf. longifolium) a jehličnanů (Walchia sp.). Roprachtice Hradecký potok Rostlinné zbytky se zde nacházejí ve 3 polohách bohatých organickými zbytky asi 0,5 m mocných, oddělených od sebe hrubými klastiky. Flóra z nejsvrchnější polohy (facie tmavošedého jemně laminovaného kalovce) je špatně zachovalá. Převládají semena a úlomky rostlinných os. Byly však nalezeny i exempláře přes 20 cm velké (Cordaites cf. palmaeformis a Odontopteris lingulata). Ve střední poloze (facii černošedého laminovaného až jemně laminovaného kalovce) z floristických nálezů opět převažují úlomky rostlin různých skupin - kapradin (Scolecopteris cf. cyathea, Sphenopteris sp.), pteridosperm (Barthelopteris germarii) a různá semena. Mezi větší exempláře patří tenký kmínek přesličky (?Calamites cf. cistii) a vějíř „kallipteridy“ (Autunia conferta). Tyto exempláře jsou však hůře zachovalé a dosahují délky přes 20 cm. Ze spodní polohy je znám pouze drobný úlomek kapradiny Pecopteris cf. polypodioides. Košťálov Kovářův mlýn Flóra této lokality patří k druhově nejbohatším v rudnickém obzoru díky bohatým sběrům Němejce (1932, 1940 a 1948) a Riegra (1958 a 1968). Dříve byl košťálovský obzor považován za samostatný obzor (Rieger, 1968). Nálezy pekopterid pocházejí ze spodní (hlavní) polohy černošedého jemně laminovaného kalovce (Rieger, 1958; profil Kundratice, metráž 2,7 - 3,1 m), nálezy Odontopteris subcrenulata, Autunia conferta a Walchia piniformis pocházejí z šedých laminovaných kalovců v podloží (Rieger, 1958; profil Kundratice, metráž 2,6 - 2,7 m). Nové nálezy pocházejí z šedého laminovaného kalovce - Calamites sp. (asi 6.4 m) a z báze polohy černošedého jemně laminovaného kalovce (asi 6,5 - 6,6 m) - Pecopteris cf. lepidorachis, Remia pinnatifida a semena. Další nálezy pocházejí ze svrchní části této polohy (z metráže 6,8) - Calamostachys sp. a semena. Přestože seznam Šimůnek in Prouza (1992) je obsáhlý, rostlinné zbytky jsou poměrně vzácné, hůře zachovalé, a převažují drobné úlomky rostlin. Větší exempláře do 15 cm jsou výjimkou. Bohužel většina starších sběrů, zvláště Němejce (1932, 1940 a 1948) není lokalizována v profilu. Překvapivá je druhová diverzita pekopterid na této lokalitě, jehličnaté rostliny jsou zastoupeny méně. Podle Riegra (1958, 1968) a podle sběrů Šimůnka je vertikální profil následující - šedý laminovaný kalovec (2,6 - 2,7 m) - suchomilnější flóra jehličnatých rostlin a pteridosperm; černošedý jemně laminovaný kalovec (2,7 - 3,1 m) - vlhkomilnější pekopteridy; šedý laminovaný kalovec (2,7 - 3,1 m) - relativně vlhkomilné přesličkovité rostliny; černošedý jemně laminovaný kalovec (6,5 6,8 m) - vlhkomilné pekopteridy a přesličkovité rostliny. U potoka Oešky za hospodou. V rozvolněných blocích facie černošedého jemně laminovaného kalovce, v cca 3,00 profilu Kundratice, u Olešky byly nalezeny Taeniopteris cf. abnormis a Walchia piniformis.


80

5.2.Rudnický obzor 5.2.7.Fytopaleontologie Kundratice V Kunraticích byly velmi vzácně zjištěny špatně zachovalé zbytky rostlin na bázi černošedého jemně laminovaného kalovce (0 - 0,2 m profilu). Jde o 1 cm dlouhé úlomky lístků kapradin (Pecopteris cf. polypodioides) a kapraďosemenné rostliny (Autunia conferta). Dále bylo zjištěno pár drobných bezlistých lodyžek přesličkovitých rostlin (? snad Sphenophyllum sp.). Valdice (Němejc, 1932) Víchová, Hrabačov (Rieger, 1971) Valteřice (Havlena, 1957; Rieger, 1971) Vrchlabí Vrchlabí je oblast s nejlépe vyvinutým rudnickým obzorem co do mocnosti (přes 200 m). Výstavba obchvatu Vrchlabí v letech 1997 - 1990 umožnila provést bohaté sběry. Celkem zde bylo zjištěno 9 fosiliferních poloh, které byly očíslovány od shora dolů. Nejstarší rostlinná společenstva jsou známa z šedých aleuropelitů z podloží a báze rudnického obzoru (facie šedého nezřetelně laminovaného kalovce poloh 8 a 9). Zde převažují jehličnaté rostliny s výraznou dominancí Culmitzschia frondosa. Kordaity Cordaites cf. principalis jsou zastoupeny podřadně. Nacházejí se drobné úlomky i velké větve walchií, většinou dobře zachované, vhodné pro kutikulární analýzu. Kutikula však bývá často korodovaná. Jehličnany jsou považovány za rostliny sušších stanovišť. Poloha 7 je tvořena facií šedého laminovaného kalovce. Zde jsou zastoupeny všechny důležité stephanskopermské rostlinné skupiny. Vlhkomilné přesličkovité a kapradinovité rostliny jsou velmi vzácné. Na sušší prostředí adaptované kapraďosemenné rostliny jsou zastoupeny 7mi druhy. Většina druhů je však představována pouze několika exempláři s výjimkou Sphenopteris germanica. Nejpočetnějšími skupinami jsou kordaity s dominancí Cordaites cf. principalis a jehličnany s dominancí Culmitzschia frondosa. Vyskytují se drobné úlomky i velké exempláře rostlin, jsou většinou dobře zachovalé, vhodné pro kutikulární analýzu. Poloha 6 je floristicky chudá. Ve facii šedého laminovaného až jemně laminovaného kalovce Byly nalezeny pteridospermy (Dichophyllum flabellifera) a walchie. Poloha 5 ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce je bází svrchní části rudnického obzoru. Floristické nálezy jsou velmi vzácné a pocházejí z celé mocnosti této polohy (3 - 5 m profilu Vrchlabí 2). Přesličkovité a kapradinovité rostliny jsou velmi vzácné. Z kapraďosemenných rostlin byly nalezeny 4 druhy, z nichž nejdůležitější je Odontopteris lingulata. Zajímavá je vzácnost „kallipterid“. Byla nalezena pouze ?Autunia naumannii. Walchie jsou relativně vzácné, nejhojnější je Culmitzschia parvifolia. Převažují drobné úlomky do 5 cm, větší úlomky (do 10 cm) jsou vzácné. Jejich zachování je různé. Uhelná hmota lístků není většinou příznivě zachována pro přípravu kutikul. Poloha 4 byla rozdělena na 2 části. Na spodu polohy (facie šedého laminovaného kalovce v 6 m profilu Vrchlabí 2) byly zjištěny vzácně pekopteridy, kordaity a walchie. Pteridospermy jsou četnější s výraznou dominancí Autunia conferta. Výše v profilu (6,4 - 6,8 m) ve facii červenofialového jemně laminovaného kalovce byly hojnější přesličkovité rostliny (Annularia stellata), byl nalezen i neurčitelný zbytek plavuňovité rostliny. Pteridospermy, z nichž převažuje pouze Autunia conferta, jsou velmi vzácné. Jehličnaté rostliny, z nichž dominuje Ernestiodendron filiciforme, jsou hojnější. Zachování rostlin je v podobě otisků bez uhelné hmoty. Jsou přítomny i poměrně velké exempláře. Flóra se v rámci této polohy změní ze suchomilné s výraznou dominancí Autunia conferta (v 6 m) na relativně vlhkomilnou - přítomnost přesličkovitých a plavuňovitých rostlin. V rozporu s tím je pouze vyšší zastoupení suchomilnější Ernestiodendron filiciforme. Poloha 3 je floristicky velmi chudá. Z walchií převažuje Walchia goeppertiana. Poloha 2 ve facii šedého laminovaného kalovce je rovněž chudá. Poloha 1 je floristicky nejbohatší poloha rudnického obzoru. Jde o nejsvrchnější fosiliferní polohu ve facii tmavošedého jemně laminovaného až laminovaného kalovce u Vrchlabí. Přesličkovité rostliny jsou vzácné. Z nich nejhojnějšími druhy jsou Annularia stellata a Calamites cistii. Z kapradin jsou nejpočetnější drobné úlomky lístků Pecopteris polypodioides. Z pteridosperm převažují „kallipteridy“. Dominuje Autunia conferta, jsou však přítomny i další „kallipteridové“ druhy: Arnhardtia scheibei, Autunia naumannii, Rhachiphyllum schenkii a Gracilopteris cf. bergeronii. Kordaity jsou rovněž hojné s výraznou dominancí Cordaites cf. principalis. Nejhojnější jsou walchie zastoupené sedmi druhy. Dominují Ernestiodendron filiciforme, Walchia goeppertiana a Walchia piniformis. Zachování rostlinných zkamenělin je různé. Některé exempláře jsou vhodné pro kutikulární analýzu. Rostlinné zbytky se nacházejí jak v podobě drobných úlomků do velikosti 2 cm (např. Pecopteris), tak i v podobě velkých exemplářů i přes 30 cm velkých (např. vějíře „kallipteridů“, větve walchií a listy kordaitů).


81

5.2.Rudnický obzor 5.2.7.Fytopaleontologie Prostřední Lánov Za továrnou V rudnickém obzoru se dají rozlišit 3 bitumenní polohy. Ve spodní poloze nebyly zjištěny rostlinné zbytky. Ve spodní poloze ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce v metráži 0,9 - 1,2 m byla nalezena Walchia sp. Většina rostlinných nálezů pochází patrně z prostřední polohy černošedého jemně laminovaného kalovce (metráž 2,9 - 3,8 m a to z jeho svrchní části - 3,4 - 3,8 m). Z přesličkovitých rostlin byla nalezena část kmínku Calamites sp., z pteridosperm část lístku ?Odontopteris cf. lingulata. Nehojněji jsou zastoupeny kordaity (Cordaites cf. principalis). Jehličnaté rostliny jsou vzácné (Ernestiodendron filiciforme a ?Culmitzschia cf. angustifolia). Převažují drobné úlomky rostlin do velikosti 5 cm a malá semena. Janovice Štola Jindřich Na haldě byly nalezeny v černošedých laminovaných kalovcích ?Pecopteris cf. cyathea, Autunia cf. conferta, Walchia sp. a semena. Horní Kalná Vrt HK 1 Rostlinné fosilie rudnického obzoru byly získány z metráží 517,3 - 639,6 m. Ve svrchní části rudnického obzoru (metráže 517,3 - 517,8 m je nejhojnější jehličnatá rostlina Ernestiodendron filiciforme, z pteridosperm jsou přítomny Odontopteris lingulata a Sphenopteris germanica. Ernestiodendron filiciforme se vyskytuje také níže v metrážích 534,3 až 559,7 m společně s neurčitelnými zbytky walchií, kordaitů a semen. V metrážích 561,9 - 562,45 m a 612,7 - 621,9 m dominuje Sphenopteris germanica. V metrážích 627,1 - 639,4 m je významným prvkem jehličnatá rostlina Culmitzschia frondosa (Knoblochem určená jako Lebachia hypnoides, která je velmi podobná). Vývoj flóry rudnického obzoru od báze až po jeho strop můžeme sledovat na lokalitě Vrchlabí a ve vrtu HK 1. Tyto flóry mají některé rysy společné. Na bázi jsou relativně suchomilné hojné walchie s dominancí druhu Culmitzschia frondosa. Výše se vyskytuje vlhkomilnější pteridosperma Sphenopteris germanica, která je ve Vrchlabí vázána na jednu polohu, ve vrtu HK 1 se vyskytuje i výše v profilu. Ve vyšších částech rudnického obzoru ze suchomilných konifer začíná převažovat Ernestiodendron filiciforme a vyskytuje se i typická autunská vlhkomilná pteridosperma Odontopteris lingulata. Ostatní lokality představují pouze výsek sekvence rudnického obzoru.

5.2.7.3.Vztahy společenstev k sedimentárním faciím V rudnickém obzoru je flóra nejčastěji vázána na facii tmavošedého až černošedého laminovaného až jemně laminovaného kalovce (Semily, Nouzov, Příkrý, Škodějov, Roprachtice, Košťálov, Kundratice, Valteřice, několik poloh ve Vrchlabí a Prostřední Lánov). Zachování rostlinných zbytků v těchto faciích je velmi proměnlivé, což je patrně způsobeno různou vzdáleností studovaných lokalit od břehu v době sedimentace a s tím souvisejícími podmínkami pro transport a fosilizaci rostlinných zbytků. Lokality na západě podkrkonošské pánve (Semily, Příkrý, Škodějov, Nouzov, Víchová a Hrabačov) jsou velmi chudé na rostlinné zbytky. Nejhojnější skupinou jsou jehličnany, zastoupené úlomky walchiových větviček. Nálezy pteridosperm jsou velmi vzácné. Stratigraficky významný druh Autunia conferta byl zjištěn v jednom exempláři. Drobné úlomky vějířků kapradin rodu Pecopteris jsou vzácné a špatně zachovalé. Exempláře listů Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

82


kordaitů rovněž nejsou časté, avšak z jednoho úlomku se podařilo izolovat kutikuly. Přesličkovité rostliny jsou velmi vzácné. Ve stejných faciích na lokalitách Košťálov „Kovářův mlýn“ a Kundratice „Doly“ byly nalezeny pekopteridy (nevíme však, zda všech 5 druhů určených Němejcem (1940) pochází z těchto facií). Ze svých nálezů mohu ještě uvést Autunia conferta a několik neurčitelných zbytků přesličkovitých rostlin (Calamostachys sp. a ?Sphenophyllum sp.). Podle Němejcova (1932) popisu není jasné, zda Mixoneura subcrenulata patří do této facie. V okolí Valteřic a Vrchlabí jsou rostlinné zbytky ve facii tmavošedého až černošedého jemně laminovaného kalovce hojnější a lépe zachované v podobě velkých exemplářů, což by mohlo svědčit pro blízkost břehu. Přesličkovité rostliny jsou velmi vzácné, avšak hojněji jsou zastoupeny Calamites cistii a Annularia stellata. Kapradiny jsou velmi vzácné a zastoupené hlavně drobnými úlomky lístků druhu Pecopteris polypodioides. Kapraďosemenné rostliny jsou rovněž relativně vzácné počtem exemplářů, avšak počet druhů je větší. Např. stratigraficky významná skupina „Callipterides“ je zastoupena

6ti druhy. Druh Autunia

conferta je nejhojněji zastoupen. Walchie jsou dominantní skupinou v těchto faciích. Kordaity jsou rovněž přítomny. Z oblasti na východ od Vrchlabí mohu uvést pouze sběry z Prostředního Lánova, které jsou poměrně chudé. Byly nalezeny walchie, kordaity, ?Odontopteris cf. lingulata a Calamites sp. Ve facii šedého laminovaného kalovce na lokalitě Košťálov „Kovářův mlýn“ byly zjištěny walchie - Walchia piniformis, Culmitzschia speciosa a Ernestiodendron filiciforme. Z pteridosperm byly zjištěny Autunia conferta a Mixoneura subcrenulata. Vzájemný poměr těchto nálezů nelze odhadnout. Jde o údaje Riegra (1958). Z vlastních sběrů mohu uvést nález Calamites sp. Zachování není příliš příznivé, jde o drobné úlomky rostlin. Facie šedého nezřetelně laminovaného kalovce (facie walchiových lupků podle Riegra, 1971) je známá z poloh 8 a 9 v zářezu silnice západně od Vrchlabí. V těchto horninách převažují walchie (90 % nálezů), zbytek připadá na kordaity. Nejběžnějšími druhy jsou: Culmitzschia angustifolia, Culmitzschia frondosa, Ernestiodendron filiciforme, Walchia goeppertiana a Walchia piniformis. Rostlinné zbytky jsou zpravidla dobře zachované. zuhelnatělá hmota lístků je vhodná pro přípravu kutikul. Nalézají se většinou malé exempláře do 10 cm, avšak v určitých polohách se vyskytují exempláře až 25 cm velké. Facie šedého laminovaného kalovce („předbřežní facie“) byla zjištěna ve Vrchlabí v polohách 2, 3 a částečně i v poloze 4 (profil Vrchlabí V - 2, 6 m). Flóra těchto poloh je si v hrubých

rysech navzájem podobná, liší se však procentuálním zastoupením druhů a Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

83


přítomností vzácných floristických prvků. Vcelku se dá říci, že flóra těchto poloh je poměrně chudá. Přesličkovité rostliny jsou zastoupeny

v poloze 3 nálezem Calamites cistii.

Pekopteridy jsou rovněž velmi vzácné (Pecopteris cyathea), totéž platí o kapraďosemenných rostlinách - Odontopteris lingulata (2. a 3. poloha), Neurodontopteris auriculata (3. a 4. poloha). Výjimku tvoří hojnější zastoupení druhu Autunia conferta ve 4. poloze. Stratigraficky významný druh Arnhardtia scheibei byl zjištěn ve 3. poloze. Kordaity byly zjištěny vzácně ve všech polohách (Cordaites cf. principalis). Z relativně vzácných walchií je nejhojnější Walchia goeppertiana ve 3. poloze, dále Walchia piniformis ve 2. a 3. poloze. Ostatní druhy Ernestiodendron filiciforme a Culmitzschia frondosa jsou velmi vzácné. Ve facii červenofialového jemně laminovaného karbonátu ve Vrchlabí v poloze 4 (profil V 2, metráže 6,4 - 6,8 m) byla zjištěna flóra s relativně hojným zastoupením přesličkovitých rostlin. Nejhojnější je Annularia stellata. Zde byl nalezen neurčitelný zbytek plavuňovité rostliny jako jediný reprezentant tohoto oddělení v rudnickém obzoru. Z kapradin byl nalezen pouze úlomek Pecopteris sp. Kapraďosemenné rostliny jsou velmi vzácné. Hojnější je pouze Autunia conferta. Jehličnaté rostliny jsou poměrně hojně zastoupeny. Nejhojnější jsou Ernestiodendron filiciforme, Wallchia cf. goeppertiana a pravděpodobně nový druh walchie. Nálezy kordaitů jsou vzácné.

5.2.7.4.Rozdíly ve složení a tafonomii společenstev v závislosti na sedimentárních faciích Rostlinné fosílie byly nejčastěji sbírány ve facii tmavošedého až černošedého laminovaného až jemně laminovaného kalovce. Všechny rostlinné druhy známé z rudnického obzoru se různou měrou vyskytují v této facii. Jejich četnost a zachování jsou ovlivněny geografickou polohou studované lokality a také stratigrafickou polohou v rámci profilu. Např. na lokalitě Vrchlabí se v 1. a 7. poloze vyskytují poměrně velké (až 30 cm dlouhé) exempláře dobře zachovaných rostlin, zatímco ve stejné facii v poloze 5 (profil V - 2, 3 - 5 m je flóra vzácná, hůře zachovaná a úlomky rostlin dosahují nejčastěji do 5 cm. V šedém laminovaném kalovci „mělkovodní facie“ lokality Košťálov „Kovářův mlýn“ byly nalezeny pouze pteridospermy, walchie (Rieger, 1958) a Calamites sp. Zachování není příliš příznivé, rostlinné zbytky jsou silně korodované a převažují velmi malé úlomky. Šedé, nezřetelně laminované kalovce (facie walchiových lupků

podle Riegra, 1971) se

složením flóry výrazně odlišují od ostatních facií. Tato facie byla zjištěna v polohách 8 a 9 ve Vrchlabí. Výraznou převahu mají walchie (90 %). Z ostatních skupin jsou zastoupeny Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

84


kordaity. Menší exempláře převažují, mohou se však vyskytnout i exempláře do velikosti 30 cm. Zachování je většinou dobré, vhodné pro studium kutikul. Toto společenstvo je výrazně suchomilné a bylo patrně transportováno z výše položených míst rychlými splachy do sedimentační oblasti. V šedém laminovaném kalovci („předbřežní facie“) jsou rostlinné zbytky většinou hůře zachovalé a vyskytují se většinou úlomky do 10 cm velké. Jde o polohy 2, 3 a částečně 4 v zářezu silnice západně od Vrchlabí. Flóra je poměrně chudá. Přesličkovité rostliny jsou velmi vzácné. kapradinovité, kapraďosemenné, kordaitové a jehličnaté rostliny jsou vzácné. V červenofialovém, jemně laminovaném karbonátu (Vrchlabí, profil V- 2, 6,4 - 6,8 m) se vyskytují přesličkovité a kapraďosemenné rostliny a walchie. Byly nalezeny exempláře do velikosti cca 20 cm. Zachování rostlinných zbytků je v podobě otisků bez uhelné hmoty. Jak již bylo řečeno, největší počet druhů je omezen na nejběžnější facii tmavošedého až černošedého laminovaného až jemně laminovaného kalovce, avšak pouze jeden druh se vyskytuje ve všech faciích. Jde o jehličnan Ernestiodendron filiciforme. Z jehličnanů na faciích málo závislé druhy jsou Walchia piniformis, Walchia goeppertiana a Culmitzschia frondosa (vyskytují se ve 3 až 4 faciích). Z kordaitů Cordaites cf. principalis se rovněž vyskytuje ve 4 faciích. Stratigraficky významný „kallipterid“ Autunia conferta je přítomen ve 4 faciích. Další, méně hojní zástupci kapraďosemenných rostlin Odontopteris lingulata a Neurodontopteris auriculata byli zjištěni ve 2 - 3 faciích. Z kapradinovitých rostlin Pecopteris cyathea byla zjištěna ve 2 faciích podobně jako Annularia stellata z přesličkovitých rostlin. Nelze jednoznačně prokázat závislost jednotlivých rostlinných druhů na sedimentárních faciích. Většina druhů byla nalezena pouze ve facii

tmavošedého až černošedého

laminovaného až jemně laminovaného kalovce (viz. tab. 5.2.1), což je způsobeno lepšími fosilizačními podmínkami této facie. Všechny rostlinné zbytky byly na kratší či delší vzdálenost transportovány. Tab. 5.2.1 Výskyt rostlinných druhů v jednotlivých litofaciích. taxon

PŔESLIĆKOVITÉ ROSTLINY Asterophyllites equisetiformis (Schloth.) Brongn. Annularia carinata Gutbier Annularia stellata (Schloth.) Wood Calamites cisti Brongn.

tmavošedý až černošedý laminovaný až jemně laminovaný kalovec

+ + + +

šedý laminovaný kalovec „mělkovodní facie“

šedý laminovaný kalovec „facie walchiových lupků“,

šedý laminovaný kalovec „předbřežní facie“

červenofial ový jemně laminovaný karbonát

+ Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

85

5.2.Rudnický obzor 5.2.7.Fytopaleontologie Calamites gigas (Brongn.) Remy Calamostachys dumasii Zeiller Calamostachys tuberculata (Sternb.) KAPRADINOVITÉ ROSTLINY Nemejcopteris feminaeformis (Schloth.) Barthel Pecopteris arborescens (Schloth.) Pecopteris cyathea (Schloth.) Stur Pecopteris polymorpha Brongn. Pecopteris polypodioides (Presl in Sternb.) Němejc. Remia pinnatifida (Gutb.) Knight KAPRAĎOSEMENNÉ ROSTLINY Sphenopteris germanica Weiss Dicksonites pluckenetii (Schloth.) Sterzel Odontopteris lingulata (Goeppert) Schimp. Mixoneura subcrenulata (Rost) Neurodontopteris auriculata (Brongn.) Potonié Neurocallipteris neuropteroides (Goeppert) Cleal, Shute et Zodrow Neuropteris cordata Brongn. Neuropteris zeilleri Lima Barthelopteris germarii (Giebel) Cleal et Zodrow Arnhardtia scheibei (Gothan) Haubold et Kerp Autunia conferta (Sternb.) Kerp Autunia naumannii (Gutbier) Kerp Dichophyllum flabellifera (Weiss) Kerp et Haubold Rhachiphyllum schenkii (Heyer) Kerp Gracilopteris cf. bergeronii (Zeiller)Kerp - N.Haubold Taeniopteris abnormis Gutbier KORDAITOVÉ ROSTLINY Cordaites cf. borassifolius (Sternb.) Unger Cordaites cf. palmaeformis (Goeppert) Zeiller Cordaites cf. principalis (Germer) Geinitz Artisia sp. Cordaianthus sp. Dicranophyllum longifolium Renault et Zeiller JEHLIĆNATÉ ROSTLINY Ernestiodendron filiciforme (Schloth.) Florin Hermitia rigidula (Florin) Kerp et Clement Westerhof Walchia goeppertiana (Florin) Clement Westerhof Walchia piniformis Schloth. Walchia sp. a (nov. sp.) Walchia sp. b (nov. sp.) Culmitzschia angustifolia (Florin) Clement Westerhof Culmitzschia frondosa (Renault) Clement Westerhof Culmitzschia laxifolia (Florin) Clement - Westerhof Culmitzschia parvifolia (Florin) Clement Westerhof Culmitzschia speciosa (Florin) Clement Westerhof Walchiostrobus cf. elongatus Florin Gomphostrobus bifidus (Geinitz.) Zeiller

+ + +

+

+ + + + + +

+

+ + + + + +

+

+

+

+ + + + + + + + +

+ + +

+

+

+ + + + + + + + +

+

+ +

+

+

+

+ +

+

+

+

+

+

+

+

+ +

+ +

+ +

+

+

+ +

+ ?

+

+

+ +

+


86

5.2.Rudnický obzor 5.2.7.Fytopaleontologie Tab. 5.2.2 převládající rostlinné skupiny a jejich zachování ve fosilním záznamu na vybraných lokalitách. lokalita poloha velikost úlomků nejhojnější skupiny (pořadí důležitosti) Vrchlabí 1 do 35 cm walchie, pteridospermy, kordaity, přesličkovité r. Vrchlabí 2 do 10 cm walchie, pteridospermy Vrchlabí 3 do 10 cm walchie, pteridospermy, kordaity Vrchlabí 4 do 20 cm pteridospermy, walchie, přesličkovité r. Vrchlabí 5 do 10 cm walchie, pteridospermy Vrchlabí 6 do 10 cm walchie, pteridospermy, Vrchlabí 7 do 30 cm walchie, pteridospermy, kordaity Vrchlabí 8 do 15 cm walchie Vrchlabí 9 do 30 cm walchie Košťálov Kovářův Mlýn do 10 cm kapradinovité r., pteridospermy, walchie

5.2.7.5. Rozdíly ve složení společenstev mezi jednotlivými oblastmi v závislosti na geografické pozici oblastí Lokality rudnického obzoru můžeme geograficky rozdělit do 4 oblastí: 1. Západní oblast - táhne se od Semil přes Nouzov, Příkrý, Škodějov, Roprachtice, Víchovou a Hrabačov. 2. Oblast v okolí Košťálova, Kundratic a Valdic. 3. Oblast v okolí Valteřic a Vrchlabí. 4. Východní oblast, která se táhne od Prostředního Lánova, přes Čistou, Rudník k Janovicím. 1. Západní oblast V západní části podkrkonošské pánve bylo v rudnickém obzoru zjištěno 17 rostlinných druhů. Je to poměrně málo vzhledem k rozlehlosti území a počtu lokalit. Rostlinné fosílie jsou velmi vzácné a nalézají se převážně v „bitumenních“ polohách. Převažují drobné úlomky rostlin do velikosti několika cm. Větší exempláře veliké cca 20 cm jsou ojedinělé (Odontopteris lingulata, ?Calamites cf. cistii). Uhelná hmota fosílií, pokud je zachovaná, je většinou silně korodovaná. V prachovitých horninách mimo bitumenní polohy byla nalezena pouze neurčitelná rostlinná drť. Všechny exempláře jeví stopy delšího transportu. Fytopaleontologické nálezy na jednotlivých lokalitách jsou ojedinělé, a proto srovnání lokalit je obtížné. Můžeme však podat stručnou floristickou charakteristiku celého území. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

87


Přesličkovité rostliny jsou velmi vzácné. Sphenopteridy byly nalezeny pouze v podobě drobných neurčitelných lístků. Další skupina kapradin - pekopteridy je zastoupena rovněž velmi vzácně (zvláště druhy

Pecopteris cyathea a drobnolistá forma Pecopteris

polypodioides. Pteridospermy jsou rovněž velmi vzácné a jsou zastoupeny ojedinělými nálezy (Odontopteris

lingulata,

Neurodontopteris

auriculata

a

Barthelopteris

germarii).

Stratigraficky významná skupina „Callipterides“ je zastoupena jediným nálezem druhu Autunia conferta z Příkrého a vějířkem Arnhardtia scheibei z vrtu Hv 2 (Hrabačov). Neurčitelné větvičky walchií ve společenstvu převažují. Byly však nalezeny i určitelné exempláře (např. Walchia piniformis a Culmitzschia speciosa). Nálezy kordaitových listů jsou vzácné stejně jako ojedinělý nález Dicranophyllum cf. longifolium . 2. Oblast v okolí Košťálova, Kundratic a Valdic Díky dlouhodobým sběrům Němejce a Riegra máme bohatý seznam druhů z lokality Košťálov - Kovářův mlýn. Odtud pochází všech 19 rostlinných druhů známých z této oblasti. Ostatní lokality Kundratice a Valdice jsou na rostlinné zbytky velmi chudé. Přesto, že seznam rostlinných druhů je relativně bohatý, neznáme u starších sběrů přesnou lokalizaci v profilu. Vzhledem k přístupnosti profilu bylo sbíráno pouze ve svrchní bitumenní poloze a jejím podloží. Přes usilovné několik dnů trvající sběry bylo nalezeno pouze 17 špatně zachovalých exemplářů. V bitumenní poloze byly nalezeny pecopteridy, Calamostachys sp. a semena, v podloží této polohy kmínky Calamites sp. Podle Riegra (1958) jeho sběry pravděpodobně pocházejí ze spodní bitumenní polohy (pekopteridy) a z jejího podloží (charakter walchiových lupků). Zde byly nalezeny (Rieger, 1968) pteridospermy a Walchia piniformis. Druhové zastoupení na lokalitě Košťálov - Kovářův mlýn se liší od ostatních lokalit rudnického obzoru. Shodným rysem je malé zastoupení přesličkovitých rostlin, zato je zde na rudnický obzor neobvyklá hojnost kapradin, zvláště pekopterid, což by ukazovalo na relativně vlhčí biotop podobně jako v döhlenské pánvi (Barthel, 1976). Kapradiny jsou považovány za rostliny pionýrských společenstev dávající přednost spíše vlhkým biotopům. Z osmi uváděných druhů kapradin se čtyři druhy vyskytují pouze na této lokalitě. Kapraďosemenné rostliny jsou velmi vzácné (4 druhy) a podle Riegra (1968) byly zjištěny pouze v úlomcích cca 5 cm. Jehličnaté rostliny nejsou rovněž příliš hojné, zastoupené čtyřmi druhy. To svědčí pro delší transport. 3. Oblast v okolí Valteřic a Vrchlabí Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

88


Tato oblast se vyznačuje velkou hojností rostlinných zbytků a velkým druhovým rozrůzněním. Rudnický obzor zde dosahuje největších mocností. Rostlinné zbytky jsou soustředěny do fosiliferních poloh, které jsou od sebe odděleny jalovými vrstvami. V nejspodnějších polohách ve facii šedých nezřetelně laminovaných kalovců (typ walchiových břidlic (Rieger, 1971)) převažují walchie. Na rostlinné nálezy nejbohatší jsou polohy tmavošedých až černošedých laminovaných až jemně laminovaných kalovců v zářezu silnice západně od Vrchlabí. Zde bylo zaznamenáno nejvíce rostlinných druhů (v 1. poloze 30 rostlinných druhů a v 7. poloze 19 rostlinných druhů). Nejhojnějšími rostlinnými skupinami jsou walchie, zastoupené 9 druhy, a pteridospermy, zastoupené 13 druhy. Walchie jsou nejbohatší počtem exemplářů, pteridospermy počtem druhů. Z pteridosperm jsou nejdůležitějšími druhy Autunia conferta,

Odontopteris

lingulata

a

Sphenopteris

germanica.

„Kallipteridy“

jsou

nejdiversifikovanější skupinou pteridosperm. Byly zde zjištěny tyto druhy: Arnhardtia scheibei, Autunia conferta, Autunia naumannii, Dichophyllum flabellifera, Rhachiphyllum schenkii a Gracilopteris cf. bergeronii. Z walchií jsou nejhojnější Ernestiodendron filiciforme, Walchia goeppertiana, Walchia piniformis, Culmitzschia angustifolia a Culmitzschia frondosa. Celkem bylo určeno 40 rostlinných druhů v této oblasti. Zachování je většinou dobré, v některých polohách špatné. Velikost rostlinných úlomků je od 1 do 35 cm (nejčastěji 5 - 15 cm). Jsou zastoupeny všechny biotopy. Jde o oblast největšího rozvoje flóry v období sedimentace rudnického obzoru. 4. Východní oblast mezi Prostředním Lánovem, Čistou, Rudníkem a Janovicemi. Tato oblast je rostlinné zbytky opět velmi chudá s výjimkou několika výchozů u prostředního Lánova a štol u Janovic. Dolování v této oblasti už dávno skončilo a materiál z hald je rozpadlý, proto jsme odkázáni na písemné zmínky o této oblasti. Přesličkovité rostliny jsou velmi vzácné (pouze Calamites sp. a Calamostachys cf. tuberculata). Kapradiny jsou rovněž vzácné - pouze Pecopteris cf. cyathea. Kapraďosemenné rostliny jsou diversifikovanou skupinou této oblasti - Sphenopteris germanica, Dicksonites plückenetii, ?Odontopteris cf. lingulata, Neurodontopteris auriculata a Neurocallipteris neuropteroides. Překvapivá je vzácnost „kallipterid“ - pouze 3 druhy Arnhardtia scheibei, Autunia conferta a Autunia naumannii. Nálezy kordaitů jsou místy velmi vzácné, místy hojnější - Cordaites cf. borassifolius, Cordaites cf. principalis. Drobné úlomky walchiových větviček se nejčastěji vyskytují v sedimentech. Byly určeny 3 druhy: Ernestiodendron filiciforme, Walchia piniformis a ?Culmitzschia cf. angustifolia. Pouze 16 rostlinných druhů bylo zjištěno v této Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

89


oblasti. Flóra této oblasti je uvedena ve zprávách (Havlena, 1957, Rieger, 1971). Při pozdějších sběrech na haldách v okolí Janovic bylo konstatováno jejich značné navětrání. Zachování a velikost rostlinných zbytků nelze kvůli malému počtu exemplářů odhadnout. Nalezené exempláře byly většinou špatně zachovalé a malých rozměrů. Shrnutí Nejvíce rostlinných druhů je zjištěno v oblasti 3. Ačkoli počet získaných exemplářů z jednotlivých oblastí se velmi mění, průměrné zastoupení rostlinných skupin v oblastech 1, 3 a 4 je podobné. Ve všech oblastech převažují walchie, ostatní rostlinné skupiny jsou v menšině. Částečnou výjimku představuje Vrchlabí (oblast 3), kde panovaly dobré podmínky pro rozvoj autunské pteridospermní skupiny „kallipterid“, která je zde, alespoň v některých polohách poměrně hojně zastoupena. V ostatních dvou oblastech se „kallipteridy“ vyskytují sporadicky, zastoupené většinou jen druhem Autunia conferta. Oblast 2 (Košťálov) je zajímavá větším výskytem pekopterid, alespoň co se týká počtu druhů. Tato zvýšená diverzita kapradinovitých rostlin by mohla svědčit pro relativně vlhčí klima v této oblasti.

5.2.7.6.Paleoekologická interpretace Rostlinné zbytky se vyskytují v rudnickém obzoru v jemnozrnných klastických sedimentech. Protože jde o suchozemské rostliny, které zpravidla nemohly růst ve vodním prostředí (výjimku tvoří kalamity, které mohly růst v územích periodicky zaplavovaných vodou), předpokládá se, že zbytky těchto rostlin musely být na místo sedimentace (zpravidla ve vodním prostředí) nějakým způsobem transportovány. Transport mohl probíhat větrem za tropických bouří, nebo prostřednictvím toku ústícího do jezera. Předpokládá se, že v oblastech vzdálenějších od okraje jezera budou rostlinné zbytky vlivem dlouhého transportu vzácné a hůře zachovalé, zatímco v oblastech blíže břehu budou rostlinné zbytky velké a dobře zachovalé, pokud jde o jemnozrnné sedimenty. V hrubozrnných sedimentech budou rostlinné zbytky špatně zachovalé, což je dáno špatným fosilizačním potenciálem těchto sedimentů. U jemnozrnných sedimentů je rovněž důležitá rychlost sedimentace, neboť rostlinný zbytek ve vodním prostředí nezakrytý sedimentem (příliš pomalá rychlost sedimentace) podléhá rozkladným procesům, což vede k jeho destrukci. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

90


V rudnickém obzoru bylo nejvíce rostlinných zbytků nalezeno ve facii tmavošedého až černošedého laminovaného až jemně laminovaného kalovce jezerního původu. Nálezy v západní části pánve (Semily, Nouzov, Příkrý, Škodějov, Roprachtice, Víchová a Hrabačov) jsou velmi vzácné podobně jako ve východních částech výskytu rudnického obzoru (Rudník, Janovice). V okolí Košťálova a Kundratic jsou rostlinné zbytky rovněž chudé. I když je floristický seznam poměrně bohatý - 19 druhů, jednotlivé druhy jsou zastoupeny malým počtem exemplářů. Z výše uvedeného usuzuji, že všechny tyto lokality byly relativně vzdáleny od břehu, zdrojové oblasti, která zásobovala sedimentační pánev rostlinným materiálem. Pro všechny tyto oblasti je význačný sporadický výskyt přesličkovitých rostlin. Kapradinovité rostliny jsou vzácné (výjimku tvoří Košťálov, kde jsou kapradinovité rostliny naopak hojné). Nejhojnější jsou neurčitelné větvičky walchií, určitelné exempláře jehličnanů jsou vzácnější. Rovněž kapraďosemenné rostliny a kordaity jsou relativně vzácné. Mnohem více nálezů pochází z Valteřic a zvláště z Vrchlabí, kde během výstavby obchvatu města v letech 1987 - 1990 mohl být seznam flóry rudnického obzoru doplněn o několik druhů. Tyto lokality ležely patrně blíže pobřeží, což vyplývá z větších mocností sedimentů, lepšího zachování rostlinných zbytků a nálezů velkých exemplářů rostlin (až 35 cm velkých). Druhová pestrost je rovněž velká - kolem 40 druhů. Přesličkovité rostliny jsou v menšině, avšak jsou hojnější než na ostatních lokalitách. Kapradinovité rostliny jsou vzácné a navíc zachovány většinou v úlomcích vějířků do 2 cm délky. Jednotlivé druhy kapraďosemenných rostlin jsou většinou vzácné, některé jsou však v určitých polohách hojné - Sphenopteris germanica a Autunia conferta. Kordaity jsou rovněž přítomny. Nejhojnější však jsou walchie, které v těchto faciích představují přes 30 % nálezů. Po stránce floristické je zajímavá facie šedého nezřetelně laminovaného kalovce (facie walchiových lupků, Rieger, 1971) z báze rudnického obzoru. V těchto faciích nálezy walchií představují přes 90 % flóry. Zbytek tvoří kordaity. Toto společenstvo je vysloveně suchomilné a do sedimentační oblasti muselo být transportováno rychlými splachy z vyvýšených míst, nebo suchých oblastí s nízkou hladinou spodní vody. V zářezu silnice západně od Vrchlabí poloha 5 (facie černošedého jemně laminovaného kalovce), podobně jako polohy 2 a 3 (facie šedých laminovaných kalovců) se vyznačují relativně chudou flórou zachovanou v drobných úlomcích. V prvním případě by mohlo jít o místo dočasně vzdálené od pobřeží a tedy zdroje rostlinného materiálu. V druhém případě zřejmě nebyly příznivé fosilizační podmínky. Z floristického hlediska zajímavá je facie červenofialového jemně laminovaného karbonátu, Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

91


která byla zjištěna pouze na lokalitě Vrchlabí (profil V - 2, 6,4 - 6,8 m). Rostlinné zbytky jsou zde poměrně velké (až 20 cm), avšak zachované pouze v podobě otisků bez uhelné hmoty. V porovnání s ostatními skupinami jsou zde přesličkovité rostliny relativně hojné. Ze suchomilných walchií převládá Ernestiodendron filiciforme, ostatní druhy jehličnanů kordaitů a kapraďosemenných rostlin jsou vzácné. Přítomnost přesličkovitých rostlin a neurčitelného dekortikátu plavuňovité rostliny by mohla indikovat blízkost bažinného prostředí. Jak již bylo řečeno, největší počet druhů je omezen na nejběžnější facii tmavošedého až černošedého laminovaného až jemně laminovaného kalovce, avšak pouze jeden druh se vyskytuje ve všech faciích. Jde o jehličnan Ernestiodendron filiciforme. Z jehličnanů na faciích málo závislé druhy jsou Walchia piniformis, Walchia goeppertiana a Culmitzschia frondosa (vyskytují se ve 3 až 4 faciích). Z kordaitů Cordaites cf. principalis se rovněž vyskytuje ve 4 faciích. Stratigraficky významný „kallipterid“ Autunia conferta je přítomen ve 4 faciích. Další, méně hojní zástupci kapraďosemenných rostlin, Odontopteris lingulata a Neurodontopteris auriculata byli zjištěni ve 2 - 3 faciích. Z kapradinovitých rostlin Pecopteris cyathea byla zjištěna ve 2 faciích podobně jako Annularia stellata z přesličkovitých rostlin.

5.2.7.7.Biostratigrafické a evoluční závěry Společenstvo flóry rudnického obzoru odpovídá autunským společenstvům západní a střední Evropy. Ke konci karbonu se západní a střední Evropa dostávala do „aridnějšího“ pásma a tomu odpovídá i složení vegetace (Wagner, 1993). Ke konci karbonu dochází k zániku uhlotvorných rašelinišť a v prvním autunském fosiliferním obzoru, rudnickém obzoru, slojotvorná flóra není známa. Vlhkomilné prvky, přesličkovité a kapradinovité rostliny jsou přítomny velmi vzácně. Z plavuňovitých rostlin pochází z rudnického obzoru pouze jeden nález. Medullósní pteridospermy, které jsou částečně vlhkomilné, částečně suchomilné (DiMichele in: Behrensmeyer, Damuth, DiMichele, Potts, Sues a Wing, 1992), jsou rovněž v menšině. Pro permské flóry jsou stratigraficky důležité pteridospermy řádu Peltaspermales. Jde o druhy bývalého rodu „Callipteris“. Ačkoliv zástupci tohoto řádu jsou známy již z nejvyššího stephanu (Bouroz - Doubinger, 1977, Kerp, 1988 a Kozur, 1978, 1990), na území podkrkonošské pánve se poprvé objevují právě v rudnickém obzoru. Nejvíce nálezů „kallipterid“ pochází z okolí Vrchlabí, kde bylo zjištěno všech 6 druhů doposud známých z rudnického obzoru. Jsou to: Arnhardtia scheibei, Autunia conferta, Autunia naumannii, Dichophyllum flabellifera, Rhachiphyllum schenkii a Gracilopteris cf. bergeronii. Tato Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

92


druhová diverzita „kallipterid“ svědčí pro autunské stáří rudnického obzoru. Jsou zde přítomny dokonce druhy velmi pokročilé, které se vyskytují ve vyšších zónách spodního autunu, nebo dokonce ve svrchním autunu. Jsou to: Arnhardtia scheibei, Rhachiphyllum schenkii a Gracilopteris cf. bergeronii, které mají v Německu a Francii poměrně úzké stratigrafické rozšíření a jsou hlavními druhy Kozurova (1978) „kallipteridového“ společenstva 5 (V). Tyto druhy byly však v podkrkonošské pánvi nalezeny pouze v několika exemplářích. Nejhojnějším druhem je Autunia conferta, která je přítomna také v ostatních 3 vymezených oblastech rudnického obzoru. V západní části podkrkonošské pánve byl nalezen pouze jediný exemplář tohoto druhu. V okolí Košťálova je hojnější, jak lze usuzovat podle údajů Němejce (1932) a Riegra (1958, 1971). Ve východních částech v okolí Rudníku a Janovic je patrně tento druh opět vzácný. Druh Arnhardtia scheibei, vůdčí pro vyšší zóny spodního autunu byl nalezen na několika lokalitách v okolí Vrchlabí a dokonce ve vrtech Hv 2 Hrabačov a PL 2 Prostřední Lánov (Rieger, 1971). Druh Autunia naumannii je znám ještě z Janovic a druh Dichophyllum flabellifera je uváděn z Valteřic. Pouze tyto „kallipteridní“ druhy umožňují přesnější stratigrafické zařazení rudnického obzoru. Je překvapující, že na většině lokalit západní části podkrkonošské pánve „kallipteridy“ chybí, ačkoli bezpečně jde o rudnický obzor.


93

5.2.Rudnický obzor 5.2.8.Zoopaleontologie

5.2.8. Zoopaleontologie (J.Zajíc) 5.2.8.1.Úvod Ze studovaných profilů byly živočišné fosílie zjištěny na 6 lokalitách a vrtech. Dále uvádíme zoopaleontologickou charakteristiku dalších 21 lokalit a vrtů, které nebyly předmětem detailního sedimentologického studia a 20 lokalit a vrtů ze kterých byla fauna zmiňována jinými autory. Seznam všech nálezů v rudnickém obzoru je uveden v příloze 3.3. Diskuse o zoopaleontologických indikátorech paleoprostředí viz kap. 5.1.3 . 5.2.8.2.Zoopaleontologická charakteristika studovaných profilů Košťálov - Kovářův mlýn Nemnoho vzorků fauny bylo odebráno v polohách cca 3,0 m ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce (paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp.) a cca 6,7 m ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce (paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp., koprolity). Většina živočišných fosílií (konchostraky; akantodi Acanthodes gracils; žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp.; obojživelníci Melanerpeton sp. K; koprolity) pochází z blíže nespecifikovaných poloh. Viz též WERNEBURG & ZAJÍC (1990). Ve všech polohách převažují disartikulovaní jedinci. Celé exempláře jsou vzácnější. Jediný nález branchiosauridního obojživelníka může ve spojení se vzácnými nálezy dalších obojživelníků a plazů na košťálovských lokalitách (viz Košťálov - bez bližší lokalizace) ukazovat na relativně blízké pobřeží i když celkový ráz společenstva (poměrně hojné nálezy primárních i sekundárních predátorů) odpovídá spíše prostředí hypolimnionu relativně hlubšího stratifikovaného jezera. O eutrofizacích jezera svědčí občasné nálezy masivního výskytu konchostrak na vrstevních plochách. Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou většinou černé, ale místy i hnědé až mléčně bílé. Košťálov - za hospodou Lokalita je situována na břehu Olešky, cca 50 m proti proudu za kamenným mostkem. Ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce (2,70-3,15 m) byla nalezena hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracils, žraloci Bohemiacanthus carinatus; různé druhy paprskoploutvých ryb včetně Igornichthys sp.; koprolity). Lokalita je význačná četnými nálezy různých ontogenetických stádií akantodů včetně juvenilních jedinců. Juvenilní jedinci se shromažďovali především v teplé svrchní vrstvě vody. Za jejich poměrně velké zastoupení ve fosilním záznamu jsou pravděpodobně odpovědné sezónní eutrofizace o kterých svědčí hojné postmortální nahromadění schránek konchostrak. Artikulovaní jedinci jsou poměrně hojní, což svědčí o anoxických podmínkách při dně (hypolimnion stratifikovaného jezera). Diverzita společenstva je poměrně vysoká, chybí však obojživelníci. Poloha rudnického obzoru na této lokalitě odpovídá poměrně hlubšímu jezeru. Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou černé. Kundratice - Doly Ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce (2,70-3,15 m) byla nalezena hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracils; žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp.; koprolity; spirální koprolity). Obratlovci se nachází jak celí, tak disartikulovaní. Akantodi jsou zastoupeni různými ontogenetickými stádii včetně juvenilních jedinců. Druhová skladba a zachování fauny svědčí o relativně hlubokém jezeře s anoxickým prostředím při dně (hypolimnion stratifikovaného jezera) a proteplenou vrstvou vody při hladině. V rámci této fosiliferní polohy mezi obratlovci postupně od báze relativně převládají: paprskoploutvé ryby - akantodi - žraloci. Tato situace by mohla být vysvětlena postupným prohlubováním jezera. Sezónní eutrofizace jsou doloženy masovými výskyty konchostrak a snad i vyšším zastoupením juvenilních jedinců akantodů. Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou černé. Bohatá fauna stejného druhového složení a zachování jako ve výše popisované poloze byla sbírána rovněž v Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

94

5.2.Rudnický obzor 5.2.8.Zoopaleontologie suti v potoce. Prostřední Lánov - za továrnou Lokalita je totožná s lokalitou LA/2/54 Havleny a Špinara (viz RIEGER 1971). Ve facii černošedých laminovaných kalovce (2,90-3,80 m) byla nalezena hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracils; xenacanthidní žraloci; paprskoploutvé ryby; obojživelníci ?Melanerpeton sp.; koprolity). Nálezy akantodů náleží různým ontogenetickým stádiím včetně juvenilních jedinců. Paprskoploutvé ryby jsou zachovány jednak jako celí jedinci a fragmenty těl a jednak jako izolované zbytky (velké i malé). Neobvykle hojně jsou zde zastoupeni branchiosauridní obojživelníci (celí jedinci a lebky). Zcela unikátní je pak pro celou podkrkonošskou pánev nález dvou jedinců na téže vrstevní ploše, vzdálených od sebe cca 8 cm. Druhové složení, velikost a způsob zachování vodních obratlovců svědčí pro relativně větší hloubku jezera s poměrně špatně větraným dnem. Hojné nálezy obojživelníků svědčí o blízkosti břehu, který byl, alespoň zčásti, plochý (nutnost přístupu obojživelníků k vodě během rozmnožování). Branchiosauridní obojživelníci jsou larválními stádii terestrických forem, která žila v blízkosti břehů. Vzhledem k poměrně velké hloubce by bylo možno uvažovat o jezerním zálivu, snad v blízkosti menšího přítoku. Je však nutno zároveň upozornit na možnost neotenie (tj. rozmnožování v larválním stadiu) branchiosauridů, ke které rovněž mohlo za příznivých potravních podmínek docházet (BOY 1994). Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou černé. HAVLENA & ŠPINAR (1955) uvádí nález obojživelníka, který určují jako Branchiosaurus sp. (pravděpodobně B. umbrosus). Nález nebyl revidován. Vrchlabí - zářez silnice Údaje ze zprávy (ŠIMŮNEK, DRÁBKOVÁ & ZAJÍC 1990) jsou doplněny nepublikovanými daty Štamberga. Fauna byla nalezena v následujících polohách: Z polohy č. 9 (viz ŠIMŮNEK, DRÁBKOVÁ & ZAJÍC 1990) pochází vzácné nálezy otisků konchostrak pseudestheriidního typu. Tato poloha (zelenošedý vápnitý kalovec s náznakem laminace) byla ve výše zmíněné práci posuzována již jako podloží rudnického obzoru. Z polohy č. 8 (viz ŠIMŮNEK, DRÁBKOVÁ & ZAJÍC 1990) pochází otisky nejlépe zachovaných konchostrak Pseudestheria aff. Pseudestheria breitenbachensis (určil T. Martens), jaké byly v rudnickém obzoru dosud nalezeny. Další nálezy otisků konchostrak jsou pseudestheriidního typu. Zároveň jde o polohu (zelenošedý vápnitý kalovec s náznakem laminace) s jejich největší akumulací na této lokalitě. Přítomnost flóry a zároveň nepřítomnost jiné fauny (jakož i typ sedimentu) ukazují na prostředí pravděpodobně nepříliš hlubokého jezera v blízkosti břehu a s převládajícími oxickými podmínkami při dně. Otázka nepřítomnosti jiné fauny, než konchostrak může být interpretována buď specifickým chemismem vody (nepříznivým pro jiné bezobratlé a obratlovce), nebo izolovaností jezera. Tato izolovanost od stávajícího fluviolakustrinního systému mohla být příčinou nepřítomnosti organismů, šířících se výhradně vodním prostředím (mlži, vodní obratlovci), a zároveň přítomností konchostrak, jejichž vajíčka se bez problému mohou šířit pomocí větru. V poloze č. 7 (viz ŠIMŮNEK, DRÁBKOVÁ & ZAJÍC 1990) byly ve facii tmavošedého laminovaného kalovce (cca 0,00-1,50 m) nalezeny poměrně dobře zachované a hojné konchostraky pseudestheriidního typu. Přítomnost flóry a zároveň nepřítomnost jiné fauny ukazuje na obdobné podmínky jako u předchozí polohy s tím, že jezero bylo podle charakteru sedimentu pravděpodobně poněkud hlubší a při dně hůře větrané. V poloze č. 4 (viz ŠIMŮNEK, DRÁBKOVÁ & ZAJÍC 1990) byla ve facii fialového laminovaného karbonátu (6,20-6,60 m) nalezena velmi hojná fauna. V bazální (nejmocnější) části byly nalezeny převážně disartikulované zbytky akantodů Acanthodes gracilis a paprskoploutvých ryb a dále koprolity včetně žraločích (spirálních). Následující jemně laminovaná „akantodová“ poloha karbonátu obsahuje bohatou faunu (jediný otisk mlže ?Anthraconaia sp., akantodi Acanthodes gracilis, zub a koprolity žraloků, paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp., obojživelníci ?Melanerpeton sp., koprolity, stopy členovců ?Taslerella sp.). Zcela zde převažují kompletně, nebo téměř kompletně zachovalá těla akantodů. Obdobným způsobem jsou zachovalé i méně hojné paprskoploutvé ryby. Podle způsobu zachování a zastoupených druhů nektonu reprezentuje tato poloha pravděpodobně relativně hlubší polohu jezera blízko břehu, nebo hlubší partie chráněného zálivu. Blízkost břehu je indikována nálezy obojživelníků. Toto jezero mohlo být při dně hůře větráno (nejedná se však o zcela anoxickou zónu). Předpokládaný masový úhyn nektonu během eutrofizací jezera nelze doložit hromadným výskytem konchostrak. Zachování artikulovaných jedinců obratlovců by bylo možno vysvětlit i chladnější (pod 16° C) spodní vrstvou vodního sloupce (viz *.*.). Nadložní tenká „tetrapodová“ poloha šedého karbonátu rovněž poskytla hojnou faunu (juvenilní mlži ?, konchostraky pseudestheriidního typu, úlomek hmyzího křídla, akantodi Acanthodes gracilis, paprskoploutvé ryby, obojživelníci ?Melanerpeton sp., koprolity). Nálezy obojživelníků (kolem 50 kusů) a hmyzu, jakož i nepřítomnost žraločích zbytků ukazují na relativně mělkovodní příbřežní partii, nebo chráněný mělký záliv jezera. Fragmentární zachování akantodů a paprskoploutvých ryb odpovídá lépe prokysličené a teplejší vodě s bentozní faunou (mlži). Celkově vykazuje poloha č. 4 znaky postupného změlčování a přibližování jezerního břehu. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

95

5.2.Rudnický obzor 5.2.8.Zoopaleontologie V poloze č. 3 (viz ŠIMŮNEK, DRÁBKOVÁ & ZAJÍC 1990) byly v tmavošedém laminovaném kalovci nalezeny nehojné disartikulované zbytky paprskoploutvých ryb a koprolity. V poloze nazvané „meziloží“ (205 m viz ŠIMŮNEK, DRÁBKOVÁ & ZAJÍC 1990) byly v tmavošedém laminovaném prachovci nalezeny plochy se stopami suchozemských tetrapodů (Protritonichnites lacertoides), které svědčí o alespoň dočasném subaerickém prostředí jezerního břehu. Polohu č. 1 (viz ŠIMŮNEK, DRÁBKOVÁ & ZAJÍC 1990) lze rozdělit na bazální sedimenty, které vznikaly ve velmi mělkovodním až subaerickém prostředí za kolísání vodní hladiny (občasné vysýchání ?), o čemž svědčí vrstevní plochy s bahenními prasklinami a hojnými konchostrakami pseudestheriidního typu. Nadložní poloha tmavošedého laminovaného dolomitického kalovce reprezentuje pravděpodobně nejhlubokovodnější jezerní prostředí, zastižené na této lokalitě. Byla zde nalezena celkem hojná fauna (akantodi Acanthodes sp., žraloci Bohemiacanthus carinatus, paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp., koprolity včetně žraločích). O prostředí hlubšího jezera vypovídá přítomnost pouze nektonních prvků fauny se značným zastoupením větších predátorů (xenacanthidní žraloci). Jezerní břeh byl pravděpodobně relativně blízko, neboť zde byla nalezena poměrně dobře zachovalá a hojná flóra. Vrt Fořt F-3 Ve facii tmavošedého laminovaného kalovce (161,05-164,60 m) byla nalezena celkem hojná fauna (?mlž; konchostraky; akantodi Acanthodes gracilis; paprskoploutvé ryby). Konchostraky zachované v podobě „stínů“ jsou hojné a vrstevní plochy jsou jimi často přeplněné (sezónní eutrofizace jezera). Zbytky obratlovců jsou, s výjimkou útržku těla akantoda, fragmentární. Jezero pravděpodobně nebylo příliš hluboké a docházelo k častým eutrofizacím.

5.2.8.3.Zoopaleontologická charakteristika ostatních lokalit a vrtů Dolní Sytová Jedinec akantoda Acanthodes gracils je uložen ve sbírkách Karlovy Univerzity (viz ZAJÍC 1988). Janovice - odvaly dolů František aj. V jemně laminovaném kalovci byla nalezena poměrně hojná fauna (konchostraky, akantodi Acanthodes gracils, žraloci Bohemiacanthus carinatus, paprskoploutvé ryby, koprolity), která pochází z různých odvalů a stop po dolování a nelze tedy zjistit její přesnou pozici v původním profilu. Nálezy artikulovaných jedinců jsou méně hojné. Převládají paprskoploutvé ryby, akantodi jsou poměrně vzácní. Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou černé. Nálezy žraloků a artikulovaných jedinců svědčí o relativně hlubším jezeru. Košťálov - bez bližší lokalizace V různých starších pracích (viz WERNEBURG & ZAJÍC) je uváděna pod názvy Košťálov či Libštát (nesouhlasí s dnešními katastry, případně omyl) hojná a dosti diverzifikovaná fauna (konchostraky Pseudestheria palaeoniscorum; akantodi Acanthodes gracils; žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby Paramblypterus rohani, Paramblypterus caudatus, Paramblypterus reussii, „Amblypterus“ angustus a „Amblypterus“ zeidleri; dvojdyšné ryby „Sagenodus“ tardus; obojživelníci Archegosaurus dyscriton, „Ptyonius“ bendai, branchiosauridi a eryopoidi; fragmenty plazů; koprolity). Košťálov - rokle v lese Rokle je situovaná S od silnice Kundratice - Košťálov a ústí u silnice cca 100 m od lokality Kundratice - Doly směrem na Košťálov. Ve zvětralých výchozech byla ve černošedém laminovaném kalovci nalezena jen chudá fauna (konchostraky, xenacanthidní žraloci, paprskoploutvé ryby, koprolity, spirální žraločí koprolity). Většinou se jedná o disartikulované zbytky obratlovců. Nebyly nalezeni žádní akantodi ani obojživelníci, což mohlo být v případě akantodů způsobeno menším množstvím odebraných vzorků. Jezero bylo pravděpodobně relativně hlubší (přítomnost žraloků). Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou černé až hnědé. Košťálov - Valdice KAMARÁD (1953) odtud uvádí konchostraky Pseudestheria tenella, které jsou uloženy ve sbírkách Národního muzea v Praze.


96

5.2.Rudnický obzor 5.2.8.Zoopaleontologie Košťálov - za internátem Lokalita je situována v zářezu silnice Košťálov - Kundratice, naproti rybníčku. V černošedém laminovaném kalovci byla nalezena relativně hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracils; xenacanthidní žraloci; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp.; koprolity). Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou černé. Zbytky obratlovců jsou disartikulované, ale hojní žraloci svědčí o relativně hlubším jezeru. Nouzov - silnice Ve výkopu u silnice S od obce byla nalezena velmi chudá a fragmentární fauna (xenacanthidní žraloci; paprskoploutvé ryby). Zbytky obratlovců jsou černé. Nouzov - strž Ve strži s potůčkem Z od obce byla nalezena velmi chudá fauna (žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby). Nálezy paprskoploutvých ryb jsou tvořeny fragmenty těl. Zbytky obratlovců jsou černé. Prostřední Lánov - východní svah údolí Malého Labe HAVLENA & ŠPINAR (1955) uvádí z lokality LA/3/54 (viz RIEGER 1971) poměrně hojnou faunu (hmyzí křídlo; paprskoploutvé ryby; branchiosauridní obojživelník). Mezi paprskoploutvými rybami jsou hojní celí jedinci a jejich fragmenty. Zbytky žraloků ani akantodů nejsou zmiňovány, ale nepochybně byly přítomny. Nálezy v rudnickém obzoru velmi vzácného hmyzu (doposud pouze dva nálezy) a branchiosauridního obojživelníka naznačují blízkost břehu stratifikovaného jezera, které mělo při dně špatně prokysličenou vodu hypolimnion). Prostředí zde bylo obdobné, jako na lokalitě Prostřední Lánov - za továrnou. Příkrý - Honkův potok V korytě a na březích Honkova potoka byla v okolí nejdelšího pravostranného přítoku ve černošedém laminovaném kalovci nalezena poměrně hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracils; žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp. a Igornichthys sp.; koprolity). Obratlovci jsou většinou disartikulovaní. K výjimkám patří nálezy celého jedince a lebky, podle kterých byl určen (ŠTAMBERG 1994) pro naše limnické pánve nový taxo paprskoploutvé ryby Igornichthys sp. Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou černé. Příkrý - lůmek Z lůmku u hřbitova s místním názvem „na bučičí“) uvádí RIEGER (1971) celé jedince, fragmenty těl a šupiny paprskoploutvých ryb. HAVLENA (1959) uvádí pravděpodobně ze stejné lokality (lůmek při Z okraji obce) šupiny paprskoploutvých ryb a koprolity. Příkrý - přítok Honkova potoka V korytě nejdelšího pravostranného přítoku Honkova potoka nad terénním stupněm byla nalezena poměrně chudá fauna (žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp.; koprolity). Všechny nálezy jsou disartikulované. Rudník - bez bližší lokalizace Z lokality dříve zvané Hermannseifen či Heřmanovy Sejfy je uváděn nález kompletního jedince akantoda Acanthodes gracilis (viz ZAJÍC 1988) a skelet branchiosauridního obojživelníka ?Melanerpeton sp (viz HERTACH 1907; WERNEBURG & ZAJÍC 1990). Rybnice - Hrádecký potok ŠTAMBERG (1993) uvádí tuto lokalitu jako Háje nad Jizerou, RIEGER (1971) jako Roprachtice, jde však o katastr obce Rybnice. Hojná a značně diverzifikovaná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracils; žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus gelberti, Paramblypterus sp. a Igornichthys sp.; obojživelníci ?Melanerpeton sp.; koprolity) byla sbírána na různých částech profilu. Konchostraky jsou zachovánu v podobě „stínů“, často se nachází vrstevní plochy, které jsou jimi zcela přeplněny. Zbytky obratlovců jsou černé a hnědé, někdy též světle hnědé až mléčně bílé. Akantodi jsou nalézáni jak celí, tak disartikulovaní. Rovněž paprskoploutvé ryby zahrnují nálezy celých jedinců (včetně juvenilních) i disartikulovaných zbytků. Obojživelníci jsou relativně hojní - v poměrně krátké době byl nalezen téměř celý jedinec a 2 lebky. Nálezy a způsob zachování ichtyofauny a konchostrak indikují stratifikované jezero s častými eutrofizacemi a anoxickým prostředím při dně (hypolimnion). Poměrně hojní obojživelníci dokládají blízkost břehu. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

97

5.2.Rudnický obzor 5.2.8.Zoopaleontologie Semily - bez bližší lokalizace Různí autoři uvádí nálezy akantodů (Acanthodes gracils), žraloků (Bohemiacanthus carinatus) a paprskoploutvých ryb (celí jedinci a izolované zbytky). U stop tetrapodů Ichnotherium rittlerianum, které uvádí HAUBOLD (1971) není jistá příslušnost k rudnickému obzoru. Semily - levý břeh Jizery Na lokalitě situované naproti továrně byla nalezena hojná fauna (konchostraky; žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp. a Igornichthys sp.; koprolity). Konchostraky jsou zachovánu v podobě „stínů“, zbytky obratlovců jsou černé až tmavohnědé. Chybí artikulovaní jedinci akantodů, naopak disartikulované zbytky žraloků jsou velmi hojné. Mezi paprskoploutvými rybami jsou hojní celí jedinci (včetně juvenilních). Nálezy a způsob zachování ukazují na relativně hluboké jezero s anoxickým prostředím u dna (hypolimnion) a častými eutrofizacemi epilimnionu (postmortální nahromadění konchostrak). Škodějov - důl Větrná hora Z této lokality pochází nálezy disartikulované chudé fauny (žraloci Bohemiacanthus carinatus; paprskoploutvé ryby). Zbytky obratlovců jsou černé až tmavohnědé. Malé množství nálezů neumožňuje žádné interpretace, nicméně jezero zde nemohlo být příliš mělké. Valteřice Z odvalu pokusné štoly Jáchymovských dolů v údolí V od obce uvádí RIEGER (1971) fragment těla paprskoploutvé ryby a koprolit. Víchová V lese Z od obce byla v tenké (15-20 cm) poloze v podloží pískovce nalezena chudá fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracils; žraloci; paprskoploutvé ryby; koprolity). S výjimkou fragmentů těl juvenilních jedinců akantodů jde o izolované zbytky. Nálezy mohou indikovat prostředí středně hlubokého či poněkud mělčího jezera s anoxickými podmínkami při dně. Vrchlabí - Z okraj města Z výchozů v cestě na SZ svahu úbočí J od pily uvádí RIEGER (1971) nálezy těl a šupin paprskoploutvých ryb. Vrt Čistá Ča-1 Z hloubky 54,60-54,90 m uvádí RIEGER (1971) šupiny paprskoploutvých ryb. Vrt Fořt F-1 V poloze 58,85-59,80 m (šedohnědý kalovec) byla nalezena nehojná fauna (konchostraky; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp.). Všechny nálezy paprskoploutvých ryb jsou disartikulované, konchostraky z báze polohy jsou zachovány v podobě „stínů“ a vrstevní plocha je jimi zcela přeplněna (eutrofizace jezera). V metráži 64,65 m (černošedý kalovec) byl nalezen ploutevní trn akantoda Acanthodes gracilis. Vrt Fořt F-2 V poloze 74,60-78,70 m byla nalezena poměrně hojná fauna (konchostraka; akantod Acanthodes gracilis; žraloci; paprskoploutvé ryby; koprolity). Obratlovci jsou, s výjimkou části těla akantoda a jedné paprskoploutvé ryby, disartikulovaní. Jezero nemohlo být příliš mělké. Vrt Horní Kalná HK-1 V poloze 519,85-520,10 m (tmavošedý laminovaný kalovec) byla nalezena fauna (konchostraky; paprskoploutvé ryby) ve které dominují často masové výskyty konchostrak (jsou zachované jako„stíny“) nad izolovanými zbytky obratlovců. Nálezy indikují nepříliš hluboké jezero s častými eutrofizacemi. V poloze 550,35- 550,50 m (šedý laminovaný prachovec) byla nalezena fauna (konchostraky; žraloci; paprskoploutvé ryby; velké koprolity), odpovídající snad poněkud hlubšímu jezeru. Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“. V této poloze převládá ichtyofauna. V poloze 551,60-555,20 m (tmavošedý jemně laminovaný kalovec) byla nalezena hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracilis; paprskoploutvé ryby; koprolity). Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“. Kromě převládajících izolovaných zbytků byly nalezeny i části těl akantodů a paprskoploutvých ryb. Jezero pravděpodobně zůstává relativně hlubší, občas je patrně postiženo eutrofizacemi. V poloze 558,55-558,75 m (šedý laminovaný prachovitý karbonát s mázdřitým zvrstvením) byla nalezena hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracilis; žraloci; paprskoploutvé ryby, koprolit), odpovídající Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

98

5.2.Rudnický obzor 5.2.8.Zoopaleontologie relativně hlubšímu jezeru s občasnými eutrofizacemi. Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“ a vrstevní plochy jsou jimi místy zcela přeplněny. Obratlovci jsou, s výjimkou nekompletního jedince akantoda, zachováni fragmentárně. Zuby žraloků jsou hojné. V poloze 558,80-560,80 m (černošedý jemně laminovaný jílovec) byla nalezena velmi hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracilis; žraloci; paprskoploutvé ryby; koprolity). Konchostraky jsou zachovány v podobě „stínů“. Zuby žraloků a izolované zbytky akantodů jsou velmi hojné. Izolované nálezy paprskoploutvých ryb jsou neobvykle vzácné. Hojnost žraloků spolu s charakterem sedimentu svědčí o tom, že tato poloha odpovídala nejhlubokovodnějším jezerním podmínkám, které byly vrtem zastiženy. Žraločí zuby nalezené v tomto vrtu nebyly revidovány, jedná se však bezpochyby většinou o druh Bohemiacanthus carinatus. Vrt Horní Olešnice HPK-4 V hloubce 225,30 m byly v pestrém jemně laminovaném jílovitém vápenci považovaném za ekvivalent rudnického obzoru (TÁSLER 1982) nalezeny částečně artikulované zbytky paprskoploutvých ryb a koprolit. Šupiny mají pestré zbarvení (od mléčně bílé, růžové, fialové, až po šedou barvu), drobné prasklinky jsou zbarveny oxidy železa. Vrt Janovice Rk-7 RIEGER (1971) uvádí fragment těla a šupinu paprskoploutvých ryb z metráží 44,10-44,70 m a 46,20-46,70 m. Vrt Javorník Jk-6 Nálezy fauny pochází zhruba ze tří fosiliferních poloh (detailní popis viz příloha): V poloze 75,85-76,00 m byli nalezeni ostrakodi Carbonita sp. a disartikulované paprskoploutvé ryby. V poloze 93,80-94,00 m byli nalezeny disartikulované zbytky akantodů (Acanthodes gracilis), žraloků (Bohemiacanthus carinatus, spirální koprolit) a paprskoploutvých ryb. Tyto nálezy svědčí o spíše hlubším jezeru. V poloze 123,00-129,85 m byla nalezena hojná fauna sestávající z konchostrak, akantodů (Acanthodes gracilis), žraloků (Bohemiacanthus carinatus), paprskoploutvých ryb a koprolitů. Většina obratlovců je disartikulovaná, dva fragmenty těl poskytli akantodi, jeden paprskoploutvé ryby. Hojné nálezy konchostrak svědčí o častých eutrofizacích jezera, které nemohlo být příliš mělké. Vrt Košťálov Ko-5 V hloubce 49,90 m byly nalezeny izolované zbytky paprskoploutvých ryb a koprolit. Vrt Libštát Lt-1 V hloubce 216,70 m byly nalezeny izolované zbytky paprskoploutvých ryb a koprolity. Vrt Prosečné Pé-1 RIEGER (1971) uvádí z hloubky 753,30 m stopy tetrapodů. Vrt Prostřední Lánov Pl-1 RIEGER (1971) uvádí z metráže 68,00-68,50 m část těla a šupiny paprskoploutvé ryby. Vrt Prostřední Lánov Pl-2 RIEGER (1971) uvádí nálezy fauny z následujících poloh: V poloze 30,70-31,00 m zmiňuje šupiny paprskoploutvých ryb. V poloze 65,10-65,50 m uvádí opět šupiny paprskoploutvých ryb. V poloze 71,25-75,70 m zmiňuje šupiny paprskoploutvých ryb a koprolity. Detailnější popis metráží s nálezy viz příloha. Vrt Příkrý Pý-1 RIEGER (1971)uvádí dvě polohy s faunou: V poloze cca 21,10 m zmiňuje rybí trn. Jedná se pravděpodobně o ploutevní trn akantoda Acanthodes gracilis. V poloze 61,50-62,90 m uvádí šupiny paprskoploutvých ryb.


99

5.2.Rudnický obzor 5.2.8.Zoopaleontologie Vrt Rudník Rk-1 Z polohy 24,50-24,90 m uvádí RIEGER (1971) šupiny paprskoploutvých ryb . Vrt Rudník Rk-2 Z polohy 33,80-40,00 m uvádí RIEGER (1971) paprskoploutvé ryby (celý jedince, fragment těla a šupiny) a koprolity. Detailnější popis metráží s nálezy viz příloha. Vrt Rudník Rk-4 z polohy 55,90-56,00 m uvádí RIEGER (1971) šupinu paprskoploutvé ryby. Vrt Rudník Rk-9a V poloze 52,45 m (tmavošedý kalovec) byly nalezeny pouze konchostraky („stíny“) a izolované zbytky paprskoploutvých ryb. V poloze 55,05-55,50 m (tmavošedý laminovaný kalovec) byla nalezena poměrně hojná fauna (konchostraky; akantodi Acanthodes gracilis; paprskoploutvé ryby včetně ?Igornichthys sp.). Konchostraky (většinou v podobě „stínů“) jsou občas zachovány v masovém měřítku, což značí občasné eutrofizace jezera. Disartikulované zbytky obratlovců a zejména nepřítomnost žraloků ukazují spíše na relativně mělčí prostředí hypolimnionu. Vrt Semily Se-1 V hloubce 51,50m byla nalezena šupina paprskoploutvé ryby. Vrt Valteřice Ve-1 RIEGER (1971) uvádí faunu ze třech poloh: V poloze 89,50 m zmiňuje šupiny paprskoploutvých ryb. V poloze 134,70-135,00 m uvádí šupiny paprskoploutvých ryb a koprolit. V poloze 153,00-153,50 m pak zmiňuje nález mlže. Pokud je určení správné, dokládá nález bentozní fauny lépe okysličenou vodu při dně. Vrt Valteřice Ve-2 RIEGER (1971) uvádí faunu z následujících poloh: Z polohy 39,40-40,20 m zmiňuje šupiny paprskoploutvých ryb. Z polohy 51,40-51,60 m uvádí mlže. Pokud je určení správné, dokládá nález bentozní fauny lépe okysličenou vodu při dně. Z polohy 57,00-59,10 m uvádí šupiny paprskoploutvých ryb. Konečně z polohy 67,00-67,40 m zmiňuje koprolit. Vrt Vrchlabí Ví-1 RIEGER (1971) uvádí faunu z následujících poloh: Z polohy 139,00-139,80 m uvádí nález konchostraky. Z polohy 172,70-175,00 m uvádí paprskoploutvé ryby (fragment těla a šupiny) a koprolit

5.2.8.4.Vztahy fosilních společenstev (tafocenóz) k sedimentárním faciím Studované lokality jsou bohaté až velmi bohaté na živočišné zbytky. Rovněž na ostatních lokalitách se většinou nachází poměrně hojná fauna. V následující tabulce (tab. č.5.2.3) jsou uvedeny sedimentární facie, v nichž byla na studovaných lokalitách nalezena fauna.


100


Tab. č.5.2.3 lokalita Košťálov - Kovářův mlýn Košťálov - za hospodou Kundratice - Doly Prostřední Lánov - za továrnou Vrchlabí - zářez silnice vrt Fořt F-3

1+2 cca 3,00 m + cca 6,7 m 2,70-3,15 m 2,70-3,15 m 2,90-3,80 m

sedimentární facie 3

4

cca 0,00-1,50 m 161,05-164,60 m

6,20-6,60 m

Sedimentární facie jsou označeny arabskými číslicemi: 1 - černošedý jemně laminovaný kalovec, 2 - černošedý laminovaný kalovec, 3 - tmavošedý laminovaný kalovec, 4 - fialový laminovaný karbonát. Příbuzné facie jsou sdruženy do skupin.

Ve facii černošedých jemně laminovaných kalovců a facii černošedých laminovaných kalovců (Košťálov - Kovářův mlýn, Košťálov - za hospodou, Kundratice - Doly, Prostřední Lánov - za továrnou) je fauna reprezentována konchostrakami, akantody (Acanthodes gracilis), žraloky (Bohemiacanthus carinatus), paprskoploutvými rybami (včetně Igornichthys sp. a Paramblypterus sp.), obojživelníky (?Melanerpeton sp.) a koprolity včetně spirálních (žraločí). Velikostně zahrnují zbytky paprskoploutvých ryb, akantodů i žraloků různá velikostní a růstová stadia včetně juvenilních. Disartikulovaní a artikulovaní jedinci vodních obratlovců jsou v rovnováze. Mezi velmi hojnou faunou chybí zástupci klasického bentosu (anoxické prostředí hypolimnionu). Nepřítomnost stop tetrapodů i artropodů a zároveň důkazy přítomnosti žraloků (spirální koprolity) svědčí o větší a stabilnější hloubce. Ve facii tmavošedých laminovaných kalovců (Vrchlabí - zářez silnice, vrt Fořt F-3) je fauna reprezentována mlži (?), konchostrakami, akantody

(Acanthodes gracilis) a

paprskoploutvými rybami. Chudší fauna je fragmentární. Přítomnost klasického bentosu (mlži) svědčí o místy částečně zlepšeném prokysličení vody při dně. Nepřítomnost žraloků není vzhledem k omezenému počtu nálezů průkazná. Ve facii fialových laminovaných karbonátů (Vrchlabí - zářez silnice) je fauna reprezentována mlži (?Anthraconaia sp.), akantody (Acanthodes gracilis), xenakantidními žraloky,

paprskoploutvými

rybami

(včetně

Paramblypterus

sp.),

obojživelníky

(?Melanerpeton sp.), koprolity a stopami členovců (?Taslerella sp.). V některých polohách převládá chudší a převážně disartikulovaná, v jiných pak bohatá a většinou artikulovaná fauna. O změlčování jezerního prostředí v blízkosti břehu svědčí postupné přibývání terestrických složek tafocenózy (hmyz, obojživelníci, stopy tetrapodů). Důležitá je rovněž velká vzácnost disartikulovaných zbytků žraloků. O spíše oxickém prostředí při dně svědčí i Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

101


nálezy klasického bentosu (mlži). Ve vyšších polohách facie byla nalezena pro podkrkonošskou pánev neobvykle velká akumulace zbytků branchiosauridních obojživelníků.

5.2.8.5.Paleoekologická, paleogeografická a biostratigrafická interpretace Facie černošedých jemně laminovaných kalovců a černošedých laminovaných kalovců pravděpodobně odpovídá prostředí středně hlubokého až hlubšího stratifikovaného jezera s anoxickými podmínkami při dně. Na lokalitě Prostřední Lánov - za továrnou je indikována větší blízkost břehu. Facie tmavošedých laminovaných kalovců pravděpodobně odpovídá prostředí relativně mělčího jezera s místy poněkud lépe okysličenou vodou při dně (ve vrtu Fořt F-3 byla nalezena bentozní fauna). Facie fialových laminovaných karbonátů pravděpodobně odpovídá postupně se změlčujícímu jezeru v blízkosti břehu. Nálezy bentozní fauny a stop členovců svědčí o lepším okysličení vody při dně (epilimnion, či oxické jezero). Fauna rudnického obzoru je oproti fauně kalenského obzoru druhově rozmanitější (více sekundárních predátorů a terestrických prvků). Fauna většiny posuzovaných lokalit ukazuje na prostředí spíše hlubšího či středně hlubokého jezera. Jezero pravděpodobně poměrně často podléhalo plošně rozsáhlým eutrofizacím. Vzhledem k velké mocnosti a různorodosti rudnického obzoru lze sledovat spíše vývoj prostředí v jednotlivých profilech (nejlépe pak na lokalitě Vrchlabí - zářez silnice), než změny prostředí v závislosti na geografické poloze. Z paleogeografického hlediska lze proto vymezit pouze následující „oblasti“, které však nejsou, nebo nemusí být izochronní: 1) Velká většina lokalit facie černošedých jemně laminovaných kalovců, černošedých laminovaných kalovců a tmavošedých laminovaných kalovců odpovídá sedimentům plošně rozsáhlého hlubšího stratifikovaného jezera s anoxickým prostředím při dně (hypolimnion), které podléhalo sezónním eutrofizacím. V rámci výše uvedených facií lze pozorovat pouze určité lokální odchylky. Nejhlubokovodnější prostředí je indikováno na lokalitách Semily levý břeh Jizery, Vrchlabí - zářez silnice (svrchní část polohy č. 1) a částečně i na lokalitách košťálovských. Blízkost alespoň částečně plochého břehu je indikována výskytem obojživelníků (zejména branchiosauridních) a terestrických složek fauny (hmyzí křídlo na Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

102


lokalitě Prostřední Lánov - východní svah údolí Malého Labe). V rámci výše uvedených facií byla největší akumulace branchiosauridních obojživelníků zjištěna na lokalitě Prostřední Lánov - za továrnou. Dále jsou tito obojživelníci zjištěni, nebo v literatuře uváděni z lokalit Rybnice - Hrádecký potok, Prostřední Lánov - východní svah údolí Malého Labe, Rudník bez bližší lokalizace, Košťálov - Kovářův mlýn a Košťálov - bez bližší lokalizace (z košťálovských lokalit jsou uváděni i zástupci jiných skupin obojživelníků). 2) Polohy č. 7, 8 a 9 (včetně polohy 0,00-1,50 m) na lokalitě Vrchlabí - zářez silnice pravděpodobně odpovídají prostředí postupně se prohlubujícího jezera se sezónními eutrofizacemi. Prostředí původně relativně dobře větraného dna (oxické jezero či epilimnion stratifikovaného jezera) se postupně stávalo prostředím se dnem hůře až špatně větraným (poloha č. 9). Ve všech polohách byly nalezeny pouze konchostraky, což může být vysvětleno buď úplnou izolací od tehdejšího fluviolakustrinního systému (nepronikly sem žádné jiné složky fauny, než konchostraky, jejichž vajíčka jsou běžně šířena i větrem), nebo pro jinou faunu nepříznivým chemismem vody. 3) Vrt Horní Olešnice HPK-4 je vydělen samostatně vzhledem k ojedinělosti typu sedimentu a fosilizace (pestré zbarvení). Interpretace prostředí podle fauny není možná vzhledem k nedostatečnému množství vzorků. 4) Poloha č. 4 (6,20-6,60 m) na lokalitě Vrchlabí - zářez silnice pravděpodobně odpovídá relativně hlubšímu jezeru, které se postupně změlčovalo, přičemž se zároveň stále více přibližoval alespoň částečně plochý břeh (neobvykle hojní branchiosauridní obojživelníci a hmyzí křídlo). Voda při dně byla hůře větraná (hojní celí jedinci obratlovců), nejednalo se však o typický hypolimnion (vzácné nálezy bentosu). 5) Vrt Prosečné Pé-1 a meziložní poloha na lokalitě Vrchlabí - zářez silnice reprezentují terestrické prostředí, neboť zde byly nalezeny stopy tetrapodů. Biostratigrafie na základě fauny je v limnickém permokarbonu Českého masívu založena na vodních obratlovcích (ZAJÍC v tisku). Biozóny stanovitelné v podkrkonošské pánvi jsou na Tab. 6.2.1 (viz kap. 6.2). Použité chronostratigrafické členění je na Tab. 6.2.2. Biostratigraficky náleží všechny lokality rudnického obzoru biozóně Acanthodes gracilis, která je doložena rovněž ze spodního obzoru bitumenních slínovců Boskovické brázdy a z lokality Na skalce u Českého Brodu v Blanické brázdě. Paralelizace s bečkovským obzorem vnitrosudetské pánve, jakož i se stráneckým obzorem středočeských pánví je prozatím hypotetická. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

103

5.2.Rudnický obzor 5.2.9. Palynologie

5.2.9. Palynologie rudnického obzoru (J.Drábková) 5.2.9.1.Shrnutí dosavadních palynologických výzkumů rudnického obzoru Palynologií permských sedimentů Českého masívu se dříve nikdo systematicky nezabýval. V rámci vrtného průzkumu podkrkonošské pánve podávají Kalibová (1968 a 1979) a Valterová 1979, 1984 a 1987) palynologické vyhodnocení vzorků z rudnického obzoru z vrtů Pe-1 (Prosečné), Kv-1 (Košťálov), a HK-1 (Horní Kalná). Pro výzkum „bitumenních pelitů“ vyhodnotila Nealtová (1987) vzorky z vrtů F-1 (Fořt), F-3 (Fořt), Ča-2 (Čistá) a Rk-9a (Rudník). Celkem bylo zpracováno pouze 17 více či méně pozitivních vzorků. Výsledky mají pouze informativní ráz v podobě chudých seznamů získaných miospor, navíc často zařazených pouze přibližně do rodů. Celkem bylo ve vrtech určeno 26 rodů (11 s ?) a 17 druhů. Nové

systematičtější

palynologické

výzkumy

s vazbou

na

fytopaleontologii,

a

zoopaleontologii započaly v letech 1987 - 1990 v zářezu nové silnice z. od Vrchlabí (Šimůnek, Drábková, Zajíc, 1990).

5.2.9.2.Palynologická charakteristika studovaných lokalit V návaznosti na studované sedimentologické profily byly zkoumány palynologické vzorky z lokality Kundratice Doly (profil Kundratice), Vrchlabí (profil Vrchlabí 2) a 1 vzorek z vrtu Čistá Ča-2. Kromě těchto lokalit je uvedena palynologická charakteristika rudnického obzoru z dalších 6 odkryvů které nebyly předmětem detailního sedimentologického studia a 7 vrtů (Pe-1, Kv-1,HK-1, F-1, F-3, Ča-2, Rk-9a), ze kterých provedly palynologické vyhodnocení Kalibová M. (1968, 1979) a Valterová P.(1979, 1984, 1987). Výskyt miospor a jejich kvantitativní zastoupení ze všech palynologicky zkoumaných lokalit rudnického obzoru zobrazuje Tab. č.3.2.1 příloha 3.2. Další přehledná tabulka (Tab 3.2.2 příloha 3.2) obsahuje kvantitativní zastoupení rodů miospor a jejich přiřazení k mateřským rostlinám a předpokládanému biotopu a tab. 3.2.3 příloha 3.2 vyjadřuje kvantitativní zastoupení zjištěných miosporových skupin a jejich taxonomickou diverzitu. Stejně jako v kapitole fytopaleontologie jsou lokality s výskytem rudnického obzoru popisovány směrem od západu k východu a jsou zařazeny do čtyř oblastí. 1. Západní oblast (táhne se od Semil přes Nouzov, Příkrý, Škodějov, Roprachtice a Víchovou k Hrabačovu) Osada Nouzov sv. od Semil. Černé jemně laminované kalovce (BS) obsahují torza rodu Potonieisporites. Roklina pravostranného přítoku Honkova potoka j. od Škodějova Černé jemně laminované kalovce (BS) obsahují pouze ojedinělá torza rodu Potonieisporites. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

104

5.2.Rudnický obzor 5.2.9. Palynologie Halda dolu Rosalie na Cu rudy jv. od Škodějova Černé jemně laminované kalovce (BS) obsahují korodované jedince rodu Potonieisporites, Florinites a Vesicaspora. Výchozy v údolí Hrádeckého potoka jjz. od Roprachtic Černé jemně laminované kalovce (BS) obsahují korodovaná torza rodu Potonieisporites, Florinites, Convolutispora, Lycospora a neurčitelné bisakátní formy. Kopec Homole jz. od Víchové V černých jemně laminované kalovcích (BS) byly určeny trilétních spóry Leiotriletes sphaerotriangulus, Calamospora, Verrucosisporites, Punctatisporites minutus, Cyclogranisporites a Lycospora pusilla. Monoletes jsou zastoupeny druhy Punctatosporites sp., Latosporites globosus, L. sarensis a Laevigatosporites medius. Monosakátní pyly tvořící asi 75 % společenstva patří k Potonieisporites novicus, Florinites, Guethoerlisporites a Parasaccites, z bisakátních pylů se vyskytují Vesicaspora sp. a Kosankeisporites sp.

2. oblast v okolí Košťálova, Kundratic a Valdic Vrt Kv 1 (Košťálov) Nálezy rostlinných mikrofosílií jsou pouze sporadické. Valterová (1979) a Kalibová (1979) uvádějí trilétní spóry rodu Punctatisporites, Lophotriletes a Lycospora. Kundratice 200 m vých. od JZD V tmavošedých prachovitých jílovcích převažují silně korodovaní jedinci rodu Potonieisporites (P. novicus, P. bharadwaji),běžný je Florinites, přítomny jsou Guethorlisporites, Illinites, neurčitelné bisakátní formy a Vittatina. Lokalita Kundratice Doly (sedimentologický profil Kundratice) a lokalita Kovářův mlýn Z profilu rudnického obzoru v Kundraticích bylo palynologicky zpracováno 39 vzorků (KB-1 až KB- 37, KB-A a KB-B). Dalších 11 vzorků bylo odebráno na lokalitě Košťálov - Kovářův mlýn.. Vzhledem k obdobnému litofaciálnímu vývoji a tudíž bezpečné korelaci obou lokalit byly vzorky odebrané na lokalitě Kovářův mlýn vztaženy k sedimentologickému profilu Kundratice. Palynologicky byly analyzovány vzorky z následujících litofacií: BS, MO, LA, ML, MC, CL a MSS. K těmto jednotlivým litofaciím byly na základě deskriptivního popisu acidoresistentních zbytků v palynologických preparátech přiřazeny zatím pracovní „Palynofacie” BSP, MOP, LAP, MLP, MCP, CLP a MSSP. BSP - Palynofacie černošedých jemně laminovaných vápnitých kalovců (BS) V preparátech převládá tmavě hnědá, okrově hnědá až okrová bezstrukturní organická hmota, v útržcích, jemně rozptýlená nebo ve shlucích, která velmi často ulpívá na většinou hojně přítomných sporomorfách, někdy je zcela zakrývá. V útržcích organické hmoty a v exinách miospor se velmi často vyskytují různě velké otvory (pseudomorfózy) po framboidálním a mikrokrystalickém pyritu, méně časté jsou pseudomorfózy po krystalech karbonátu. Černý „dřevní“ detrit se vyskytuje zřídka, v některých vzorcích je běžný. MOP - palynofacie tmavošedých laminovaných kalovců (MOP) V preparátech převládá černý při okrajích hnědě prosvítající a tm. hnědý org detrit ostrohranný i částečně opracovaný, ojediněle se vyskytují morfologicky rozlišené cévice. Miospory jsou velmi hojné, ale silně korodované, potrhané děravé, pomuchlané a často s pseudomorfózami po pyritu. CLP- palynofacie jemně laminovaných organickou hmotou bohatých karbonátu V preparátech je hojně přítomen okrově šedý až hnědošedý jemný organický detrit , rozptýlený a ve shlucích, časté jsou útržky okrově degradované organické hmoty. V některých vzorcích jsou sporomorfy nepřítomny v jiných jsou celkem běžné. Černý “dřevni” detrit je více či méně přítomen. MLP- palynofacie šedých jílovito prachovitých jemně laminovaných kalovců V preparátech převládá černý při okrajích hnědě prosvítající „dřevní” organický detrit nepravidelně omezený, ostrohranný - opracovaný. Ojediněle se vyskytují morfologicky rozlišené cévice. Sporomorfy jsou hojné ale silně korodované, poničené, děravé, potrhané v miosporových exinách jsou přítomny pseudomorfózy po karbonátech. Přítomny jsou též značně degradované útržky rostlinných kutikul? a útržky nezralých sporangií. MCP- palynofacie kalovců s bahenními prasklinami V preparátech se hojně vyskytuje černý při okrajích h. prosvítající “dřevni”detrit, v některých vzorcích je přítomen i hnědý-okrově hnědý jemný organický detrit , rozptýlený nebo ve shlucích. Morfologicky rozlišené cévice jsou běžné. Sporomorfy jsou okrově hnědé až světle, silně korodované i relativně dobře zachovalé. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

105


Tab. č.5.2.4 KUNDRATICE-KOVARUV MLYN Kvantitativni zastoupeni rostlinnych skupin na zaklade zjistenych miosporovych spolecenstev KM-11[6,65]* KM-10 [6,47]* KB-34 [6,4] KB-B [6,2] KM-9 [5,6]* KM-8 [5,2]* KB-29 [4,67] KM-6 [4,08]* KB-28 [4,02]

cisla vzorku a metry

KB-27 [3,8] KM-5 [3,4]* KB-22 [2,8] KB-21 [2,75] KB-A [2,65] KM-4 [2,63]* KB-20 [2,6] KB-19 [2,25] KM-3 [1,75]* KB-10 [0,75] KB-9 [0,6] KB-6 [0,45] KB-1-5[0,1-0,35] KM-2 [-0,5]* KM-1[- 0,85]* 0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

plavune [B, UB] pekopteridy [B,UB] zastoupeni rostlinnych skupin v % ostat. kapradiny [PS, UBO, PVT] kalamity [OTJ, VPM] r. jehlicnate a castecne kordaitove [VPM, MO] r. jehl. a kapradosem. [VPM, MO, a PVT, OB, VPM] r. kapradosemenne PVT, OB, VPM neznama pribuznost

B - bažiny, UB - uhlotvorné bažiny, PS - pionýrská společenstva,UBO - uhlotvorné bažiny, okraj, PVT - podél vodních toků, OTJ - okraje toku a jezer, VPM - výše položená místa, MO - mimopánevní oblast Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

106


MSSP- palynofacie střídajících se lamin kalovce, prachovce a pískovce s čeřinami V preparátech je hojně přítomen okrově šedý org. detrit , rozptýlený a ve shlucích, vyskytují se též okrově žluté útržky silně degradovaných rostlinných kutikul? černý “dřevni” detrit je běžný. Sporomorfy jsou hojné, silně korodované a poničené. V profilu Kovářův mlýn byly palynologicky analyzovány tři polohy černošedých jemně laminovaných vápnitých kalovců z metráže 0,0-0,47 m; 2; 68-3,15 m a 6,5 - 6,85 m. Poloha 0,0-0,47 m profilu obsahuje 19% trilétních a 5% monolétních spor. Z toho 9% spor můžeme přiřadit k pekopteridům které jsou zastoupeny nejméně 5 druhy, 10% ke kalamitům, přítomny jsou i rostliny plavuňovité.53% společenstva tvoři skupina monosakátních pylů. A 23% patří bisakátním pylům rostlin kapraďosemenných a částečně též jehličnatých V profilu směrem do nadloží obsah spor kolísá od 14 do 27%. V druhé poloze litofacie BS [2,68-3,15 m ] narůstá obsah spor [vz, 22] až na 50% diverzita spor je značně vysoká. Je zde zastoupeno nejméně 7 druhů pekopterid[32%], 4 druhy dalších kapradin7%, kalamitu a zřejmě i rod Sphenophyllum. Monolétní pyly jsou zastoupeny 30% a bisakátní pyly 12% . Z této polohy pocházejí u Kovářova mlýna nálezy pekopteridní makroflóry. Směrem do nadloží obsahy spor opět kolísají [od 0-20%] . Ve třetí poloze černošedých jemně laminovaných kalovců [6,5-6,85 m] jsou spory nepřítomny a 79% společenstva tvoři monosakátní pyly jehličnanů. Obsahy pteridospermních pylů mají též kolísající tendenci a jsou běžné až hojné v celém profilu Gró miosporových společenstev [16-88%] v celém profilu však většinou tvoří monosakátní pylová zrna permských jehličnanů a částečně též kordaitu.

3. Oblast v okolí Valteřic a Vrchlabí Lokalita Vrchlabí a sedimentologický profil Vrchlabí 2 Ve zjištěném miosporovém společenstvu rudnického obzoru na lokalitě Vrchlabí [výzkum 1990] naprosto převládají pylová zrna nad sporami. 92% společenstva tvoří monosakátní pylová zrna, asi 5% bisakátní pylová zrna, 2,5% rod Vittatina a 0,5% trilétní a monolétní spory. Naprostá převaha pylů rodu Potonieisporites odpovídá hojnému výskytu jehličnanů rodu Lebachia Florin a Ernestiodendron Florin na zkoumané lokalitě. Úplný seznam zjištěných miosporových taxonu uvádí tab 3.2.1 příloha 3.2. Ze sedimentologického profilu Vrchlabí 2 bylo odebráno 29 palynologických vzorků. 7 vzorků bylo pozitivních u 4 vz. bylo možno provést kvantitativní vyhodnocení. Palynologicky pozitivní vzorky pocházejí z litofacií BS, LA a MO. Palynofacie BSP a MOP jsou již popsány výše. Navíc se zde vyskytuje LAP - palynofacie jemně laminovaných karbonátových laminitů V preparátech LAP je hojně přítomna tm. hnědá až okrově hnědá degradovaná organická hmota, jemně rozptýlená a ve shlucích, která zakrývá korodované sporomorfy, ty jsou z těchto důvodů často neurčitelné. Běžné jsou pseudomorfózy po karbonátech. Černý „dřevni” detrit se vyskytuje zřídka. Zjištěná miosporová společenstva vázaná na litofacie MO, LA a BS v profilu Vrchlabí 2 se od sebe navzájem liší pouze kvantitativním obsahem miospor., kvalitativní rozdíly jsou zcela nepatrné .Monokultury monosakátních pylů s naprostou převahou rodu Potonieisporites jsou doplněny typickými permskými prvky jako jsou rod Vittatina a bisakátní striátní a nestriátní pyly [Gardenaisporites, Limitisporites, Illinites, Vesicaspora, Kosanceisporites,a Protohaploxipinus …], patřící převážně pteridospermám Trilétni spory Calamospora sp [kalamity]. Punctatisporites minutus [pecopteridy] a Verrucosisporites [kapradiny] se vyskytly zcela ojediněle. 4. Východní oblast (táhne se od Prostředního Lánova přes Čistou Rudník k Janovicím) Vrt Pé 1 (Prosečné) Kaiserová (1968) vyhodnotila z rudnického obzoru 6 ± pozitivních vzorků. Miospory jsou zařazeny pouze do rodů. Šedé bitumenní slínovce a prachovce (4 vz.) z metráže 641,0-691 obsahovaly rody Cyclogranisporites sp., Verrucosisporites sp., ?Reticulatisporites, Lycospora, Laevigatosporites, Florinites (malé i velké formy), Potonieisporites, Alisporites a další blíže neurčené jedince ze skupiny Disaccites. Monosakátní pyly rodu Florinites a Potonieisporites tvoří až 92% společenstva. V šedých slídnatých prachovcích převažoval rod Florinites (až 99%), dále byl přítomen Potonieisporites sp. a Vittatina sp. V miosporových společenstvech naprosto převažovaly monosakátní pyly příslušející převážně walchiím. Rodově pestřejší společenstva pocházejí z bitumenních sedimentů, ty indikují i přítomnost kapradin, kapraďosemenných i přesličkovitých rostlin a kordaitů. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

107


Vrt HK 1 (Horní Kalná) Z několika poloh černých jemně laminované kalovců (BS) v rozmezí hloubky 520,20-626,75 m zjistila Valterová (1984) naprostou převahu monosakátních forem rodu Potonieisporites a Florinites. Málo běžné jsou Wilsonites a Limitisporites. Ojediněle se nacházejí rody Verrucosisporites, Vestigisporites, Calamospora, Vittatina, ?Densosporites, ?Thymospora a Kosankeisporites.

Vrty F 1, F 3 (Fořt), Ča 2 (Čistá) a RK 9a (Rudník) V rámci výzkumu bitumenních pelitů z podkrkonoší Valterová (1987) palynologicky zpracovala 15 vzorků (±10 pozitivních) z vrtů F1, F3, Ča2 a RK9a. Úplný výčet zjištěných taxonů (30 z toho 17 určeno do druhů a pro špatné zachování 9 určeno s ?) je uveden v TAB.1. Pro nedostatek zjištěných jedinců práce nevyjadřuje jejich procentuální zastoupení. Přesto se zdá, že kromě palynologických společenstev charakterizujících sp. autun byla zjištěna i ochuzená společenstva „stefanského charakteru. Např. černošedý bitumenní pracovitý jílovec (BS) (96,30-40 m) z vrtu Ča 2 obsahoval taxony Lycospora pusilla, Apiculatisporites spinulistratus, ?Lophotriletes, Microreticulatisporites nobilis, Westphalensisporites irregularis, Laevigatosporites minimus a medius, Florinites a poškozené sakátní formy, prokazatelně autunské prvky nebyly zjištěny. Zajímavé je i zjištění spor Lycospora pusilla, Endosporites zonalis a Planisporites, které indikují přítomnost lykofytních rostlin. Vrt Ča-2 - revize (vazba na sedimentologický profil) Z vrtu Ča-2 (Čistá) byl v rámci sedimentologického vyhodnocení nově zpracován vzorek masivního písčitého prachovce s mázdřitým zvrstvením a intraklasty kalovce a uhlí (SG) z hl. 65,6 m. Palynofacie tohoto vzorku obsahuje hojné útržky okrově žluté až světle žluté degradované organické hmoty, která zřejmě představuje zbytky sporomorf a kutikul. Miospory jsou hojné, výborně, avšak i velmi špatně zachovalé. Černý „dřevní“ detrit je běžný. Vzorek poskytl zajímavé miosporové společenstvo ve kterém převažují trilétní spóry (78%) zastoupené 8 druhy (Calamospora breviradiata, Punctatisporites minutus,Cyclogranisporites aureus, Lycospora pusilla, Microreticulatisporites nobilis, Triquitrites bransonii, Apiculatasporites spinulistratus, Cadiospora magna a Knoxisporites glomus). Dominantní postavení má rod Lycospora který tvoří 70% společenstva. Monolétní typy (19%) reprezentují hlavně Laevigatosporites medius a L. minimus, přítomen je rod Columnisporites. Nálezy monosakátních a bisakátních pylů rodů Florinites, Potonieisporites a Kosankeisporites jsou vzácné. V získaném miosporové společenstvu převažují (přes 70 %) spory rostlin plavuňovitých (r. Lycospora a Endosporites), hojné jsou i spory kapradin (25%) hlavně ze skupiny Pecopterides, přítomné jsou též rostliny přesličkovité. Toto společenstvo reprezentuje vlhkomilnou „slojotvornou“ floru. biotopu uhlotvorné bažiny.

5.2.9.3. Vztahy miosporových společenstev rudnického obzoru k sedimentárním faciím Palynologické vzorky

rudnického obzoru odebrané

ve vazbě na zkoumané

sedimentologické profily (Kundratice, Vrchlabí 2 a Čistá-2) poskytly v mnoha případech při použití vhodné macerační metody bohatá miosporová společenstva, což umožnilo nejen jejich kvalitativní ale I kvantitativní vyhodnocení. Po přiřazení zjištěných miosporových taxonů k předpokládaným skupinám jejich “mateřských” suchozemských rostlin, tj po přiřazení k rostlinám, které byly producenty zjištěných miospor, je následně uvažován jejich pravděpodobný biotop, ze kterého tyto mateřské rostliny pocházejí (tab.3.2.2, příloha 3.2) Výše zmíněná data byla sledována ve vazbě na superponované vrstvy sedimentologických Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

108


profilů, na jejich litofacie a palynofacie s jejich tafonomickou charakteristikou. Miosporová společenstva rudnickeho obzoru byla zkoumána ze vzorků osmi litofacií: BS, MO, LA, CL, ML, MC, MSS a SG, kterým odpovídají výše již popsané „pracovní palynofacie”. Vyjádřeni závislosti obsahu miospor na jednotlivých palynofaciích je zatím nejasné a je třeba zvolit vhodná kritéria. Společenstva obsahují různé, nezávisle se měnící obsahy miospor, které reprezentují rostliny pocházející z různých biotopů Pouze na litofacii SG (vrt Ca-2 65,6 m) se váže specifické bažinné společestvo. Litofacie spíše ovlivňují různý způsob zachování a degradace miospor. Náletová pylová společenstva jsou smíchána se společenstvy transportovanými na kratší či delší vzdálenost ve vodním prostředí z rozličných biotopů různě složitého ekosystému z bližšího či vzdálenějšího okolí sedimentačního prostoru. Za úvahu stojí, co znamená vysoký obsah miospor vlhkomilných kapradin v některých polohách litofacie BS (např. Vz. 22 -2,8 m).

5.2.9.4.3. Rozdíly ve složení společenstev mezi jednotlivými oblastmi 1. Západní oblast - výchozy rudnického obzoru z této oblasti nebyly podrobněji zkoumány. Celkem zde bylo dosud určeno 23 taxonů z toho 12 patří trilétním a monolétním sporám které upozorňují na přítomnost pekopteridních kapradin, dalších kapradin, kalamitů, ale i plavuní. V miosporových společenstvech většinou převažují monosakátní pyly patřící převážně rostlinám jehličnatým a částečně též kordaitům Z pteridospermních bisakátních pylů se vyskytují Vesicaspora, Illinites a Kosankeisporites .Rod Vittatina je též přítomen. 2. Oblast v okolí Košťálova a Kundratic vykazuje kvalitativně i kvantitativně nejbohatší miosporová společenstva, která reprezentují všechny hlavní floristické skupiny osídlující rozličné biotopy. Zajímavá je poměrně značná přítomnost trilétních kapradinových spor téměř ve všech vzorcích z profilu Košťálov a Kovářův mlýn. Tento fakt nás upozorňuje na nedalekou přítomnost příbřežních kapradinových biotopů v době sedimentace rudnického obzoru v této oblasti. 3. Oblast v

okolí Vrchlabí - na lokalitě Vrchlabí byla zjištěna totální převaha

monosakátních pylů především rodu Potonieisporites [P. novicus, P. bhardwaji]. Pteridospermní bisakátní nestriátní i striátní pyly zde vykazují docela vysokou diverzitu Trilétní a monolétní spory jsou téměř nepřítomny. Zřejmě zde převažují náletová pylová společenstva, pocházející z vyvýšených míst a mimopánevních oblastí.


109


4. Východní oblast je velmi zajímavá přítomností typického bažinného společenstva skládajícího se z flóry stefanského charakteru s přítomností vůdčích stefanských fosílií Cadiospora magna, Endospoeites formosus, Gillespieisporites discoideus…. Rod Lycospora tvoří 70% společenstva. Přítomnost obdobného společenstva naznačuje též seznam miospor z černošedého jemně laminovaného kalovce [BS] z vrtu Ča-2 z hloubky 96,30 m. společenstva „stefanského” charakteru se ve vrtu nalézají v superpozici

Tato

mezi společenstvy

typicky autunského charakteru.


110

5.2. Rudnický obzor 5.2.10. Paleogeografické, paleoklimatické, paleoekologické a stratigrafické závěry

5.2.10. Paleogeografické, paleoklimatické, paleoekologické a stratigrafické závěry

Paleoklimatické implikace sedimentárního záznamu Rudnický obzor představuje periodu dlouhodobé rozsáhlém

jezerním

systému

Přítomnost

sedimentace v komplexním, plošně

transgresně-regresních

jezerních

cyklů

v sedimentárním záznamu dokládá, že v průběhu vývoje jezerního systému docházelo k výrazným klimatickým oscilacím, během nichž se střídaly periody semiaridního klimatu s výrazně humidnějšími podmínkami. V období nízkého stavu jezerní hladiny (low stand) reprezentované převážně příbřežními uloženinami v jednotlivých cyklech probíhala sedimentace v hydrologicky uzavřené pánvi s častými oscilacemi jezerní hladiny. Takovéto systémy jsou charakteristické zejména pro oblasti semiaridního klimatu, tj. pro oblasti, kde evaporace a evapotranspirace významně dlouhodobě překračuje úroveň srážek a přítoku povrchových a podzemních vod. Naproti tomu období vysokého stavu hladiny reprezentované převážně předbřežními faciemi dokumentují periody humidnějších podmínek přetrvávajících v řádu stovek až tisíců let. Přinejmenším v rámci těchto humidnějších období mělo klima sezónní charakter s pravidelným střídáním teplejších a chladnějších ročních období, což je indikováno typickou laminací v předbřežních faciích. I při uvedených oscilacích klimatu bylo klima celkově teplé pro což svědčí nejen vysoká bioproduktivita a stratifikace jezera doložená v sedimentech uložených během vysoké hladiny, ale i značná evaporace během period nízké hladiny. Geochemický záznam Ze studia geochemického záznamu sedimentů rudnického obzoru vyplývají následující závěry: • Předbřežní facie vykazují většinou vysoký obsah TOC. To odráží podmínky vhodné k akumulaci a uchování organické hmoty související s prohloubením a pravděpodobnou stratifikací jezera v období vysoké hladiny (high stand). • V polohách anoxických předbřežních facií koresponduje nárůst obsahu TOC s nárůstem hodnot vodíkového indexu HI, tj. se zvyšováním podílu autochtonní organické složky. Z toho vyplývá, že vysoké obsahy organické hmoty v některých polohách předbřežních Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

111


facií odrážejí významné zvýšení bioproduktivity v jezeru v období vysoké hladiny. • Nástupu

anoxické

předbřežní

sedimentace

odpovídají

nízké

hodnoty

δ18O

v karbonátech, což ukazuje na souvislost zdvihu jezerní hladiny (high stand) se změnou klimatu směrem k humidnějším podmínkám. • Vertikální změny hodnot δ18O i δ13C v karbonátech anoxických předbřežních facií svědčí o klimaticky podmíněném změlčování a vysychání jezera, k jehož počátkům docházelo již v obdobích vysoké hladiny. • Distribuce boru ve všech studovaných profilech indikuje výrazné změny salinity, které souvisely s pohybem jezerní hladiny. Z toho vyplývá, že výška hladiny jezera byla řízena především poměrem srážek a evaporace, to znamená, že pohyby hladiny byly indukovány klimatickými oscilacemi. • Zvýšená salinita v období nízké hladiny dokládá sedimentaci v hydrologicky uzavřené jezerní pánvi. Naproti tomu pokles salinity v období vysoké hladiny nasvědčuje tomu, že v tomto stádiu vývoje mohlo docházet ke změnám v hydrologicky otevřený systém. Paleoekologické závěry Společenstvo flóry rudnického obzoru odpovídá autunským společenstvům západní a střední Evropy. Ke konci karbonu se západní a střední Evropa dostávala do „aridnějšího“ pásma a tomu odpovídá i složení vegetace (Wagner, 1993). Ke konci karbonu dochází k zániku uhlotvorných rašelinišť a v prvním autunském fosiliferním obzoru, rudnickém obzoru, slojotvorná flóra není známa. Vlhkomilné prvky, přesličkovité a kapradinovité rostliny jsou přítomny velmi vzácně. Z plavuňovitých rostlin pochází z rudnického obzoru pouze jeden nález. Medullósní pteridospermy, které jsou částečně vlhkomilné, částečně suchomilné (DiMichele, 1992), jsou rovněž v menšině. Pro permské flóry jsou stratigraficky důležité pteridospermy řádu Peltaspermales. Jde o druhy dříve řazené k rodu „Callipteris“. Ačkoliv zástupci tohoto řádu jsou známy již z nejvyššího stephanu (Bouroz - Doubinger, 1977, Kerp, 1988 a Kozur, 1978, 1990), na území podkrkonošské pánve se poprvé objevují právě v rudnickém obzoru. Nejvíce nálezů „kallipterid“ pochází z okolí Vrchlabí, kde bylo zjištěno všech 6 druhů doposud známých z rudnického obzoru. Tato druhová diverzita „kallipterid“ svědčí pro autunské stáří rudnického obzoru. Jsou zde přítomny dokonce druhy velmi pokročilé, které se vyskytují ve vyšších zónách spodního autunu, nebo dokonce ve svrchním autunu. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

112


Většina fosilní fauny se nachází v předbřežních anoxických a suboxických sedimentech. Fauna rudnického obzoru je oproti fauně např. kalenského obzoru druhově rozmanitější (více sekundárních predátorů a terestrických prvků). Fauna většiny posuzovaných lokalit je charakteristická hojným výskytem ryb a žraloků a absencí bentosu či obojživelníků, což ukazuje na prostředí spíše hlubšího či středně hlubokého jezera. Jezero v obdobích vysoké hladiny pravděpodobně poměrně často podléhalo plošně rozsáhlým eutrofizacím, které způsobily hromadné úhyny ryb (včetně juvenilních jedinců) a konchostrak. Vzhledem k velké mocnosti a různorodosti rudnického obzoru lze sledovat spíše vývoj prostředí v jednotlivých profilech (nejlépe pak na lokalitě Vrchlabí - zářez silnice), než změny prostředí v závislosti na geografické poloze. Fauna se na některých lokalitách ukázala jako dobrý indikátor paleoprostředí. Např. na lokalitě Vrchlabí poloha č.4 (sedimentologický profil Vrchlabí 2) lze v rámci 0,5 m mocné polohy litologicky monotónního červenofialového vápence zaznamenat úbytek hlubokovodní fauny (žraloků) směrem do nadloží a přibývání terestrických složek tafocenózy (hmyz, obojživelníci, stopy členovců). Tyto trendy jsou interpretovány jako pokles jezerní hladiny. Palynologická společenstva obsahují různé, nezávisle se měnící obsahy miospor, které reprezentují rostliny pocházející z

různých biotopů. Převažují suchomilné prvky, ale

vlhkomilná společenstva tvoří místy významný podíl. Litofacie spíše ovlivňují různý způsob zachování a degradace miospor. Náletová pylová společenstva jsou smíchána se společenstvy transportovanými na kratší či delší vzdálenost ve vodním prostředí z rozličných biotopů různě složitého ekosystému z bližšího či vzdálenějšího okolí sedimentačního prostoru. Pouze na litofacii SG (vrt Ča-2, 65,6 m) se váže specifické bažinné společenstvo. Vysoký obsah miospor vlhkomilných kapradin v některých polohách litofacie BS (anoxické černošedé předbřežní kalovce) je dokladem o tom, že se během stadií vysoké jezerní hladiny lokálně vytvářela v příbřežních oblastech bažinná společenstva. Na základě palynologického studia je možné vymezit čtyři paleogeografické oblasti. Západní oblast - výchozy rudnického obzoru z této oblasti nebyly podrobněji zkoumány. V miosporových společenstvech většinou

převažují monosakátní pyly patřící převážně

rostlinám jehličnatým a částečně též kordaitům, tedy společenstva suchomilná . Oblast v okolí Košťálova a Kundratic vykazuje kvalitativně i kvantitativně nejbohatší miosporová společenstva, která reprezentují všechny hlavní floristické skupiny osídlující rozličné biotopy. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

113


Zajímavá je poměrně značná přítomnost trilétních kapradinových spor téměř ve všech vzorcích z profilu Košťálov a Kovářův mlýn. Tento fakt nás upozorňuje na nedalekou přítomnost příbřežních vlhkých (popř. bažinných) kapradinových biotopů v době sedimentace rudnického obzoru v této oblasti. Oblast v okolí Vrchlabí - na lokalitě Vrchlabí byla zjištěna totální převaha monosakátních pylů především rodu Potonieisporites [P. novicus, P. bhardwaji]. Zřejmě zde převažují náletová pylová společenstva, pocházející z vyvýšených míst a mimopánevních oblastí. Východní oblast je velmi zajímavá přítomností typického bažinného společenstva skládajícího se z flóry stephanského charakteru s přítomností vůdčích stephanských fosílií. Tato společenstva „stephanského” charakteru se ve vrtu Ča-2 nalézají v superpozici

mezi společenstvy typicky autunského charakteru. Z toho vyplývá, že výskyt

některých specifických bažinných společenstev („stephanských“) nemusí být vázán na určité časové období, pro které jsou charakteristické určité globální klimatické podmínky (humidní klima ve svrchním karbonu). Ale naopak, výskyt takových společenstev může být dán do značné míry lokálními ekologickými podmínkami, jako je např. příznivá geomorfologická konfigurace, zvýšení hladiny podzemní vody související se zvýšením hladiny v jezeru během krátkodobé humidní klimatické oscilace apod., a to i v dlouhodobě semiaridních klimatických podmínkách, které převládaly ve spodním permu (autunu).


114

5.3. Hájský obzor

5.3.

Hájský obzor

(Blecha M. - Martínek K.- Drábková J.- Šimůnek Z.)

Hájský obzor byl definován Havlenou (1957). Obzor je součástí spodního vrchlabského souvrství a vystupuje v sv. části podkrkonošské pánve (obr. č. 4.3, kap.4), cca 100-150 m v nadloží rudnického obzoru. Obzor je tvořen šedými a zelenavými aleuropelity s tenkou uhelnou slojkou, lokálně mohou být přítomny i bitumenní karbonáty a vulkanogenní horniny (Tásler et al. 1981, Tásler a Prouza 1985). Obzor byl ze sedimentologického a paleontologického hlediska studován celkem na 5 lokalitách (Háje - Kuchyňka, Dolní Sytová - rokle, Dolní Sytová - skalní stěna, Dolní Sytová za továrnou, Peřimov - u mlýna), přičemž u dvou výchozů (Háje-Kuchyňka a Dolní Sytovárokle) byly pro zastižení kompletního vrstevního sledu použity výkopové práce. Výsledky studia jsou uvedeny v příloze 5. Na většině lokalit vystupuje obzor v bezprostředním nadloží tělesa basalt-andezitových vulkanitů. Výchozy obzoru jsou bohužel velmi špatně odkryté. Na lokalitách Háje-Kuchyňka a Dolní Sytová-rokle je spodní část obzoru o mocnosti cca 7 m tvořena šedými až zelenošedými, jemně laminovanými kalovci, prachovci a jemně zrnitými pískovci obsahujícími místy i

mocnější vložky

čeřinovitě zvrstvených či masivních, převážně

jemnozrnných pískovců. Místy jsou přítomny i tenké polohy tmavošedých karbonátů. V profilu Háje-Kuchyňka byly v metráži 0-2 m zjištěny dvě tenké (5 a 15 cm mocné) uhelné slojky, uhelné intraklasty jsou často přítomny i v ostatních sedimentech obou uvedených profilů. Tuto část obzoru lze interpretovat jako produkty jezerní sedimentace. Profil Háje - Kuchyňka je charakteristický přítomností uhelných slojek a hojných kořenů v jejich podloží, které svědčí o lokálně příhodných podmínkách pro bažinnou sedimentaci. Záznam o bažinné sedimentaci z Dolní Sytové nemáme. V profilu Dolní Sytová-rokle přecházejí sedimenty hájského obzoru směrem do nadloží do červenohnědých, převážně masivních či silně bioturbovaných kalovců obsahujících často bahenní praskliny. V kalovcích vystupuje několik dm poloh převážně masivních pískovců. Sedimenty lze interpretovat zčásti (v nižší části profilu) jako uloženiny mělkého, dobře prokysličeného jezera a ve vyšší části profilu jako uloženiny záplavové bahenní plošiny. Na 2 lokalitách v Peřimově se ekvivalenty háj. obzoru vystupující v nadloží tělesa basaltZměny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

115

5.3. Hájský obzor

andezitových vulkanitů vyznačují větším podílem masivních nebo horizontálně či čeřinovitě zvrstvených pískovců. Vzhledem k malé odkrytosti výchozů však nelze jejich původ interpretovat. Zajímavé jsou fytopaleontologické a palynologické výsledky. V Dolní Sytové jsou dominantní jehličnany, kordaity a pteridospermy - typicky autunské mesofilní až xerofilní společenstvo , zatímco na lokalitě Háje jsou navíc přítomny také bažinné floristické prvky (sphenopsidy a kapradiny). Většina palynologických společenstev má spodnoautunský a svrchnoautunský charakter, ale společenstvo získané z uhelné sloje a příbřežních sedimentů na lokalitě Háje ukazuje na stephanské stáří. Koexistence autunských a stephanských společenstev, navíc několik set metrů v nadloží autunského rudnického obzoru , upozorňuje na to, že je třeba chápat tato společenstva v paleoekologickém a paleoenvironmentálním kontextu. Ve spodním permu mohlo docházet za příhodných hydrologických podmínek (špatné odvodnění oblasti) k návratu hydrofilních druhů , které byly velmi hojné ve stephanu.


116

5.4.Kalenský obzor

5.4.

Kalenský obzor

Obsah 5.4.1. Definice a základní charakteristika kalenského obzoru.....................................................................118 5.4.2. Sedimentologie kalenského obzoru ....................................................................................................119 5.4.2.1. Charakteristika studovaných profilù..............................................................................................................119 5.4.2.2. Litofaciální asociace a jejich interpretace .....................................................................................................119 5.4.2.3. Vertikální sukcese litofaciálních asociací......................................................................................................122 5.4.2.4. Paleogeografická interpretace sedimentárního záznamu ...............................................................................122 5.4.2.5. Závìry............................................................................................................................................................125

5.4.3. Distribuce bóru a vymìnitelných kationtù v sedimentech kalenského obzoru ....................................127 5.4.3.1. Charakteristika studovaných profilù..............................................................................................................127 5.4.3.2. Výsledky .......................................................................................................................................................127 5.4.3.3. Interpretace ...................................................................................................................................................128 5.4.3.4. Závìry............................................................................................................................................................129

5.4.4. Stabilní izotopy jezerních karbonátù kalenského obzoru ...................................................................130 5.4.4.1. Úvod..............................................................................................................................................................130 5.4.4.2. Charakteristika analyzovaných vzorkù..........................................................................................................130 5.4.4.3. Výsledky .......................................................................................................................................................132 5.4.4.4. Diskuse výsledkù ..........................................................................................................................................133 5.4.4.5. Závìry............................................................................................................................................................135

5.4.5. Fytopaleontologie kalenského obzoru................................................................................................137 5.4.5.1. Úvod..............................................................................................................................................................137 5.4.5.2. Fytopaleontologická charakteristika studovaných lokalit..............................................................................137 5.4.5.3. Rozdíly ve složení a tafonomii rostlinných spoleèenstev v závislosti na sedimentárních faciích..................138 5.4.5.4. Rozdíly ve složení spoleèenstev v závislosti na geografické pozici výchozù...............................................139 5.4.5.5. Paleoekologická interpretace.........................................................................................................................139

5.4.6. Zoopaleontologie kalenského obzoru.................................................................................................141 5.4.6.1. Zoopaleontologická charakteristika ..............................................................................................................141 5.4..2. Zoopaleontologická charakteristika studovaných profilù................................................................................141 5.4..3. Zoopaleontologická charakteristika ostatních lokalit ......................................................................................143 5.4.6.4. Vztahy fosilních spoleèenstev (tafocenóz) k sedimentárním faciím..............................................................145 5.4.6.5. Paleoekologická, paleogeografická a biostratigrafická interpretace ..............................................................147

5.4.7. Palynologie kalenského obzoru..........................................................................................................150 5.4.7.1. Úvod..............................................................................................................................................................150 5.4.7.2. Palynologická charakteristika kalenského obzoru.........................................................................................150 5.4.7.3. Palynologická charakteristika jednotlivých lokalit........................................................................................151 5.4.7.4. Rozdíly ve složení a tafonomii rostlinných spoleèenstev v závislosti na sedimentárnich faciích..................153 5.4.7.5. Rozdíly ve složení spoleèenstev mezi jednotlivými výchozy........................................................................154

5.4.8. Paleogeografické, paleoklimatické, paleoekologické a tafonomické závìry ......................................155


117

5.4.Kalenský obzor 5.4.1. Definice a základní charakteristika kalenského obzoru

5.4.1. Definice a základní charakteristika kalenského obzoru (Blecha M. - Martínek K.) Prosečenské souvrství (assel, svrchní autun, spodní perm) podkrkonošské pánve je tvořeno 400 m mocným komplexem červenohnědých aleuropelitů převážně lakustrinního původu, který obsahuje podřadné vložky pestře zbarvených aleuropelitů a vápenců. Svrchní prosečenské souvrství obsahuje kalenský obzor - 10-20 m mocný soubor pestře zbarvených a šedých slínovců, jílovců, prachovců a vápenců se silicity a podřadně se vyskytujících jemnozrnných pískovců a bitumenních jílovců (Tásler et al. 1981). Pestrobarevné aleuropelity dm až 1m mocné s čočkovitými polohami vápenců se vyskytují také v několika polohách v nadloží kalenského obzoru. Tásler a Prouza (1985) připisují vznik uloženin kalenského obzoru sedimentaci občasných i stálých jezer, podobných jezeru rudnického obzoru, ale menšího laterálního rozsahu. Paleogeografická interpretace je komplikována špatným zachováním prosečenského souvrství - na většině plochy pánve tvoří pouze denudační relikt a lze předpokládat, že bylo rozšířeno po celé ploše pánve. Šedé sedimenty kalenského obzoru lze dnes sledovat na ploše přibližně 50 km2 v několika denudačních ostrovech v centrální a východní části pánve.


118

5.4.Kalenský obzor 5.4.2. Sedimentologie

5.4.2. Sedimentologie kalenského obzoru (Blecha M. - Martínek K.) 5.4.2.1.Charakteristika studovaných profilů Sedimentární záznam kalenského obzoru byl studován celkem na 8 profilech, které jsou situovány v různých částech pánve (obr. č.5.4.1.) a zastihují kalenský obzor v různých vývojích. Kromě studia sedimentů vlastního kalenského obzoru byly na těchto profilech rovněž sledovány vztahy k sedimentárním sukcesím nacházejícím se v jeho podloží a nadloží. Dále byl v z. části pánve studován profil Veselá zastihující tzv. veselský obzor, který bývá paralelizován s obzorem kalenským.

5.4.2.2.Litofaciální asociace a jejich interpretace Ve studovaných profilech byly rozlišeny dvě základní litofaciální asociace interpretované jako: • uloženiny záplavových plošin a dočasných jezer • uloženiny semipermanentního jezera Detailní charakteristika jednotlivých sedimentárních facií a jejich interpretace jsou uvedeny v příl. č.6 a v diplomové práci K.Martínka (1995). V dalším textu jsou pouze stručně shrnuty hlavní výsledky sedimentologického výzkumu. Uloženiny záplavových plošin a dočasných jezer Uloženiny záplavových plošin a dočasných jezer tvoří podstatnou část prosečenského souvrství a ve studovaných profilech vystupují v podloží i nadloží vlastního kalenského obzoru (viz obr. 5.4.2.). Jejich převážná část je tvořena červenohnědými, masivními nebo nezřetelně laminovanými kalovci obsahujícími místy hojné bioturbace. Místy jsou přítomny indikátory subaerické expozice jako bahenní praskliny či otisky dešťových kapek. Kalovce obsahují několik minoritních facií, které vykazují rysy sedimentace na záplavových plošinách a v dočasných jezerech. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

119


Uloženiny záplavových plošin jsou tvořeny červenohnědými aleuropelity obsahujícími časté horizonty karbonátových nodulí. Aleuropelity jsou interpretovány jako produkt sedimentace ze suspenze, ke které docházelo během příležitostných záplav na záplavových plošinách. Horizonty s karbonátovými konkrecemi představují pedogenní obzory, které vznikaly během aridnějších period v důsledku evaporativního vzlínání podzemní vody a následného srážení karbonátů při povrchu sedimentu. Dalším charakteristickým rysem je přítomnost

plochých čočkovitých poloh pískovců

s erozními bázemi. Pískovce jsou nedokonale vytříděné se značným podílem jílovo-prachové matrix. Tyto polohy představují výplně drobných koryt a erozních výmolů, které vznikaly na záplavové plošině během jednotlivých povodňových událostí. Uloženiny dočasných jezer jsou opět převážně tvořeny červenohnědými aleuropelity obsahujícími místy vložky písčitých karbonátů s peloidy a vzácnými ooidy. Tyto sedimenty jsou interpretovány jako uloženiny mělkých dočasných jezer s dobře prokysličeným dnem. V aleuropelitech vystupují tělesa pískovců tvořící 3 základní typy. Prvním typem jsou deskovité, laterálně stálé polohy středně dobře vytříděných pískovců s vlnovým zvrstvením a někdy i oscilačními čeřinami. Tyto polohy představují sedimenty marginální zóny dočasných jezer. Druhým typem jsou čočkovité polohy prachovců a pískovců s oscilačními čeřinami a texturami podobnými zvrstvení typu SCS a HCS. Ukládání těchto poloh lze patrně spojovat s bouřkovými vlnami a proudy. Třetím typem jsou korytové polohy středně dobře až nedokonale vytříděných pískovců, prachovců a místy i kalovců s erozními bázemi, asymetrickou výplní podobnou korytovitému šikmému zvrstvení a nízkoúhlému šikmému zvrstvení. Tyto polohy jsou interpretovány jako výplně malých koryt na ploché bahenní plošině. Mohly vznikat v subaerickém prostředí nebo v mělké vodě obdobnými procesy, jako např. koryta na tidální plošině. Uloženiny semipermanentního jezera

Uloženiny semipermanentního jezera tvoří vlastní kalenský obzor a byly v nich rozlišeny 3 základní subasociace sedimentárních facií interpretované jako uloženiny předbřeží, příbřeží a okrajové bahenní plošiny (viz obr 5.4.3.). Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

120


Uloženiny předbřeží jsou většinou tvořeny jemně laminovanými šedými až zelenošedými kalovci, které místy obsahují zbytky terestrické flóry a rybích fosilií. Bioturbace jsou vzácné nebo zcela chybí. Obsah organické hmoty se pohybuje v rozmezí od 0,1 do 1,9 %. Tyto kalovce představují sedimentaci ze suspenze, ke které docházelo pod bází vlnění v semipermanentním jezeru s

anoxickými či suboxickými podmínkami u dna. Kalovce

místy obsahují 0,5-1cm mocné gradované polohy pískovců a prachovců, které jsou interpretovány jako mikroturbidity. Předbřežní karbonáty jsou reprezentovány polohami jemně laminovaných tmavošedých nebo pestře zbarvených mikritických vápenců často obsahujících zbytky vodních obratlovců. Ve svrchní části poloh obsahují vápence příměs raně diagenetického dolomitu, jejíž podíl roste směrem do nadloží. Vápence představují periody omezeného přínosu siliciklastik a vznikaly pravděpodobně jako produkt bioindukovaného srážení souvisejícího s činností planktonních organismů. Rostoucí podíl dolomitu ve svrchní části poloh může indikovat změny chemismu jezerní vody související s nárůstem salinity během poklesu hladiny. Uloženiny příbřeží jsou tvořeny až 1 m mocnými, většinou do nadloží hrubnoucími cykly skládajícími se směrem od podloží do nadloží z laminovaných kalovců, horizontálně zvrstvených prachovců a poloh laminovaných či čeřinovitě zvrstvených pískovců. Tyto cykly mohou představovat progradační sekvence malých deltových těles akumulujících se při ústí dočasných toků. Příbřežní karbonáty jsou reprezentovány organickou hmotou bohatými

dolomitickými

vápenci se zvlněnou laminací, které vykazují rysy mikrobiálních rohoží či LLH stromatolitů rostoucích v mělké, dobře prokysličené vodě. Druhým typem jsou

prachovité či písčité

dolomity s bahenními prasklinami, brekciací a erozními plochami.

Tyto dolomity jsou

interpretovány jako produkt převážně chemického srážení v mělké příbřežní zóně jezera se zvyšující se salinitou. Uloženiny okrajových bahenních plošin tvoří červenohnědé až šedohnědé vápnité kalovce s nepravidelnou laminací, které obsahují hojné bahenní praskliny. Místy jsou přítomny bioturbace a zbytky terestrické flóry. sedimenty okrajových bahenních plošin,

Tyto kalovce pravděpodobně představují

které přiléhaly k jezeru a byly

periodicky

zaplavovány v důsledku kolísání jezerní hladiny.


121


5.4.2.3. Vertikální sukcese litofaciálních asociací Pro uloženiny záplavových plošin a dočasných jezer je typické rychlé vertikální střídání jednotlivých facií, které indikuje oscilace hladiny jezerní vody. V profilu Klášterská Lhota (obr. 5.4.2.) lze od stropu uloženin semipermanentního jezera směrem do nadloží pozorovat rostoucí podíl facií reprezentujících záplavové plošiny na úkor facií dočasných jezer. Tyto postupně změny lze spojovat s postupnou aridizací klimatu. Uloženiny semipermanentního jezera představují výrazně odlišný sedimentární cyklus vložený do facií záplavových plošin a dočasných jezer. Ve spodní části cyklu je zaznamenáno prohloubení jezera, ustavení stratifikace a v nejhlubších částech i dysoxie až anoxie. Nejvyšší část cyklu odráží výrazný pokles hladiny a pokračování sedimentace na bahenní plošině a záplavové plošině . V rámci tohoto cyklu 1. řádu lze rozlišit několik do nadloží změlčujících cyklů 2. řádu, které jsou směrem od báze tvořeny uloženinami předbřeží, příbřeží a bahenní plošiny. Tyto cykly odrážejí opakovanou progradaci okrajových facií směrem do centra jezerní sedimentace, ke které docházelo v souvislosti s kolísáním jezerní hladiny. Indikátory subaerické expozice vyskytující se v rámci jednotlivých litofaciálních asociací dokládají existenci cyklů nejnižších řádů, které pravděpodobně souvisejí s krátkodobými oscilacemi jezerní hladiny.

5.4.2.4. Paleogeografická interpretace sedimentárního záznamu Z procentuálního zastoupení výše charakterizovaných litofaciálních asociací vyplývá, že převážná část prosečenského souvrství byla ukládána v

podmínkách periodicky

zaplavovaných plošin a dočasných mělkých jezer. Tato mělká jezera s převládajícími oxickými podmínkami u dna se pravděpodobně vytvářela v hypsometricky nižších částech pánve. V jezerech převládala sedimentace jemného siliciklastického materiálu ze suspenze, hrubší materiál byl ukládán v okrajových částech jezer, kde docházelo k jeho třídění a redistribuci činností vln popř. bouřkových proudů. Periody omezeného přínosu siliciklastik jsou reprezentovány polohami mělkovodních karbonátů. (Viz obr. 5.4.4.) Jezerní systém byl obklopen periodicky zaplavovanými plošinami na kterých byla většina materiálu ukládána rovněž ze suspenze. Na plošinách nebyl vytvořen typický říční systém, hrubozrnější písčitý materiál byl transportován buď trakčními proudy popř. ve formě hustých suspenzí převážně v drobných erozních korytech a výmolech, které se vytvářely během Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

122


jednotlivých záplavových událostí. Části záplavových plošin dlouhodobě obnažené mezi jednotlivými záplavovými událostmi byly vystaveny počínajícím stádiím pedogeneze, která vedla k destrukci původních sedimentárních textur.

Přítomnost karbonátových nodulí

v některých pedogenních obzorech dokumentuje periody intenzivní evaporace, v jejímž důsledku docházelo ke kapilárnímu vzlínání podzemní vody a jejímu odpařování z povrchu, což vedlo k obohacování pórových fluid o Ca a Mg ionty a následnému srážení karbonátů ve formě nodulí v povrchové vrstvě. dosud nezpevněného sedimentu. Rychlé vertikální střídání uloženin dočasných jezer a záplavových plošin ve studovaných profilech dokládá

vzájemné laterální posuny obou sedimentačních prostředí, ke kterým

docházelo v průběhu sedimentace v souvislosti s kolísáním hladiny jezerní vody. Laterální dosah těchto změn byl podporován extrémně plochým reliéfem pánve převládajícím během sedimentace podstatné části prosečenského souvrství. Nízký gradient pánevního dna je indikován minoritním výskytem hrubozrnnějších sekvencí progradujících od okrajů pánve do jejího centra, převahou jílovo-prachovitých facií, stejně tak jako absencí hlubokovodnějších jezerních sedimentů a s největší pravděpodobností rovnoměrnou subsidencí na rozsáhlém areálu. S

souvisel plochým

s pomalou a relativně reliéfem v režimu pomalé

subsidence i častými záplavami rozsáhlých území lze rovněž spojovat absenci rozvinuté říční sítě. Oproti sedimentům mělkých dočasných jezer a záplavových plošin představují uloženiny semipermanentního jezera výrazně odlišné podmínky sedimentace. K ukládání docházelo v hlubší nádrži, která byla diferencovaná na hlubší předbřežní a mělčí příbřežní zónu. V předbřežní zóně převládala sedimentace jemného siliciklastického materiálu ze suspenze, která byla jen ojediněle přerušována sedimentací z řídkých turbiditních proudů. Absence bioturbací, proudových struktur i zvýšené obsahy organické hmoty ukazují na převládající klidné anoxické či suboxické podmínky u dna, což může indikovat stratifikaci jezera. V periodách omezeného přínosu siliciklastického materiálu se při sedimentačních procesech ve větší míře uplatňovalo i bioindukované srážení karbonátů. (Viz obr. 5.4.5.) V mělčí příbřežní zóně byl při ústí dočasných toků akumulován hrubozrnější materiál, v místech s limitovaným přínosem siliciklastik docházelo ke vzniku mikrobiálních rohoží. Převládající podmínky u dna byly oxické až suboxické. Změny chemismu jezerní vody vedly k chemogennímu srážení karbonátů. V některých částech pánve bylo jezero obklopeno bahenními plošinami, které byly periodicky zaplavovány v důsledku oscilací jezerní hladiny. Uspořádání uloženin semipermanentního jezera do cyklů nesoucích znaky změlčování Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

123


směrem do nadloží dokládá, že

v průběhu jezerní sedimentace docházelo k opakované

progradaci mělkovodních předbřežních uloženin do původně hlubších částí jezerní pánve. Toto změlčování jezera bylo doprovázeno změnami chemismu jezerní vody, které jsou indikovány přítomností karbonátů chemogenního původu ve stropě některých cyklů. Opakované změlčování jezera lze proto interpretovat jako důsledek snižování jezerní hladiny související s vysycháním jezera. Přechod z režimu sedimentace v prostředí záplavových plošin a dočasných jezer do prostředí semipermanentního jezera je možné spojovat buď se změnou klimatických podmínek nebo s tektonickými příčinami vedoucími ke vzniku hlubší jezerní pánve . Teorie čistě klimaticky podmíněného vzniku hlubšího

semipermanentního jezera, tj. výrazného

zdvihu jezerní hladiny v důsledku humidnější klimatické periody, nutně předpokládá, že k ukládání podstatné části prosečenského souvrství reprezentovaného sedimenty dočasných jezer a záplavových plošin docházelo v trvale hydrologicky uzavřeném (tj. prakticky bezodtokém) systému. V podmínkách hydrologicky otevřené pánve by totiž byly případné oscilace hladiny limitovány úrovní odtoku z pánve . Dlouhodobé udržení hydrologicky uzavřeného stavu sedimentární pánve vyžaduje, aby evaporace a evapotranspirace významně překračovala úroveň srážek a přítoku povrchových a podzemních vod. To vede ke zvyšování koncentrací rozpustných sloučenin jak v povrchové vodě, tak i podzemní vodě a pórových fluidech, a následnému srážení karbonátů a evaporitů . V sedimentech mělkých jezer a záplavových plošin prosečenského souvrství jsou však doklady sedimentace v dlouhodobě hydrologicky uzavřené pánvi (kalkrusty, evapority apod.) relativně vzácné, z čehož vyplývá, že celkový obsah rozpustných solí v pánvi byl redukován. K této redukci docházelo pravděpodobně opakovaným hydrologickým „otevíráním“ systému, které lze spojovat s klimatickými oscilacemi, jejichž nepřímým dokladem je i vertikální střídání uloženin záplavových plošin a mělkých dočasných jezer ve studovaných profilech. Změny hydrologického režimu byly podporovány extrémně plochým reliéfem pánve, díky němuž mohly i mírnější klimatické oscilace vést ke zdvihu hladiny dosahujícímu úroveň odtoku z pánve. Jak vyplývá z předchozí diskuse,

docházelo pravděpodobně i v době

sedimentace

v prostředí záplavových plošin a mělkých dočasných jezer k oscilacím mezi hydrologicky otevřeným a hydrologicky uzavřeným stavem pánve. Proto se vznik hlubšího permanentního jezera z čistě klimatických příčin nejeví jako pravděpodobný. Nástup jezerní sedimentace na Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

124


rozsáhlém areálu lze tak spojovat spíše

s příčinami tektonickými, kdy buď v důsledku

zahrazení odtoku nebo vyšší rychlosti subsidence došlo k vytvoření hlubší jezerní pánve.

5.4.2.5. Závěry 1. Podstatná

část

prosečenského

souvrství

byla

ukládána

v prostředí

periodicky

zaplavovaných plošin a mělkých dočasných jezer. V průběhu sedimentace docházelo ke vzájemným laterálním posunům obou těchto prostředí v důsledku kolísání jezerní hladiny. Sedimentační pánev oscilovala mezi hydrologicky otevřeným a hydrologicky uzavřeným stavem, dno pánve se vyznačovalo extrémně nízkým gradientem souvisejícím s rovnoměrnou a pomalou subsidencí na rozsáhlém areálu. 2. Kalenský obzor představuje sedimentaci v prostředí semipermanentního jezera, které bylo diferencované na hlubší předbřežní zónu a mělčí příbřežní zónu. Pro předbřežní zónu byla charakteristická sedimentace ze suspenze a převládající anoxické až suboxické podmínky u dna. V příbřežní zóně převládala sedimentace hrubších siliciklastik akumulujících se při ústí občasných toků, převládající podmínky u dna byly suboxické až oxické. Jezero bylo obklopeno bahenními plošinami opakovaně zaplavovanými v důsledku kolísání jezerní hladiny. 3. V průběhu sedimentace permanentního jezera docházelo k opakované progradaci mělkovodních facií do hlubších částí jezerní pánve, které bylo způsobeno vysycháním jezera. V důsledku těchto procesů docházelo pravděpodobně k opakovaným změnám hydrologického režimu pánve. 4. Sedimentární záznam prosečenského souvrství dokládá opakované klimatické oscilace mezi aridnějšími a humidnějšími podmínkami. V sedimentech záplavových plošin a dočasných jezer lze za projevy klimatických oscilací vyšších řádů považovat vertikální střídání obou zmíněných prostředí. Klimatické oscilace nižších řádů jsou dokumentovány opakovanými záplavami povodňových plošin. V sedimentech semipermanentního jezera jsou klimatické oscilace vyšších řádů dokumentovány progradačními cykly souvisejícími s vysycháním jezera. Klimatické oscilace nižších řádů jsou doloženy indikátory krátkodobých poklesů jezerní hladiny přítomnými ve většině litofaciálních asociací. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

125


5. Ze vzájemného porovnání sedimentárního záznamu sedimentů záplavových plošin a dočasných jezer a sedimentů semipermanentního jezera lze usoudit, že klima bylo hlavním faktorem řídícím cyklické uspořádání nižších řádů (dm až několikametrové nahoru změlčující cykly sedimentů semipermanentního jezera, střídání jezerních a aluviálních facií v sedimentech dočasného jezera a záplavové plošiny). Vznik hlubšího laterálně rozsáhlého semipermanentního jezera lze však spojovat především s tektonickými příčinami (krátkodobé zvýšení rychlosti subsidence).


126

5.4.Kalenský obzor 5.4.3.Distribuce boru a vyměnitelných kationtů

5.4.3. Distribuce bóru a vyměnitelných kationtů v sedimentech kalenského obzoru (Blecha M. - Martínek K. - Mihaljevič M.) 5.4.3.1.Charakteristika studovaných profilů Distribuce B a vyměnitelných kationtů v sedimentech kalenského obzoru byla studována na 3 profilech (obr.5.4.6., 5.4.7., 5.4.8.). Všechny profily zachycují nahoru změlčující cyklus I. řádu kalenského semipermanentního jezera s předbřežními sedimenty na bázi na které nasedají příbřežní facie a facie bahenních plošin ve stropu cyklu. V profilu Klášterská Lhota je navíc zachycen přechod do nadložních sedimentů dočasných jezer a záplavové plošiny. Profil Horní Kalná je významný přítomností černošedých laminovaných kalovců a karbonátů předbřežních anoxických facií. Detailní popis metodiky, výsledky i jejich diskuse jsou uvedeny v příl. č.6. V následujícím textu jsou pouze stručně shrnuty výsledky a jejich interpretace.

5.4.3.2.Výsledky Koncentrace B v předbřežních uloženinách semipermanentního jezera je ve všech profilech nižší (od 70 do 140 ppm) ve srovnání s podložními i nadložními uloženinami okrajových bahenních plošin, příbřeží semipermanentního jezera i dočasných jezer (150-250 ppm). V profilech Klášterská Lhota a

Arnultovice lze pozorovat celkový trend postupného

snižování koncentrací B při přechodu ze sedimentů bahenních plošin a oxického předbřeží do facií suboxického předbřeží (hlubokovodnější) a následný prudký nárůst těchto hodnot při přechodu z uloženin předbřeží do nadložních uloženin okrajové bahenní plošiny ve vyšší části profilů (obr. 5.4.7. a 5.4.8.). Výrazný nárůst hodnot obsahu B je dobře patrný také při přechodu z anoxických předbřežních kalovců do kalovců bahenních plošin v profilu Horní Kalná (obr. 5.4.6.). Významnější závislost uvedených

trendů v distribuci B na

mineralogickém složení sedimentů, obsahu organické hmoty či procesech zvětrávání ve zdrojové oblasti nebyla prokázána (viz příloha 6 a diplomová práce K. Martínka (1995)). Vertikální změny obsahu vyměnitelných kationtů Mg a K korespondují v profilu Horní Kalná se změnami obsahu B. V profilech Klášterská Lhota a Arnultovice lze pozorovat nižší koncentrace Mg a K v předbřežních sedimentech a jejich nárůst při přechodu do uloženin Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

127


bahenních plošin, záplavových plošin a dočasných jezer. Obdobně jako v případě distribuce B, nebyla ani u distribuce vyměnitelných kationtů zjištěna významnější závislost na mineralogickém složení sedimentů (viz příloha 6 a diplomová práce K. Martínka (1995)).

5.4.3.3.Interpretace Nižší koncentrace B a vyměnitelných kationtů K a Mg v předbřežních sedimentech semipermanentního jezera oproti okolním uloženinám bahenních plošin, záplavových plošin a mělkých dočasných jezer lze interpretovat jako odraz změn chemismu a s ním související snížení salinity v předbřežních sedimentech semipermanentního jezera, neboť se nepodařilo prokázat závislost koncentrace B a vyměnitelných kationtů na dalších faktorech jako je mineralogie studovaných kalovců, obsah organické hmoty či procesy zvětrávání ve zdrojové oblasti. Z porovnání sedimentárního a geochemického záznamu vyplývá, že celkové snížení salinity doprovázející přechod ze sedimentace v prostředí záplavových plošin a mělkých dočasných jezer do sedimentace v podmínkách semipermanentního jezera nelze vysvětlit zjednodušeně pouze jako geochemický záznam nástupu celkově humidnějších klimatických podmínek. Tato interpretace totiž předpokládá, že k sedimentaci podstatné části prosečenského souvrství reprezentované sedimenty záplavových plošin a dočasných jezer docházelo

v podmínkách dlouhodobě hydrologicky uzavřené pánve. Jak však vyplývá

z diskuse uvedené v části 5.4.2., nejeví se tato možnost jako pravděpodobná. Naopak lze předpokládat, že i v této etapě sedimentace docházelo k redukci obsahu solí v pánvi a s ní spojenému snižování salinity v důsledku přinejmenším epizodického hydrologického „otevírání“ systému. Výrazné rozdíly mezi salinitou prostředí záplavových plošin a mělkých dočasných jezer a salinitou semipermanentního jezera lze proto interpretovat spíše jako důsledek různé citlivosti uvedených dvou základních sedimentárních systémů na procesy spojené s klimatickými oscilacemi projevujícími se střídáním aridnějších a humidnějších period (Imboden-Lerman, 1978), jejichž přítomnost vyplývá ze studia sedimentárního záznamu prosečenského souvrství. V podmínkách obdobných klimatických poměrů dochází totiž u hlubších jezer během aridnějších period k odpařování menšího podílu vody vzhledem k jejímu celkovému objemu v nádrži než u jezer mělkých, což může vést k celkově vyšší salinitě mělkovodních jezerních systémů. Tento efekt může být dále zvýrazněn, pokud dojde k vysychání mělkých jezer, neboť Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

128


kapilární vzlínání podzemní vody a její odpařování z povrchu sedimentu vede k a obohacování pórových fluid o rozpustné ionty. Za přímý odraz klimatických změn lze naproti tomu považovat relativní změny salinity pozorované v rámci cyklu semipermanentního kalenského jezera, tj. cyklu 1. řádu. Během tohoto cyklu, představujícího ve srovnání s obdobím sedimentace v prostředí záplavových plošin a mělkých dočasných jezer ukládání v hlubší pánvi, docházelo k výraznému kolísání jezerní hladiny, které je doloženo do nadloží změlčujícími cykly 2. řádu. S periodami maximálního prohloubení semipermanentního jezera reprezentovanými v těchto cyklech předbřežnímu uloženinami koresponduje nízká salinita jezerního systému indikovaná nízkými koncentracemi B a vyměnitelných kationtů Mg a K ve srovnání s uloženinami příbřežními a s uloženinami okrajových bahenních plošin. Z toho lze usuzovat, že opakované prohloubení jezera souviselo se zdvihy jezerní hladiny (high stand)

indukovanými periodami

humidnějších klimatických podmínek.

5.4.3.4.Závěry 1. Nižší koncentrace B a vyměnitelných kationtů Mg a K v předbřežních sedimentech semipermanentního jezera oproti okolním uloženinám bahenních plošin, záplavových plošin a mělkých dočasných jezer lze interpretovat jako geochemický záznam nižší salinity v sedimentačním prostředí. 2. Celkové snížení salinity v době existence semipermanentního jezera nepředstavuje přímý doklad nástupu celkově humidnějších klimatických podmínek. Změnu salinity lze spíše interpretovat jako důsledek různé citlivosti dvou odlišných sedimentárních systémů na procesy spojené s klimatickými oscilacemi, jejichž přítomnost dokládá sedimentární záznam prosečenského souvrství. 3. Za přímý odraz klimatických oscilací lze považovat pouze změny salinity v rámci sedimentačního cyklu kalenského jezera. Výrazné snížení salinity v období maximálního prohloubení jezera dokládá, že k opakovaným zdvihům jezerní hladiny docházelo především v souvislosti s periodami humidnějších klimatických podmínek. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

129

5.4.Kalenský obzor 5.4.4.Stabilní izotopy jezerních karbonátů

5.4.4. Stabilní izotopy jezerních karbonátů kalenského obzoru (M.Blecha - J.Hladíková -K.Martínek) 5.4.4.1.Úvod Z profilů studovaných sedimentologicky byly pro izotopické studium vybrány profily Horní Kalná a Arnultovice . V obou profilech je zachycen přechod předbřežních facií stálého jezera do příbřežních facií a facií bahenní plošiny, což dokládá výrazný pokles jezerní hladiny a postupné vysychání a zánik stálého jezera. V Horní Kalné, která leží v centru pánve, chybí hrubší písčité příbřežní facie; facie bahenních plošin, které na ostatních lokalitách nesou znaky oxických podmínek, jsou zde bohaté částečně zachovalou org. hmotou. Pozice Horní Kalné v centru tehdejšího Kalenského jezera kontrastuje s lokalitou Arnultovice, která leží asi 15 km východně směrem k okraji pánve, a kde přítomnost písčitých příbřežních facií, brekciovitých dolomitických příbřežních vápenců a vápnitých dolomitů s karbonátovými intraklasty dokládá pozici blíže k okraji tehdejší jezerní pánve. Studium stabilních izotopů mělo za cíl, kromě určení paleohydrologie a metabolismu jezera a jejich změn během poklesu hladiny, zjistit, jak se v izotopickém záznamu projeví odlišná paleogeografická pozice obou lokalit a případně blíže určit diagenetický vývoj. 5.4.4.2. Charakteristika analyzovaných vzorků Z obou lokalit byly analyzovány vzorky z poloh karbonátů, ve kterých je zaznamenán a dobře sedimentologicky doložen přechod předbřežních facií do příbřežních a do facií bahenních plošin. Podložní jemně laminované předbřežní kalovce i nadložní kalovce bahenních plošin obsahují sice karbonát v základní hmotě, ale jeho původ je nejistý a může reprezentovat pozdní diagenetická stádia. Na bázi obou karbonátových poloh (lokalita H.Kalná a Arnultovice) je vrstva předbřežního jemně laminovaného jílovitého mikritického vápence bohatého org. hmotou (viz obr. 5.4.10 a 5.4.11, Hor. Kalná 0,9-1,08m a Arnultovice 12,80-13,0 m). Vápence obsahují ploché 0,X mm mocné čočky, čočkovité laminy až souvislé laminy čistého (bez org. hmoty a jílové příměsi) mikrosparitu raně diagenetického původu. Jemná laminace odráží pravděpodobně sezónní (krátkodobé, klimaticky řízené) změny v bioprodukci, přínosu jílového materiálu a změny v rozsahu bioindukovaného srážení kalcitu. Vápence v Horní Kalné jsou výrazně bohatší org. hmotou. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

130


Na předbřežní vápenec nasedá v Arnultovicích příbřežní písčitý dolomit (13,0 - 13,2m), který je charakteristický přítomností bahenních prasklin, prachovitých a písčitých křemenných zrn, karbonátových intraklastů a peloidů. V jeho nadloží následují opět předbřežní laminované vápence (13,2-13,58 m), stejné jako na bázi karbonátové polohy, které indikují zdvih jezerní hladiny. Na tyto svrchní předbřežní vápence ostře nasedají příbřežní písčité a/nebo brekciovité dolomitické vápence a dolomity s karbonátovými intraklasty, které dokládají výrazný pokles hladiny a pravděpodobně i zvyšování salinity a uzavírají zde karbonátovou sedimentaci (13,58-13,80). V Horní Kalné vystupuje v nadloží předbřežního vápence dolomitický písčitý vápence s erozní bází a gradačním zvrstvením (1,08-1,20m), který je interpretován jako produkt turbiditních proudů. Na tyto jezerní turbidity nasedá šedý nezřetelně laminovaný až masivní vápenec (1,2-1,4m) s nižším obsahem org. hmoty, při jehož vzniku hrálo pravděpodobně významnou roli chemogenní srážení. Pokles hladiny je zde zaznamenán nepřímo nárůstem obsahu rozptýlených euhedrálních a subhedrálních zrn dolomitu v nejvyšší části karbonátové polohy (1,4-1,5m). Ve stropě polohy dosahuje obsah dolomitu až 20%. Tento progresivní nárůst obsahu dolomitu je interpretován jako nárůst salinity během poklesu hladiny. Pro izotopické analýzy byly z obou lokalit separovány 4 typy karbonátových generací: 1) nejranější („primární“) kalcit předbřežních vápenců odebraný z mikritických lamin bohatých org. hmotou a jílovou složkou, 2) pozdější (raně diagenetický) kalcit čočkovitých lamin čistého mikrosparitu předbřežních vápenců 3) kalcitová fáze mikrosparitové základní hmoty příbřežních dolomitických vápenců a jezerních turbiditů; základní hmota obsahuje kromě karbonátu také jílovou složku a hematit 4) dolomitová fáze mikrosparitové základní hmoty příbřežních dolomitických vápenců a jezerních turbiditů První dvě generace předbřežních vápenců byly separovány mechanicky - zubní vrtačkou (viz kap. 3) generace příbřežních karbonátů byly separovány chemicky z jednoho vzorku (viz kap.3). U generace 1) předpokládáme, že je v ní zachován záznam o původním izotopickém složení jezerní vody, generace 2) odráží pravděpodobně izotopické složení pórových fluid ještě před litifikací vápence, generace 3) a 4) v sobě nesou převážně záznam primárního složení vody, ze které se vysrážely. V

Horní Kalné byly nalezeny polohy bohaté organickou hmotou, proto bylo u 6 vzorků Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

131


určeno i izotopické složení uhlíku organické hmoty. 5.4.4.3.Výsledky U primárního kalcitu předbřežních vápenců (1. generace karbonátů) se hodnoty δ18O pohybují v rozmezí -3,4 až +0,6 ‰ a hodnoty δ13C

v rozmezí -3,2 až +1,5 ‰. Raně

diagenetický kalcit předbřežních vápenců (2. generace karbonátů) se vyznačuje hodnotami δ18O v rozmezí -1,5 až 2,0 ‰ a hodnotami δ13C od -1,1 do 1,2 ‰. Z grafu na obr. č.5.4.9 je patrné, že mezi hodnotami δ13C a δ18O neexistuje vzájemná závislost. Naproti tomu u primárního kalcitu v příbřežních dolomitických vápencích (3. generace karbonátů) se hodnoty δ18O pohybují ve výrazně širším rozmezí (-5,1 až +3,2 ‰). Hodnoty δ13C jsou v těchto karbonátech výrazně nižší ve srovnání s předbřežními vápenci a pohybují se v rozmezí (-5 až +0,7 ‰). Dolomity příbřežních dolomitických vápenců (4. generace karbonátů) mají hodnoty δ18O mezi -5,1 a 3,2 ‰, hodnoty δ13C jsou mezi -4,9 a -1,4 ‰. Z obr. č. 5.4.9 je patrná korelace mezi hodnotami δ18O a δ13C jak u primárního kalcitu, tak i primárního dolomitu tvořících matrix v těchto příbřežních vápencích.

‰ δ 13C (V-PDB)

Izotopické složení karbonátů kalenského obzoru 2 1 0

-1 -2 -3 -4

‰ δ 18O (V-PDB)

-5 -6 -6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

primární kalcit

raně diag. kalcit

dolomit příbřežních karbonátů

kalcit příbřežních karbonátů

5

Obr. 5.4.9. Graf hodnot δ18O a δ13C jezerních karbonátů kalenského obzoru. Vzorky jsou z lokality Horní Kalná a Arnultovice.

Vertikální změny hodnot δ18O a δ13C v obou studovaných profilech jsou znázorněny na Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

132


obr. č.5.4.10 a obr. č.5.4.11. Z těchto grafů je patrné, že hodnoty δ18O i δ13C u primárního kalcitu předbřežních vápenců vystupujících v nižší části obou profilů jsou relativně stabilní, přičemž hodnoty δ18O vykazují směrem do nadloží mírný pokles. Při přechodu do předbřežních dolomitických vápenců vystupujících ve svrchní části poloh však v obou profilech dochází k nárůstu hodnot δ18O, který je doprovázen výrazným poklesem hodnot δ13C. Hodnoty δ18O navíc v příbřežních karbonátech výrazně kolísají. Rozdíly mezi hodnotami δ18O i δ13C nejranějších generací karbonátů (označovaných jako primární) a pozdějšími generacemi, jejichž původ je raně diagenetický, jsou znázorněny na obr. č.5.4.10 a obr. č.5.4.11. Zatímco v profilu v Horní Kalné převládá pokles hodnot δ18O i δ13C směrem od raných k pozdějším generacím, byl u většiny vzorků z Arnultovic pozorován naopak nárůst hodnot δ13C. Dokonalá mechanická separace jednotlivých generací karbonátů není možná, nelze vyloučit možnost ovlivnění naměřených hodnot δ18O i δ13C nejranějších generací karbonátů pozdějšími generacemi karbonátů. Pozorované vertikální změny hodnot δ18O a δ13C primárních generací však nekopírují relativní posuny izotopického složení pozdějších generací z čehož je zřejmé, že vliv příměsi pozdějších generací karbonátů je minoritním faktorem. Z tohoto důvodu lze hlavní vertikální trendy v izotopickém složení primárních generací karbonátů považovat za odraz změn izotopického složení, ke kterým docházelo ať již přímo v jezerní vodě nebo v pórových fluidech v nejranějších stádiích diageneze, kdy se izotopické složení těchto fluid výrazně nelišilo od původního izotopické složení jezerní vody. Izotopické složení uhlíku organické hmoty bylo sledováno na vzorcích z Horní Kalné, zjištěné hodnoty δ13Corg se pohybovaly od -25,6 do -27,0 ‰ (tab. č.1.2.4 v příloze 1.2).

5.4.4.4.Diskuse výsledků Hodnoty δ18O primárního kalcitu předbřežních vápenců jsou relativně vysoké a lze je srovnat s izotopickým složením mořských karbonátů (Hoefs 1987). Vysoké hodnoty δ18O primárních jezerních karbonátů

jsou charakteristické pro hydrologicky uzavřená jezera

aridních oblastí (Janaway a Parnell 1989), ve kterých je poměr

18

O/16O v jezerní vodě řízen

evaporační frakcionací (Pearson a Coplen 1978, Talbot 1990, Mc Kenzie a Hollander 1993). Izotopické složení předbřežních vápenců kalenského jezera však postrádá další znaky typické pro hydrologicky uzavřená jezera, jako značná variabilita hodnot δ18O či korelace Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

133


mezi hodnotami δ18O a δ13C . Naopak pozorovaný malý rozptyl hodnot δ18O je charakteristický zejména pro hydrologicky otevřená jezera s vyrovnaným přítokem a odtokem, u kterých je izotopické složení srážek hlavním faktorem ovlivňujícím izotopické složení kyslíku jezerní vody (Talbot 1990). Relativně vysoké hodnoty δ18O u studovaných předbřežních vápenců mohou být v podmínkách hydrologicky otevřeného jezera důsledkem geografických podmínek. Jedním z těchto faktorů je předpokládaná pozice Českého masívu, který se v době spodního permu nacházel v blízkosti rovníku (Krs a Pruner 1995). Přitom meteorické srážky v nízkých zeměpisných šířkách jsou charakteristické vyšším poměrem 18

O/16O (Hoefs 1987). Obdobně jako hodnoty δ18O jsou i hodnoty δ13C primárního kalcitu předbřežních

vápenců relativně vysoké. Jak je uvedeno v úvodu, odráží hodnoty δ13C těchto karbonátů izotopické složení uhlíku DIC v povrchové vodě jezera. Použijí-li se hodnoty δ13C primárního kalcitu předbřežních vápenců (-3,2 až 1,5 ‰) a frakcionační faktory Deinese et al. (1974), lze spočítat, že při teplotě 20o C byly hodnoty δ13C rozpuštěného HCO3- (zřejmě dominantní složky DIC) mezi -5 a 0 ‰ (průměr -2,5 ‰); HCO3- s tímto izotopickým složením uhlíku může vznikat za rovnovážných podmínek z plynného CO2, jehož hodnoty δ13C se pohybovaly mezi -8 a -12 ‰. Hodnota δ13C současného atmosférického

CO2 se v závislosti na

koncentraci CO2 pohybuje od -7 do -11 ‰ (Hoefs 1997). Lze soudit, že dominantním zdrojem DIC zřejmě byl atmosférický CO2, dalším důležitým zdrojem mohl být CO2 vznikající při oxickém rozkladu organické hmoty. V sedimentech kalenského jezera v oblasti Horní Kalné byl zjištěn vyšší obsah organické hmoty v porovnání s oblastí v Arnultovicích, tuto skutečnost lze přisuzovat stratifikaci jezera v centru tehdejší pánve, která bránila oxickému rozkladu organické hmoty udržováním anoxických podmínek na dně jezera. Hodnoty δ13C sedimentární organické hmoty kalenského obzoru z Horní Kalné (tab. č.1.2.4 v příloze 1.2) se pohybovaly od -25,6 do -27,0 ‰ (průměr 26,3 ‰); hodnoty δ13C karbonátů z téže lokality jsou od -3,2 do 1,5 ‰. Ve třech případech (G 8a, G 8b a G 8c ) byl ze stejného vzorku analyzován karbonát i organická hmota. Je zřejmé, hodnoty δ13C karbonátu jsou v obou případech blízké a stejně blízké jsou i hodnoty δ13C organické hmoty, přičemž velikost frakcionace izotopů uhlíku mezi rozpuštěným HCO3je blízká -24 ‰. Z nízkého podílu organické hmoty v profilu Arnultovice lze soudit, že hlavním faktorem ovlivňujícím celkově těžké izotopické složení uhlíku nebyla metanogeneze, ale primární Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

134


relativní obohacování jezerní vody o

13

C při fotosyntéze. Nižší hodnoty δ13C v profilu

Arnultovice oproti profilu Horní Kalná mohou souviset buď s větším rozsahem metanogeneze v nejhlubších částech jezera nacházejících se permanentně pod termoklinou nebo s částečnou oxickou degradací org. hmoty v okrajových částech jezera. Prudký nárůst hodnot δ18O primárního kalcitu při přechodu z předbřežních do příbřežních vápenců (obr. 5.4.10 a 5.4.11) indikuje hydrologické uzavření systému a rozhodující vliv evaporace na izotopické složení kyslíku jezerní vody. Pokles hodnot δ13C doprovázející nárůst hodnot δ18O odráží buď rostoucí vliv redistribuce

12

C v důsledku oxické degradace

organické hmoty na dně jezera probíhající v podstatné části jezera a/nebo celkové snižování rozsahu bioproduktivity (fotosyntézy). Snižování rozsahu bioproduktivity a s ní spojeného bioindukovaného srážení kalcitu je zaznamenáno i

s vertikálním přechodem z jemně

laminovaných vápenců do nezřetelně laminovaných až masivních vápenců, který souvisí s rostoucím podílem chemogenního srážení karbonátů.

Příčinou těchto změn byl posun

klimatických poměrů směrem k aridnějším podmínkám, v jehož důsledku docházelo k postupnému vysychání a s tím spojenému zániku stratifikace jezera, a které bylo doprovázeno

růstem salinity jezerní vody. Postupné zvyšování obsahu dolomitu ve

studovaných karbonátových polohách indikuje postupný nárůst poměru Mg/Ca v jezerní vodě a především v pórových fluidech jehož důsledkem bylo srážení vysokohořečnatého kalcitu a protodolomitu (předchůdce dolomitu). Společný lineární regresní trend hodnot δ18O a δ13C u primárního kalcitu i raně diagenetického dolomitu příbřežních karbonátů (obr.5.4.9 ) dokládá, že ke srážení protodolomitu docházelo ze společného hydrologicky uzavřeného izotopického rezervoáru, tj. v době, kdy izotopické složení pórových fluid odráželo izotopické složení jezerní vody. Prudký pokles hodnot δ18O v nejvyšší části karbonátových poloh s doklady vysychání (bahenní praskliny, brekciace, subaerická expozice) pravděpodobně souvisí s vlivem meteorických srážkových vod při obnažení jezerního dna v závěrečné fázi zániku jezera.

5.4.4.5.Závěry Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

135


Vertikální změny stabilních izotopů C a O dokládají klimatickou oscilaci, jejímž důsledkem byl přechod hydrologicky otevřeného jezerního systému do systému hydrologicky uzavřeného a následné vysychání a zánik jezera. V období humidnějšího klimatu byl jezerní systém hydrologicky otevřený s vyrovnaným přítokem a odtokem. Nástup karbonátové sedimentace souvisel jak s omezením přínosu klastického materiálu do centra pánve v důsledku plošné expanze (transgrese) jezera, tak i se zvýšením bioproduktivity v jezeře, která vedla k rozsáhlému bioindukovanému srážení kalcitu. Karbonátové polohy se nacházejí ve svrchní části jezerních cyklů, což dokládá postupnou akumulaci Ca a Mg iontů v jezerní vodě a jejich srážení během hydrologického uzavírání jezerního systému. Jezero bylo stratifikované (v nejhlubších částech pravděpodobně permanentně) s anoxií vyvinutou na rozsáhlé ploše jezerního dna. Při nástupu aridnější periody došlo následkem omezeného přítoku a rostoucího vlivu evaporace k hydrologickému uzavření jezerního systému, postupnému změlčování a vysychání jezera, které vedlo v konečné fázi až k jeho zániku. Tyto změny byly doprovázeny zánikem jezerní stratifikace, se kterou postupně zanikly i anoxické podmínky u dna, což vedlo k oxidaci organické hmoty uložené na dně jezera; omezením rozsahu bioindukovaného a nástupem chemogenního srážení karbonátů;

změnami chemismu a zvyšováním salinity

jezerní vody. Důsledkem těchto změn bylo i zvyšování podílu Mg/Ca v jezerní vodě vedoucí ke srážení vysokohořečnatého kalcitu a protodolomitu, ke kterému docházelo buď přímo z jezerní vody, nebo z pórových fluid velmi brzy po pohřbení sedimentu.


136

5.4.Kalenský obzor 5.4.5.Fytopaleontologie

5.4.5. Fytopaleontologie (Šimůnek Z.)

5.4.5.1.Úvod Studované lokality kalenského obzoru jsou velmi chudé na rostlinné zbytky. Z několika profilů podrobených detailnímu paleontologickému a sedimentologickému výzkumu byly rostlinné fosílie zjištěny na čtyřech lokalitách, jejichž detailní fytopaleontologická charakteristika je uvedena v příloze č.3.1. Kromě těchto lokalit je ve zmíněné příloze uvedena fytopaleontologická charakteristika dalších dvou lokalit (Horní Kalná -důl Adam, Bítouchov) popsaných jinými autory. Seznam všech nálezů z jednotlivých lokalit je uveden v tab. č.3.1.3 (příloha 3.1).

5.4.5.2.Fytopaleontologická charakteristika studovaných lokalit Horní Kalná- Za garáží Zde bylo zjištěno velmi chudé a fragmentární rostlinné společenstvo ve facii černošedých jemně laminovaných kalovců a ve facii tmavošedého jemně laminovaného vápence (profil HK za garáží 0,80 - 1 m). Velikost úlomků nepřesahuje 5 cm, zpravidla se pohybuje do 1 cm. Exempláře jsou špatně zachovalé, nesou stopy transportu. Převládají kapradinovité rostliny - Nemejcopteris feminaeformis, pekopteridy a drobnolisté sphenopteridy. Jehličnaté rostliny jsou vzácné. Z pteridosperm byl nalezen pouze úlomek Autunia conferta na bázi tmavošedého jemně laminovaného vápence. Dolní Kalná DB 3 - lůmek V asi 2 cm mocné vrstvičce prachovce v 0,60 m profilu ve facii šedého laminovaného kalovce bylo objeveno společenstvo tvořené jediným druhem Autunia conferta. Exempláře jsou poměrně velké 10 - 15 cm, avšak špatně zachovalé. Toto zachování pravděpodobně ovlivnily podmínky v době sedimentace. Na ploše cca 1 m2 bylo nalezeno 18 exemplářů. Kruh- DB 1 V cca 0,5 m mocné bitumenní poloze ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce (metráž 3,0 - 3,5 m) Společenstvo je velmi chudé a úlomkovité. Úlomky jsou většinou do 5 cm (vzácně do 10 cm) velké, špatně zachovalé. Byly nalezeny pekopteridy, z pteridosperm Autunia conferta, jehličnaté rostliny, neurčitelný kordaitový list, stonky, osy a semena. Jednotlivé druhy byly zastoupeny jedním až dvěma exempláři. V hnědošedých laminovaných jemnozrnných pískovcích asi 20 m nad bitumenní polohou byly nalezeny kalamity a semeno Trigonocarpus sp. Veselá (DB 1-V3) Floristické nálezy jsou soustředěny do jedné 0,5-1 cm mocné vrstvičky uvnitř bitumenní polohy. Flóra je velmi dobře zachovaná v relativně velkých exemplářích - řádově X.10 cm. Převažuje Autunia conferta, je znám i nález přesličkovitých rostlin - Calamostachys thuringica. Kutikuly Autunia conferta je možno pozorovat za použití ultrafialové fluorescence, kdy je vidět jednotlivé buňky adaxiální kutikuly i zvláštní mnohobuněčné trichomy na abaxiální kutikule. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

137

5.4.Kalenský obzor 5.4.5.Fytopaleontologie Důl Adam Studované exempláře pocházejí z větší části ze sbírky RNDr. S. Štamberka, CSc. z muzea Východních Čech v Hradci Králové. Přestože na haldě dolu Adam bylo soustavně sbíráno více než 10 let, floristické nálezy jsou chudé. Havlena (1957) a Havlena a Špinara (1952) popisují floristické nálezy z haldy dolu Fortuna, okolních dolů a sond. Všechna zjištěná společenstva se vyznačují dominancí druhu Autunia conferta a velmi vzácnými nálezy ostatních druhů, které jsou zastoupeny většinou jedním nebo dvěma exempláři. Autunia conferta tvoří přes 50 % společenstva. Zachování je dobré, jsou přítomny i velké exempláře -x.10 cm velké. Významné zastoupení mají pekopteridy, většinou špatně zachovalé, blíže neurčitelné, převažují menší úlomky do 5 cm, větší kusy jsou vzácné. Zbytky přesličkovitých rostlin jsou rovněž malé a vzácné. Z medullosních pteridosperm je zachován pouze vějířek Odontopteris lingulata. Kordaity jsou vzácné, avšak byly nalezeny i poměrně velké exempláře. Jehličnaté rostliny jsou rovněž vzácné, dobře zachované. Jejich větší exempláře jsou přítomny. Pozn.: Flóra z dolu Adam pochází z haldy a tedy z celé mocnosti těžené bitumenní břidlice. Floristické nálezy na haldě jsou poměrně vzácné a navíc byly selektivně sbírány pouze nejlepší exempláře. Zřejmě je zde zastoupeno několik biotopů. Bítouchov- DB 235 (Valín) Byl nalezen pouze jeden exemplář Autunia conferta o velikosti 25 cm ve facii šedého laminovaného vápence. Jeho zachování pro studium kutikul není vhodné. Další úlomek Pecopteris sp. je špatně zachován.

5.4.5.3. Rozdíly ve složení a tafonomii rostlinných společenstev v závislosti na sedimentárních faciích Z kalenského obzoru bylo získáno příliš málo rostlinných zbytků na to, aby bylo možno usuzovat na závislosti vazby rostlinných zbytků na sedimentární facie. Nejvíce rostlinných zbytků pochází z facie šedého až černošedého jemně laminovaného kalovce (Horní Kalná, Kruh, Veselá) interpretovaného jako uloženiny předbřeží semipermanentního jezera. Jsou zde zastoupeny všechny zjištěné rostlinné skupiny - přesličkovité kapradinovité rostliny, pteridospermy, kordaity a jehličnaté rostliny. Zachování rostlinných zbytků je různé - od malých úlomků až po několikadecimetrové exempláře (Autunia conferta, Cordaites sp.). Rovněž stupeň degradace organické hmoty je různý, ovlivněný zřejmě délkou transportu a úložními podmínkami. Nejlépe zachované rostlinné zbytky vhodné pro kutikulární analýzu (Autunia conferta) jsou na lokalitě Veselá. Na haldě Dolu Adam v Horní Kalné byly nalezeny fosílie od zuhelnatělých rostlinných zbytků až po pouhé, sotva zřetelné otisky. Převažuje druh Autunia conferta , ne však na všech lokalitách. Ve facii tmavošedého laminovaného vápence (interpretovaného jako produkt karbonátové sedimentace v předbřežní zóně semipermanentního jezera) bylo získáno jen málo nálezů. Zachování je v podobě otisků, někdy i s výraznými listovými žilkami, avšak bez uhelné hmoty. Podobné zachování je u druhu Autunia conferta ve facii šedého laminovaného kalovce na lokalitě Dolní Kalná - lůmek. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

138


5.4.5.4. Rozdíly ve složení společenstev v závislosti na geografické pozici výchozů Autunia conferta

z Veselé byla patrně přizpůsobena růstu i na vlhčích stanovištích.

Naproti tomu Autunia conferta z lokality Dolní Kalná za barabiznou pravděpodobně obývala sušší biotopy. Na lokalitě Horní Kalná za garáží převažují v celé mocnosti vlhkomilné prvky pecopteridy a Nemejcopteris feminaeformis. Drobné úlomky tohoto druhu se nacházejí hojně v sedimentu, podobně jako v jezerních sedimentech mšeckých vrstev ve středočeské oblasti. Walchie, typické pro sušší stanoviště, jsou vzácné. V Kruhu se vyskytují floristické prvky různých biotopů - pecopteridy, Autunia conferta a walchie.

5.4.5.5. Paleoekologická interpretace Pro vyšší zóny autunu je příznačný masový výskyt druhu Autunia conferta. Tento druh byl zjištěn na všech lokalitách kalenského obzoru. Exempláře Autunia conferta z haldy dolu Adam v Horní Kalné a z Veselé představují přes 50 % nálezů. V Dolní Kalné (lokalita lůmek) byla Autunia conferta jediným určitelným druhem. Zajímavé jsou poznatky týkající se studia ekologie druhu Autunia conferta. Remy a Remy (1978) se domnívají, že tento druh rostl na neutrálních až slabě alkalických vlhkých půdách. Na to usuzují ze stavby pokožky - slabá adaxiální kutikula, průduchy jsou bez papil a v úrovni epidermis (nejsou ponořené), a také okolnosti, že se tento druh nachází ve společenstvu mimoslojových rostlin. Nemohl tedy růst v kyselé bažinné půdě. Na základě těchto pozorování a z velkého rozšíření Autunia conferta Remy a Remy (1978) usuzují, že v autunu nebylo klima tak suché, jak se geologové domnívají. Sice ubylo bažinných uhlotvorných prostředí, ale vlhkomilné rostliny mohly přežívat v rozsáhlých územích dostatečně zásobených vodou. Naproti tomu Kerp (1996) ze studia kutikul z různých lokalit se domnívá, že Autunia conferta patří mesofilním až xerofilním floristickým prvkům. Ovšem tento druh byl schopen růst i v uhlotvorném prostředí, v podmínkách, kdy nebyla žádná, nebo jen malá konkurence rašeliništních rostlin (např. na lokalitě Crock v Durinsku). Kutikuly Autunia conferta zde mají na abaxiální straně zvláštní mnohobuněčné trichomy, které sloužily patrně jako žlaznaté Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

139


trichomy nebo hydatody. Tyto trichomy nebyly zjištěny na exemplářích Autunia conferta z neuhlotvorných facií. Stejné trichomy se vyskytují na kutikulách Autunia conferta z lokality Veselá. Podrobnější studie se připravuje do tisku. Z toho lze usuzovat, že Autunia conferta z Veselé byla patrně přizpůsobena růstu i na vlhčích stanovištích. Naproti tomu Autunia conferta z lokality Dolní Kalná za barabiznou pravděpodobně obývala sušší biotopy. Na lokalitě Horní Kalná za garáží převažují v celé mocnosti vlhkomilné prvky pecopteridy a Nemejcopteris feminaeformis. Drobné úlomky tohoto druhu se nacházejí hojně v sedimentu, podobně jako v jezerních sedimentech mšeckých vrstev ve středočeské oblasti. Walchie, typické pro sušší stanoviště, jsou vzácné. V Kruhu se vyskytují floristické prvky různých biotopů - pecopteridy, Autunia conferta a walchie. V nejvyšším autunu dochází k úbytku „kallipteridních“ druhů, až přežívá pouze jediný druh Autunia conferta (Sternb.) Kerp. Tento druh se v kalenském obzoru vyskytuje místy velice hojně. Takovéto společenstvo by odpovídalo „kallipteridovému“ společenstvu VI až VII podle Kozura (1980). Kozurem (1980) vymezená společenstva představují podle Kerpa zóny, jejichž sukcese naznačuje všeobecný vývojový trend permského rostlinného společenstva, avšak tyto zóny samy o sobě nemají větší stratigrafický význam. Kozur (1990) píše o nepochopení jeho společenstev Kerpem (1988) a vymezuje floristické zóny na základě vůdčích druhů. Zařazení kalenského obzoru do některé z těchto zón je velice problematické. Společenstvo je na vyšší autun druhově poměrně bohaté, obsahuje přesličkovité rostliny, pekopteridy, ale též některé medullosní pteridospermy, které přetrvávají ze stephanu až do těchto vysokých zón autunu - např. Odontopteris lingulata (Goeppert) Schimper, Mixoneura subcrenulata (Rost), Neurodontopteris auriculata (Brongn.) Potonié a Neurocallipteris neuropteroides (Goeppert) Cleal, Shute et Zodrow. Hojnost jehličnanů čeledi Walchiaceae je rovněž charakteristickým permským znakem např. Walchia piniformis Schloth., Culmitzschia laxifolia (Florin) Clement - Westerhof , Culmitzschia speciosa (Florin) Clement - Westerhof a Hermitia germanica (Florin) Kerp et Clement - Westerhof.


140

5.4.Kalenský obzor 5.4.6.Zoopaleontologie

5.4.6. Zoopaleontologie (J.Zajíc) 5.4.6.1.Zoopaleontologická charakteristika Ze studovaných profilů byly živočišné fosílie zjištěny na 7 lokalitách. Tyto lokality jsou, s výjimkou lokality Arnultovice, poměrně bohaté na živočišné zbytky. Rovněž na ostatních lokalitách

v kalenském

obzoru

se

většinou

nachází

poměrně

bohatá

fauna.

Zoopaleontologická charakteristika jednotlivých studovaných profilů, dalších 5 lokalit a vrtů, které nebyly předmětem detailního sedimentologického studia stejně tak jako 11 lokalit a vrtů ze kterých byla fauna zmiňována jinými autory, je uvedena v příloze č.3.3. Seznam všech nálezů v kalenském obzoru je uveden v tab.č.3.3.3.

5.4.6.2. Zoopaleontologická charakteristika studovaných profilů Arnultovice Sporadická fauna pochází z facie fialovohnědého laminovaného vápence (cca 9,50 m). Jediný odebraný vzorek (izolované a blíže neurčitelné zbytky paprskoploutvých ryb) neumožňuje žádné závěry. Svrchní emailová vrstva šupin je průhledná s černými a červenohnědými žilkami zbarvenými sloučeninami železa. Kostní tkáň je neprůsvitná, krémově bílá. Dolní Kalná - lůmek Poměrně hojná fauna byla nalezena v následujících faciích: Ve facii pestrého jemně laminovaného vápence (0,88 m) to jsou xenacanthidní žraloci, paprskoploutvé ryby a koprolity. V rámci paprskoploutvých ryb jsou zastoupeny jak celé exempláře, tak izolované zbytky. Velikostně tyto nálezy odpovídají menším a středně velkým jedincům. Kosterní zbytky jsou nafialovělé a průsvitné, okolo bývá hnědý hematitový lem. Koprolity jsou světle růžové. Nálezy celých jedinců ryb a nepřítomnost bentosu ukazují na prostředí jezera s hůře větraným dnem (hypolimnion). Nálezy žraloků a převládající velikost rybích zbytků pravděpodobně indikují relativně (v rámci kalenského obzoru) středně hluboké jezero. Ve facii šedého jemně laminovaného kalovce (3,80 m) byli zjištěny disartikulované paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp. Tato poloha tedy odpovídá spíše mělčímu (nepřítomnost žraloků) a při dně hůře větranému (nepřítomnost bentosu) jezeru. Disartikulace ryb může být vysvětlena bakteriálním rozkladem za teplot vyšších než 16° C (za těchto podmínek plavou rozkládající se těla ryb při hladině). Barva živočišných zbytků je bílá, růžová i černá (někdy lze všechny barvy nalézt na jediném elementu). U šupin bývá nalézána průhledná emailová vrstva. Kolem fosilií jsou většinou hematitové (?) lemy. Koprolity bývají zbarveny hlavně růžově. Ve facii pestrého laminovaného vápence (4,00-4,25 m) se při bázi fosiliferní polohy (4,00 m) nachází žraloci Xenacanthus decheni, paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp. a koprolity. Shluky šupin s nápadně velkými izolovanými rybími kostmi a přítomnost žraloků mohou ukazovat na poněkud hlubší jezero. Nepřítomnost bentosu ukazuje na hůře větrané dno. Ve vyšších částech fosiliferní polohy (4,20-4,25 m) se velikost rybích zbytků zmenšuje a zároveň mizí zbytky žraloků, což značí postupné změlčování. Barva živočišných zbytků je bílá, růžová i černá (někdy lze všechny barvy nalézt na jediném elementu). U šupin bývá nalézána průhledná emailová vrstva. Kolem fosilií jsou většinou hematitové (?) lemy. Koprolity bývají zbarveny hlavně růžově.


141

5.4.Kalenský obzor 5.4.6.Zoopaleontologie Dolní Kalná - Nosek Ve facii pestrého laminovaného vápence (9,30 m) byla nalezena hojná fauna (konchostraky pseudestheriidního typu; žraloci Xenacanthus decheni; paprskoploutvé ryby včetně jednoho nálezu ?Paramblypterus sp.; běžné i spirální koprolity) ve které převládají hojné a spíše malé artikulované ryby s hematitovým lemem. Izolované kosti a šupiny jsou také spíše malé. Konchostraky jsou zachovány v otiscích. Zachování paprskoploutvých ryb a nepřítomnost klasického bentosu ukazují na špatně okysličenou vodou při dně (hypolimnion). Přítomnost žraloků a převládající velikost ryb indikují relativně středně hluboké jezero. Zbytky obratlovců jsou růžové, bílé, nebo až průhledné. Velké růžové koprolity mají často velmi silný hematitový lem. Velký růžový spirální (žraločí) koprolit je bez lemu. Horní Kalná - za garáží Poměrně hojná fauna byla nalezena ve dvou faciích: Ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce (0,77-0,90 m) byly nalezeny izolované zbytky žraloků Xenacanthus decheni, paprskoploutvých ryb a koprolity. V případě paprskoploutvých ryb se většinou jedná o menší izolované šupiny a kosti, ale byly nalezeny i shluky drobných kostí a šupin. Velikost nálezů a jejich druhová skladba (poměrně hojné nálezy žraloků) indikuje prostředí relativně středně hlubokého jezera. Nepřítomnost bentosu a typ sedimentu dokazují anoxické prostředí hypolimnionu stratifikovaného jezera. Organické zbytky jsou světle hnědé, červenohnědé až černohnědé. Ve facii tmavošedého jemně laminovaného vápence (0,90-0,95 m) byly nalezeny izolované zbytky žraloků Xenacanthus decheni, paprskoploutvých ryb včetně Paramblypterus sp. a koprolity. Zachování, druhová skladba, velikost i barva fosilních zbytků a tudíž i interpretace prostředí je obdobná jako u předchozí polohy. Klášterská Lhota Ve facii fialovošedého laminovaného kalovce (6,10 m) byla nalezena hojná fauna (paprskoploutvé ryby včetně dosud nepopsaného druhu čeledi Aedullidae; koprolity), vázaná na jedinou tenkou polohu. Převládají zbytky ryb menší a střední velikosti. Nálezy částečně artikulovaných jedinců, shluků šupin a kostí a izolovaných elementů jsou v rovnováze. Nepřítomnost bentosu a přítomnost částečně artikulovaných jedinců ryb naznačují prostředí špatně větraného dna. Velikost rybích zbytků indikují relativně středně hluboké až mělčí jezero. Nepřítomnost žraloků nemusí být, vzhledem k menšímu počtu studovaných vzorků, průkazná. Pokud však bude dalšími sběry prokázána, naskýtá se vzhledem k odstupu této fosiliferní polohy od stropu klasického kalenského obzoru (cca 25 m) určitá možnost korelace s veselským obzorem (viz lokalita Veselá). Organické zbytky jsou světle hnědé, bílé a růžové. Kruh - 1 Nálezy fauny (žraloci Xenacanthus decheni; paprskoploutvé ryby včetně Paramblypterus sp.; koprolity) jsou hojné a pochází z facie černošedého jemně laminovaného kalovce (3,00-3,45 m). Většinou chybí celí jedinci paprskoploutvých ryb (jediný exemplář byl nalezen zhruba uprostřed fosiliferní polohy) a převažují shluky kostí a šupin (na rozdíl od lokality Kruh - 2). Velikostně je zajímavý přechod od zprvu poměrně velkých rybích zbytků (3,00-3,10 m) ke zbytkům střední a menší velikosti (3,10-3-45 m), což může značit změlčení původně relativně hlubšího jezera. Změlčení však nemohlo být příliš velké, neboť zbytky žraloků jsou v rámci celé fosiliferní polohy poměrně hojné. Při bázi fosiliferní polohy (3,00-3,10 m) jsou rybí zbytky na vrstevních plochách vcelku rovnoměrně rozmístěny. Nepřítomnost bentosu a typ sedimentu ukazují na prostředí hypolimnionu stratifikovaného jezera. Převahu disartikulovaných rybích zbytků lze vysvětlit vyšší teplotou (nad 16° C) při bakteriálním rozkladu uhynulých ryb. Organické zbytky jsou černé, v poloze 10-30 cm od báze fosiliferní polohy rovněž tmavohnědé. Veselá Hojná fauna (viz též ŠTAMBERG 1996; RIEGER 1968) byla nalezena ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce (2,30-2,90 m). V profilu lze sledovat následující trendy: V úseku 2,30-2,45 m byly nalezeny pouze menší izolované zbytky paprskoploutvých ryb. V úseku 2,45-2,90 m převažují nad izolovanými kostmi celí a poměrně malí (ne však juvenilní) jedinci paprskoploutvých ryb, případně jejich větší fragmenty. Tato situace je dle ŠTAMBERGA (1996) zcela obdobná nálezům na odvalech dolů Adam a Vítěz v Horní Kalné. Nepřítomnost bentosu, převaha celých jedinců ryb a typ sedimentu svědčí o prostředí hypolimnionu stratifikovaného jezera. Velikost nalezených jedinců ukazuje spíše na relativně mělčí jezero. V nejsvrchnější fosiliferní poloze, ve facii tmavošedého laminovaného prachovitého karbonátu (3,25-3,28 m) byli kromě izolovaných šupin paprskoploutvých ryb nalezeni obojživelníci dvou rodů (?Apateon sp. a další blíže neurčený větší rod). Tyto nálezy svědčí o blízkosti břehu a případném dalším změlčení jezera. Nepřítomnost bentosu ukazuje na hůře větranou vodu při dně. Barva fosilních zbytků obratlovců je převážně černá či tmavohnědá. S výjimkou nejsvrchnější polohy jsou fosilní zbytky místy pokryty limonitem. V obou faciích zcela chybí zbytky Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

142

5.4.Kalenský obzor 5.4.6.Zoopaleontologie žraloků. Tato situace je zcela charakteristická pro lokality celého veselského obzoru, na rozdíl od východněji situovaných lokalit obzoru kalenského (pravděpodobně s výjimkou lokality Klášterská Lhota). K vysvětlení nepřítomnosti žraloků, jejichž drobné izolované zoubky jsou jinak dosti běžné, se nabízí několik interpretací. Není zcela vyloučeno, že žraloci zde byli z neznámých příčin pouze mimořádně vzácní a nebyli tudíž dosud nalezeni. Pokud zde však vůbec nežili (což se zdá být pravděpodobné, neboť u žraloků funguje permanentní výměna velkého množství zubů při současném vypadávání zubů již nefunkčních; nálezy zubů jsou tudíž relativně hojné), mohl by být vysvětlením jejich nepřítomnosti (ať už v Z části kalenského jezera či v separátním jezeru veselském) odlišný chemismus vody. Některé indicie (poloha tufitu a větší množství silicitických poloh, než je běžné ve fosiliferních polohách kalenského obzoru) mohou ukazovat na vyšší alkalitu vody, snad zapříčiněnou zvýšenou vulkanickou aktivitou této oblasti. Nelze však vyloučit ani odlišné, pravděpodobně poněkud mladší, stáří veselského obzoru. Podobná situace je již dlouho známa z otovického obzoru vnitrosudetské pánve, jehož odlehlost od staršího obzoru ruprechtického je cca 60 m (TÁSLER et al. 1979). V tomto případě by bylo nutno považovat nejen otovický, ale i veselský obzor (případně i nejmladší fosiliferní polohu lokality Klášterská Lhota) za mladší, než je biozóna Xenacanthus decheni (viz ZAJÍC v tisku).

5.4.6.3.Zoopaleontologická charakteristika ostatních lokalit Arnultovice - levý břeh Čisté Nehojná fauna byla nalezena jednak ve facii hnědofialového kalciruditu s karbonátovými intraklasty a organodetritem (izolované zbytky žraloků Xenacanthus decheni a různých paprskoploutvých ryb včetně ?Paramblypterus sp. a koprolity) a jednak ve fialovohnědém laminovaném vápenci (izolované zbytky žraloků Xenacanthus decheni a různých paprskoploutvých ryb). Svrchní emailová vrstva šupin je průsvitná. Kostní tkáň je neprůsvitná, krémově bílá. Rovněž koprolity (i poměrně velké) jsou světle zbarveny. Pomocí 15% kyseliny octové byly z vápnitého pískovce získány ichtyolity s. s. (viz ZAJÍC 1996), které jsou většinou značně mechanicky opracované („oválené“) a silně znečistěné až vzájemně stmelené jílovitou hmotou a oxidy železa. Silné mechanické opracování ichtyolitů svědčí o transportu. Ve spojení s typem sedimentu (kalcirudit) a přítomností bahenních prasklin v aleuropelitech lze uvažovat o příbřežním prostředí. Bitouchov (u Lomnice nad Popelkou) - bez bližší lokalizace Nálezy fauny (kroužkovci Lumbricopsis permicus; mlži Palaeanodonta compressa; konchostraky Protolimnadia calcarea; paprskoploutvé ryby „Amblypterus“ feistmanteli) pochází ze starých sběrů, nebo jsou uváděny ve starších pracích (DANĚK 1902; FRITSCH 1879-1901, 1907; KAMARÁD 1953; MRÁZEK 1948), kde je lokalita nazývána i Vitouchov, nebo Bytouchov. FRIČ (1912) uvádí ještě paprskoploutvou rybu Platysomus pygmaeus, což je však s největší pravděpodobností omyl způsobený deformací fosílie. Některá rodová i druhová jména nejsou dosud uspokojivě revidována. Mezi nálezy chybí žraloci (viz následující lokalita). Bitouchov (u Lomnice nad Popelkou) - d. b. S-342 Nálezy blíže neurčitelných paprskoploutvých ryb a často značně velkých koprolitů pochází z mapování na počátku 70-tých let (Valín). V pestrém laminovaném vápenci jsou původně mléčně bílé zbytky obratlovců pokryty převážně tmavohnědými oxidy železa. Koprolity jsou bělorůžové. Mezi nálezy převažují celé ryby nad izolovanými zbytky, což ve shodě s nepřítomností bentosu pravděpodobně svědčí o prostředí špatně větraného jezerního dna. Mezi nálezy chybí, jako na ostatních lokalitách veselského obzoru, žraloci. Bitouchov (u Lomnice nad Popelkou) - d. b. 235 Nálezy blíže neurčitelných paprskoploutvých ryb a koprolitů pochází z mapování na počátku 70-tých let (Valín). Dokumentační bod sestává jednak z výchozu (zde byla nalezena flóra a izolované elementy ryb) a jednak ze suti v potoce 50 m východně od obce. V suti byly nalezeny 2 celé ryby dvou rodů: malý a velmi malý exemplář. Ve druhém případě jde o dobře osifikovaného a tedy nikoliv juvenilního jedince o celkové délce 4 cm Všechny nálezy pochází z tmavošedého laminovaného kalovce mají černou barvu. Mezi nálezy chybí žraloci (viz předchozí lokalita). Bitouchov (u Lomnice nad Popelkou) - zářez cesty Lokalit se nachází v zářezu polní cesty V od silnice Holenice - Žďár a asi 200 m S od vyústění silnice od Rváčova (KAMARÁD, 1959). Horniny jsou popisovány jako světlé narůžovělé až načervenalé vápnité lupky až deskovité vápence. Fauna (konchostraky Protolimnadia calcarea; šupiny paprskoploutvých ryb) není hojná. Jádra konchostrak jsou nahnědlá. Mezi nálezy chybí žraloci (viz lokalita Bitouchov - d. b. S-342). Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

143

5.4.Kalenský obzor 5.4.6.Zoopaleontologie Dolní Branná - důl Eva Různé zbytky paprskoploutvých ryb a koprolity pochází z odvalu a nelze tedy zjistit přesnou pozici v původním profilu. Dolní Kalná - bez bližší lokalizace Hojné nálezy fauny (mlži Palaeanodonta petraschecki, Palaeanodonta posepnyi, Palaeanodonta sophiae, Palaeanodonta verneuili; paprskoploutvé ryby) pochází ze starých sběrů, nebo jsou uváděny ve starších pracích (MRÁZEK 1948). Rodová jména mlžů jsou částečně revidována. Hojné jsou nálezy celých ryb menší a střední velikosti. Horní Kalná - bez bližší lokalizace Hojné nálezy fauny (konchostraky; zuby žraloků Xenacanthus decheni; paprskoploutvé ryby Paramblypterus sp., „Amblypterus“ feistmanteli, „Amblypterus“ kablikae, „Amblypterus“ vratislaviensis a „Amblypterus“ zeidleri; obojživelníci Apateon sp., ?Melanerpeton sp. a ?Cheliderpeton sp.; stopy tetrapodů Protritonichnites lacertoides, Anomalopus kablikae a Foliipes caudifer; koprolity) pochází z různých lokalit a jsou popisovány mnoha autory (viz FRIČ 1912; HAVLENA & ŠTAMBERG 1952, 1953; ŠTAMBERG 1982, 1994 aj.). Konchostraky jsou zachovány nezřetelně v podobě „stínů“. Horní Kalná - důl Adam Sběry pochází z odvalu a nelze tedy zjistit přesnou pozici v původním profilu. Hojné nálezy (konchostraky; zuby žraloků Xenacanthus decheni; paprskoploutvé ryby Paramblypterus sp., „Amblypterus“ feistmanteli, „Amblypterus“ kablikae, „Amblypterus“ vratislaviensis a „Amblypterus“ zeidleri; obojživelníci Apateon sp.; stopy tetrapodů; koprolity) jsou popisovány mnoha autory (MAŇOUROVÁ 1981; ŠTAMBERG 1982, 1994 aj.). Tato situace je dle ŠTAMBERGA (1996) zcela obdobná nálezům na lokalitách Horní Kalná - důl Vítěz a Veselá. Na rozdíl od posledně zmiňované lokality se zde však vyskytují žraloci což by mohlo indikovat prostředí s poněkud hlubší vodou. Přítomnost obojživelníků pak může znamenat blízký jezerní břeh. Zbytky obratlovců jsou zachovány černě, konchostraky pak jako otisky i nezřetelně v podobě „stínů“. Horní Kalná - důl Fortuna Sběry pochází z odvalu a nelze tedy zjistit přesnou pozici v původním profilu. Zmiňovány jsou různé zbytky paprskoploutvých ryb. Horní Kalná - důl Vítěz Nálezy fauny (konchostraky; různé zbytky paprskoploutvých ryb; koprolity) pochází z odvalu a nelze tedy zjistit přesnou pozici v původním profilu. Nad izolovanými kostmi převažují celí a poměrně malí jedinci paprskoploutvých ryb, případně jejich větší fragmenty. Velcí jedinci jsou známi většinou jen z izolovaných zbytků. Tato situace je dle ŠTAMBERGA (1996) zcela obdobná nálezům na odvalu dolu Adam a z lokality Veselá. Na rozdíl od posledně zmiňované lokality se zde však vyskytují žraloci což by mohlo indikovat prostředí s poněkud hlubší vodou. Zbytky obratlovců jsou zachovány černě, konchostraky pak nezřetelně v podobě „stínů“. Kocléřov HOLUB (1966) uvádí z této lokality (SV od obce, na Lysých vrších, při JZ okraji osady Červený Vrch v okolí kóty 555) polohu nafialověle šedých vápenců s faunou (paprskoploutvé ryby, koprolity). Koprolity jsou hematitizované. Kruh - 2 Lokalita je situována cca 250 m SZ od rybníčku. Fauna této lokality byla nalezena v černošedém jemně laminovaném kalovci a sestává ze žraloků Xenacanthus decheni, paprskoploutvých ryb a koprolitů. Kromě běžných menších izolovaných elementů paprskoploutvých ryb se na této lokalitě nachází nápadně malí celí jedinci juvenilního stadia (nedostatečná osifikace přední části těla). Nejmenší (a také ontogeneticky nejmladší) nalezený exemplář nedosahuje ani 3 cm. Tyto nálezy mohou svědčit o prohřáté svrchní vrstvě vody (epilimnion), kde se shromažďoval rybí plůdek. Nepřítomnost bentosu, zachování celých jedinců ryb a typ sedimentu svědčí o anoxických podmínkách při dně (hypolimnion). Nálezy žraločích zubů a malá velikost rybích zbytků ukazují na relativně mělčí až středně hluboké stratifikované jezero. Organické zbytky jsou černé. Křečovice u Rovenska pod Troskami Z červeného vápence uvádí ostrakody Carbonita sp. FRITSCH (1879-1901). Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

144

5.4.Kalenský obzor 5.4.6.Zoopaleontologie Prosečné Z kalenského obzoru v Prosečném uvádí HOLUB & KOZUR (1981b, 1981c) stopy členovců (Bifurcatichnus longus, Isopodichnus problematicus, Kalnaichnus magnus, Kivanichnus baloghi, Orbiculichnus vulgaris, Pirandikus paralellus, Taslerella hamata, Tortilichnus gracilis, Permichnium voelckeri, Permichnium unistriatum, Glasbachichnium sp., Cochlichnus sp.) a stopy tetrapodů (Amphisauropus imminutus, ?Amphisauroides transitus, Anomalopus kablikae, Antichnium salamandroides, Fichterichnus pulcher, Foliipes caudifer, Palmichnus kalnaensis, Phalangichnus schmidti, Protritonichnites lacertoides, Serripes doloi). Seznam ichnofosilií je taxonomicky upraven dle WALTERA (1983). Jde nepochybně o sedimenty břehu jezera, neboť zejména stopy tetrapodů mohly vzniknout pouze za subaerických podmínek, nebo pod vodou o hloubce řádově v centimetrech. vrt Bitouchov Bv-2 Ve třech polohách (v hloubkách 106,10 m, 144,20 m a 154,70-155,00 m) byly nalezeny izolované zbytky paprskoploutvých ryb. Horniny jsou popisovány jako světle šedozelený, hnědě skvrnitý jílovec; šedý, zeleně i hnědočerveně skvrnitý jílovec až prachovec a černý bitumenní slínovec s hnědavou smouhou, mázdrou. Údaje jsou převzaty z Riegrova nepublikovaného posudku. Vrt Kruh Kh-1 V šedém slínovci s bahenními prasklinami (14,50-15,00 m) byly nalezeny izolované zbytky xenacanthidních žraloků (zuby), paprskoploutvých ryb včetně Paramblypterus sp. a koprolity. V tmavošedém vápnitém kalovci (15,00-19,50 m) byly nalezeny konchostraky pseudestheriidního typu („stíny“), izolované zbytky xenacanthidních žraloků (zuby) a paprskoploutvých ryb a koprolity. Ve všech případech nacházíme pouze izolované kosterní elementy střední až menší velikosti. Velikost rybích zbytků svědčí spíše pro mělčí až středně hluboké jezero. Nepřítomnost klasického bentosu ukazuje na hůře větranou vodu při dně. Živočišné zbytky jsou černé až černohnědé. Žlábek Ze starších sběrů blíže neurčené lokalizace jsou známy nálezy paprskoploutvých ryb, celí jedinci jsou uloženi ve sbírkách Národního muzea v Praze.

5.4.6.4.Vztahy fosilních společenstev (tafocenóz) k sedimentárním faciím Přehled jednotlivých sedimentárních facií, v nichž byla nalezena fauna, je uveden v tab. č.5.4.1. S výjimkou facie hnědofialového kalciruditu s karbonátovými intraklasty a organodetritem, ve které byla nalezena fauna pouze na lokalitě Arnultovice - levý břeh Čisté, jsou uvedeny pouze lokality podrobené detailnímu sedimentologickému a paleontologickému studiu. Ve facii černošedého jemně laminovaného kalovce je fauna reprezentována žraloky (Xenacanthus decheni) a paprskoploutvými rybami (včetně Paramblypterus sp.), přičemž žraloci chybí na lokalitě Veselá. Zbytky paprskoploutvých ryb jsou, s výjimkou větší části fosiliferní polohy (2,45-2,90 m) na lokalitě Veselá, disartikulované. Velikost zbytků paprskoploutvých ryb je různá, od malých přes střední až po velké.


145


Tab. č.5.4.1. Přehled jednotlivých sedimentárních facií obsahujících faunu

lokalita 1

sedimentární facie 4+5

2+3

Arnultovice Dolní Kalná lůmek Dolní Kalná Nosek Horní Kalná za garáží Klášterská Lhota Kruh - 1

cca 3,80 m

3,00-3,45 m

Veselá

2,30-2,90 m

6+7+8 cca 9,50 m

9

cca 0,88 m 4,00-4,25 m cca 9,30 m

0,77-0,90 m

0,90-0,95 m cca 6,10 m

3,25-3,28 m

Arnultovice levý břeh Čisté

+

Vysvětlivky: 1 - černošedý jemně laminovaný kalovec, 2 - šedý jemně laminovaný kalovec, 3 - fialovošedý laminovaný kalovec, 4 - tmavošedý jemně laminovaný vápenec, 5 - tmavošedý laminovaný prachovitý karbonát, 6 - pestrý jemně laminovaný vápenec, 7 - pestrý laminovaný vápenec, 8 fialovohnědý laminovaný vápenec, 9 - hnědofialový kalcirudit s karbonátovými intraklasty a organodetritem. Příbuzné facie jsou sdruženy do skupin. Ve facii šedého jemně laminovaného kalovce (Dolní Kalná - lůmek) a facii fialovošedého laminovaného

kalovce

(Klášterská

Lhota)

byla

nalezena

fauna

reprezentovaná

paprskoploutvými rybami (včetně Paramblypterus sp. a dosud nepopsaného zástupce čeledi Aedullidae). Nepřítomnost žraloků může být způsobena nedostatečným množstvím vzorků odebraných ze dvou tenkých poloh. Fosílie jsou disartikulované a částečně artikulované. Převládají menší a středně velké ryby. Ve facii tmavošedého jemně laminovaného vápence (Horní Kalná - za garáží) a facii tmavošedého laminovaného prachovitého karbonátu (Veselá) byla nalezena fauna reprezentovaná

žraloky

(Xenacanthus

decheni),

paprskoploutvými

rybami

(včetně

Paramblypterus sp.) a obojživelníky (?Apateon sp. a další, blíže neurčený rod). Na lokalitě Veselá se nevyskytují žraloci, naopak na lokalitě Horní Kalná - za garáží nebyli nalezeni obojživelníci. Obojživelníci jsou však známí z jiných hornokalenských lokalit. Převažují nálezy disartikulovaných paprskoploutvých ryb menší až střední velikosti. Ve facii fialovohnědého laminovaného vápence (Arnultovice), facii pestrého jemně Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

146


laminovaného vápence (Dolní Kalná - lůmek) a facii pestrého laminovaného vápence (Dolní Kalná - lůmek, Dolní Kalná - Nosek) byla nalezena fauna reprezentovaná konchostrakami, žraloky (Xenacanthus decheni a spirální koprolity) a paprskoploutvými rybami (včetně Paramblypterus sp.). Nálezy celých jedinců paprskoploutvých ryb často převažují nad disartikulovanými zbytky, velikostně je zastoupena celá škála od malých po velké jedince. Ve facii hnědofialového kalciruditu s karbonátovými intraklasty a organodetritem (Arnultovice - levý břeh Čisté) byla nalezena fauna složená ze žraloků (Xenacanthus decheni) a paprskoploutvých ryb (včetně Paramblypterus sp.). Disartikulované zbytky obratlovců jsou podle svého charakteru buď rozlámané (tenké šupiny paprskoploutvých ryb a koprolity), nebo ohlazené (zuby žraloků a další odolnější zbytky) a tvoří místy podstatnou část klastů.

5.4.6.5.Paleoekologická, paleogeografická a biostratigrafická interpretace Na základě zoopaleontologického obsahu jednotlivých sedimentárních facií lze provést následující paleoekologickou interpretaci těchto facií: Facie černošedého jemně laminovaného kalovce pravděpodobně odpovídá prostředí středně hlubokého až hlubšího jezera s anoxickými podmínkami při dně. Na lokalitě Veselá jde pravděpodobně o relativně mělčí jezero s častými eutrofizacemi. Facie šedého jemně laminovaného kalovce a fialovošedého laminovaného kalovce pravděpodobně odpovídají prostředí relativně mělčího až středně hlubokého jezera s převažujícími anoxickými podmínkami při dně. Facie tmavošedého jemně laminovaného vápence pravděpodobně odpovídá prostředí středně hlubokého až mělčího jezera s převažujícími anoxickými podmínkami při dně. Facie tmavošedého laminovaného prachovitého karbonátu pravděpodobně odpovídá mělčímu jezeru v blízkosti břehu (obojživelníci, prachovitá příměs). Facie fialovohnědého laminovaného vápence, pestrého jemně laminovaného vápence a pestrého laminovaného vápence pravděpodobně odpovídají prostředí mělčího, středně hlubokého a místy i hlubšího jezera. Okysličení vody při dně je většinou špatné, jen místy a čas od času relativně dobré. Facie hnědofialového kalciruditu s karbonátovými intraklasty a organodetritem pravděpodobně odpovídá příbřežním partiím jezera v oxické zóně.


147


Fauna kalenského obzoru jako celku je druhově poměrně chudá. Oproti ruprechtickému obzoru vnitrosudetské pánve a fosiliferním obzorům hlavního červenohnědého souvrství Boskovické brázdy zde nebyly nalezeny některé taxony obojživelníků (zejména větších), což je způsobeno pravděpodobně charakterem přilehlých terestrických prostředí v obdobích ukládání fosiliferních sedimentů. Otovický obzor vnitrosudetské pánve je jedinečný absolutní nepřítomností jak žraloků, tak obojživelníků. Paprskoploutvé ryby zde však dosahují poměrně značných velikostí. Ichtyofauna této stratigrafické úrovně dosud čeká na revizi, která umožní přesnější určení bohatých nálezů paprskoploutvých ryb a jejich vzájemné porovnání. Zcela výjimečná je pak lokalita Obora v Boskovické brázdě, ze které je známo více než 110 druhů fosilního hmyzu (převážná část taxonů je však, bohužel, známá pouze z této lokality). Fauna většiny posuzovaných lokalit ukazuje na prostředí převážně středně hlubokého jezera, nebo soustavy jezer. Jen místy je indikována větší hloubka, častěji dochází k postupnému změlčování. Jezero (soustava jezer) pravděpodobně podléhalo občasným eutrofizacím o kterých mohou svědčit dobře zachovalé nálezy celých jedinců (zejména juvenilních). Z paleogeografického hlediska lze vymezit následující specifické lokality a oblasti: 1. Lokalita Prosečné odpovídá prostředí jezerního břehu. 2. Lokalita Arnultovice - levý břeh Čisté odpovídá příbřežnímu prostředí. 3. Oblast východně situovaných lokalit odpovídala v obdobích s fosiliferní sedimentací prostředí středně hlubokého, místy i mělčího jezera, přičemž hornokalenské lokality se nalézaly poměrně blízko břehu. 4. Lokalita Kruh - 1 pravděpodobně reprezentuje nejhlubší známé partie jezera. 5. Oblast západně situovaných lokalit „veselského“ obzoru pravděpodobně reprezentuje separátní sedimentační prostor středně hlubokého a postupně se změlčujícího jezera. Absence žraločích zbytků zde může mít několik příčin. Žraloci zde mohli být z různých příčin velice vzácní a proto dosud nebyly jejich zbytky nalezeny. Druhou možností je specifický charakter prostředí, například odlišný a pro žraloky nevhodný chemismus vody. Třetí možností je pak odlišné stáří „veselského“ obzoru, který by mohl být přibližně korelován s otovickým obzorem vnitrosudetské pánve ve kterém také nikdy nebyly nalezeny zbytky žraloků. 6. Lokalita Kocléřov je nejjižnější a zároveň nejvýchodnější známou fosiliferní lokalitou. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

148


Východní pobřeží kalenského jezera (nebo jezerní soustavy) pravděpodobně procházelo linií S od Horní Kalné - Prosečné - S od Arnultovic. Indicie pro nejhlubokovodnější prostředí (v akumulace zbytků zcela převažují velcí jedinci) nalézáme na počátku sedimentace fosiliferní polohy lokality Kruh - 1. Veselské jezero, pokud je izochronní s jezerem kalenským, bylo pravděpodobně mělčí (případné hlubší partie nejsou známy) a snad i méně rozsáhlé. Biostratigrafie limnického permokarbonu Českého masívu je založena na vodních obratlovcích (ZAJÍC v tisku). Biozóny stanovitelné v podkrkonošské pánvi jsou na Tab. 6.2.1 (kap.6.2). Použité chronostratigrafické členění je na Tab. 6.2.2. Pro kalenský obzor je typická přítomnost xenacanthidního žraloka Xenacanthus decheni, který je určitelný podle poměrně hojných izolovaných zubů. Podle tohoto druhu je nazvána i biozóna Xenacanthus decheni, která je charakterizována prvním a posledním výskytem nominálního druhu. Důležitým znakem pro odlišení od biozóny Acanthodes gracilis je i úplná absence akantodů. V rámci Českého masívu lze zónu Xenacanthus decheni vyčlenit ještě ve vnitrosudetské pánvi (ruprechtický obzor) a v Boskovické brázdě (obzory hlavního červenohnědého souvrství). V Tab. 6.2.3 je znázorněna pravděpodobná korelace mezi biozónami stanovenými pro střední a částečně západní Evropu a založenými na různých živočišných skupinách. Otázka paralelizace veselského obzoru s obzorem kalenským je z biostratigrafického hlediska otevřená. Úplná absence žraloků ve veselském obzoru by mohla mít obdobu se stejnou situací u otovického obzoru vnitrosudetské pánve. Ruprechtický a otovický obzor jsou součástí svrchních olivětínských vrstev. Tato situace by v podkrkonošské pánvi mohla odpovídat rovněž dvěma obzorům ve svrchní části prosečenského souvrství - kalenskému a poněkud mladšímu veselskému.


149

5.4.Kalenský obzor 5.4.7..Palynologie

5.4.7. Palynologie (J.Drábková) 5.4.7.1.Úvod Palynologickým výzkumem kalenského obzoru se dosud nikdo nezabýval. Všechna předložená data jsou nová. Souhrnný přehled těchto nových poznatků o kalenském obzoru je uveden na tabulkách 3.2.1, 3.2.2 a 3.2.3 (příloha 3.2). Kvantitativní zastoupení miospor v jednotlivých vzorcích vyjadřuje tabulka 3.2.1. Přiřazení zjištěných miosporových rodů k jejich mateřským rostlinám a předpokládaným biotopům představuje tab. 3.2.2 a kvantitativní zastoupení zjištěných miosporových skupin s počtem určených taxonů uvádí tab. 3.2.3.

5.4.7.2.Palynologická charakteristika kalenského obzoru Vzorky na palynologické analýzy kalenského obzoru byly odebrány, v návaznosti na sedimentologické profily, ze všech sedimentologicky zkoumaných lokalit (Horni Kalná - za garáží, Dolni Kalná - DB 3 - lůmek., Arnultovice, Klášterská Lhota, Veselá……). Byly analyzovány i vzorky z haldy dolu Adam v Horní Kalné. Celkem bylo zpracováno 52 vzorků z toho 21 vzorků bylo pozitivních. Tato práce uvádí 11 pozitivních, kvantitativně na miospory bohatých vzorků [halda dolu Adam, profil Kruh, profil Veselá ). Palynologicky pozitivní vzorky pocházejí ze dvou litofacií - MSS a BS. K těmto litofaciím jsou přiřazeny palynofacie MSSP a BSP. BSP- palynofacie černošedých jemně laminovaných vápnitých kalovců V preparátech převazují větší útržky šedohnědě degradované organické hmoty, ostrohranné úlomky “ dřevního detritu” jsou běžné, morfologicky rozlišené cévice se vyskytuji ojediněle. Na lokalitě Veselá jsou moispory velmi hojné, primárně značně prosvětlené . Na lokalitě Kruh je obsah miospor mnohem nižší, v miosporových exinách a útržcích org. hmoty je velké množství pseudomorfóz po pyritu. MSSP- palynofacie střídajících se lamin kalovců, prachovců a pískovců s čeřinami. V palynofacii MSSP se velmi hojně vyskytují úlomky černého “dřevního detritu”, většinou Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

150


opracované. Miospory jsou běžně, světlé i tmavé, do různého stupně korodované, potrhané. Jsou zde také přítomny útržky sporangií, nezralé tetrády a kutikuly [náhlá událost?].

5.4.7.3.Palynologická charakteristika jednotlivých lokalit Halda dolu Adam - Horní Kalná V palynofacii BSP jsou velmi hojně zastoupeny monosakátní pyly [34%] rodu Potonieisporites [P. novicus] které patří především rostlinám jehličnatým obývajícím vyvýšená místa a mimopánevní oblasti. Velmi, hojně je zastoupen též rod Vesicaspora [32%], který zřejmě reprezentuje rostliny kapraďosemenné ale může částečně patřit i k rostlinám jehličnatým. Druh Vesicaspora wilsonii byl izolován z fruktifikace kapraďosemenné rostliny Autunia conferta [Kerp 1994]. Poměrně hojné jsou i pekopteridní miospory Leiotriletes minutus, Convolutispora sp. Camptotriletes sp. Laevigatosporites minimus a Laevigatosporites globosus. Prozrazující přítomnost nejméně 4 druhů pekopteridů. 5% výskyt rodu Calamospora upozorňuje na přítomnost kalamitu.

HALDA DOLU ADAM - DOLNI KALNA Kvantitaivni zastoupeni rostlinnych skupin na zaklade zjistenych miosporovych spolecenstev

dul Adam

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

pekopteridy [B,UB]

ostat. kapradiny [PS, UBO, PVT]

kalamity [OTJ, VPM]

r. jehlicnate a castecne kordaitove [VPM, MO]

r. jehl. a kapradosem. [VPM, MO, a PVT, OB, VPM]

r. kapradosemenne PVT, OB, VPM

neznama pribuznost

B - bažiny, UB - uhlotvorné bažiny, PS - pionýrská společenstva, UBO - uhlotvorné bažiny, okraj, PVT - podél vodních toků, OTJ - okraje toků a jezer, VPM - výše položená místa, MO - mimopánevní oblast Profil Kruh Z lokality Kruh byly získány 4 palynologicky pozitivní vzorky [vz Kr-1 až Kr-4]. Vzorky Kr-1 [2,0 m], Kr-2 [2,3 m] a Kr-3 [2,9 m] patři k litofacii MSS [střídání lamin kalovce, prachovce a pískovce s čeřinami]. V palynofacii těchto vzorků [MSSP] převažují monosakátní pyly [54-65%] zastoupené druhy Potonieisporites novicus, Florinites minutus, F. millottii a F. ovalis. Obsahy spor v jednotlivých vzorcích nezávisle kolísají a pohybují se od 3-32%. Pekopteridním kapradinám zastoupeným druhy Punctatisporites minutus, Convolutispora sp. Typ 1 Cyclogranisporites aureus. a Latosporites globosus odpovídá až 27% [Kr-2], kalamitům [rod Calamospora] až 15% [Kr-3].sporového společenstva.. Rostliny kapraďosemenné jsou reprezentovány zřejmě rody Vesicaspora [1-8%] a Vittatina [11-13%]. Ve vzorku černošedého jemně laminovaného vápnitého kalovce [BS] ze 3,1 m profilu se ojediněle vyskytují Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

151

5.4.Kalenský obzor 5.4.7..Palynologie Convolutispora sp., Laevigatosporites desmoinesensis, Florinites minutus, Gardenaisporites a Vittatina, ve větším počtu [22] byli zaznamenáni pouze jedinci druhu Vesicaspora Wilsonii

PROFIL KRUH - KALENSKY OBZOR

cisla vzorku a metraz

Kvantitativni zastoupeni rostlinnych skupin na zaklade zjistenych miosporovych spolecenstev

Kr-3 [2,9m]

Kr-2 [2,1m]

Kr-1 [2,0m]

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

zastoupeni rostlinnych skupin v % pekopteridy [B,UB]


kalamity [OTJ, VPM]


r. kapradosem. a ? jehl. [ PVT, OB, VPM a VPM, MO,]


neznama pribuznost

B - bažiny, UB - uhlotvorné bažiny, PS - pionýrská společenstva, UBO - uhlotvorné bažiny, okraj, PVT - podél vodních toků, OTJ - okraje toku a jezer, VPM - výše položená místa, MO - mimopánevní oblast Profil Veselá Všechny palynologicky pozitivní vzorky z profilu Veselá [2,3 - 2,66m] pocházejí z litofacie černošedých jemně laminovaných vápnitých kalovců [BS] Ve bapadne vzorku Ve-1 jsou hojně přítomny trilétní spory [34] reprezentující pekopteridní kapradiny - Punctatisporites minutus [24%], Punctatisporites obliguus, Convolutispora sp.typ 1, C.sp. typ 2 a Camptotriletes sp.. Výrazně jsou zde zastoupeny monosakátní pyly [51%] především druhem Potonieisporites novicus patřící především rostlinám jehličnatým a částečně též kordaitům. Rod Vesicaspora tvoří pouze 7%. Směrem do nadloží se rod Vesicaspora velmi výrazně uplatňuje. Jeho obsahy jsou vyšší než 32% , ve vz. Ve-3 je to 67% a ve vzorku Ve - 5 dokonce 87% miosporového společenstva. Svým masovým výskytem tento taxon potlačuje ostatní skupiny miospor.Ve vz. Ve-5 úplně chybí rod Potonieisporites. Spory pekopteridů a ostatních kapradin jsou poměrně hojné v celém profilu, ve vzorku Ve-3 [2,50 m] tvoři 42% a mají nápadně vysokou diverzitu. Indikují nejméně 6 druhů pekopteridů a dalších 5 druhů kapradin. Rod Vittatina a striátní pyly jsou v celém profilu většinou vzácné.


152

5.4.Kalenský obzor 5.4.7..Palynologie PROFIL VESELA - KALENSKY OBZOR Kvantitativni zastoupeni rostlinnych skupin na zaklade zjistenych miosporovych spolecenstev

Ve-6 [2,62-66m]

cisla vzorku a metraz

Ve-5 [2,55-62]

Ve-4 [2,50-55m]

Ve-3 [2,50m]

Ve-2 [2,45-50m]

Ve-1[2,3-45m]

0%

20%

40%

60%

80%

100%

zastoupeni rostlinnych skupin v %

pekopteridy [B,UB]


kalamity [OTJ, VPM]


r. jehl. a kapradosem. [VPM, MO, a PVT, OB, VPM]


neznama pribuznost

B - bažiny, UB - uhlotvorné bažiny, PS - pionýrská společenstva, UBO - uhlotvorné bažiny, okraj, PVT - podél vodních toků, OTJ - okraje toků a jezer, VPM - výše položená místa, MO - mimopánevní oblast

5.4.7.4.Rozdíly ve složení a tafonomii rostlinných společenstev v závislosti na sedimentárních faciích Miosporová společenstva kalenského obzoru vázána na litofacii černošedých, jemně laminovaných vápnitých kalovců [BS] se vyznačují hojnou přítomností rodu Vesicaspora s dominancí druhu V wilsonii. Na lokalitě Veselá je její obsah až 87% , hojně přítomna [32%] v litofacii BS je i na dole Adam.V profilu Kruh nemohlo být provedeno kvantitativní vyhodnocení miospor v BSP avšak Vesicaspora je zde zastoupena největším počtem jedinců. Tento druh přiřazuje Kerp 1994 k rostlinnému druhu Autunia conferta. Toto zjištění plně koresponduje s fytopaleontologií. Autunia conferta je v kalenském obzoru nejhojněji Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

153


nalézanou pteridospermou. Bisakátní pylová zrna rodu Vesicaspora jsou dobře zachovalá a představují asi pylový nálet. V litofacii BS je však nápadná i zvýšená přítomnost spor od vlhkomilných kapradin. V litofacii MSS převládají pyly jehličnatých rostlin a částečně i kordaitů, které obývaly výše položená místa a mimopánevní oblasti. Rod Vittatina patřící k rostlinám kapraďosemenným, který je v litofacii BS vzácný je v litofacii MSS běžný. Na lokalitě Kruh je v těsném podloží litofacie BS zvýšená přítomnost kapradinovitých pylů na 27%.

5.4.7.5.Rozdíly ve složení společenstev mezi jednotlivými výchozy Miosporová společenstva kalenského obzoru pocházejí pouze ze tří lokalit. Jejich srovnání by nebylo objektivní, rozdíly mohou být v tomto případě způsobeny vazbou na litofacie.


154

5.4 Kalenský obzor 5.4.8. Paleografické, paleoklimatické, paleoekologické a tafonomické závěry

5.4.8. Paleogeografické, paleoklimatické, paleoekologické a tafonomické závěry Ze sedimentárního záznamu je zřejmé, že klima bylo v období sedimentace svrchního prosečenského souvrství teplé a relativně suché, semiaridní. Pro to svědčí absence biogenních paleopůd (nalezené pedogenní horizonty nesou znaky pouze abiogenní pedogeneze konkrece, nodule, glaebules; biogenní prvky jako jsou kořeny vyšších rostlin a jejich otisky nebyly nalezeny) a znaky poměrně intenzivního synsedimentárního zvětrávání. Horniny mají výrazné červenohnědé zbarvení způsobené hojným výskytem Fe3+ pigmentu svědčícím o intenzivní oxidaci a méně stabilní minerály (živce, slídy) jsou většinou zcela rozloženy. Horizonty pedogenních nodulí svědčí o poměrně dlouhých obdobích bez sedimentace a subaerické expozice, kdy evaporace převažovala nad srážkami. Klima nebylo stabilní, kolísalo mezi relativně vlhčími a suššími obdobími. Dokladem klimatických změn jsou výrazné oscilace jezerní hladiny, které se projevily jak v sedimentárním záznamu dočasných jezer tak i v záznamu semipermanentního kalenského jezera. Pánev byla převážně hydrologicky uzavřená, ale v humidnějších obdobích docházelo k výraznému zdvihu hladiny a hydrologickému otevření, což umožnilo odnos iontů, které se nahromadily během suchých period nízké hladiny, ve kterých převládal výpar nad srážkami. Proto se v prosečenském souvrství nesetkáváme s evapority. Z geochemického záznamu kalovců (byly studovány obsahy boru a vyměnitelných kationtů) semipermanentního kalenského jezera a jeho bezprostředního nadloží a podloží vyplývá, že období vysoké hladiny kalenského jezera bylo obdobím relativně sladkovodní sedimentace, zatímco pro období nízké hladiny, reprezentované uloženinami jezerního příbřeží, bahenních plošin a záplavových plošin, bylo charakteristické sedimentační prostředí se zvýšenou salinitou. To je v souladu s teorií hydrologicky uzavřeného systému, kde se v klimaticky sušším období zvyšovala salinita při poklesu hladiny a během humidního období docházelo díky zdvihu hladiny k hydrologickému otevření a vyslazení jezera. Studium stabilních izotopů jezerních karbonátů, které sedimentovaly v závěru existence kalenského jezera, prokázalo změnu hydrologického režimu v tomto období. Během hydrologického uzavírání systému a poklesu hladiny docházelo také k přechodu od anoxických podmínek u dna jezera k oxickým a s tím spojené rozsáhlé oxidaci organické hmoty. Fytopaleontologické závěry významně doplňují představu o kalenském jezeru. Fosílie terestrických rostlin se vyskytují v předbřežních anoxických, suboxických a oxických faciích. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

155


Velmi malé úlomky rostlin byly nalezeny v předbřežních anoxických kalovcích profilu Horní Kalná - za garáží a Kruh, což svědčí o značné délce transportu a intenzitě přepracování. Pro obě lokality je typická sedimentace v hluboké části jezera v centru pánve daleko od pobřeží. Na lokalitě Dolní Kalná - lůmek byly naopak nalezeny poměrně velké fragmenty rostlin, profil leží v nadloží hlubokovodních anoxických facií (profil Horní Kalná) a zaznamenává období poklesu hladiny, je situován blízko u břehu. Společenstva nalezená na lokalitách Horní Kalná - za garáží , Bitouchov a Veselá obsahují jak vlhkomilné tak suchomilné skupiny, což potvrzuje domněnku, že období vysoké hladiny (pro všechny zmíněné lokality je typická přítomnost anoxických hlubokovodních facií) bylo také obdobím humidních podmínek. Naopak v sedimentech mělkovodních, oxických, reprezentujících období poklesu a nízké hladiny (profil Dolní Kalná - lůmek) bylo nalezeno společenstvo suchomilné (monotypické, zastoupené pouze druhem Autunia conferta). Zoopaleontologická data nelze použít jako přímé indikátory změn klimatu, ale lze podle nich usuzovat na velikost (hloubku) jezera, prokysličení hypolimnionu, délku transportu a energii prostředí. Z těchto faktorů je pak možno odvozovat změny prostředí a jejich možné klimatické příčiny. Jako hlavní zoopaleontologické indikátory paleoprostředí bylo použito zachování artikulovaných nebo disartikulovaných kosterních elementů, velikost jedinců, přítomnost velkých predátorů (žraloků), juvenilních jedinců, bentosu a tetrapodů. Nálezy z východní části studovaného území (Arnultovice a Prosečné) je možno na základě výskytu stop tetrapodů a silně opracovaných fragmentů ryb a žraloků interpretovat jako příbřežní. V centrální části pánve se vyskytují předbřežní převážně hlubokovodní indikátory. V profilu Dolní Kalná - lůmek zaznamenáváme v nahoru změlčujícím cyklu zmenšování rybích zbytků a úbytek žraloků. Podobný trend zmenšování rybích zbytků do nadloží je i v profilu Kruh. Lze ho interpretovat jako pokles hladiny, přestože zde jiné batymetrické indikátory nejsou. Prakticky ve všech předbřežních faciích chybí bentos. Západní oblast reprezentovaná profilem Veselá je atypická, charakterizuje ji přítomnost malých jedinců ryb a absence žraloků. V nejvyšší části profilu došlo ke změlčení - jsou zde přítomni obojživelníci. Nelze vyloučit, že veselský obzor leží v nadloží kalenského obzoru a reprezentuje lokální mladší jezerní sedimentaci v západní části pánve. Palynologické studium bylo zaměřeno na předbřežní anoxické a suboxické sedimenty. V miosporových společenstvech z Horní Kalné (důl Adam) převažují jehličnany, kalamity a kapraďosemenné, pro které je typický výskyt v sušších, výše položených oblastech a na okrajích vodních toků a jezer. V Kruhu jsou dominantní jehličnany a kapraďosemenné, ale Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

156


vyskytuje se zde také významně zastoupený bažinný prvek - pekopteridy. V profilu Veselá jsou opět dominantní jehličnaté a kapraďosemenné rostliny a opět jsou také v menší míře přítomny bažinné pekopteridy. Přítomnost bažinných prvků potvrzuje, že profily Kruh a Veselá reprezentují nejhumidnější období v historii kalenského jezera. Závěrem je možné konstatovat, že klima bylo ve svrchním autunu převážně teplé, semiaridní, s několika výraznějšími humidnějšími periodami. Vznik kalenského jezera měl pravděpodobně příčiny tektonické, tj. vyšší rychlost subsidence popř. vytvoření hydrologické bariéry umožňující výrazné prohloubení a vytvoření semipermanentního jezera. Vytvoření rozsáhlého poměrně hlubokého jezera spolu s humidnějším obdobím (humidní klimatická oscilace nemusela být výraznější ve srovnání s oscilacemi, které nacházíme v podloží a nadloží kalenského obzoru) umožnilo rozšíření fauny a flóry a její zachování ve fosilním záznamu.


157

6 Diskuse výsledků

6.

DISKUSE VÝSLEDKŮ

6.1.

Paleogeografie, vývoj klimatu a terestrických ekosystémů v nejvyšším karbonu a nejspodnějším permu severní Pangey

Většina kontinentů tvořila v nejvyšším karbonu a spodním permu superkontinent Pangeu, který vznikl kolizí Laurasie s Gondwanou. Při kolizi vzniklo v ekvatoriální oblasti rozsáhlé pásemné pohoří táhnoucí se od Apalačid na západě přes Mauretanidy a Variscidy na východě. Pohoří mohlo ve svrchním karbonu a spodním permu dosahovat až himalájských rozměrů, ve svrchním permu však došlo k jeho kolapsu a peneplenizaci. Jižní Gondwanu pokrýval ve sv. karbonu a sp. permu rozsáhlý ledovec (Scotese a Langford 1995). V Evropě je ve středním a svrchním karbonu doložen převážně kompresní tektonický režim (dextrální strike-slip deformace), zatímco v nejvyšším karbonu a spodním permu je přítomen transtenzní vulkanismus (Ziegler 1989). Český masív byl součástí Variscid a ve spodním permu se nacházel uvnitř Pangey mnoho set kilometrů od oceánu. Podle paleomagnetických dat Krse a Prunera (1995) byl Český masív ve spodním permu 2-4o severně od rovníku. Muttoni et al. (1996) situují Český masív ve spodním permu na základě paleomagnetických dat z jižních Alp severněji - mezi 15-20o s.š. Barron a Fawcett (1995) shrnují klimatické modely pro perm založené na metodicky odlišných přístupech. Všechny modely se shodují na vnitrokontinentální ariditě, značné sezónnosti teplotní i srážkové a na velkých klimatických rozdílech v závislosti na geografické pozici. Výrazná sezónnost klimatu se však týkala středních a vyšších zeměpisných šířek. Na základě klimatických modelů Crowleyho et al. (1989) se průměrné červencové teploty v oblasti, kde se nacházel Český masív, pohybovaly kolem 25o C a lednové dokonce mezi 25 a 30oC. Během nejvyššího karbonu (stephanu) také docházelo k ústupu rozsáhlého kontinentálního zalednění, které mělo maximum ve westphalu. Druhé výrazné maximum zalednění bylo ve sp. permu (sakmaru) po kterém následoval rychlý ústup kontinentálních ledovců (Frakes et al. 1992). Ústup sněžné linie směrem k pólům a tání rozsáhlých ledových čepic je připisováno nárůstu koncentrace CO2 v atmosféře, v jehož důsledku došlo ke Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

158


globálnímu oteplování a zvýšení celkové srážkové bilance. Distribuce srážek byla však značně nehomogenní, Pangea byla aridní, pozitivní srážková bilance se předpokládá jen v některých peritethydních oblastech (Barron a Fawcett 1995). Na severní polokouli a v Evropě dokládá oteplení a aridizaci klimatu ve spodním permu značné rozšíření evaporitů a eolických sedimentů. Uhelná sedimentace v humidním klimatu byla rozšířena pouze v jihovýchodní Gondwaně (Austrálie a Indie) a na některých peritethydních ostrovech (dnešní Čína) (Parrish 1995). Svrchnopaleozoické zalednění přineslo extrémní provincialitu flóry i mělkomořské fauny (Wagner 1993), biosféra byla velmi diferencovaná . Ve stephanu a autunu je patrný trend úbytku vlhkomilných uhlotvorných společenstev (pekopteridy, kalamity) a nástup společenstev kalipteridů a jehličnanů (Walchie) , které obývaly sušší dostatečně odvodňované oblasti. Podle Wagnera (1993) byl ostrý ústup bažinotvorných prostředí způsoben globálním oteplováním a poklesem srážkové činnosti při hranici karbon/perm. Wagnerova interpretace posunu od vlhkomilných společenstev stephanu k převážně suchomilným autunským společenstvům jako globálního oteplování, je v kontrastu s údaji Frakese et al. (1992), kteří na základě rozšíření tilitů a uloženin transportovaných ledem (ice-rafted deposits) považují stephan za období relativně malého rozšíření ledovců (ve srovnání s maximem ve westphalu). Během autunu (asselu) naopak docházelo k nástupu zalednění, které kulminovalo v sakmaru (druhé výrazné maximum svrchnopaleozoického zalednění). V tomto kontextu je možno vysvětlit proměnu vlhkomilných stephanských společenstev v suchomilná autunská společenstva jako nástup aridního kontinentálního klimatu (nikoli však nutně teplejšího) během nástupu zalednění. Toto vysvětlení problematizuje fakt, že během glaciálů (v kvartéru) bylo v pouštních ekvatoriálních oblastech pravděpodobně humidněji. Posun klimatu ve stř.Evropě od humidního ve svrch.karbonu k aridnímu v permu je obvykle vysvětlován posunem Pangey k severu a přesunem oblasti z tropických ekvatoriálních podmínek do aridního klimatického pásu dál od rovníku. Mezi stephanem a autunem však mohlo dojít k posunu nejvýše o několik málo stupňů severněji, a proto je třeba vzít v úvahu nástup zalednění, který bývá obvykle (v kvartéru) doprovázen posunem klimatických pásů k rovníku a značnou redukcí humidního tropického pásu (Fairbridge 1962).


159


6.2.

Záznam klimatických a paleogeografických změn a vývoj

společenstev organismů v nejvyšším karbonu a nejspodnějším permu v podkrkonošské pánvi 6.2.1. Sedimentologie a geochemie Ze sedimentárního záznamu je zřejmé, že hladina ploužnického jezera (stephan C) vlivem klimatických změn kolísala. Přítomnost otisků krystalů evaporitů, pseudomorfóz dolomitu po sádrovci a poměrně hojné dolomitové příměsi v předbřežních kalovcích svědčí o tom, že ploužnické jezero bylo minimálně v určitých obdobích hydrologicky uzavřené, a v obdobích nízké hladiny mělo i poměrně vysokou salinitu. Výška hladiny takovýchto jezerních systémů velmi citlivě reaguje i na mírné klimatické změny (poměr srážek, přítoku povrchové a podzemní vody /evaporace), a proto lze usuzovat, že doložená periodická prohlubování a změlčování jezera jsou převážně důsledkem klimatických oscilací. Časté střídání oxických předbřežních, příbřežních a subaerických facií indikuje nízký gradient dna jižní části pánve, v důsledku něhož mohlo docházet k poměrně značným laterální posunům pobřeží i při relativně malých pohybech hladiny. Přítomnost „kořenových půd“, které se vyvinuly na okraji jezera v obdobích vysoké hladiny, svědčí o poměrně dlouhých obdobích stabilně humidního klimatu. Naopak evaporitické srážení karbonátů a sulfátů spolu s abiogenními pedogenními horizonty jsou dokladem o obdobích aridních. Kontrast mezi humidními a aridními obdobími byl zde větší ve srovnání s mladšími obzory (spodnopermskými; kalenským a rudnickým obzorem), kde nejsou běžné ani bažinné podmínky a humidní půdy ani sulfáty. Pro severní část pánve (tzv. štěpanicko-čikvásecký obzor) je charakteristická přítomnost suboxických a anoxických předbřežních facií a slepenců a pískovců uložených pravděpodobně gravitačními proudy. Proto zde lze předpokládat větší hloubku jezera a větší gradient. Lokálně se v bažinném příbřežním prostředí vytvářely příznivé podmínky pro vznik tenkých uhelných slojek. Přítomnost transgresně-regresních jezerních cyklů v sedimentárním záznamu rudnického obzoru (spodní autun) dokládá, že v průběhu vývoje jezerního systému docházelo k výrazným klimatickým oscilacím, během nichž se střídaly periody semiaridního klimatu s výrazně humidnějšími podmínkami. V období nízkého stavu jezerní hladiny (low stand) Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

160


reprezentované převážně příbřežními uloženinami v jednotlivých cyklech probíhala sedimentace v hydrologicky uzavřené pánvi s častými oscilacemi jezerní hladiny. Takovéto systémy jsou charakteristické zejména pro oblasti semiaridního klimatu, tj. pro oblasti, kde evaporace a evapotranspirace významně dlouhodobě překračuje úroveň srážek a přítoku povrchových a podzemních vod. Naproti tomu období vysokého stavu hladiny reprezentované převážně předbřežními faciemi dokumentují periody humidnějších podmínek přetrvávajících v řádu stovek až tisíců let. Přinejmenším v rámci těchto humidnějších období mělo klima sezónní charakter s pravidelným střídáním teplejších a chladnějších ročních období, což je indikováno typickou laminací v předbřežních faciích. Nástupu anoxické předbřežní sedimentace odpovídají nízké hodnoty δ18O v karbonátech, což ukazuje na souvislost zdvihu jezerní hladiny (high stand) se

změnou klimatu směrem

k humidnějším podmínkám. Vertikální změny hodnot δ18O i δ13C v karbonátech anoxických předbřežních facií svědčí o klimaticky podmíněném změlčování a vysychání jezera, jehož počátky jsou zaznamenány již v sedimentech high-standů. Distribuce boru ve všech studovaných profilech indikuje výrazné změny salinity, které souvisely s pohybem jezerní hladiny. Z toho vyplývá, že výška hladiny jezera byla řízena především poměrem srážek a evaporace, to znamená, že pohyby hladiny byly indukovány klimatickými oscilacemi. Zvýšená salinita v období nízké hladiny dokládá sedimentaci v hydrologicky uzavřené jezerní pánvi. Naproti tomu pokles salinity v období vysoké hladiny nasvědčuje tomu, že jezero mohlo mít v tomto stádiu vývoje stálý odtok. I při uvedených klimatických oscilacích bylo klima celkově teplé, pro což svědčí nejen vysoká bioproduktivita a stratifikace jezera doložená v anoxických sedimentech uložených během vysoké hladiny, ale i značná evaporace během period nízké hladiny. Ze sedimentárního záznamu kalenského obzoru je zřejmé, že klima bylo v období sedimentace svrchního prosečenského souvrství teplé a relativně suché, semiaridní. Pro to svědčí absence biogenních paleopůd (nalezené pedogenní horizonty nesou znaky pouze abiogenní pedogeneze - konkrece, nodule, glaebules; biogenní prvky jako jsou kořeny vyšších rostlin a jejich otisky nebyly nalezeny) a znaky poměrně intenzivního synsedimentárního zvětrávání. Horniny mají výrazné červenohnědé zbarvení způsobené hojným výskytem Fe3+ pigmentu svědčícím o intenzivní oxidaci a méně stabilní minerály (živce, slídy) jsou většinou zcela rozloženy. Horizonty pedogenních nodulí svědčí o poměrně dlouhých obdobích Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

161


nesedimentace a subaerické expozice, kdy evaporace převažovala nad srážkami. Klima nebylo stabilní, kolísalo mezi relativně vlhčími a suššími obdobími. Dokladem klimatických změn jsou výrazné pohyby jezerní hladiny, které se projevily jak v sedimentárním záznamu dočasných jezer tak i v záznamu semipermanentního kalenského jezera. Pánev byla převážně hydrologicky uzavřená, ale v humidnějších obdobích docházelo k výraznému zdvihu hladiny a hydrologickému otevření, což umožnilo odnos iontů, které se nahromadily během suchých period nízké hladiny, ve kterých převládal výpar nad srážkami. Proto se v prosečenském souvrství nesetkáváme s evapority. Z geochemického záznamu kalovců (byly studovány obsahy boru a vyměnitelných kationtů) semipermanentního kalenského jezera a jeho bezprostředního nadloží a podloží vyplývá, že období vysoké hladiny kalenského jezera bylo obdobím relativně sladkovodní sedimentace, zatímco pro období nízké hladiny, reprezentované uloženinami jezerního příbřeží, bahenních plošin a záplavových plošin, bylo charakteristické sedimentační prostředí se zvýšenou salinitou. To je v souladu s teorií hydrologicky uzavřeného systému, kde se v klimaticky sušším období zvyšovala salinita při poklesu hladiny a během humidního období docházelo díky zdvihu hladiny k hydrologickému otevření a vyslazení jezera. Studium stabilních izotopů jezerních karbonátů, které sedimentovaly v závěru existence kalenského jezera, prokázalo změnu hydrologického režimu v tomto období. Během hydrologického uzavírání systému a poklesu hladiny docházelo také k přechodu od anoxických podmínek u dna jezera k oxickým a s tím spojené rozsáhlé oxidaci organické hmoty. Klima bylo ve svrchním autunu převážně teplé, semiaridní, s několika výraznějšími humidnějšími periodami. Vznik kalenského jezera měl pravděpodobně příčiny tektonické, tj. vyšší rychlost subsidence popř. vytvoření hydrologické bariéry umožňující výrazné prohloubení a vytvoření semipermanentního jezera. Vytvoření rozsáhlého poměrně hlubokého jezera spolu s humidnějším obdobím (humidní klimatická oscilace nemusela být výraznější ve srovnání s oscilacemi, které nacházíme v podloží a nadloží kalenského obzoru) umožnilo rozšíření fauny a flóry a její zachování ve fosilním záznamu.


162


Obr. 6.2.1. Izotopické složení karbonátů rudnického a kalenského obzoru.

Hodnoty δ18O kalcitu kalenského obzoru (svrchní autun) jsou výrazně vyšší (o 2 až 6 promile) ve srovnání s karbonáty rudnického obzoru (spodní autun; obr. 6.2.1). Tento rozdíl je dokladem vyššího poměru evaporace/srážky ve svrchním autunu a souhlasí s trendem aridizace během permu.

6.2.2. Fytopaleontologie Změna klimatu, která se začínala projevovat na konci karbonu, je doložena v Semilském souvrství (stephan C ) v Ploužnickém obzor na jihu podkrkonošské pánve. Ploužnický obzor většinou obsahuje bohatou mesofilní až vlhkomilnou flóru s hojnými přesličkovitými rostlinami (např. kalamity), pteridospermami (např. rody Callipteridium a Mixoneura). Kordaitové rostliny, vyskytující se jak v sušších, tak ve vlhčích biotopech, jsou místy hojné. Ostatní skupiny rostlin nejsou tak hojné, ale jsou druhově rovněž rozmanité (např. kapradinovité rostliny - Pecopteris). Plavuňovité rostliny, typické pro bažinné, vlhké biotopy karbonu jsou velmi vzácné (např. rod Sigillaria). V ploužnickém obzoru se již velmi vzácně začínají objevovat jehličnaté rostliny (Walchia, Ernestiodendron), které jsou charakteristické pro sušší biotopy následujícího období permského. Floristická společenstva mladších permských (autunských) obzorů se liší od společenstev starších stephanských obzorů. Pravděpodobně změny v podnebí a také hiát mezi semilským a Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

163


vrchlabským souvrstvím způsobily změnu floristických společenstev a nahrazení starší flóry flórou mladší. Složení flóry se náhle změnilo z karbonských poměrně vlhkomilných společenstev do mesofilních, méně závislých na půdní vlhkosti, typických pro sušší podnebí permského útvaru. Nejspodnější autunský obzor vrchlabského souvrství je rudnický obzor. Plavuňovité rostliny jsou zde extrémně vzácné (pouze neurčitelné zbytky). Přesličkovité rostliny (kalamity) a kapradinovité rostliny (pekopteridy) jsou vzácné. Některé druhy pteridosperm jsou hojné (např. „kallipteridy“), druhy jiných skupin pteridosperm (např. medullosních) jsou vzácné. Velká převaha mesofilních až xerofilních jehličnatých rostlin (různé druhy rodů Walchia, Culmitzschia, Ernestiodendron atd.) je typická pro perm, stejně jako druhová pestrost „kallipterid“ (např. Autunia conferta). Kordaity a Dicranophyllum longifolium jsou přítomny. Složení flóry nadložního hájského obzoru je podobné složení flóry rudnického obzoru. Avšak, flóra hájského obzoru je druhově chudší než flóra rudnického obzoru a je rozlišena na mesofilní flóru, která byla sbírána na lokalitách vzdálených od uhelných slojí, a na vlhkomilnou flóru, která se vyskytuje hlavně v těsném nadloží uhelných slojí. Jehličnaté rostliny (Walchia) a kordaity převládají mezi mesofilní flórou na lokalitách bez výskytu uhelných slojí. Kapraďosemenné rostliny (např. Neurodontopteris) jsou zde také přítomny. Kapradinovité rostliny (pekopteridy) a pteridospermy (Neurodontopteris) byly sbírány v aleuropelitech ze stropů uhelných slojí. Lakustrinní podmínky, podobné jako v rudnickém obzoru, panovaly v období sedimentace nejmladšího kalenského obzoru prosečenského souvrství (autun). Toto jezero je poslední, které uchovává ve svých sedimentech floristický záznam z permokarbonského období z území podkrkonošské pánve. Floristická společenstva některých lokalit (např. Horní Kalná) jsou velmi hojná, kdežto společenstva z jiných lokalit (např. Veselá, Dolní Kalná) jsou tvořena pouze jedním druhem (Autunia conferta) nebo velmi málo druhy s dominancí Autunia conferta. Floristické společenstvo lokality Horní Kalná se skládá z přesličkovitých rostlin (např. kalamitů), kapradinovitých rostlin (např. pekopteridů) a medullosních pteridosperm (Odontopteris, Mixoneura, Neurodontopteris), které jsou poměrně vzácné v kalenském obzoru. Avšak, zástupci řádu Peltaspermales jsou zastoupeni druhem Autunia conferta, který je velmi hojný. Také jehličnaté rostliny (rody Walchia, Culmitzschia) jsou hojné. Kordaity jsou rovněž přítomny. Malé rozrůznění „kallipterid“ s dominancí Autunia conferta dokazuje pozdně autunské stáří kalenského obzoru. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

164


Svrchnostephanská flóra Semilského souvrství je charakterizovaná většinou vlhkomilnou až mesofilní květenou. Přesličkovité a kapradinovité rostliny zde převládají, plavuňovité rostliny jsou místy hojné. Pteridospermy a kordaity jsou také přítomny. Mesofilní jehličnaté rostliny se vyskytují pouze v ploužnickém obzoru s větší hojností. Floristická změna mezi stephanskými a autunskými obzory v podkrkonošské pánvi byla doložena. Přesličkovité a kapradinovité rostliny se staly vzácnými v autunských obzorech (např. v rudnickém obzoru), kdežto jehličnaté rostliny byly nejdůležitější skupinou autunského období. Plavuňovité rostliny byly extrémně vzácné a kapraďosemenné rostliny a kordaity byly přítomny. Pteridospermní skupina „kalipteridy“ byla druhově hojná. Přechodná flóra mezi stephanem a autunem chybí na území podkrkonošské pánve. Tato flóra obsahující oba - stephanské (Mixoneura osmundaeformis) a autunské (Autunia conferta) prvky byla nalezena ve vnitrosudetské pánvi a boskovické brázdě. Nepřítomnost této flóry v podkrkonošské pánvi může být vysvětlena hiátem mezi semilským a vrchlabským souvrstvím. Nejmladší fosiliferní kalenský obzor obsahuje flóru s dominancí druhu Autunia conferta, kdežto další druhy skupiny „Callipterides“ chybějí . Tato floristická společenstva jsou charakteristická pro pozdní autun.

6.2.3. Palynologie Použitím vhodné macerační metodiky se podařilo při palynologických analýzách fosiliferních obzorů permských sedimentů podkrkonošské pánve zjistit kvantitativně i kvalitativně bohatá společenstva miospor. Ve starších pracích bylo z rudnického obzoru určeno 26 rodů (11 s ?) a 17 druhů, vyhodnocením nových analýz byly miosporové seznamy tohoto obzoru doplněny na 56 rodů a 72 druhů. Hájský a kalenský obzor byly palynologicky zkoumány poprvé. V hájském obzoru bylo určeno 36 miosporových rodů a 49 druhů a v kalenském obzoru 41 rodů a 50 druhů. Závěrem tohoto výčtu je možno konstatovat že z permu podkrkonošské pánve bylo dosud určeno 60 rodů a 102 druhů miospor. Řada rodů a druhů přechází ze stefanu do autunu (tzv. stefansko- autunské prvky). Některé rody a řada druhů především ze skupiny Pollenitest byly konstatovány v permu Českého masívu poprvé. Ukázalo se že stratigraficky významné miospory Cyclogranisporites jelenicensis, Verrucosisporites sinensis, Gillespieisporites discoideus, Kosankeisporites elegans, Cadiospora magna a Endosporites formosus které jsou vůdčími fosiliemi pro stefan Českého masívu se vyskytují i během autunu. První výskyt v autunu Českého masívu Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

165


můžeme konstatovat např. u druhu Knoxisporites glomus, u rodů Densoisporites (D.angusticingulatus) Hamiaipollenites, Gardenaisporites (G. heiselii, G. leonardi), Schauringipollenites, Striatopodocarpites Costaepollenites (C. elipsoides). Palynologický výzkum byl zaměřen nejen na taxonomické vyhodnocení miosporových společenstev, ale i na sledování celých palynofacií a jejich tafonomických charakteristik. K jednotlivým palynologicky zkoumaným litofaciím: BS, MO, LA, ML, MC, CL, SF a SG byly definovány odpovídající prozatím “pracovní palynofacie” BSP, MOP, LAP, MLP, MCP, CLP, SFP a SGP a bylo zkoumáno zdali existují nějaké vztahy mezi litofacií a zjištěným miosporovým společenstvem. K miosporovým rodům zjištěným z permských obzorů podkrkonošské pánve byly na základě literatury o sporách „in situ“ a v konfrontaci s nalezenou makroflorou z těchto obzorů, přičleněny předpokládané skupiny mateřských rostlin, což umožnilo paleoekologické interpretace a hrubou představu o biotopech existujících v době sedimentace zkoumaných fosiliferních obzorů. Výsledky palynologického vyhodnocení vzorků z rudnického a hájského obzoru jsou dokladem , že v době jejich sedimentace současně existovaly flory stefanského a autunského charakteru a vytvářely složitý ekosystém. Stefanská flora přetrvávala na vlhkých stanovištích v příbřežních oblastech sedimentačního prostoru. Získaná miosporová společenstva poskytují značně zašifrované doklady o tomto rostlinném ekosystému. Současná existence flory stefanského a permského charakteru byla zjištěna v superponovaných vrstvách. Při pečlivém posuzování celých palynofacií a sledování zachování jednotlivých miosporových taxonů je možné usuzovat na způsob transportu miospor do místa sedimentace. Jak dokládají analýzy vzorků z hájského obzoru, v některých případech pak můžeme uvnitř jedné palynofacie rozlišit společenstva pocházející i z několika různých biotopů. Koexistenci „stefanské“ a autunské flory můžeme tedy zjistit nejen v superponovaných vrstvách horninového sledu, ale v některých případech i v jednom jediném vzorku. Tento fakt je v literatuře opomíjen. Ve dvou polohách hájského obzoru /společenstvo C a E/ palynofacie dokládají jisté meteorologické eventy, které měly za následek přerušení biologického cyklu rostlin před ukončením jejich reprodukční fáze. Dá se předpokládat, že meterologické eventy měly celopánevní charakter a v rámci pánve můžou být důležitým korelačním prvkem. Ze stratigrafického hlediska jsou miosporová společenstva rudnického obzoru generelně dokladem pro zónu Vittatina costabilis Clayton et al. (1977) nebo zónu č. 3 Broutin et al. (1992). Tyto zóny odpovídají spodnímu autunu. Uvnitř sekvencí rudnického Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

166


obzoru jsou však v superponovaných vrstvách mezi spodnoautunskými miosporovými společenstvy uzavřena i společenstva, která nemají jasně autunský charakter „ochuzená autunská společenstva“ a nebo společenstva „stefanského charakteru“, která neobsahují prokazatelné autunské prvky (vrt Ča-2, hl. 65,6m). Společenstva „stefanského“ charakteru reprezentují vlhkomilnou floru, která během autunu přetrvávala při okrajích jezerních oblastí. Ke stejným zónám [Vittatina costabilis Clayton et al. (1977), zóna č. 3 Broutin et al. (1992)] lze přiřadit též miosporová společenstva hájského obzoru, ve kterých obdobně jako v rudnickém obzoru můžeme najít ochuzená autunská miosporová společenstva , společenstva “stefanského charakteru” , ale i společenstva obsahující značně vysoký podíl rodu Vittatina a působící tak značně mladším dojmem. Přítomnost rodu Lycospora však znemožňuje jejich zařazení do stratigraficky mladší zóny DS (Disaccites striatii), která odpovídá svrchnímu autunu. Druhová diverzita druhu Vittatina a přítomnost některých bisakátních pylů (Hamiapollenites, Striatopodocarpites) upozorňují, že se jedná o svrchní část spodního autunu a ukazují, že je hájský obzor mladší než rudnický. Miosporová společenstva kalenského obzoru lze s jistými výhradami zařadit do svrchnoautunské zóny DS [Disaccites striatiti]. Pro tuto zónu svědčí vysoký obsah bisakátních pylů rodu Vesicaspora. Přítomnost dalších bisakátních nestriátních a striátních pylů a až 13% přítomnost rodu Vittatina a nepřítomnost rodu Lycospora. Do definice této zóny však nezapadá v kalenském obzoru zjištěný vysoký podíl trilétních spor.

6.2.4. Zoopaleontologie Změny klimatu v průběhu sledovaného časového intervalu nelze na základě nálezů jezerní fauny přesvědčivě interpretovat. V blízkosti jezer byly v době sedimentace ploužnického, rudnického, kalenského a veselského obzoru vhodné podmínky pro život a rozmnožování obojživelníků (v případě rudnického obzoru nesporně i plazů). Suchozemští obratlovci jsou doloženi jak kosterními nálezy, tak stopami. Na postupně se zvyšující ariditu suchozemského prostředí může ukazovat fosilní záznam hmyzu, zejména ze skupiny Blattodea, která žila obdobným způsobem jako recentní švábi, tj. jako dekompozitoři organického materiálu. Diverzita a hojnost výskytu této skupiny je nejvyšší v podmínkách teplého humidního klimatu. Nejhojnější nálezy hmyzu známe v podkrkonošské pánvi z obzoru ploužnického. Z Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

167


rudnického obzoru jsou naproti tomu doposud známy pouze dva fragmenty křídel a z obzorů kalenského a veselského nebyly dokonce popsány nálezy vůbec. Z hlediska diverzity jezerních společenstev lze sledovat určité druhové ochuzení fauny kalenského (a zejména pak veselského) obzoru vzhledem k obzoru rudnickému. Lze se domnívat, že dochází k jisté a z hlediska jezerních společenstev nepříznivé změně v kvalitě vody. V kalenském obzoru je patrný poněkud redukovaný počet druhů paprskoploutvých ryb. V obzoru veselském pak zcela chybí zástupci žraloků. Fosilní záznam v mladších jednotkách podkrkonošské pánve je již omezen pouze na stopy bezobratlých. Analogickou situaci lze sledovat ve vnitrosudetské pánvi, kde po značně diverzifikovaném sladkovodním společenstvu ruprechtického obzoru dochází v otovickém obzoru k silné druhové redukci ichtyofauny, včetně úplného vymizení žraloků. V mladších jezerních sedimentech martínkovických vrstev pak již byli nalezeny pouze někteří bezobratlí. Avšak ani pobřeží těchto jezer nebylo pusté, neboť jsou zde doloženy stopy terestrických obratlovců a bezobratlých. Na faunistických společenstvech sledovaných obzorů lze sledovat jasné důkazy velkých událostí, patrně globálního charakteru. Tyto události se odráží v charakteristikách jednotlivých biozón, stanovených pro permokarbonské limnické pánve Čech a Moravy (tab. 6.2.1 a 6.2.3, ZAJÍC v tisku). Přechod mezi subzónami Watsonichthys a Sphaerolepis lze v rámci biozóny Sphaerolepis-Watsonichthys považovat za plynulý, rázu evolučně-ekologického (hranice mezi subzónami byla stanovena konvencí). Naproti tomu přechod mezi biozónami SphaerolepisWatsonichthys (ploužnický obzor) a Acanthodes gracilis (rudnický obzor) má charakter úplné výměny druhů vodních obratlovců a v případě paprskoploutvých ryb dokonce nastupují zcela jiné rody. O řád nižší, ale přesto významná je i změna společenstev mezi biozónami Acanthodes gracilis (rudnický obzor) a Xenacanthus decheni (kalenský obzor). V kalenském obzoru nastupuje jiný druh žraloka, zcela chybí akantodi a rovněž nastává částečná obměna druhů paprskoploutvých ryb. Lze jen litovat nepřítomnosti fauny v hájském obzoru, která je pravděpodobně způsobena zvýšenou přítomností huminových kyselin, které velmi rychle rozkládají většinu živočišných tkání (včetně tak odolných, jako je dentin).


168

Útvar Trias

Stáří Oddělení Stupeň Scyth Griesbachian Changxingian Longtanian Zechstein Capitanian Wordian Ufimian

Biozóny Zóna

Litostratigrafie Subzóna

Souvrství Bohdašínské

Vrstvy

Bohuslavické

Kungurian

Trutnovské

Perm Artinskian Rotliegendes

Suchovršické Havlovické Vlčické Hornoměstské a náchodské slepence

Chotěvické Sakmarian

Xenacanthus decheni

Prosečenské

Asselian

Acanthodes gracilis

Vrchlabské

Svrchní Spodní Svrchní = Čistecké slepence

Gžel Karbon Kasimov Moskov

Obzor

Noginskian Klasminskian Dorogomilovskian Chamovnichian Krevyakinskian Myachkovskian

Sphaerolepis

Semilské

SphaerolepisWatsonichthys

Spodní = Staropacké pískovce Svrchní Střední Spodní Svrchní

Watsonichthys Syřenovské Kumburské

Spodní Štikovské arkózy Brusnické

* Kalenský = Veselský * Arkózový * Hornobranský * Kozinecký * Hájský * Rudnický * Ploužnický = Štěpanicko-čikvásecký

* Černých jílovců * Syřenovské souslojí

Tab. 6.2.1. Litostratigrafická tabulka podkrkonošské pánve s vyznačením lokálních biozón Českého masívu a mezinárodních chronostratigrafických jednotek (upraveno podle ZAJÍCE v tisku). Studované fosiliferní obzory jsou označeny rastrem. Názvy stupňů jsou ponechány v mezinárodní podobě.

Útvar

Oddělení

Stupeň Changxingian Longtanian Capitanian

Zechstein Perm Rotliegendes

Alternativní jednotky Ochoan Tatar Kazaň

Wordian Ufimian Kungurian Artinskian Sakmarian

Thuring

Leonardian Saxon Autun

Gžel

Kasimov

Asselian Noginskian Klasminskian Dorogomilovskian Chamovnichian Krevyakinskian Myachkovskian Podolskian

Moskov

Guadalupian

Wolfcampian

C B

Stephan

A Cantabr D C

Kashirskian

Westphal B

Karbon Baškir

Serpuchov

Visé

Tournai

Vereiskian Melekesskian Cheremshanskian Yeadonian Marsdenian Kinderscoutian Alportian Chokierian Arnsbergian Pendleian Brigantian Asbian Holkerian Arundian Chadian Ivorian Hastarian

A C B Namur A

Tab. 6.2.2. Chronostratigrafické členění karbonu a permu a schematická korelace jednotlivých jednotek (upraveno podle ZAJÍCE v tisku). Názvy stupňů a severoamerických jednotek jsou ponechány v mezinárodní podobě.

Útvar

Stáří Stupeň

Vodní obratlovci ZAJÍC (v tisku)

Obojživelníci WERNEBURG (1989)

Žraloci SCHNEIDER & ZAJÍC (1994)

Kungurian

Artinskian

Sakmarian P E R M

Xenacanthus decheni

Letoverpeton austriacum Letoverpeton thuringiacumMelanerpeton gracile Melanerpeton eisfeldi

Pl - Zone b a Ogo - Zone b Ugo - Zone

Asselian

Acanthodes gracilis

Stopy tetrapodů Konchostraky BOY & FICHTER MARTENS (1984) (1988) ↑ Harpagichnus Pseudestheria sp. E Pseudestheria wilhelmstthalensis Anhomoiichnium Pseudestheria graciliformis Lioestheria monticula Varanopus microdactylus Lioestheria pseudotenella

Melanerpeton sembachenseApateon dracyiensis

Saurichnites incurvatus

Om - Zone

Pseudestheria angulataLioestheria lallyensis

a Um - Zone b Noginskian

K A R B O N

Klasminskian Dorogomilovskian Chamovnichian Krevyakinskian

Ug - Zone SphaerolepisWatsonichthys

Sphaerolepis

Branchiosaurus fayoli a

Watsonichthys Fauna lacking interval Branchiosaurus salamandroides

Myachkovskian Podolskian

Pyritocephalus-Sceletophorus

Pseudestheria glasbachensis

Protritonichnites lacertoides ↓

Hmyz SCHNEIDER (1982)

Sysciophlebia sp. B Sysciophlebia alligans Sysciophlebia balteata Sysciophlebia hercynica/ilfeldensis

Pseudestheria breitenbachensisPseudestheria palaeoniscora Pseudestheria sp. M Sysciophlebia euglyptica Sysciophlebia praepilata Sysciophlebia rubida Sysciophlebia grata Sysciophlebia sp. A Kinklidoblatta zavjalovensis Kinklidoblatta morini Kinklidoblatta lesquereuxi

Kashirskian Vereiskian

Tab. 6.2.3. Návrh korelace některých biozón střední a západní Evropy v intervalu moskov - kungur (upraveno podle ZAJÍCE v tisku). Názvy stupňů jsou ponechány v mezinárodní podobě.

7.

ZÁVĚRY Ze sedimentárního záznamu vyplývá, že podkrkonošská pánev měla v období stephan C -

spodní autun asymetrickou stavbu typu half-graben se strmým, pravděpodobně poklesovým zlomem omezeným severním okrajem a s rychlejší subsidencí v severní části pánve, a s jižním okrajem s pomalejší subsidencí a nízkým gradientem. Studované fosiliferní obzory odpovídají rozsáhlé jezerní sedimentaci, která často pokrývala větší část pánve (až první stovky km2). Přítomnost těchto jezerních sedimentů (včetně anoxických předbřežních facií) v monotónní sekvenci red beds nevyžadovala nutně celkově výrazně humidnější klima (jak jsou obdobné uloženiny tradičně interpretovány), ale může být interpretována jako např. tektonicky řízené zvýšení rychlosti subsidence, které umožnilo vytvoření dostatečně rozsáhlého jezerního akomodačního prostoru i během relativně stabilního semi-aridního (semi-humidního) klimatického období. V průběhu vývoje jezerních systémů se často střídala období vysoké hladiny s obdobími nízké hladiny. Hydrologicky uzavřený režim jezer přinejmenším v období nízké hladiny dokládají mimo jiné i výsledky studia obsahu boru a stabilních izotopů karbonátů, které ukazují na výrazné nárůsty salinity během jezerních regresí a na značné kolísání izotopického složení jezerní vody i během monotónních sekvencí „hlubokovodních“ předbřežních sedimentů. Tyto krátkodobější oscilace sedimentárního a geochemického záznamu jezerních uloženin (v řádu tisíců, možná prvních desítek tisíc let) jsou interpretovány jako reakce jezerních systémů na oscilace klimatické. Petrologické a geochemické studium organické hmoty rudnického obzoru dokládá značné rozdíly v podílu autochtonní a alochtonní složky mezi litologicky obdobnými polohami, což ukazuje na složitý jezerní metabolismus. Nárůst obsahu organické hmoty většinou koresponduje s nárůstem podílu autochtonní organické složky a odráží tak zvyšování bioproduktivity jezera. Klasické interpretace stratigrafického záznamu nejvyššího karbonu a spodního permu vycházejí z globálního trendu oteplování a aridizace klimatu v euroamerickém regionu během přechodu od rozsáhlého kontinentálního zalednění ve svrch. karbonu k době bezledové ve svrch. permu. Tento trend v řádu milionů (až prvních desítek milionů) let se projevil záměnou vlhkomilných bažinotvorných rostlinných společenstev sv. karbonu za společenstva převážně suchomilných rostlin obývající dostatečně odvodňované oblasti. Při bližším pohledu na hranici karbon/perm

v jezerních sedimentech podkrkonošské pánve lze odhalit nesoulad Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

169

s tímto zjednodušeným klasickým pojetím, který se projevuje

výskytem bažinotvorných

„stephanských“ společenstev v nejnižším permu v nadloží typicky autunských společenstev nebo přítomností evaporitů v ploužnickém obzoru (stefan C) dokládajících přítomnost aridních period již v nejsvrchnějším karbonu. Stejně tak výskyty rozsáhlé (prostorově a někdy i časově) předbřežní anoxické a suboxické jezerní sedimentace kalenského a rudnického obzoru nelze interpretovat pouze jako důsledek humidnější odchylky od podmínek dlouhodobě aridního klimatu ve spodním permu. Z toho vyplývá, že případná klimatická změna na rozhraní karbon/perm měla komplikovaný charakter a docházelo při ní ke spolupůsobení klimatických oscilací několika nižších řádů. Výskyty „stephanské“ flóry v hájském obzoru (autun) a bažinných floristických prvků v rudnickém obzoru (autun) ukazují, že je třeba na vývoj terestrických ekosystémů nahlížet v kontextu sedimentačního prostředí; bažinná společenstva se vyvíjela v příhodných lokálních biotopech (např. v oblastech s vysokou hladinou podzemní vody) a jejich přítomnost nemusela nutně souviset pouze s humidním klimatickým výkyvem. Změny společenstev tak mohly být podmíněny např. i tektonicky řízenými změnami geomorfologie a s nimi souvisejícími změnami v charakteru odvodnění.


170

8.

LITERATURA

Anadón P.-Utrilla R. (1993): Sedimentology and isotope geochemistry of lacustrine carbonates of the Oligocene Campins Basin, north-east Spain. Sedimentology, 40, 699-720. Arthur M.A., Anderson T.F., Kaplan I.R., Veizer J. and Land L.S. (1983): Stable isotopes in sedimentary geology. - SEPM Short Course No.10, Dallas. Astin, T.R. (1990): The Devonian lacustrine sediments of Orkney, Scotland; implications for climate cyclicity, basin structure and maturation history. - J.Geol. Soc. London, 147, 141-151. London. Barron E.J. a Fawcett P.J. (1995): The Climate of Pangea: A Review of Climate Model Simulations of the Permian. -In: P.A.Scholle, T.M.Peryt a D.S. Ulmer-Scholle (eds.): The Permian of Northern Pangea. Vol.1, pp 37-52. Barthel, M. - Rößler, R. (1994): Calamiten im Oberrotliegend des Thüringer Waldes. - Was ist „Walchia Imbricata“?. - Veröff. Naturhist. Mus. Schleusingen, 9, 69-80. Schleusingen. Barthel, M. (1976): Die Rotliegendflora Sachsens. - Abh. Staatl. Mus. Mineral. Geol., 24, 1-190. Dresden. BEHRENSMEYER A. K. & HOOK R. W. (1992): Paleoenvironmental Contexts and Taphonomic Modes. - In A. K. BEHRENSMEYER et al. (eds.): Terrestrial Ecosystems through Time, 15-136. Univ. Chicago Press. Chicago, London. Blair T.C. (1987): Tectonic and hydrologic control on cyclic alluvial fan, fluvial and lacustrine rift-basin sedimentation, Jurassic-Lowermost Cretaceous Todos Santos Formation, Chiapas, Mexico.- Jour. Sed. Petrol., 57,845-862. Bouma A.H. (1962) : Sedimentology of Some Flysch Deposits: A Graphic Approach to Facies Interpretation. Elsevier, Amsterdam. Bouroz, A. - Doubinger, J. (1977): Report on Stephanian-Autunian boundary and the contents of upper Stephanian and Autunian in their stratopypes, 147-173. - in: Holub, V. M. - Wagner, R. H. (edit.) Symposium on Carboniferous Stratigraphy, Ústř. Úst. Geol. Praha. BOY J. A. & HARTKOPF C. (1983): Paläontologie des saarpfälzischen Rotliegenden. - Paläontologische Gesselschafi, 53. Jahresversammlung in Mainz, Exkursion C, 1-85. Mainz. BOY J. A. (1987): Die Tetrapoden-Lokalitäten des saarpfälzischen Rotliegenden (?Ober-Karbon - Unter-Perm; SW-Deutschland) und die Biostratigraphie der Rotliegend-Tetrapoden. - Mainz. Geowiss. Mitt., 16, 3165. Mainz. BOY J. A. (1994): Seen der Rotliegend-Zeit - ein lebensraum vor Rund 300 Millionen Jahren in der Pfalz. - In W. KOENIGSWALD & W. MEYER (eds.): Erdgeschichte im Rheinland, 107-116. Dr. F. Pfeil Verlag. München. BRAND L. R. (1996): Variations in salamander trackways resulting from substrate differences. - J. Paleont., 70, 6, 1004-1010. Tulsa. Broutin, J. et al. (1986): Conséquences de la coexistence de flores caractéres Stephaniens et autuniens dans les bassins limniques d Europe occidentale.- Mém. Soc. géol. France, N.S., 149, 15-25. Paris. Broutin, J. et al. (1990): Le renouvellement des flores au passage Carbonifére-Permien: approches stratigraphique, biologique, sedimentologique. - C.R. Acad. Sci. Paris, 311, Sér.II, 1563-1569. Paris. Buatois L.A. a Mángano M.G. (1995) : Sedimentary dynamics and evolutionary history of a Late Carboniferous Gondwanic lake in north-western Argentina. Sedimentology, 42, 415-436. Buchard B. - Fritz P. (1980): Enviromental Isotopes as enviromental and climatological indicators. In: Fritz P. Fontes, J.C. eds. : Handbook of Enviromental Isotope Geochemistry, 473-505. Elsevier, Amsterdam. Clayton G. et al. (1977) : Selected spore of the Carboniferous Crowley T.J., Hyde W.T. a Short D.A. (1989): Seasonal cycle variations on the supercontinent of Pangea: implications for Early Permian vertebrate extinctions. -Geology, 17, pp 457-460. Daněk, J. J. (1902): Studie o permském útvaru v Čechách. I. II. III. Krajina českobrodská, vlašimská a okolí Lomnice nad Popelkou. - Arch. přírodověd . Prozk. Čech, 9, 6, 1-47. Praha. De Raaf J.F.M.-Boersma J.R.-Van Gelder A. (1977): Wave-generated structures and sequences from a shallow marine succession, Lower Carboniferous, County Corh, Ireland.-Sedimentology, 24, 451-483. Dean W.E. (1981) : Carbonate minerals and organic matter in sediments of modern north temperate hardwater lakes. In: Recent and Ancient Non-marine Environments: Models for Exploration (Ed. by F.G. Ethridge a R.M. Flores), 213-231, Spec. Publ. SEPM, 31, Tulsa. Dean W.E. and Fouch T.D. (1983): Lacustrine Environment. In: Scholle P.A., Bebout D.G. and Moore C.H. (eds.): Carbonate Depositional Environments. AAPG Memoir, Tulsa, Oklahoma. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

171

Deines P.D., Langmuir, Harmon R.S. (1974): Stable carbon isotope ratios and the existence of gas phase in the evolution of carbonate ground water. Geochim. Cosmochim. Acta, 38, 1147-1164. Desborough G.A. (1978): A biogenic-chemical stratified lake model for the origin of oil shale of the Green River Formation: An alternative to the playa-lake model.- Geol. Soc. Am. Bull., 89, 961-971. Di Michele, W. A. (1992): in: Behrensmeyer, A. K., Damuth, J. D., DiMichele, W. A., Potts, R., Sues, H-D. Wing, S. L. (1992): Terrestrial Ecosystems through Time. Evolutionary Paleoecology of Terrestrial Plants and Animals. - The University of Chicago Press, 568 str. Chicago a London. Dickson, J.A.D. (1966): Carbonate identification and genesis as revealed by staining. Journal of Sedimentary Petrology, vol. 36, 2, 491-505. DIMICHELE W. A. & HOOK R. W. (1992): Paleozoic Terrestrial Ecosystems. - In A. K. BEHRENSMEYER et al. (eds.): Terrestrial Ecosystems through Time, 205-325. Univ. Chicago Press. Chicago, London. Dott, R. H. Jr. - Bourgeois J. (1982) : Hummocky stratification : Significance of its variable bedding sequences. Geol. Soc. Amer. Bulletin, v. 93, p. 663 -680. Drábková et al. (1990) viz Šimůnek et al. (1990) Drábková, J. (1993): Palynology of the Háje Horizon of the Krkonoše Piedmont Basin (in Czech). - MS Geofond, 64 p. Praha. Epstein, S., Graf, D. L. a Degens, E.T. (1964): Oxygen isotope studies on the origin of dolomites. -In H.Craig ed.: Isotopic and Cosmic Chemistry, 169-180,Amsterdam. Espitalie, J., J.L. Laporte, M. Madec, P. Leplat, J. Paulet, J., and A.Boutefeu, 1977, Methode rapide de charactérisation des roches méres de leur potential pétrolier et de leur degré d'évolution: Rev. Inst. Fr. Pétr., v.32, p. 23-42. Espitalie, J., K. Sengo Makadi, and J. Trichet, 1984, Role of mineral matrix during kerogen pyrolysis: Organic Geochem., v. 6, p. 365-382. Eugster H.P.-Kelts K. (1983): Lacustrine chemical sediments. In: Goudie A.S. and Pye K. (eds.): Chemical sediments and geomorphology. - Academic Press, London, 321-368 p. Fairbridge R. W. (1962): World Sea-Level and Climatic Changes. Quarternaria, VI, pp111-134, Roma. Faure G. (1986): Principles of isotope geology, IInd ed., chapters 24-28. John Wiley and sons, New York. Frakes L.A., Francis J.E. a Syktus J.I. (1992): Climate modes of the Phanerozoic. Cambridge, UK, Cambridge University Press, 274 p. FRIČ A. (1912): Studie v oboru českého útvaru permského. - Arch. přírodověd. Výzk. Čech., 15, 2, 1-48. Praha FRITSCH A. (1879-1901): Fauna der Gaskohle und der Kalksteine der Permformation Böhmens. - F. Řivnáč, 1492. Prag. FRITSCH A. (1907): Miscellanea palaeontologica, I, Palaeozoica. - F. Řivnáč. Prag. Gloppen T.G. a Steel R.J. (1981) : The deposits, internal structure and geometry in six alluvial fan delta bodies (Devonian - Norway) - a study in the significance of bedding sequence in conglomerates. In: Gore, P.J.W. (1989): Toward a model for open- and closed-basin deposition in ancient lacustrine sequences: the Newark Supergroup (Triassic-Jurassic), Eastern North America. - Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 70, 29-51. Amsterdam. Greenwood B.-Sherman D. (1986): Hummocky cross stratification in the surf zone: flow parameters and bedding genesis.- Sedimentology, 33, 33-45. Grim K.A.-Lange C.B.-Gill A.S. (1996): Biological forcing of hemipelagic sedimentary laminae: Evidence from ODP SIT 393 Santa Barbara Basin, California.- Jour. Sed. Res., 66, 3, 613-624. HAUBOLD H. (1971): Ichnia Amphibiorum et Reptiliorum fossilium. - Handbuch der Paläoherpetologie, 18, 1124. Stuttgart, Portland. HAVLENA V. & ŠPINAR Z. (1952): Stratigraficko-paleontologický výzkum Podkrkonoší. - Věst. Ústř. Úst. geol., 27, 125-128. Praha. HAVLENA V. & ŠPINAR Z. (1953): Stratigraficko-paleontologický výzkum okolí Horní Kalné v Podkrkonoší. - Zpr. geol. Výzk. v Roce 1952, 20-21. Praha. HAVLENA V. & ŠPINAR Z. (1955): Stratigraficko.paleontologické výzkumy v okolí Vrchlabí v Podkrkonoší. Zpr. geol. Výzk. v Roce 1954, 43-44. Praha. HAVLENA V. & ŠPINAR Z. (1956): Stratigraficko.paleontologické výzkumy v okolí Semil, Vrchlabí, Trutnova a Broumova. - Zpr. geol. Výzk. v Roce 1955, 60-61. Praha. HAVLENA V. (1957a): Stratigraficko-paleontologick výzkumy v okolí Semil a Košťálova. - Zpr. geol. Výzk. v Roce 1956, 60-61. Praha. HAVLENA V. (1957b): Petrografie uhlí podkrkonošského permokarbonu a poznámky k jeho geologii. - Sbor. Ústř. Úst. geol., 24, 157-188. Praha. Havlena V. (1958) - Studie o geologii a stratigrafii permokarbonského synklinoria v Podkrkonoší (Eine Studie über die geologischen und stratigraphischen Verhaltnise des permokarbonischen Synklinoriums am südlichen Fusse des Riesengebirges). Rozpr. Čs. Akad. Věd, Ř. mat. přír. Věd, 68, 1-61. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

172

HAVLENA V. (1959): Stratigraficko-paleontologick výzkumy v podkrkonošském permokarbonu. - Zpr. geol. Výzk. v Roce 1957, 65-66. Praha. Havlena, V. - Špinar, Z. (1952): Stratigraficko-paleontologický výzkum Podkrkonoší. - Věst. Ústř. Úst. geol., 27, 3-4, 125-128. Praha. Havlena, V. (1957): Rozčlenění uhelných slojí a tak zvaných hořlavých břidlic v severní části permokarbonského synklinoria v podkrkonoší. - Čas. min. geol., 2, 3, 240-253. Praha. HERTACH W. (1907): Heimatkunde des Hohenelber Bezirkes, Erdgeschichte 4, Lief. Hohenelbe. (non vidi). HEYLER D. (1969): Vertébrés de lÀutunien de France. - Cah. Paléont., 1-259. Paris. Hladíková J., Buzek F. (1992): Vývoj univerzální separační aparatury pro stanovení 13C. Zpráva ČGÚ Praha. Hoefs J. (1997): Stable isotope geochemistry. 4. vydání. Springer-Verlag, Berlin. Hoefs, J. (1987) : Stable Isotope Geochemistry.- 3rd ed., Springer-Verlag, Berlin. HOLUB V. & KOZUR H. (1981a): Revision einiger Conchostracen-Faunen des Rotliegenden und biostratigraphische Auswertung der Conchostracen des Rotliegenden. - Geol. paläont. Mitt. Innsbruck, 11, 2, 39-94. Innsbruck. HOLUB V. & KOZUR H. (1981b): Arthropodenfährten aus dem Rotliegenden der ČSSR. - Geol. paläont. Mitt. Innsbruck, 11, 3, 95-148. Innsbruck. HOLUB V. & KOZUR H. (1981c): Revision einiger Tetrapodenfährten des obersten Karbon und Perm. - Geol. paläont. Mitt. Innsbruck, 11, 4, 149-193. Innsbruck. HOLUB V. (1966): Zpráva o geologickém mapování permu východního Podkrkonoší na Trutnovsku. - Zpr. geol. Výzk. v Roce 1964., 118-121. Praha. Horton B.K.a Schmitt J.G. (1996) : Sedimentology of a lacustrine fan-delta systém, Miocene Horse Camp Formation, Nevada, USA. Sedimentology, 43, 133-155. Hsü K.J.-Kelts K. (1978): Late Neogene chemical sedimentation in the Black Sea. Spec. Publs int. Ass. Sediment., 2, 129-145. Janaway T.M. - Parnell J. (1989): Carbonate production within the Orcadian basin, nothern Scotland: a petrographic and geochemical study. Paleogeo., Paleoclima., Paleoecol., 70: 89-105. - Elsevier, Amsterdam. Johnson T.C. a Ngàngà P. (1990): Reflections on a rift lake. In: Lacustrine basin exploration - Case Studies and Modern Analogs (Ed. by B.J.Katz), pp.113-135, Mem. AAPG 50, Tulsa. Kaiserová M. (1968): Výzkum miospor ve vrtu Pé-1 (Prosečné). - MS Geofond. Praha. Kaiserová M. (1979): Palynologie permokarbonu. Vrt Kv-1 (Košťálov). - MS Geofond. Praha. KAMARÁD L. (1953): Revise českých Pseudestherií (Conchostraca). - Rozpr. čes. Akad. Věd, Ř. mat. přír., 61, 17, 1-27. Praha. KAMARÁD L. (1959): Zpráva o paleontologickém výzkumu v podkrkonošském permu. - Zpr. geol. Výzk. v Roce 1957., 94. Praha. Kelts K.- Hsü K.J. (1978): Freshwater carbonate sedimentation. In Lakes, Chemistry, Geology, Physics (A.Lerman, ed.),295-323, Springer Verlag, New York. Kerp, J. H. F. (1988): Aspects of Permian Palaeobotany and Palynology. X. The West- and Central European Species of the Genua Autunia Krasser emend. Kerp (Peltaspermaceae) and Form-genus Rhachiphyllum Kerp (Callipterid foliage). - Rev. of Palaeobot. Palynol., 54, 3-4, 249-360. Amsterdam Kerp, J. H. F. (1996): Post-Variscan late Palaeozoic Northern Hemisphhere gymnosperms: the onset to the Mesozoic. - Rev. of Palaeobot. Palynol., 90, 263-285. Amsterdam Knobloch E., l985 - Rostlinné nálezy z permokarbonu mezi Starou Pakou a Novou Vsí nad Popelkou (Neue Pflanzenfunde aus dem Permokarbon zwischen Stará Paka und Nová Ves nad Popelkou). Acta Mus. regionaehradec., Sér. A, 20, 43-49. Kozur, H. (1980): Die Korrelation des Rotliegenden und Zechsteins von Mittel- und Westeuropa mit der marinen Standardgliederung. - Geol. Paläont. Mitt. Insbruck., 9, 10, 353-371. Insbruck. Kozur, H. (1990): Biostratigrafic Zonations in the Rotliegendes and their Correlations. - Acta Mus. Reginaehradec. ser. A, 22 (1989), 15-30. Hradec Králové. Kozur, H. (1978): Bemekungen zum Vorkommen der Gattung Callipteris Brongn. im Karbon. - Verh. Geol. Bundesanst. Wien, 2, 11-22. Wien. Krs M. a Pruner P. (1995): Paleomagnetism and Paleogeography of the Variscan Formations of the Bohemian Massif, Comparison with other European Regions. -J. Czech Geol. Soc., 40/1-2, pp 3-46. Kříbek B. (1990): Uhlíkaté formace a jejich úloha při metalogenezi Českého masívu., DrSc these, Karlova Universita, Praha. Lambert A - Hsu K.J. (1979): Non-annual cycles of varve-like Sedimentation in Walensee, Switzerland. Sedimentology, 26, 453-461. Langiaux, J. - Broutin, J. - Debriette, P. (1992): Fossil floras of the Stephanian upper coal bearing formations of the Blanzy-Montceau Basin.- 4 th IOP Conference, Guide of the Post Congress Excursion, 5-15. Paris. Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

173

Lowe D.R. (1982) : Sediment Gravity flows: II. Depositional models with special reference to the deposits of high-density turbidity currents. J.Sedim. Petrol., 52, 279-297. Müller P. (1987): Pyrolýza Rock-Eval a stanovení Corg, Cmin v horninách podkrkonošského permokarbonu a cyprisového souvrství. MS ÚÚG, Brno. Malán O. (1989) : Organopetrologická charakteristika. In: Hošek et al. : Bituminózní břidlice podkrkonoší závěrečná zpráva. MS Geofond, Geoindustrie, Praha. MAŇOUROVÁ M. (1981): Nový nález branchiosaurů na lokalitě Horní Kalná u Vrchlabí. - Čas. Nár. Muz., Ř. přírodověd., 150, 3-4, 169-172. Praha. MARTENS T. (1984): Zur Taxonomie und Biostratigraphie der Conchostraca (Phyllopoda, Crustacea) des Rotliegenden (oberstes Karbon bis Perm) im Saar-Nahe- Gebiet (BRD). - Freiberg. Forsch.-H., R. C, 391, 35-57. Leipzig. Martínek K. (1995): Sedimentární facie a interpretace prostředí sedimentace svrchního prosečenského souvrství podkrkonošské pánve a geochemie sedimentů kalenského obzoru. Diplomová práce, PřFUK, Praha. MCALLISTER J. A. (1985): Reevalution of the formation of spiral coprolites. - Paleont. Contr., 114, 1-12. Lawrence. McCrea J.M. (1950): The isotopic composition of carbonate and paleotemperature scale. J.Chem. Physics, 18, 849 - 857. McKenzie J.A. - Hollander D.J (1993).: Oxygen-Isotope Record in Recent Carbonate Sediments from Lake Greifen, Switzerland (1750-1986): Aplication of Continental Isotopic Indicator for Evaluation of Changes in Climate and Atmospheric Circulation Patterns. in Swart P.K.- Lohmann, P.K. - McKenzie Savin, S. eds. (1993): Climate Changes in Continental isotopic Records. - Geophysical Monograph 78, 101-112. Meyers P.A. (1990) : Impacts of late Quarternary fluctuations in water level on the accumulation of sedimentary organic matter in Walker Lake, Nevada. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol., 78, pp229-240. Miall A.D. (1977) : A review of the braided-river depositional environment. Earth Sci. Rev., 19, 1-62. Miller,J. (1991): Microscopical techniques: I. Slices, slides, stains and peels. - in Tucker M. ed.: Techniques in Sedimentology. - Blackwell, Oxford. Mook W. G. (1976): Stable carbon and oxygen isotopes of natural waters in the Netherlands, IAEA-SM129/12, str. 163-190. MRÁZEK A. (1948): Mlži moravského spodního permu. - Věst. Král. Čes. Společ. Nauk, Tř. mat.-přírodověd., (1947), 11, 1-24. Praha. Muir M., Lock D. a Von der Borch C. (1980) : The Coorong model for penecontemporaneous dolomite formation in the Middle Proterozoic McArthur Group, Northern Territory, Australia. In: Concepts and models of dolomitization (Ed. by D.H. Zenger, J.B. Dunham and R.L. Ethington), SEPM Spec. Publ. No. 28. Muttoni G., Kemt D.V. a Channell J.E.T. (1996): Evolution of Pangea: paleomagnetic constraints from the Southern Alps, Italy. -Earth and Planetary Sci. Let., 140, pp 97-112. Němejc F., 1932 - Předběžná zpráva o paleobotanicko- stratigrafických studiích v podkrkonošském mladším paleozoiku (Preliminary report about the floristical and stratigraphical conditions of the Permocarboniferous below the Krkonoše (Riesengebirge) mountains. Věst. St. geol. Úst. Čs. Republ., 8, 29 - 35. Němejc, F. (1940): The Pecopterides of the coal districts of Bohemia (A preliminary study). - Sbor. Nár. Muz. (Praha), Ř. B, 2, 1, 1-28. Praha. Němejc, F. (1953): Úvod do floristické stratigrafie kamenouhelných oblastí v ČSR. - Nakl. Čes. Akad. Věd., 173 str. Praha. Oana S., Deevey E.S. (1960): Carbon-13 in lake waters and its possible bearing on paleoclimatology. Am. J. Sci. 258A, 253-272. Owen R.B., Crossley R., Johnson T.C., Tweddle D., Kornfield I., Davison S. and Eccles D.H. (1990): Major low levels of Lake Malawi and their implications for speciation rates in cichlid fishes: Proceedings of the Royal Society of London, Series B, Biological Sciences, v.240,no. 1299, p.519-553. Pachur, H.J.-Hoelzmann, P.(1991): Paleoclimatic Implications of Late Quaternary Lacustrine Sediments in Western Nubia, Sudan.- Quaternary Research, 36, 257-276. Parrish J.T. (1995): Geologic Evidence of Permian Climate. -In: P.A.Scholle, T.M.Peryt a D.S. Ulmer-Scholle (eds.): The Permian of Northern Pangea. Vol.1, pp 53-61. Pearson F.J.Jr. - Coplen,T.B. (1978): Stable Isotope Studies of Lakes. in: Lerman A.ed.: Lakes. - Springerverlag, New York, Heidelberg, Berlin. Platt N.H.-Wright V.P. (1991): Lacustrine carbonates: facies models, facies distributions and hydrocarbon aspects.- Spec. Publs Int. Ass. Sediment.,13, 57-74. Platt N.H.-Wright V.P. (1992): Palustrine carbonates and the Florida everglades: towards an exposure index for Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

174

the fresh-water environment.- Jour. Sed. Petrol., 62, 6, 1058-1071. Purkyně, C. (1929): Karbon a perm v západním Podkrkonoší. - Rozpr. Čes. Akad. Věd Umění, Tř. II, 38, 19, 134. Praha Reineck, H.E. - Singh, I.B. (1973): Depositional Sedimentary Environments. - Springer-Verlag, Berlin. Remy, W. - Remy, R. (1978): Callipteris conferta (Stbg) Brgt als Standort- und Klimabeleg für die Zeit des Autun. - Argumenta Palaeobot., 5, 133-147. Münster. Rieger Z. (1969): Fytopaleontologický výzkum stefanu a autunu Čech. - Zpr. Geol. Výzk. ÚÚG v r. 1967, 102103, Praha. RIEGER Z. (1971): Zhodnocení dosavadních fytopaleontologických sběrů z rudnického obzoru podkrkonošské pánve. - Ústřední ústav geologický, MS, 1-47. Praha. Rieger, Z. (1958a): Stručné výsledky paleobotanických studií v západní části podkrkonošského permokarbonu. Věst. Ústř. Úst. geol., 33, 212 - 213. Praha. Rieger, Z. (1958b): Výsledky paleobotanicko-stratigrafických výzkumů v západní části podkrkonošského permokarbonu. - Dipl. práce, MS, Přírodovědecká fak. UK, geol. knih. Praha, 55 str. Rieger, Z. (1968a) - Fytopaleontologicko-stratigrafický výzkum stefanu a autunu podkrkonošské pánve (Phytopaleontological- stratigraphical studies of the Stephanian and Autunian of the Krkonošepiedmont Basin). - Věst. Ústř. Úst. geol., 43, p. 449-457. Rieger, Z. (1968b): Fytopaleontologicko-stratigrafický výzkum stefanu a autunu podkrkonošské pánve, Disert. práce, MS, Přírodovědecká fak. UK, geol. knih. Praha, 80 str. Rieger, Z. (1971): Zhodnocení dosavadních fytopaleontologických sběrů z rudnického obzoru podkrkonošské pánve. - MS archiv ÚÚG. 47 str. Praha. Rollinson, H.R. (1993): Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. - Longman. Rosen, M.R. - Miser D.E. - Warren J.K. (1988): Sedimentology, mineralogy and isotopic analysis of Pellet Lake, Coorong region, South Australia. - Sedimentology 35, 105 - 122. Rouchy J. M., Servant M., Fournier M. a Causse Ch. (1996) : Extensive carbonate algal bioherms in upper Pleistocene saline lakes of the central Altiplano of Bolivia. Sedimentology, 43, 973-993. Scotese C.R. a Langford R.P. (1995): Pangea and the Paleogeography of the Permian. -In: P.A.Scholle, T.M.Peryt a D.S. Ulmer-Scholle (eds.): The Permian of Northern Pangea. Vol.1, pp 3-19. SHEAR W. A. & KUKALOVÁ-PECK J. (1990): The ecology of Paleozoic terrestrial arthropods: the fossil evidence. - Canad. J. Zool., 68, 1807-1834. Ottawa. SCHMIDT A. (1905): Die Zweischaler des niederschlesischen und böhmischen Rotliegenden. - Neu. Jb. Mineral. Geol. Paläont., 44-59. Stuttgart. SCHNEIDER J. (1982): Entwurf einer biostratigraphischen Zonengliederung mittels der Spiloblattinidae (Blattodea, Insecta) für das kontinentale euramerische Permokarbon. - Freiberg. Forsch.-H., R. C, 375, 27-47. Leipzig. SCHNEIDER J. (1983): Die Blattodea (Insecta) des Paläozoikums Teil 1: Systematik, Ökologie und Biostratigraphie. - Freiberg. Forsch.-H., R. C, 382, 106-145. Leipzig. SCHNEIDER J. W. & ZAJÍC J. (1994): Xenacanthiden (Pisces, Chondrichthyes) des mitteleuropäischen Oberkarbon und Perm - Revision der Originale zu GOLDFUSS 1847, BEYRICH 1848, KNER 1867 und FRITSCH 1879-1890. - Freiberg. Forsch.-H., R. C, 452, 101-151. Leipzig. Scholz C.A. and Rosendahl B.R. (1988): Low lake stands in Lakes Malawi and Tanganyika, East Africa, delineated with multifold seismic data. Science, v.240, p.1645-1648. Scholz C.A., Johnson T.C. a McGill (1993) : Deltaic sedimentation in a rift valley lake: new seismic reflection data from lake Malawi (Nyasa), East Africa. Geology, 21, 395-399. Schultz A.W. (1984) : Subaerial debris-flow deposition in the upper Paleozoic Cutler Formation, western Colorado. J.Sedim. Petrol., 54, 759-772. Singer A. - Ehrlich A. (1978): Paleolimnology of a Late Pleistocene-Holocene crater lake from the Golan Heights, Eastern Mediterranean. J.Sedim. Petrol., 48, 1331-1340. Smith R.M.H. (1986): Sedimentation and palaeoenvironments of Late Cretaceous Crater-lake deposits in Bushmanland, South Africa. Sedimentology, 33,369-386. Soreghan M.J. and Cohen A.S. (1996): Textural and compositional variability Across Littoral Segments of Lake Tanganyika: The Effect of Asymmetric Basin Structure on Sedimentation in Large Rift Lakes. AAPG Bulletin, v.80, no.3, p. 382-409. Sturm M. - Matter A. (1978): Turbidites and varves in lake Brienz (Switzerland): deposition of clastic detritus by density currents.- Spec. Publ. Int. Assoc. Sedimentol., 2, 147 - 168. Summons R.E. (1993) Biogeochemical cycles: A review of fundamental aspects of organic matter formation, preservation and composition. In: M.H. Engel and S. A.macko, eds., Organic geochemistry, principles and applications. Plenum Press, New York. 3-21 Szulz J. a Cwizewicz M. (1989) : The Lower Permian freshwater carbonates of the Slawkow Graben, southern Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

175

Poland : sedimentary facies context and stable isotope study. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol., 70,1-4,107-120. Šimůnek Z., Drábková J. a Zajíc J. (1990): Paleontologické zpracování sběrů z lokality Vrchlabí - zářez silnice na jz. okraji města. -MS archiv ČGÚ, 1-83, Praha. Šimůnek, Z. (l989): Stephanian and Permian species of Alethopteris from Bohemia and Moravia. - Sbor. geol. věd, Paleontologie, 3O, l23 - 158, Praha. Šimůnek, Z. (1992): Fytopaleontologie in: Prouza, V. et al. (1992): Vysvětlivky ke geologické napě v měřítku 1:25 000, list Semily, ČGÚ Praha. ŠTAMBERG S. (1982): Výsledky paleontologických výzkumů na lokalitě Horní Kalná v podkrkonošské pánvi. Acta. Mus. reginaehradec., Ser. A, 17, 5-51. Hradec Králové. ŠTAMBERG S. (1993): Paramblypterus gelberti (GOLDFUSS 1847), a new find of an actinopterygian fish in sediments of the Rudník Horizon (Krkonoše Piedmont Basin, Bohemia). - Pollichia Buch, 29, 83-88. Bad Dürkheim. ŠTAMBERG S. (1994): Comparison of Actinopterygian fishes from the Autun Basin (France) and the Krkonoše Piedmont Basin (Eastern Bohemia). - Věst. Čes. geol. Úst., 69, 2, 19-24. Praha. ŠTAMBERG S. (1996): Nové paleontologické nálezy z veselského obzoru podkrkonošské pánve. - Zpr. geol. Výzk. v Roce 1995, 167-168. Praha. TÁSLER R. et al. (1979): Geologie české části vnitrosudetské pánve. - Ústř. Úst. geol. in Academia, 1-292. Praha. Talbot M.R. - Kelts K.(1990): Paleolimnological Signatures from Carbon and Oxygen Isotopic Ratios in Carbonates from Organic Carbon-Rich Lacustrine sediments. - AAPG Memoir 50. Talbot M.R. (1990): A review of the paleohydrological interpretation of carbon and oxygen isotopic ratios in primary lacustrine carbonates. Chemical Geology, 80, 261-279.Elsevier, Amsterdam. Talbot M.R. and Livingstone D.A. (1989): Hydrogen index and carbon isotopes of lacustrine organic matter as lake level indicators. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol, 70, 121-138. Talbot, M.R., Holm, K. a Williams, M.A.J. (1994): Sedimentation in low-gradient desert margin systems: A comparison of the Late Triassic of northwest Somerset (England) and the late Quarternary of eastcentral Australia. -Geol. Soc. Amer. Spec. Paper, 289, 97-117. Tásler R. (1979): Nové poznatky o litostratigrafii podkrkonošského permokarbonu. - Sbor. 22 konf. Čes.spol.miner.geol, 117-129, Trutnov. Tásler R. (1982): Geologie strukturního vrtu Lt-1, Libštát. -MS archiv ČGÚ. Tásler R. a V.Prouza (1985): Podkrkonošská pánev - zhodnocení geologických a uhelně ložiskových poměrů. Ms Archiv ČGÚ, Praha. Tásler R.-Havlena V.-Prouza V.(1981): Nové litostratigrafické členění centrální a západní části podkrkonošské pánve. -Věstník ÚÚG,56,129-143,Praha. Tiercelin J.J., Scholz C.A., Mondeguer A., Rosendahl B.R. and Ravenne C. (1989): Discontinuités sismiques et sédimentaires dans la série de remplissage du fossé du Tanganyika, rift Est-Africain. Compte Rendus de lÀcademie des Sciences, Paris, v.309, serie II, p.1599-1606. Valterová P. (1979): Palynologický posudek k vrtu Kv-1 (Košťálov). - MS Geofond. Praha. Valterová P. (1984): Palynologický posudek k vrtu HK-1 (Horní Kalná). - MS Geoindustria. Praha. Valterová P. (1987): Palynologický výzkum bituminózních pelitů. - MS Geoindustria. Praha. Van Loon A.J.-Brodzikovsky K.-Zieliňski T.(1995): Shock-induced resuspension deposits from a pleistocene proglacial lake (Kleszców Graben, Central Poland).- Jour. Sed. Res., 65,2,417-422. Wagner, R. H. (1984): Megafloral Zones of the Carboniferous. - 9. Congr. Int. Stratigr. Géol. Carbonifere Compte Rendu (Washington and Champain-Urbana 1979), Southern Illinous University Press, 109-134, Carbondale and Edwardsville. Wagner, R. H. (1993): Climatic significance of the major chronostratigraphic units of the Upper Palaeozoic. 12. Congr. Int. Stratigr. Géol. Carbonifere Compte Rendu (Buenos Aires 1993) Walters L.J., Claypool G.E., Choquette P.W. (1972): Reaction rates and δ18O variation for carbonate-phosphoric acid preparation method. Geochim. Cosmochim. Acta, 36, 129-140. WERNEBURG R. & ZAJÍC J. (1990): A new branchiosaur find from Košťálov (Krkonoše Piedmont Basin). Věst. Ústř. Úst. geol., 65, 6, 359-362. Praha. WERNEBURG R. (1989): Labyrinthodontier (Amphibia) aus dem Oberkarbon und Unterperm Mitteleuropas Systematik, Phylogenie und Biostratigraphie. - Freiberg. Forsch.-H., R. C, 436, 7-57. Leipzig. Wescott W.A.-Ethridge F.G. (1990): Fan deltas-alluvial fans in coastal settings.- In Alluvial fans: a field approach (Rachocki A.H. and Church M. ed.),195-211. John Wiley & Sons Ltd. Wolfbauer-Surdam (1974): Origin of nonmarine dolomite in Eocene Lake Gosiute, Green River Basin, Wyoming.- Geol. Soc. Am. Bull.,85, 1733-1740. Yemane K., Siegenthaler C. a Kelts K. (1989) : Lacustrine environment during Lower Beaufort (Upper Permian) Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu GAČR 205/94/0692

176

Karoo deposition in northern Malawi. Palaeogeogr. Palaeoclim. Palaeoecol, 70, 165-178. ZAJÍC J. & ŠTAMBERG S. (1986): Summary of the Permocarboniferous freshwater fauna of the limnic basins of Bohemia and Moravia. - Acta Mus. reginaehradec., Ser. A, 20 (1985), 61-82. Hradec Králové. ZAJÍC J. (1988): Stratigraphic position of finds of the acanthodians (Acanthodii) in Czechoslovakia. - Acta Univ. Carol., Geol., Špinar Vol., 2, 145-153. Praha. ZAJÍC J. (1989): Remains of Permo-Carboniferous vertebrates in the borehole HK-1 (Horní Kalná, Krkonoše Piedmont Basin, eastern Bohemia). - Věst. Ústř. Úst. geol., 64, 5, 287-295. Praha. ZAJÍC J. (1991): Studium fauny ze spodního permu podkrkonošské pánve. - Zpr. geol. Výzk. v Roce 1989, 182183. Praha. ZAJÍC J. (1996): Sladkovodní mikrovertebrátní společenstva svrchního stefanu a spodního autunu Čech. Závěrečná zpráva za grant GAČR, MS, 1-61. Čes. geol. Úst. Praha. ZAJÍC J. (v tisku): Vertebrate zonation of the non-marine Upper Carboniferous - Lower Permian basins of the Czech Republic. - IGCP 328 Final Report, Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg. Zamarreno I., Anadón P. a Utrilla R. (1997) : Sedimentology and isotopic composition of Upper Palaeocene to Eocene non-marine stromatolites, eastern Ebro Basin, NE Spain. Sedimentology, 44,159-176. Ziegler A.M. (1989): Evolution of Laurussia. -Kluwer, Dordrecht, 102pp.


177

Změny prostředí na rozhraní karbonu a permu a jejich dopad na společenstva organismů ve fosiliferních obzorech podkrkonošské pánve

Recommend Documents