Autoři: Ing. Alena Kožušníková, CSc., Prof. Ing. Zdeněk Vašíček DrSc., Bc. Lukáš Kubina

Transkript

1

2 Studijní opora k výukovému modulu v oblasti přírodních věd K4/MPV9 Poznej tajemství geologické minulosti byla vytvořena v rámci projektu Poznej tajemství vědy. Projekt s reg. č. CZ.1.07/2.3.00/ je financován z operačního programu vzdělávání pro konkurenceschopnost a státního rozpočtu České republiky. Výukový modul představuje nástroj pro vzdělávání cílové skupiny (zájemci o vědu) ve specifickém tématu v rámci přírodních a technických věd. Tento modul popularizační formou seznámí potenciální zájemce o vědecko-výzkumnou práci s vědeckým přístupem (schopností odhalovat skryté příčiny dějů, rozpoznávat falešnou analogii). Dále motivační formou ukáže práci domácích i zahraničních výzkumníků v terénu i v laboratořích. Výukový modul je tvořený unikátním textem, obsahujícím: 1. Učební texty pro popularizátory vědy 2. Pracovní aktivity pro studenty a žáky, min. 5 aktivit pro SŠ, 3 aktivity pro ZŠ 2. st., 1 aktivita pro ZŠ 1. st.): a. popis vědeckých/badatelských aktivit (v laboratoři či terénu), b. pracovní listy, c. návody na experimenty a měření, 3. Metodická příručka Materiál vytvořil expertní tým Ústavu geoniky Akademie věd ČR, v. v. i. Studentská 1768, Ostrava Poruba, Česká republika Telefon: , Fax: Web: geonics@ugn.cas.cz Hlavní náplní činnosti Ústavu geoniky Akademie věd České republiky v Ostravě Porubě je studium materiálů jak přírodních, tak uměle vytvořených a výzkum procesů probíhajících v zemské kůře, především procesů vyvolaných lidskou činností a jejich účinků na životní prostředí. Na Ústavu geoniky jsou tak rozvíjeny vědní obory jako je geologie, geomechanika, báňský výzkum, fyzika, geofyzika, geochemie, aplikovaná matematika a environmentální a sociální geografie. Garant: Ing. Alena Kožušníková, CSc. Autoři: Ing. Alena Kožušníková, CSc., Prof. Ing. Zdeněk Vašíček DrSc., Bc. Lukáš Kubina Ústav geoniky Akademie věd ČR, v. v. i.,

3 OBSAH ČÁST A Seznámení popularizátora vědy s tématem Geologie a mladý badatel Geologie a její obory, Základní geologické pojmy Sedimenty sedimentární horniny Stratigrafie Tektonika Typy sedimentárních hornin, se kterými se potkáme na našich vybraných lokalitách Přehled geologického vývoje a stáří hornin moravskoslezské oblasti Mladší prvohory Jak to bylo v kulmu? Jak to bylo v uhlonosném karbonu? Co se dělo v Západních Karpatech? Jak to bylo v kvartéru? Seznam zdrojů a použitá literatura ČÁST B Pracovní aktivity pro studenty a žáky Pracovní aktivity pro 1. stupeň základních škol Složte si svůj model krystalu Zahrajte si pexeso Pracovní aktivity pro 2. stupeň základních škol Určení velikosti zrn sítování Vytvořte si vlastní vrásu Vytvořte si vlastní vrásové pohoří Určování tvrdosti minerálů Pracovní aktivity pro Střední Školy LOKALITA Č LOKALITA Č LOKALITA Č LOKALITA Č LOKALITA Č Horniny kolem vás Pracovní listy s odborným textem v anglickém a českém jazyce Discover the secret of geological history is divided into 3 parts Poznej tajemství geologické minulosti je rozdělen na 3 části ČÁST C Metodická příručka Metodická část k modulu MPV9 Poznej tajemství geologické minulosti

4 Vypracované pracovní listy lokalita Stará Ves u Bílovce Vypracované pracovní listy lokalita Landek Vypracované pracovní listy lokalita Obecní lom, Štramberk Vypracované pracovní listy lokalita Ostravice - peřeje Vypracované pracovní listy lokalita Závada Práce a výbava geologa v terénu Geologické mapy Určování hornin, popis horniny

5 CÍL VÝUKOVÉHO MODULU Popularizátoři se seznámí s následujícími okruhy Geologií severní Moravy, zejména v okolí města Ostravy, základními geologickými pojmy (minerál, hornina, zkameněliny, stratigrafie, genetický typ horniny, výbrus, tektonika apod.). Podrobněji jsou specifikovány pojmy pro usazené horniny, které jsou hlavním předmětem modulu (vrstva, souvrství, směr a úklon vrstev, vrása, zlom, puklina, klasifikace sedimentů). Na vybraných pěti detailně popsaných geologických lokalitách se seznámí s horninami různého stáří (od prvohor po kvartér), jejich složením, genezí, texturou a základními tektonickými prvky (vrása, pukliny). Součástí je také práce s geologickou mapou, geologickým kompasem a popis pokusů a experimentů, které jsou důležité při identifikaci minerálů a hornin. Znalosti Popularizátoři při aktivním seznámení se s výukovým modelem budou schopni sami provést zájemce popsanou lokalitou, vysvětlit její vznik, stáří, význam, jaké zde proběhly geologické pochody. Dále budou schopni vysvětlit a realizovat úkoly a experimenty popsané v modulu. Dovednosti ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Čas potřebný ke studiu je 48 hodin. 5

6 Seznam symbolů a zkratek ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU KLÍČOVÁ SLOVA RYCHLÝ NÁHLED V MODULU CÍL ÚKOLY K PROCVIČENÍ KONTROLNÍ OTÁZKA ŘEŠENÍ SHRNUTÍ KAPITOLY 6

7 ČÁST A Seznámení popularizátora vědy s tématem CÍL Po úspěšném a aktivním absolvování Získáte základní znalosti o geologii severní Moravy, seznámíte se se základními geologickými pojmy a podrobněji s pojmy, které se týkají sedimentárních hornin. Znalosti Získané znalosti a dovednosti budete schopni předat studentům. Dovednosti KLÍČOVÁ SLOVA Minerály, horniny, sedimenty, vápenec, uhlí, stratigrafie, vrása ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Čas potřebný ke studiu je 2 hodiny. 7

8 1. GEOLOGIE A MLADÝ BADATEL Geologii označujeme obecně jako vědu, která zkoumá složení a stavbu naší planety. Můžeme však říci, že geologie je fascinující procházkou napříč celou planetou Země. A to procházkou do minulosti, současnosti i budoucnosti. Vědní obory geologie nás mohou zavést do různých časových období Země, pomohou nám odhalit procesy vzniku minerálů a hornin, nabídnou nám využití nerostného bohatství a také pomohou nacházet nové zdroje nerostných surovin (pro potřeby lidstva). Dnešní studium geologie je především o hledání nových surovinových zdrojů. Vyhledávají se nová ložiska ropy, zemního plynu, ale i nové prvky zejména pro výrobu elektroniky. V laboratořích se zkoumá jak změnit (modifikovat) některé vlastnosti přírodních materiálů a jak je pak lépe a účinněji využít. Geologie tedy není jen vědou o starých obdobích Země, kdy se tady potulovali dinosauři a bouchaly sopky, ale je moderní vědou, využívající např. matematické modelování (změny vlastností hornin vlivem tepla při uchovávání jaderného odpadu, simulování geologických dějů při změně napětí), různá grafická zpracování dat (stav zásob ložisek nerostných surovin, poklesy povrchu při důlní činnosti), vyvíjející a používající nové přístroje při geotechnickém průzkumu (zakládání tunelů, vysokých staveb, zásobníků plynů), zdokonalující analytické metody při identifikaci minerálů a hornin. Nově také geologie přispívá při odhalování vesmírných otázek vzniku planet (kdy je potřeba znalosti o podmínkách vzniku prvků, hornin), geologové spolupracují i při vyvíjení technických přístrojů pro identifikaci minerálů přímo z odebraných vzorků na vesmírném tělese (vesmírný rover Curiosity na planetě Mars). Geologie má své základy v práci v terénu, ale velmi důležitá je i práce v laboratoři. Nabízí vám tedy jak cestování po všech kontinentech světa, tak i laboratorní činnost s moderními přístroji. Předností geologie je její široký výběr pro směr vašeho bádání a svoboda cestování. Jakou cestu geologie si vyberete, je jen na Vás. 8

9 2. GEOLOGIE A JEJÍ OBORY, ZÁKLADNÍ GEOLOGICKÉ POJMY Geologie je věda o Zemi. Zkoumá její složení, stavbu, historický vývoj a zabývá se geologickými pochody, které uvnitř Země i na jejím povrchu probíhaly a probíhají. Geologické vědy: - mineralogie (věda zabývající se výzkumem minerálů, jejich složením, strukturou) - petrografie (věda zabývající se výzkumem hornin, jejich složením, strukturou, texturou apod.) - paleontologie (věda o životě v geologické minulosti, zkoumající tvarově zachované zbytky organismů zkameněliny) - historická geologie (vývoj Země v časově po sobě jdoucích geologických obdobích) - geochemie (věda zabývající chemickým složením Země, rozmístěním chemických prvků, významná pro vyhledávání ložisek nerostných surovin) - inženýrská geologie (geologické podmínky při stavbách domů, silnic, mostů, přehrad) - ložisková geologie (výskyt a těžba nerostných surovin) - hydrogeologie (výskyt a využití podzemní a povrchové vody) - regionální geologie (geologická stavba jednotlivých území) - strukturní geologie (výzkum tvarů a vnitřní stavby struktury - geologických těles a také procesů, které je utvářely; zahrnuje i tektonickou geologii) Minerál neboli nerost, jehož složení lze vyjádřit chemickým vzorcem, vzniká jako výsledek geologických procesů, nejčastěji při krystalizaci z tavenin, z roztoků nebo plynů. Např. při ochlazování magmatu krystalizují jako první tmavé nerosty s vyšší hustotou. Světlé nerosty krystalizují jako poslední. Krystalizace probíhá pomalu a řídí se podle Bowenova krystalizačního schématu: olivín amfibol biotit živec křemen. Nejznámější hornina žula vzniká krystalizací magmatu s převahou světlých nerostů a je tvořena třemi základními minerály živcem, křemenem a slídou (biotitem, muskovitem). Krystalizaci můžeme popsat jako srážení z horkých magmatických tavenin. Fyzikální vlastnosti nerostů jsou důležité pro určování nerostů a pro jejich využití jako nerostných surovin. Jedná se zejména o takové vlastnosti jako hustota, tvrdost, štěpnost, pružnost, kruchost, magnetičnost, elektrická a tepelná vodivost, radioaktivita. Pro určování minerálů jsou velmi důležité jejich optické vlastnosti. Optické vlastnosti se dělí na vlastnosti pozorovatelné pouhým okem barva, vryp (barva prášku vzniklého otíráním nerostu o drsný povrch nepolévané porcelánové destičky), průchod světla (průhledné, průsvitné, neprůsvitné, opakní), lesk (diamantový, skelný, perleťový, mastný, hedvábný, kovový) a vlastnosti zjišťované optickými přístroji mikroskopy. Jedná se o polarizační mikroskopy, kde se využívá polarizovaného (usměrněného) světla, díky čemuž je možné ve výbrusu rozlišit minerály opticky jednolomné a dvojlomné a další speciální vlastnosti. Pro rudní minerály, které jsou ve výbrusech opakní (neprůhledné) a uhlí se používá odražené světlo a využívá se zejména barva a intenzita odraženého světla. 9

10 Obrázek 2.1: Mikroskopické preparáty a mikrosnímky z mikroskopu Výbrus žula Kusový nábrus uhlí Zorné pole v mikroskopu procházející nepolarizované světlo (žula) Zdroj: archiv L. Kubina, A. Kožušníková Zorné pole v mikroskopu procházející polarizované světlo (žula) Zorné pole v mikroskopu odražené světlo, olejová imerze (uhlí) Výbrus je vzorek horniny, natolik zeslabený broušením, že je průhledný a dovoluje mikroskopické studium v procházejícím světle. Tloušťka výbrusů je obvykle 0,03 až 0,04 mm. Nábrus je naleštěný vzorek (rud a uhlí) pro mikroskopické studium v odraženém světle. Tvrdost minerálů je jedna z vlastností, kterou je možno určit i bez speciálních přístrojů. Na obrázku 2.2 je zobrazena Mohsova stupnice tvrdosti minerálů. Je logické, že minerálem s vyšší tvrdosti lze rýpat do minerálu s tvrdostí nižší, ale opačně to není možné. Obrázek 2.2 Mohsova stupnice tvrdosti 1 mastek 2 - halit (sůl kamenná) 10

11 3 kalcit 4 fluorit 5 apatit 6 živec 7 křemen 8 topas 9 korund 10 diamant Zdroj: archiv L. Kubina 11

12 Pro orientační určování stupně tvrdosti je možné využít i snáze dostupných pomůcek: Do minerálů s tvrdostí 1 se dá lehce rýpat nehtem, s tvrdostí 2 se dá rýpat nehtem, s tvrdostí 3 se dá rýpat mědí, s tvrdostí 4 se dá rýpat sklem, s tvrdostí 5 se dá rýpat nožem a s tvrdostí 6 se dá rýpat pilníkem. Minerály s tvrdostí 7 (křemen) a vyšší rýpou sklo, minerál s tvrdostí 8 rýpe křemen, s tvrdostí 9 se dá lehce rýpat diamantem a s tvrdostí 10 se dá rýpat jen diamantem. Důležitá je zejména hranice tvrdosti 7 charakterizující křemen, který je nejrozšířenějším minerálem. Na základě této fyzikální vlastnosti se také zhruba určuje hranice, od které bývá minerál považován již za drahý kámen. Tou hranicí je právě tvrdost 7. Pro některé účely můžou být drahým kamenem i jiné minerály, jejichž tvrdost je nižší (malachit, azurit). Používají se proto většinou do takových šperků, kde nehrozí tak vysoké riziko jejich poškrábání, např. do přívěsků na krk, do náušnic apod. Horniny, které tvoří zemskou kůru, jsou směsí různých minerálů. Na rozdíl od minerálů je jejich chemické složení proměnlivé a většinou se nedají vyjádřit chemickým vzorcem. Existují také horniny monominerální, tvořené jedním minerálem (např. mramory, křemence), ale tyto horniny jsou nestejnorodé z hlediska fyzikálního. Horniny také můžou být tvořeny organickými složkami zbytky živočichů, rostlin. Podle způsobu vzniku dělíme horniny na vyvřelé, usazené (sedimentované) a metamorfované (přeměněné) obr Obrázek 2.3: Příklady hornin Příklad vyvřelé horniny žuly (granitu) se zrny křemene (šedý), živců (bílé a růžové) a biotitu (černý) Příklad klastické sedimentární horniny poloha slepence s opracovanými valouny přecházející do pískovce s útržky uhlí Příklad chemogenní sedimentární horniny travertinu Zdroj: archiv L. Kubina Příklad přeměněné horniny migmatitu s ukázkou deformace lamin 12

13 Obrázek 2.4: Vznik hornin a jejich koloběh Zdroj: 13

14 3. SEDIMENTY SEDIMENTÁRNÍ HORNINY Blíže se budeme věnovat termínům, týkajících se sedimentárních hornin - sedimentů, protože na vytipovaných a popisovaných lokalitách Severomoravského kraje se vyskytuje převážně tento typ hornin. Klasifikace sedimentů podle geneze (vzniku): 1) klastické 2) chemogenní 3) organogenní Klastické (úlomkovité) sedimenty vznikají zvětráváním jiných hornin. Rozdružený materiál se přenáší transportuje různými pochody (vítr, voda, ledovec) a ukládá se (sedimentuje) v rozdílných prostředích (v deltách řek, v jezerech, na dnech moří). Po uložení může nastat zpevnění materiálu stlačením pod tíhou nadloží nebo cementací pomocí vysrážení minerálů tvořících tmel. Rozdělujeme je podle velikosti zrna a odborně tyto sedimenty nazýváme (Kukal 1986): psefity (klasty nad 2 mm) označujeme tak horniny, které obsahují více jak 50 % klastických částic s velikostí nad 2 mm (2 10 mm drobné valouny, mm střední valouny, mm hrubé valouny, nad 250 mm balvany). Psefity mohou být zpevněné (slepenec, brekcie) a nezpevněné (štěrk, suť). psamity (klasty 0,063 2 mm) označujeme tak klastické sedimenty s obsahem více jak 50 % zrn velikosti 0,063 2 mm. Mezi nezpevněné psamity řadíme písky, mezi zpevněné pískovce, arkózy, droby. Dále je podle převládající velikosti klastických zrn dělíme do skupin: jemně zrnité (velikost zrn 0,063 0,25 mm), středně zrnité (velikost zrn 0,25 0,5mm), hrubě zrnité (velikost zrn 0,5 2 mm). aleurity (klasty 0,004 0,063 mm) zde řadíme sedimenty, které obsahují více jak 50 % prachových částic o velikosti 0,063-0,004 mm. Opět je rozdělujeme na nezpevněné (prach, spraše) a zpevněné (prachovec, prachovitá břidlice). pelity (klasty pod 0,004 mm) označujeme tak sedimenty, které obsahují klasty převážně o velikosti pod 0,004 mm nebo jsou v nich zastoupeny hlavně jílové minerály. Podle stupně zpevnění rozlišujeme jíl, jílovec, jílovitá břidlice, slín, slínovec. Chemogenní sedimenty vznikly vylučováním látek z vodných roztoků. Podle chemického složení se rozdělují na silicity, ferolity, manganolity, evapority, fosfority, ality. Silicity nazýváme horniny, tvořené převážně různými formami oxidu křemičitého. Nejčastěji křemenem, chalcedonem nebo opálem. Do této skupiny řadíme spongility, rohovce. Jako ferolity označujeme horniny se zvýšeným podílem železa. Manganolity jsou zpevněné i nezpevněné sedimenty, které obsahují převážně Mn minerály a do 20 % jílových klastů a do 10 % jiných cementačních složek. Evapority jsou sedimenty vzniklé vysrážením některých minerálů kalcitu, aragonitu, sádrovce, anhydritu, halitu ve vhodném prostředí. Fosfority jsou zpevněné i nezpevněné sedimenty, které obsahují nad 50 % minerálů fosforu (apatit), což odpovídá asi 19,5 % P2O5. Ality jsou sedimenty s vysokým podílem hliníku Al2O3. Patří zde laterity, bauxity. 14

15 Sedimenty organogenní vznikly nahromaděním a geochemickou transformací odumřelých těl rostlin a živočichů nebo jejich koster a schránek například uhlí, ropa, vápenec. Označujeme je jako horniny karbonátové a kaustobiolity. Karbonátové horniny. Zde převládají vápence. Vznikají převážně ze schránek organismů, ale i klastických složek. Mezi nejběžnější karbonátové horniny patří vápence a dolomity. Jako kaustobiolity označujeme sedimenty s vysokým obsahem organických látek. Mohou být pevné, kapalné nebo plynné povahy. Podle charakteru rozlišujeme, řadu uhelnou, zde patří rašelina, uhlí, lignit, antracit a řadu živičnou, ke které přiřazujeme asfalt, zemní vosk a ropu. Klasifikace klastických sedimentů podle velikosti zrna: U nezpevněných sedimentů je zařazení provedeno na základě sítové analýzy. Při sítové analýze je odvážené množství sedimentu prosítováno přes síta o velikosti oka, odpovídající stanoveným hranicím mezi zrnitostními skupinami jíl a prach (pod 0,063 mm), jemný písek (0,063-0,25 mm), střednozrnný písek (0,25 0,5 mm), hrubý písek (0,5-2 mm) a štěrk (nad 2 mm) (Obr. 3.1). Po prosítování je každá zrnitostní frakce zvážena a stanoveno procentuální zastoupení každé frakce. Podle převahy určité frakce je pak možné sediment zařadit. Ze sítové analýzy je možné stanovit i další parametry, ale tyto jsou pro naše účely už příliš speciální. 15

16 Obrázek 3.1: Zrnitostní třídy Velikost zrna 2 4 mm Velikost zrna 0,5-2 mm Velikost zrna pod 0,063 m Zrnitostní třídy na milimetrovém papíru Velikost zrna 0,25-0,5mm Zdroj: archiv A. Kožušníková Velikost zrna 0,063-0,25 mm U zpevněných sedimentů zrnitost v terénu určuje geolog odhadem převládající velikost zrn podle výše uvedených zrnitostních tříd. Pro přesnější stanovení průměrné velikosti zrn u pískovců a zařazení sedimentu je nutné z horniny zhotovit výbrus a změřit velikost zrn v mikroskopu. Ve výbrusu změříme maximální průřezy určitého množství zrn (minimálně 100, nejlépe 200 až 300) a vypočteme aritmetický průměr, což je střední velikost zrna. V současné době je možné na tato měření využít analýzu obrazu, která velmi zjednoduší měření a zároveň z výsledného histogramu je zřejmé vytřídění sedimentu (viz metodická část). Na obr. 3.2 je ukázka zorného pole v mikroskopu z výbrusu horniny (pískovce) v polarizovaném světle (zkřížené nikoly) s ukázkou měření velikosti zrn. 16

17 Obrázek 3.2: Měření velikosti několika zrn v zorném poli mikroskopu Zdroj: archiv A. Kožušníková Obrázek 3.3: Část jílovcového souvrství s vrstvami pískovce Vrstvou označujeme deskovité těleso usazených sedimentárních hornin, které má stejné složení a je ohraničeno vrstevními plochami. Mocnost vrstvy je tloušťka vrstvy, kolmá vzdálenost od spodní vrstevní plochy po horní vrstevní plochu (obr. 3.3) Souvrství je pak název pro soubor několika nad sebou usazených vrstev přibližně téhož petrografického složení, vzniklých v jednotném sedimentárním cyklu. Směr vrstvy je pomyslná čára, průsečnice vrstevní plochy s vodorovnou rovinou. Tato čára hlavní přímka - svírá se směrem magnetického severu úhel, který měříme geologickým kompasem. Zdroj: archiv A. Kožušníková Sklon vrstvy je spádnice vrstvy kolmá ke směru vrstvy. Velikost sklonu je úhel mezi spádnicí a vodorovnou rovinou a určuje, jakým směrem se rovina uklání. 17

18 Obrázek 3.4: Grafické znázornění hlavní a spádové přímky, směrové přímky, úklonu vrstvy, úhlu úklonu vrstvy Zdroj: Homola 1975 Textury sedimentárních hornin. Textury (způsob uspořádání součástek hornin a jejich vzájemné vztahy pozorovatelné pouhým okem) jsou důležitým poznávacím znakem sedimentárních hornin a prostředí, ve kterém se usazovaly. Patří zde vrstevnatost, laminace, zvrstvení viz obr. 3.5, čeřiny, vtisky, stopy po činnosti organismů. Podle mocnosti vrstev dělíme vrstevnatost na: - lavicovitá hrubě cm tence cm - deskovitá hrubě 5-20 cm tence 1-5 cm - laminovaná 0,2-1 cm - lupenitá 0,02-0,2 cm Obrázek 3.5: Typy zvrstvení Zdroj: Jaroš, Vachtl, 1978 a) šikmé rovnoběžné, b) šikmé c) sbíhavé, d) křížové, e) korytovité, f) horizontální, zvlněné, g) přerušované, h) čočkovité, i) nezřetelné, j) gradační (pozitivní), k) gradační (negativní). 18

19 Flyš je termín pro mocné soubory sedimentárních vrstev mořského původu, tvořený z rytmicky zvrstvených a mnohonásobně se střídajících se klastických sedimentů nejčastěji z pískovců a jílovců. Výchozy a odkryvy jsou místa v terénu, kde horniny přirozeně vystupují na zemský povrch. Vedle toho existují umělé odkryvy, vytvořené lidskou činností jako jsou lomy, skalnaté plochy v zářezech silnic, železnic. 19

20 4. STRATIGRAFIE Abychom se lépe orientovali v tom, jak je vrstva stará a do kterého období její horniny patří, používáme tzv. stratigrafii. Na obr. 4.1 jsou zobrazeny základní geologické jednotky a detailnější stratigrafické členění prvohor, druhohor, třetihor a čtvrtohor na útvary, protože s horninami tohoto stáří se na zájmových lokalitách setkáme. Obrázek 4.1: Stratigrafické jednotky a útvary Čtvrtohory= Kvartér Třetihory= Terciér holocén Pleistocén neogén paleogén 0,01 MA 1.8 MA 1,8 MA 24 MA 65 MA Druhohory= mezozoikum Prvohory= paleozoikum Křída Jura Trias Perm Karbon Devon Silur Ordovik Kambrium 65 MA 140 MA 200 MA 250 MA 250 MA 298 MA 354 MA 417 MA 440 MA 490 MA 545 MA Zdroj: převzato a upraveno Kukal 2010 Starohory = proterozoikum Prahory = archaikum 250 MA 2500 MA 2500 MA 4500 MA Znalost vrstevního sledu využívá tzv. zákona superpozice. Jedná se o posloupnost vrstev, kdy v normálním vrstevním sledu jsou vrstvy uložené nahoře mladší než vrstvy uložené pod nimi. Takové uspořádání vrstev představuje normální vrstevní sled. U vrstev překocených musíme rozlišit, v jakém pořadí jsou vrstvy překoceny a provést rekonstrukci vrstevního sledu do pozice před překocením nebo jiným tektonickým procesem. Sledujeme detailní rozdíly v utváření spodní a svrchní části vrstevní plochy. Důležitým znakem je zvrstvení. Gradační zvrstvení nám poukazuje na uspořádání zrn ve vrstvě, kdy se mění jejich velikost směrem k svrchní části vrstvy. Šikmé nebo křížové na směr ukládání vrstvy. Na posloupnost vrstevního sledu nám taky poukazují nerovnosti spodních vrstevních ploch (hieroglyfy, mechanoglyfy). Ty vznikají na jílovém dně částicemi vlečenými proudem po dně, také ale i erozní silou celého proudu. Tyto výmoly jsou zaplněny písčitými nebo jinými sedimenty a po jejich diagenezi vznikají výplně nerovností, které jsou zachovány právě na spodní vrstevní ploše. Řadíme zde např. čeřiny, různé vtisky, stopy po lezení. 20

21 Pro určování stratigrafického sledu vrstev slouží také korelační horizonty. Jsou to horizonty se specifickými zkamenělinami nebo horniny s kontrastním a anomálním složením a s velkým plošným rozšířením. Určování stáří vrstev sedimentárních hornin pomocí zkamenělin využívá tzv. zákon stejných zkamenělin. Vychází z poznatků, že ve vrstvách stejného stáří, usazených v podobném prostředí, jsou obdobná společenstva zkamenělin. Jedná se o dobře rozlišitelné a snadno určitelné fosilní zbytky organismů, které měly velké plošné rozšíření a zároveň časově omezené rozšíření. Nazýváme je vůdčí zkameněliny. Horniny s kontrastním a anomálním složením a s velkým plošným rozšířením jsou například tonsteiny, tufity, brousky. Jsou to polohy silně přeměněných vulkanických popelů, uložených jak v uhelných slojích (tonsteiny), tak v okolních terigenních (pocházejících z pevniny) sedimentech (tufity a brousky). Pro absolutní datování stáří se používá radiometrická metoda. Využívá samovolného rozpadu radioaktivních prvků v minerálech. Tento proces je v čase stálý. Pro výpočet je možné použít známý poločas rozpadu", tj. dobu, za kterou se rozpadne polovina atomů daného prvku. Ze vzájemného poměru mateřského a dceřiného prvku lze pak vypočíst dobu, která uplynula od vzniku minerálu (nejčastěji se používá zirkon), obsahujícího mateřský radioaktivní prvek. 21

22 5. TEKTONIKA Tektonika se zabývá výzkumem deformací, strukturního vývoje a stavby zemské kůry ve vztahu k silám a mechanickým procesům, jež se podílely na vývoji Země. V lomech a přírodních odkryvech vidíme, že vrstvy leží málokdy ve vodorovné poloze. Původně tak samozřejmě byly, ale při horotvorné činnosti se poloha hornin mění. Dochází k jejich zvrásnění. Horniny mohou při těchto pohybech být rozlámané tektonicky porušené. Vrása. Zprohýbané vrstvy ve tvaru S nazýváme vrásy (obr. 5.1). Nejsou přerušené, jejich ramena jsou různě nakloněná (obr. 5.2). Obrázek 5.1: Ukázky vrás Zdroj: archiv L. Kubina Jsou-li vrstvy při pohybech porušeny se změnou polohy, vznikají pukliny a zlomy i příkrovy. Pukliny jsou nejběžnějším typem porušení soudržnosti hornin a horninového masivu. Jsou to trhliny v hornině s malým rozsahem, podél kterých nenastal skoro žádný pohyb. Zlom nebo také dislokace je veliká trhlina, podél které dojde ke zřetelnému posunu obou zlomem oddělených částí. Celky oddělené zlomem nazýváme kry. Posun ker bývá nejen od sebe, ale kry se mohou pohybovat podél zlomu i ve směru nahoru nebo dolů. Délka zlomů může být až několik kilometrů a pohyby podél zlomů od decimetru až po několik kilometrů. Podle pozice kry vůči zlomu označujeme kry nadložní a kry podložní. Podle pohybu ker rozeznáváme tzv. poklesy (nadložní kra se pohybuje směrem dolů obr. 5.2), přesmyky (nadložní kra se pohybuje vzhůru obr. 5.2) Příkrovy vznikají při porušení obrovských oblastí, kdy se odtržené mohutné soubory vrstev přesunuly tlakovými silami na vzdálenosti až několika kilometrů od původního místa vzniku obr. 5.2 Obrázek 5.2: Typy tektonických porušení Zlom-pokles Zlom přesmyk 22

23 Vrása: A-antiklinála, S synklinála, rv rovina vrásy, oa osa antiklinály, os osa synklinály, sr střední rameno Druhy vrás: a přímá, b - šikmá, c - překocená, d - ležatá, e - ponořená Stádia vzniku vrásového přesmyku: a-překocená vrása, b-přetržení středního vrásového ramene, c-vrásový přesmyk Vrásový příkrov: a-čelo, b-hřbet, d-tektonické podloží (autochton) Zdroj: Habětín et al

24 6. TYPY SEDIMENTÁRNÍCH HORNIN, SE KTERÝMI SE POTKÁME NA NAŠICH VYBRANÝCH LOKALITÁCH Pískovec Obecně jsou pískovce sedimentární (klastickou) zpevněnou horninou vzniklou usazováním v různých sedimentačních prostředích: říčních, jezerních, mělkomořských i hlubokomořských či pouštních (eolických). Složení pískovců bývá různé, základem jsou zrna křemene a úlomky stabilních hornin (silicity, rohovce, kvarcity), dále živce a úlomky nestabilních hornin (všechny ostatní horniny) a základní (mezizrnnou) hmotou matrix, která obsahuje jílové a prachové částice a šupiny slíd. Druhotný tmel pískovců může být křemitý, karbonátový, železitý nebo sádrovcový. Pískovce vzniklé v mořském prostředí mohou často obsahovat glaukonit (nazelenalý jílový minerál ze skupiny jílových slíd). Podle složení můžeme označovat pískovce např.: - křemenný pískovec, kde jsou psamitické částice zastoupeny více jak 80 % a jejich složení odpovídá více než z 90 % křemeni nebo úlomkům stabilních hornin - arkózovitý pískovec, kde je podíl psamitických zrn vyšší než 80 % a jejich složení tvoří do 25 % živce a úlomky nestabilních hornin - drobovitý pískovec, kde živce a úlomky nestabilních hornin nepřekročí 10 % objemu horniny a podíl matrix kolísá mezi 25 % až 75 Barva pískovců závisí na jejich složení, od světlých odstínů šedé, žluté, okrové až po modro zelenou, hnědou nebo červenou. Textura pískovců bývá převážně lavicovitá nebo deskovitá. Ve vybraných lokalitách, ale i jinde v našem kraji, se můžeme setkat s pískovci různého stáří. A to s pískovci spodního karbonu, svrchního karbonu, křídovými a terciérními pískovci flyšových jednotek Západních Karpat. Pískovce spodního karbonu se vyskytují společně s prachovci a jílovci v mocných polohách tzv. kulmské flyšové facie Nízkého Jeseníku. Pískovce svrchního karbonu jsou nejhojnějším sedimentem tohoto období. Křídové a terciérní pískovce flyšových jednotek Západních Karpat známe z magurské i vnější skupiny příkrovů flyšového pásma. Nejznámějším představitelem těchto pískovců je godulský pískovec slezské jednotky, který můžete vidět na mnoha místech v Beskydech viz obr

25 Obrázek 6.1: Lom v obci Řeka v godulských pískovcích Prachovce Zdroj: archiv L. Skupien Prachovec je zpevněný jemnozrnný (aleuritický) sediment s obsahem více jak 50 % prachových klastů (částic). Prachové částice jsou tvořeny křemenem, živci, slídami, karbonáty nebo jílovými minerály. Barva horniny je převážně tmavě šedá. Textura je často laminovaná. Prachovce jsou sedimenty, které vznikly v aluviálních nivách, deltách nebo na mořských šelfech. Droba Vedle pískovců, které jsou tvořeny písčitými zrny převážně křemene a hornin, se vyskytují i horniny, které spolu se zrny křemene, s velkým podílem úlomkovitých zrn hornin nebo i živců (s velikostí pískových zrn) obsahují i hodně jílovité substance. Jsou to horniny tmavěji zbarvené než pískovce, které v nezpevněném stavu mají podobu třeba bláta z kaluže jemnozrnná jílová hmota není oddělena od pískových zrn. Droby se usazovaly v moři. V průběhu času (asi 330 milionů let) byly stlačeny a při zvýšené teplotě vznikly nové minerály, došlo ke vzniku pevné horniny, Jsou to horniny velmi běžné a setkáváme se s nimi například v Nízkém Jeseníku a v Oderských vrších. Mají mimořádný význam ve stavebnictví, Protože jsou velmi pevné, málo nasakují vodou a otěruvzdorné, používají se jako kamenivo do betonů a kamenivo při stavbě železnic. Na druhé straně droby jsou špatně kamenicky zpracovatelné a proto nejsou vhodné například pro sochařskou práci. 25

26 Jíl, jílovec, jílovitá břidlice Jíl je nejjemnější zrnitostní složkou usazených hornin. Jedná se pelitický sediment s velikostí zrn pod 0,004 mm. Jako jíl označujeme nezpevněnou horninu. Zpevněný jíl označujeme jako jílovec. Vyznačuje se nedostatkem vrstevnatosti. Obsahuje-li rostlinné zbytky nebo lupínky slíd, může mít vrstevnatý až břidličnatý rozpad. Vyšší stupeň zpevnění jílovce představují jílovité břidlice. Jílovité břidlice vznikly usazením jemných částic v sedimentačních (zejména mořských) pánvích. Při tlakovém postižení jílovců dochází k rekrystalizaci základní jílové hmoty za vzniku novotvořených šupinkovitých minerálů, ty jsou rovnoběžně uspořádány. Typickým znakem je dobrá štípatelnost. Barva horniny bývá tmavě šedá až černošedá. Jílovité břidlice mohou obsahovat příměsi prachové či písčité frakce. Takovouto horninu pak nazýváme písčitá nebo prachovitá břidlice. Jílovité břidlice se hojně nacházejí v oblasti Nízkého Jeseníku, v Oderských vrších, známá je lokalita Vítkov. Nejznámější použití břidlic je na výrobu pokrývačských tašek, dekoračních desek. Používá se ale i v elektroprůmyslu jako izolátor. Vápence Vápence jsou celistvé sedimentární horniny, jejichž hlavní složkou je uhličitan vápenatý CaCO3. Patří do kategorie, kterou označujeme jako karbonáty. Základní minerální složkou je kalcit. Mohou se však vyskytovat také různé jiné příměsi. Vápence dělíme na chemogenní, organogenní a detritické. Detritické vápence jsou tvořeny karbonátovými úlomky - klasty (hrubými, středními nebo jemnými). V organogenních vápencích významnou složku tvoří zbytky organismů (dírkovců, korálů, ramenonožců, měkkýšů, mechovek aj.). Chemogenní vápence jsou horniny vysrážené z roztoků. Patří k nim také travertin, vřídlovec a krápníky. Vznik a dochování karbonátových těles závisí na souhře mnoha podmínek a také na vlastnostech karbonátu. Karbonátová tělesa nejčastěji vznikají v rovníkových oblastech až do stupně zeměpisné šířky v mělkých mořích. Existuje několik klasifikací pro bližší charakteristiku mořských vápenců, které vždy ale vycházejí ze vzdálenosti od pevniny, ze sklonu a hloubky mořského dna. Štramberský vápenec na vámi navštívené lokalitě můžete najít v různých formách (obr. 6.2). Nejčastěji jde o bělavě šedý, jemně až hrubě zrnitý vápenec, detritického nebo organodetritického charakteru, tvořený zrny kalcitu, ooidy (kulovitá až vejčitá sedimentární částice vzniklá přirůstáním minerálních vrstviček na klastické zrníčko nebo kolem krystalizačního centra, o velikosti 0,25 až 2 mm), celými zkamenělými organizmy nebo úlomky jejich schránek. Dalším typem vápenců v oblasti Štramberka jsou bělošedé, organogenní korálové vápence nebo zelenavě šedé či rudohnědé až červenavé kalové vápence, brekciovité vápence tvořené úlomky ostatních typů, případně jílovité vápence. Štramberské vápence jsou významné svou bohatostí paleontologických nálezů. Bylo popsáno více než 1000 faunistických druhů (mořské houby, šestičetní koráli, ramenonožci, mlži, plži, loděnkovití hlavonožci, amoniti, belemniti, krabi, lilijice, ježovky). 26

27 Obrázek 6.2: Typy vápenců Detritický štramberský vápenec Štramberský vápenec se schránkou mlže Zelenošedý kalový čupecký vápenec (horní část záběru) Detritický rudohnědý kopřivnický vápenec Zdroj: archiv L. Kubina Štramberský vápenec je pro svou vysokou čistotu vhodný pro hutní a chemický průmysl, v ekologii (neutralizace kyselých složek, hnojivo), ve stavebnictví (drobné frakce jako kamenivo), jako součást stavebních materiálů (vápno, hydrát), k odsiřovacím procesům v tepelných elektrárnách, teplárnách, v dolech jako proti výbuchový uzávěr. Uhlí Uhlí řadíme mezi tzv. kaustobiolity. Označujeme tak sedimenty s vysokým obsahem organických látek. Jsou hořlavé, mohou být pevné, kapalné nebo plynné. Kaustobiolity se dělí na kaustobiolity uhelné řady a kaustobiolity živičné řady. Kaustobiolity uhelné řady vznikly z odumřelých rostlinných těl, především vyšších rostlin. Mezi tyto kaustobiolity patří rašelina, lignit (obr. 6.3), hnědé uhlí, černé uhlí (obr. 6.4), antracit a plyny, provázející uhelná ložiska. Kaustobiolity živičné řady vznikaly převážně z odumřelých těl živočichů a řadíme k nim zejména ropu a doprovodné plyny. Uhlí vzniklo z organického materiálu (dřevo a rostlinné tkáně dřívějších rostlin), které se hromadilo ve vhodném prostředí např. bažinné a rašeliništní pánvi. Tento materiál prošel rozkladnými procesy tlení, trouchnivění, hnití a rašelinění a procesy prouhelnění. 27

28 Obrázek 6.3: Lignit Zdroj: archiv L. Kubina Obrázek 6.4: Černé uhlí Zdroj: archiv L. Kubina Během tlení dochází za účasti mikroorganismů, bakterií, larev a zejména za přístupu volného vzduchu k rozkladu na oxid uhličitý a vodu. Trouchnivění probíhá za menšího přístupu vzduchu a prostoupení materiálu vodou. Hnití je již proces bez většího přístupu vzduchu ve stojatých nevětraných vodách. Z odumřelých rostlinných těl vzniká v této fázi hnilokal (organický hlen) který nazýváme sapropel. Rašelinění probíhá pod vodní hladinou skoro bez přístupu vzduchu. Dochází k rozkladu organického materiálů pomocí zejména heterotrofních organismů (anaerobní bakterie, plísně, houby). Při dokonalém překrytí hmoty vodou nebo nánosy sedimentů, kdy je přerušen přístup vzduchu, je přerušen i rozkladný proces. Nastává tedy proces prouhelnění. Materiál se dostává 28

29 hlouběji pod zemský povrch, dochází k dlouhodobému působení tlaku a tepla a k chemickým reakcím. Hmota se prouhelňuje. Teplota ovlivňuje chemickou a strukturní stavbu hmoty, tlak zvyšuje intenzitu procesu. Chemicky je uhlí tvořeno uhlíkem, vodíkem, kyslíkem, dusíkem, sírou. Stupeň prouhelnění má čtyři stadia porašelinné, hnědouhelné, černouhelné a antracitové. Takto podobně rozdělujeme i typy uhlí: lignit hnědé uhlí černé uhlí antracit. Čím je prouhelnění vyšší, tím je vyšší obsah uhlíku, zvyšuje se výhřevnost, ubývá vody a prchavých hořlavin (páry a plyny při hoření). Uhlí je energetickou surovinou. Používá se pro výrobu tepla v tepelných elektrárnách, pro výrobu koksu, topného plynu. Využití má i v chemickém průmyslu k výrobě dehtu, benzenu a dalších látek. Uhelné sloje jsou u nás v moravskoslezském kraji těženy v hornoslezské uhelné pánvi. Ta se dělí na část ostravskou, ve které je již jen jeden činný důl Důl Paskov ve Staříči a část karvinskou s činnými doly Důl ČSM v katastru obcí Stonava, Karviná, Albrechtice, Chotěbuz; Důl Karviná v katastru obcí Orlová a Karviná, Důl Darkov v katastru obcí Stonava, Karviná, Horní Suchá a Albrechtice. 29

30 7. PŘEHLED GEOLOGICKÉHO VÝVOJE A STÁŘÍ HORNIN MORAVSKOSLEZSKÉ OBLASTI Severomoravský kraj se nachází v severovýchodní části České republiky. Je to kraj geologický velmi zajímavý, svou stavbou ale složitý. Naší snahou je vám přiblížit jeho geologii, zejména Ostravska a jeho okolí. Oblast moravskoslezská prošla složitým geologickým vývojem a můžeme ji, jak vidíme na geologické mapě (obr. 7.1), rozdělit na tři části. Obrázek 7.1: Odkrytá (bez kvartéru) geologická mapa České republiky a moravskoslezské oblasti Zdroj: převzato a upraveno podle Cháb

31 Část první, patřící k jednotce Českého masívu, patří do éry paleozoika prvohor. V jeho mladších útvarech, zejména v devonu a karbonu ovlivnilo naši oblast variské vrásnění. Zvrásněná souvrství postižená tímto vrásněním můžete spatřit na jedné z vybraných lokalit (Stará ves u Bílovce). Nejstarší horniny, tvořící podklad moravskoslezské oblasti se označují jako brunovistulikum. Jsou až proterozoického - starohorního stáří. Jedná se o různé typy magmatických a přeměněných hornin. Z prvohorních útvarů nalezneme v moravskoslezské oblasti horniny zejména z období karbonu. Svrchnokarbonské sedimenty s uhelnými slojemi jsou pro Ostravsko typické a nacházejí se v tzv. hornoslezské pánvi, která zasahuje i na území Polska. Část druhá, patřící ke vnějším karpatským příkrovům, je tvořena druhohorními a třetihorními sedimenty. Ty se ukládaly ve sníženinách při postupném vrásnění Karpat. V období útvarů jura a křída nastává mocná sedimentace klastických hornin. Tyto horniny tvoří základ pro vznik celků, jak je známe dnes. V terciéru třetihorách (paleogén) pokračuje sedimentace klastických hornin, tedy jílovců, prachovců, pískovců. Sedimenty byly postiženy alpínským vrásněním. Vše doplňuje vulkanická činnost. Třetí částí je karpatská předhlubeň. Odděluje Český masív od vnějších Západních Karpat. Tvoří ji pásmo sníženin ve směru mezi Ostravou, Vyškovem, Brnem a Znojmem. Její výplň je mladotřetihorního stáří. Jedná se o mořské pískovce a slepence, na nich jsou uloženy říční štěrky a písky. Vývoj Českého masívu i vnějších Západních Karpat doplňuje éra kvartéru. Kvartérní čtvrtohorní sedimenty jsou spojeny s kontinentálním zaledněním. Ledovce vymodelovaly naši oblast do dnešní podoby. Podíváme-li se na geografickou mapu a geomorfologii, měla moravskoslezská oblast tvar mísovité pánve nebo protáhlé sníženiny. Je to dáno tím, že na západě se Český masív zvedal a Karpaty se na něho z opačného směru nasunovaly, což bylo doprovázeno tvorbou karpatského pohoří. Erodovaný materiál se z pohoří Českého masívu a později i se sedimenty Karpat usazoval ve sníženinách mezi uvedenými celky. 7.1 Mladší prvohory Jak to bylo v kulmu? Kulmský vývoj Spodnokarbonské sedimenty flyšového vývoje, které označujeme jako kulm, uvidíme na lokalitě Stará Ves. Jsou tam v lomu odkryté rytmicky uspořádané klastické sedimenty. Jedná se převážně o droby s prachovci a jílovitými břidlicemi. Tyto sedimenty se nacházejí v oblasti Nízkého Jeseníku. Vznikaly ukládáním z tzv. turbiditních proudů (bahnotoků), které unášely klastický materiál z moravosilesika při současném vyzvedávání variského horstva. Střídání sedimentů v různých mocnostech ukazuje na tektonický neklid. V posledních fázích variského vrásnění ve svrchním karbonu došlo k vyvrásnění kulmských hornin. Mocná souvrství byla vyzdvižena nad mořskou hladinu a horotvorným tlakem zvrásněna. Dnešní podobu krajiny Nízkého Jeseníku ovlivnila také vulkanická činnost na konci třetihor (sopky na Bruntálsku). Kulmský vývoj na námi navštívené lokalitě náleží k hradecko-kyjovickému souvrství (obr. 7.2), které je rozšířené ve východních částech nízkojesenického kulmu. Hradecko-kyjovické souvrství zpočátku představují hrubě lavicovité droby s vložkami břidlic. Kyjovické vrstvy tvoří převážně jemnozrnné sedimenty. Ty jsou tvořeny rytmity a laminity jílových břidlic a prachovců. Na hradecko-kyjovické souvrství navazuje 31

32 plynule sedimentace uhlonosných vrstev svrchního karbonu ostravské části hornoslezské uhelné pánve. Obrázek 7.2: Stratigrafické schéma karbonu v moravskoslezské oblasti Zdroj: upraveno podle Chlupáč et al. 2002, Jak to bylo v uhlonosném karbonu? Pokračováním sedimentace v období svrchního karbonu pro nás představuje hlavně sedimentace v hornoslezské pánvi s uhelnými slojemi. Hornoslezská pánev leží v předpolí horstva. Vlivem variského vrásnění ustoupilo moře a ve vzniklých jezerech a pánvích v přilehlém okolí se hromadily odumřelé rostliny, které daly základ tvorbě černého uhlí. Typické jsou mnohokrát se nad sebou opakující cykly pískovec, prachovec, uhelná sloj, jílovec s mořskou nebo brakickou faunou. Cykličnost byla způsobována periodickými kolísáním mořské hladiny. Sedimentační prostředí bývá různé, mořské, přechodné i kontinentální. Různorodost doplňuje i vulkanismus, který do uhelné pánve dodává vulkanický materiál. Ten vytváří tzv. tonsteiny, tufity či brousky. Hornoslezská pánev je naší nejvýznamnějších černouhelnou pánví. Regionálně ji rozdělujeme na ostravsko karvinskou oblast a podbeskydskou oblast. 32

33 Stratigraficky rozlišujeme ostravské a karvinské souvrství. Ostravské souvrství dělíme na vrstvy petřkovické, hrušovské, jaklovecké a porubské. Karvinské souvrství pak na vrstvy sedlové, sušské a doubravské obr Na lokalitě Landek se budeme pohybovat v ostravském souvrství a uvidíme výchozy petřkovických a hrušovských vrstev. Landecký profil je jedním z mála odkryvů karbonskými uhlonosnými uloženinami ve střední Evropě. Geograficky se nachází v nejvýchodnější části Nízkého Jeseníku, geologicky v Českém masívu. Profil vznikl erozní činností na levém břehu řeky Opavy, níže pak Odry. Je pozoruhodný též doklady po historické těžbě uhlí. Obrázek 7.3: Stratigrafické schéma uhlonosného karbonu v hornoslezské pánvi Zdroj: upraveno podle Chlupáč et al 2002, Co se dělo v Západních Karpatech? Jurské útesy V sedimentech vnějších Západních Karpat zaujímá oblast Štramberka zvláštní pozici. V celkovém stavebním plánu uvedené území náleží ke slezskému příkrovu, k tzv. bašskému vývoji. Výjimečné postavení Štramberka je podmíněno tím, že ve vrstevním sledu slezské jednotky s převážně hlubokomořskými jílovito-písčitými uloženinami flyšové povahy, se vyskytují izolovaná tělesa vysokoprocentních vápenců. Tyto vápence se označují jako štramberské vápence. Jsou odkryté několika starými lomy, např. Zámecký lom, Obecní lom, lom Horní Skalka a lom Kotouč. Štramberské vápence vznikaly koncem jury na elevaci, kterou označujeme jako bašský hřbet. Budovaly vápencovou plošinu lemovanou korálovými útesy. Už za jejich sedimentace byly vápence rozrušovány, takže vedle masivních a korálových vápenců bohatě vznikal též vápencový detrit (drť). Vápencový komplex odhadem dosahuje mocnosti až 350 m. Štramberské vápence jsou světle šedé až šedobílé se zanedbatelným množstvím siliciklastického podílu. Štramberské vápence jsou neobyčejně bohaté na zkameněliny. Na základě výskytu zkamenělin bylo určeno jednak stáří štramberských vápenců, jednak byl na Štramberku stanoven nejvyšší stratigrafický stupeň jurského útvaru tithon. 33

34 Sedimentace štramberských vápenců podle nejnovějších výzkumů byla ukončena až v nejnižší křídě (ve spodním berriasu). Po krátkodobém přerušení sedimentace došlo k rozpukání a rozsedání vápencových těles. Na štramberské vápence, na jejich povrch, stejně jako do puklin, dutin a rozsedlin se ukládaly jílovité spodnokřídové čupecké a kopřivnické vápence. Vedle toho se též sedimentovaly šedé jílovce (plaňavské vrstvy). Při mladotřetihorním alpinském vrásnění vrstevní sled slezské jednotky spolu se štramberskými vápenci byl odloučen od původního místa sedimentace v podobě slezského příkrovu. Příkrov byl přesunutý severozápadním směrem přes neogenní uloženiny tzv. alpsko-karpatské předhlubně, překrývající Český masív. Vzhledem k pozici štramberských vápenců v blízkosti násunové plochy slezského příkrovu, kdy došlo ke vzájemnému prohnětení výše uvedeného souboru uloženin, je tamější geologická stavba velmi složitá a v mnohých směrech nejasná. Mělkomořské štramberské vápence, ukládající se v teplomořském prostředí jsou proslulé výskytem zkamenělin, které byly předmětem vědeckých studií již od poloviny 19. století. Podle dnešních odhadů ze štramberských vápenců bylo popsáno více než 1000 fosilních druhů. Z bezobratlých živočichů dominují útesotvorní šestičetní koráli, především koloniového typu, mlži (zvláštní je vyhynulá skupina silnostěnných tlustozubých mlžů), dále mořské houby, červi, krabi, břichonožci, ramenonožci, hlavonožci (loděnkovití, amoniti, belemniti, ze kterých jsou pro stratigrafii nejvýznamnější amoniti) a ostnokožci. Z obratlovců se nacházejí zuby ryb. Jsou známy i mikrofosilie, a to dírkovci a zástupci nálevníků, tzv. kalpionely. Floru bohatě reprezentují horninotvorné vápenité řasy. Ze spodnokřídových vápenců jsou na zkameněliny bohatší kopřivnické vápence. V nich se vyskytují zejména izolované zbytky ostnokožců, jako jsou články stonků lilijic a ostny ježovek, též schránky ramenonožců, vzácněji amoniti, případně rybí zoubky. V šedých spodnokřídových jílovcích se vyskytuje obdobná fauna jako v kopřivnických vápencích. Navíc se v nich nacházejí fragmenty belemnitů. Příkrovy Víme že, geologickou stavbu našeho kraje tvoří dva základní celky, a to Český masív a karpatská soustava. Proto bude důležité pro návštěvu naší lokality Ostravice-peřeje se nejdříve trochu seznámit s karpatskou soustavou, zejména s tou částí, která k nám zasahuje, a to jsou vnější Západní Karpaty s jejich vnější a vnitřní skupinou příkrovů (obr. 7.4). Možná to zní složitě, ale pokusíme se to vysvětlit. Jako příkrov označujeme soubor hornin -těleso, které bylo odtrženo z místa původní sedimentace a je nasunuté na geologicky odlišný podklad. Od něho je oddělené plochou přesunu. Vnější skupinu příkrovů vnějších Západních Karpat tvoří několik horninových těles nasunutých na sebe. Vnější Karpaty jsou charakteristické převahou flyšových sedimentů. Označují se proto též jako flyšové pásmo nebo flyšové Karpaty. Flyšové pásmo vnějších Západních Karpat je skupinou jednotek, vyznačujících se komplikovanou příkrovovou stavbou. Původní sedimentační prostory těchto Karpat (pánev podslezská, slezská a magurská) se nacházely zhruba na území dnešního Slovenska. Usazovaly se v nich sedimenty jurského až paleogenního stáří. V mladších třetihorách byly pánevní uloženiny nejdříve zvrásněny mladoalpinským vrásněním, pak odtrženy (odlepeny) od svého starého podloží a obsah každé pánve jako celek byl sunutý až na severovýchodní Moravu na úroveň Českého masívu. Přesunuté celky se označují jako příkrovy. Český masív je tam obvykle překrytý mladotřetihorními sedimenty alpsko-karpatské předhlubně. Na prvohorních vrstevních 34

35 sledech Českého masívu a na nich spočívajících neogenních uloženinách (které obecně označujeme jako autochton) tedy leží vněkarpatské příkrovy. Nejblíže k Českému masívu se nacházel sedimentační prostor podslezský, nejdále prostor magurský. V soustavě vněkarpatských příkrovů nejnižší pozici v soustavě příkrovů zaujímá příkrov podslezský, který byl přesunutý na nejkratší vzdálenost. Na něm leží příkrov slezský. Oba příkrovy dohromady se označují jako vnější skupina příkrovů. Nejvyšší skupinu příkrovů ve vnějších Západních Karpatech představuje magurská (též vnitřní) skupina příkrovů. V obecné terminologii každý příkrov spočívající na podložní jednotce či celku se označuje jako alochton, zatímco jeho podložím je autochton. Zjednodušeně, představme si destičky domina postavené těsně za sebou. Každá destička představuje jeden příkrov či jednotku. Jakmile do nich zatlačíte, destičky se na sebe položí. Když zatlačíte ještě více, destičky se přes sebe překryjí. Tak podobně vznikaly příkrovová pohoří, tedy i Karpaty. Obrázek 7.4: Příkrovy vnějších Západních Karpat nasunuté na Český masív a karpatskou předhlubeň (autochton) předhlubeň vnější flyšové pásmo bradlové p. pásmo jaderných pohoří Zdroj: upraveno podle Lexy et al ,2: autochton - Český masív a předhlubeň; 5,6: podslezský (ss) a slezský příkrov (s); 7: magurská skupina příkrovů; 10: bradlové pásmo; 17 až 21: příkrovy centrálních Západních Karpat; 19: krystalinikum jaderných pohoří centrálních Západních Karpat Jak to bylo v kvartéru? Éra kvartéru patří mezi nejmladší a nejkratší geologické období Země (1,8 mil. až 10 tis. let). Pro kvartér je typické střídání chladných období glaciálů ledových dob, s obdobími teplejšími, mezi ledovými interglaciály. Jako každé geologické období také kvartér dělíme na starší útvar pleistocén a mladší útvar holocén. V období glaciálu převládalo na našem území suché a chladné klima. Krajina připomínala dnešní tundru s řídkou trávou, drobnými keříky, břízami, s promrzlou půdou. Na severní Moravu se rozšířil dvakrát severoevropský (skandinávský) kontinentální ledovec, a to během elsterského a sálského zalednění). V oblasti Hrubého Jeseníku vznikaly i malé horské ledovce. 35

36 Obrázek 7.5: Rozsah zalednění v moravskoslezské oblasti Zdroj: V glaciálním prostředí dochází k mechanickému rozpadu hornin, ke vzniku skalních srubů, vyčnělých skalisek, mrazových klínů, mrazem zvířených půd. V suchém období také k eolické činnosti, to je k akumulaci spraší, navátých písků a k ukládání písčitých štěrků v údolích a z nich vzniklých říčních teras. V interglaciálech převládalo vlhké a teplejší klima, s vyšší průměrnou teplotou a vyššími srážkami. Rostly především listnaté lesy, vytvářela se lesní půda, rašeliniště, sladkovodní vápence travertiny. Vznik ledovcových sedimentů Ledovec se tvoří z firnového ledu. Ten vzniká ze sněhové pokrývky střídajícím se roztáváním a mrznutím. Ledovec se tak postupně rozšiřoval i do nižších poloh. Ledovec však nezůstává v klidu. Pohybuje se působením vlastní tíhy a vnitřních tlaků ale také díky jeho tvárnosti a odtávání jeho spodní části. Ledovec tak svým pohybem modeluje povrch zemského povrchu, vznikají tak např. údolí ve tvaru U, rozrušuje skalní podklad, odírá povrch, trhá bloky hornin. Tento rozdružený horninový materiál se ledovcem přenáší a ukládá se (sedimentuje) na vhodných místech podle druhu odtávání ledovce. Typy ledovcových sedimentů Ledovcové sedimenty, které zůstávají v přímém kontaktu s ledovcem, nazýváme glacigenní (tilly, morény). Ty sedimenty, které se ukládají pomocí ledovcových řek, vytékajících z ledovce, označujeme jako glacifluviální (fluviální = říční), sedimenty uložené v ledovcových jezerech pak nazýváme glacilakustrinní (lakustrinní = jezerní). Jako glacimarinní jsou označeny ledovcové uloženiny sedimentované v mořích. 36

37 Rozšíření ledovcových sedimentů na území Severní Moravy Naše území zasáhl okraj severského pevninského ledovce, a to v předposledním sálském (před 130 až 170 tisíci lety) a ve starším elsterském zalednění (cca před 430 až 470 tisíci lety). Uloženiny nalézáme na severní Moravě a ve Slezsku v oderské části Moravské brány, na Ostravsku, v přilehlé Podbeskydské pahorkatině, na Opavsku, v Osoblažské nížině, v Žulovské pahorkatině, v okolí Zlatých Hor, Hrubém Jeseníku. V Ostravě si můžeme prohlédnout typické představitele ledovcových sedimentů bludné balvany na Černé louce, blízko Sýkorova mostu, v Ostravě-Porubě, v Ostravě-Kunčicích. I v ostatních městech např. Šenov, Frýdek-Místek, Frýdlant nad Ostravicí, Křížkovského sady v Opavě, Vidnava, Liptáň jsou vystaveny velké bludné balvany. Malá eratika a souvky můžeme i dnes nalézt ve Vratimově a v Řepištích. Krajinu ovlivněnou ledovcovou činnosti nalezneme v pohoří Jeseníky. Můžeme zde spatřit kamenná moře, velkou kotlinu, oblé hřebeny, pozůstatky čela morény. Zvlněný terén s tzv. oblíky lze spatřit na Osoblažsku. Velké množství souvků a pazourků nalezneme na Hlučínsku např. v okolí obce Bohušov. Kvartérní štěrky a písky jsou těženy v okolí měst Hlučína a Píště. Známé typy ledovcových sedimentů v našem kraji Bludný balvan je blok horniny, který byl v době ledové přepraven ledovcem na velkou vzdálenost. Po roztátí ledovce zůstal usazen v geologicky zcela odlišném prostředí. Příkladem jsou balvany skandinávské červené žuly (rapakivi). Velikost balvanů dosahuje řádově decimetrových až metrových rozměrů o hmotnosti až několik tun. Největší známý bludný balvan se nachází ve švédském Botsmarku, je 15 metrů vysoký, má průměr 35 metrů a jeho hmotnost se odhaduje na tun. U nás největší bludný balvan najdeme v Ostravě-Kunčicích. Obrázek 7.6: Bludný balvan v Ostravě-Kunčicích Zdroj: Souvky jsou valouny a balvany menších rozměrů. Jsou dokladem ledovcové činnosti a důkazem, kam zasahovalo zalednění v dobách ledových. Mají typické rýhování způsobené pomalým sunutím po nerovném povrchu. Jsou i součástí souvkových hlín. Typickou horninou souvků jsou skandinávské žuly rapakivi s červenými živci, různé typy švédských a baltských granitů. 37

38 Obrázek 7.7: Souvek, pískovna Závada Zdroj: archiv A. Kožušníková Moréna je kamenný val vzniklý ledovcovou činností. Jsou tvořeny převážně ze špatně vytříděného materiálu, který se skládá z velkých balvanů až po malé jílové části. Pazourek je tvrdá chemogenní sedimentární forma křemene. Barvu má obvykle tmavošedou, černou nebo temně hnědou a lasturnatý lom. Hranec je valoun s ostrými hranami a rovnými plochami (facetami). Ty vznikly obroušením pomocí písku hnaným větrem. Štěrky, písky viz kapitola 3. Spraš je úlomkovitá jemně zrnitá (0,01 0,05 mm) hornina navátá větrem. Současné ledovce Dnes ledovce zabírají plochu zhruba 14,9 miliónů km 2 (asi 10% plochy pevnin). Z toho antarktický ledovcový štít má plochu přibližně 12,5 miliónů km 2, grónský ledovcový štít asi 1,7 miliónů km 2. Zbytek plochy tvoří horské ledovce. Pevninské ledovce nalezneme v oblasti Grónska, Antarktidy, horské ledovce v pohořích s vrcholky nad sněžnou čárou. 38

39 SHRNUTÍ V modulu je vysvětleno, čím se zbývá geologie a její jednotlivé obory, jak jsou definovány minerály a horniny, jaké vlastnosti u minerálů pro jejich určování zjišťujeme, jaké genetické typy hornin rozlišujeme. Jedna kapitola je věnována stáří hornin a základní stratigrafii. V kapitole o tektonice jsou zobrazeny a popsány základní tektonické prvky - zlom, puklina, vrása, příkrov. Podrobněji jsou popsány pojmy pro usazené horniny, které jsou hlavním předmětem modulu a se kterými se na studovaných lokalitách setkáte. Lokality byly vybrány tak, aby byly pro severovýchodní Moravu podchyceny nejvýznamnější geologická období: Stará Ves u Bílovce spodní karbon, Landek svrchní karbon, Štramberk jura, křída, Ostravice křída, Závada kvartér. Lokality jsou vyznačeny jak v geografické, tak v geologické mapě s popisem jejich dostupnosti. Popis každé lokality zahrnuje její stručnou geologii, podrobný popis hornin a dalších geologických zajímavostí (minerálů, zkamenělin, tektonických prvků), které je možné na dané lokalitě nalézt. Text je pro lepší názornost doplněn rozsáhlou fotodokumentací popisovaných faktů. V pracovních listech pro každou lokality jsou uvedeny konkrétní úkoly jak teoretické, tak praktické (například měření směru a úklonu vrstev, popis hornin, minerálů apod.), které se na dané lokalitě mají řešit. Kromě geologie jsou u každé lokality uvedeny i jiné zajímavosti v okolí. Některé jsou s geologickými podmínkami na lokalitě úzce spjaty například vápnomilná květena na vápencích v okolí Štramberka. Kromě úkolů na lokalitách, které jsou určeny hlavně pro studenty středních škol, případně pro nejvyšší ročníky ZŠ, jsou v části B i další úkoly: pro nejmladší studenty pexeso s fotografiemi, zaměřené na termíny a informace týkající se modulu; skládačky krystalů minerálů různých krystalografických soustav; sítování a určování zrnitosti nezpevněného materiálu; vytváření vrás z barevných papírů nebo různobarevného sypkého materiálu. Dalším úkolem je určování tvrdosti podle Mohsovy stupnice tvrdosti v sadě minerálů, a to relativně od nejměkčího po nejtvrdší, případně číselně pomocí jednoduchých pomůcek. KONTROLNÍ OTÁZKA 1. Který minerál je mezi uvedenými minerály - mastek, sádrovec, kalcit, křemen., nejtvrdší? Jakou vlastností z hlediska tvrdosti se vyznačuje? 2. Z čeho vzniká uhlí a kde v okolí Ostravy ho můžete vidět v přírodě na povrchu? 3. Jaký je rozdíl mezi pískem a pískovcem? 39

40 ŘEŠENÍ 1. Křemen. Rýpe do skla. 2. Z rostlin. Na Landeku. 3. Písek je tvořen zrny, která nejsou vzájemně pevně spojena. Je sypký. Naproti tomu pískovec je sice tvořen také zrny, ale tato jsou vzájemně stmelena a vytváří pevnou horninu. ÚKOLY K PROCVIČENÍ Na běžných minerálech (sůl kamenná, kalcit, křemen) si vyzkoušejte měření tvrdosti. Pomocí sítování určete zrnitost zeminy (prach, písek, štěrk). 40

41 SEZNAM ZDROJŮ A POUŽITÁ LITERATURA BAUER, Jaroslav. Svět minerálů. Vyd.1. Praha:Granit, 2009,168 s. ISBN DUDEK, Arnošt, Ferry FEDIUK a Marie PALIVCOVÁ. Petrografické tabulky: příručka petrografické mikroskopie s atlasem struktur a textur. Vyd. 2. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1962, 303 s., 1 složený l. obr. příl. HEJTMAN, Bohuslav. Petrografie. Vyd. 1. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1969, 249 s. FRÜHBAUEROVÁ Oldřiška et al. Štramberk Příroda a pravěk. Štramberk, 2010, 179 s. FOLDYNA, Jan, Arnošt GRMELA, Radomír GRYGAR a Zdeněk VAŠÍČEK. Praktická cvičení z geologie. 3. vyd. Ostrava: Vysoká škola báňská, 1991, 84 s. GÁBA, Zdeněk. Geologické vycházky Českou republikou. Praha: Karolinum, 2002, 493 s. ISBN Geologická mapa ČSSR 1: (O. Fusán, O.Kodym, A. Matějka, L. Urbánek, 1963) HABĚTÍN, Vladimír, Eduard KOČÁREK a Zdeněk TRDLIČKA. Geologické vědy. SPN Praha, 1976, 406 s. HOMOLA, Vladimír. Všeobecná geologie, část 1, Strukturní geologie. Vyd. 2, Ostrava: Vysoká škola báňská, 1975, 179 s. CHÁB, J.: Kamenná tvář České republiky, Česká geologická služba, 2010 Praha, ISBN CHLUPÁČ, Ivo. Geologická minulost České republiky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2002, 436 s., [16] s. obr. příl. ISBN JANOŠKA, Martin. Nízký Jeseník očima geologa. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého, 2001, 64 s., [4] s. obr. příl. ISBN JAROŠ, Josef a Josef VACHTL. Strukturní geologie obecná a systematická. 1. vyd. Praha: Univerzita Karlova 1978, 270 s KUKAL, Z.: Geologická abeceda, Vyd. 1. Praha: Česká geologická služba Mladá fronta, 2010, 96 s. ISBN KUKAL, Zdeněk. Vývoj sedimentů Českého masívu. Vyd. 1. Praha: Academia, 1985, 221 s., [24] s. obr. příl. KUKAL, Zdeněk, Jan NĚMEC a Karel POŠMOURNÝ. Geologická paměť krajiny. Vyd. 1. Praha: Česká geologická služba, 2005, 222 s. ISBN KUKAL, Zdeněk. Základy sedimentologie. Vyd. 1. Praha: Academia, 1986, 466 s. KÜHN, Petr a Zdeněk WEISS. Cvičení z mineralogie. 1. vyd. Ostrava: Vysoká škola báňská, 1978, 112 s., 40 s. příl. LEXA J. et al. Geologická mapa Západných Karpát a prilahlých území. MŽPSR a Štátný geologický ústav Dionýza Štúra, 2000 MACOUN, Jaroslav. Kvartér Ostravska a Moravské brány. Vyd. 1. Praha: Ústřední ústav geologický, 1965, 419 s., xxviii obr. příl. MATYÁŠEK, Jiří, Zdeněk HRUBÝ. Přírodopis. Brno: Nová Škola, 2010, 132 s. ISBN PETRÁNEK, Jan. Usazené horniny: jejich složení, vznik a ložiska. Vyd. 1. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1963, 717 s. 41

42 POUBA, Zdeněk. Geologické mapování. Vyd. 1. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1959, 523 s. ŘEHOŘ, František, Milada ŘEHOŘOVÁ a Zdeněk VAŠÍČEK. Za zkaměnělinami severní Moravy. Ostravské muzeum, Ostrava, 1978, 279 s. RŮŽIČKOVÁ, Eliška. Kvartérní klastické sedimenty České republiky: struktury a textury hlavních genetických typů. 1. vyd. Praha: Česká geologická služba, 2003, 68 s., 92 s. obr. příl. ISBN Sborník 5. česko-polské konference "Geologie hornoslezské pánve": , Ostrava, Česká republika. (ed. Kožušníková A.) Prague: Peres Publishers, 2002, 226 s. SVOBODA, Josef. Naučný geologický slovník. 1. vyd. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1961, 827 s., xl s. obr. příl. Internetové odkazy

43 ČÁST B PRACOVNÍ AKTIVITY PRO STUDENTY A ŽÁKY PRACOVNÍ AKTIVITY PRO 1. STUPEŇ ZÁKLADNÍCH ŠKOL Složte si svůj model krystalu Tvar krystalu předurčuje soubor ploch a jejich seskupení. Krystaly se od sebe liší počtem, tvarem a typem ploch. Rozměr a tvar ploch vytvářejí vzhled krystalu. Soustavu ploch označujeme jako krystolografickou soustavu, vývin tvaru krystalu potom jako habitus krystalu. Habitus může být: stejnoměrný, dvourozměrný (destičkový, šupinkovitý), jednorozměrný (sloupcovitý, jehličkovitý). Krystalografické soustavy rozdělujeme na: - soustavy nižší kategorie soustava trojklonná, monoklinická, rombická - soustavy střední kategorie soustava tetragonální, hexagonální, trigonální - soustavy vyšší kategorie soustava kubická Motivace Připravili jsme pro vás různé tvary známých krystalů (Kühn, Weiss 1978). 1. Sádrovec CaSO4. 2H2O - soustava jednoklonná monoklinická - habitus vláknitý, krystaly, růžice - tvrdost 1,5 2 - hustota 2,3 2,4 g. cm -3 - barva bezbarvý, bílý, šedý, žlutý, hnědý, namodralý - použití pro výrobu sádry a následných produktů omítky, sádkokartony, v sochařství 2. Slída Muskovit KAl2[(OH,F)2/AlSi3O10]- Biotit K(Mg, Fe 2+ )3[(OH,F)2/AlSi3O10] - soustava jednoklonná monoklinická - habitus šupinkovitý, masivní - tvrdost 2,5 - hustota 2,8 3,2 g.cm -3 - barva muskovit bílá, šedá, hnědavá, biotit tmavě hnědá, hnědočerná - použití izolační materiál v elektroprůmyslu, v keramickém, gumárenském, chemickém průmyslu Vysvětlení 43

44 3. Síra S - soustava rombická - kosočtverečná - habitus krystaly různého typu - tvrdost 1,5-2,5 - hustota 2,0 2,1 g.cm -3 - barva světle žlutá - použití v chemickém průmyslu 4. Kalcit CaCO3 - soustava šesterečná - trigonální - habitus krystaly, masivní agregáty - tvrdost 3 - hustota 2,6 2,8 g.cm -3 - barva bílý, bezbarvý, růžový, šedý, namodralý - použití při výrobě cementu, papíru, barev, hnojiv, porcelánu, skla 5. Křemen SiO2 - soustava trigonální - habitus krystaly, masivní agregáty - tvrdost 7 - hustota 2,6 g.cm -3 - barva bílý, bezbarvý, růžový, šedý, namodralý, žlutý, hnědý - použití sklářský, stavební průmysl Vytiskněte si jednotlivé tvary na tvrdší papír. Vystřihněnte obrys tvaru, podle čar mírně přeložte a slepte. Úkol 44

45 Zdroj: Převzato Bauer

46 Sádrovec 46

47 Slída 47

48 Síra 48

49 Kalcit 49

50 Křemen 50

51 Zahrajte si pexeso Vystřihněte jednotlivé obrázky a zahrajte si s nimi pexeso. Úkol Vrása Vrása Černé uhlí Černé uhlí Lignit Lignit Vápenec se zkamenělinami Vápenec se zkamenělinami 51

52 Stará Ves ohyb vrásy Stará Ves ohyb vrásy Stará Ves čelo lomu Stará Ves čelo lomu Stará Ves střídání vrstev Stará Ves střídání vrstev Stará Ves krystaly křišťálu Stará Ves krystaly křišťálu 52

53 Kalcit Kalcit Landek výchoz uhelné sloje Landek výchoz uhelné sloje Landek uhlí Landek uhlí Štramberk Obecní lom Štramberk Obecní lom 53

54 Štramberk Štramberk články lilijic články lilijic Obecní lom Ostravice peřeje, pokles Ostravice peřeje, pokles Ostravice peřeje, střídání vrstev Ostravice peřeje, střídání vrstev Ostravice peřeje, mechanoglyfy Ostravice peřeje, mechanoglyfy 54

55 Pískovna Závada - vrstevnatost Pískovna Závada - vrstevnatost Pískovna Závada hnízda břehule říční Pískovna Závada hnízda břehule říční Pískovna Závada různý materiál Pískovna Závada různý materiál Pískovna Závada - eratika Pískovna Závada - eratika 55

56 Slepenec a hrubozrnný pískovec s útržky uhlí Slepenec a hrubozrnný pískovec s útržky uhlí Pískovna Závada zrnitostní třídy Pískovna Závada zrnitostní třídy Mapa geografická Mapa geografická Mapa geologická Mapa geologická 56

57 PRACOVNÍ AKTIVITY PRO 2. STUPEŇ ZÁKLADNÍCH ŠKOL Určení velikosti zrn sítování Pomocí několika sít (můžete použít domácí sítka s různě velikými oky) se pokuste přesít sypký materiál - písek, štěrk. Úkol Získáme několik různých velikostních frakcí. Každou frakci zvážíte a z této hmotnosti a původní hmotnosti celkové vypočítáte zastoupení jednotlivých frakcí v procentech. Tento údaj geologové často používají a tvoří z něj tzv. sítovou analýzu se zrnitostní křivkou. Různé velikostní frakce získané pomocí kuchyňských sítek. 57

58 Vytvořte si vlastní vrásu. Položte na sebe několik listů barevného papíru. Jednotlivá barva bude znázorňovat jednu vrstvu, čím více listů, tím bude vrstva mocnější. Barvy listů vrstev různě střídejte. Uchopte celou hromadu papírů souvrství a zatlačte proti sobě. Papír se bude různě prohýbat a vy budete vytvářet celou řadu vrás či flexur. Na tomto příkladě je možno vysvětlit mechanismu vzniku vrás, směr a sílu tlaku působícího na vrstvy hornin. Úkol 58

59 Vytvořte si vlastní vrásové pohoří. Do prázdné průhledné nádoby (akvária) vložte na jednom jejím konci dřevěnou nebo jinou pevnou destičku. Dále vytvořte z písku, mouky, či jiného sypkého materiálu několik vodorovných vrstev, ale jen do poloviny nádoby. Úkol Pomalu posouvejte destičku od kraje nádoby směrem ke středu. Sledujte, jak deska stlačuje vrstvy písku a mouky do tvaru vrásy. Vrstvy se zvedají vzhůru, jakoby rostlo pohoří. 59

60 Odebereme-li z vrcholu vrstev trochu materiálu, napodobujeme erozní procesy. Ty vedou ke snižování pohoří, které bývaly kdysi vyššími. Určování tvrdosti minerálů Na sadě vybraných dostupných minerálů (nejlépe mastek, sádrovec, sůl kamenná, kalcit a křemen) určete jejich tvrdost. a) Nejprve relativní - určit pořadí minerálů podle tvrdosti. Je logické, že minerálem s vyšší tvrdosti lze rýpat do minerálu s tvrdostí nižší, ale opačně to není možné. b) Kvantitativní (číselnou) podle Mohsovy stupnice (část A). Do mastku se dá lehce rýpat nehtem (tvrdost 1). Do sádrovce a soli kamenné se dá rýpat nehtem, ale už obtížněji (tvrdost 2). Do kalcitu se dá rýpat měděnou mincí (tvrdost 3). Křemen rýpe do skla (tvrdost 7). Je důležité rýpat nehtem, mincí nebo hranou minerálu do krystalových ploch bez nánosů jiného minerálu, aby nedošlo ke zkreslení experimentu. Úkol 60

61 PRACOVNÍ AKTIVITY PRO STŘEDNÍ ŠKOLY Na vybraných geologických lokalitách, které jsou detailně popsány, jsou v pracovních listech uvedeny úkoly pro studenty. GEOLOGICKÁ MAPA ZÁJMOVÉ OBLASTI S VYZNAČENÍM LOKALIT. Motivace 61

62 VYSVĚTLIVKY KE GEOLOGICKÉ MAPĚ ZÁJMOVÉ OBLASTI 62

63 Podle Geologické mapy ČSSR 1: ( Fusán et al. 1963) LOKALITA Č. 1 Situační plán lokality Lokalitu představuje opuštěný lom u obce Stará Ves, přibližně 5 km Situační plán 63

64 SZ od města Bílovec. K lomu vede místní asfaltová cesta, na kterou se odbočuje vpravo ze silnice Bílovec - Skřípov. Odbočka k lokalitě u autobazaru není označena. Zde těžený kámen sloužil jako kamenivo pro stavbu silnic a železničních těles. lokality Mapa geografická Mapa geologická Stručná geologie lokality Lom je založen ve svrchní části hradecko-kyjovického souvrství. Střídají se zde jemnozrnné droby s prachovci a jílovitými břidlicemi. V severní stěně lomu zaujme dobře odkrytý komplex překocených zalomených vrás porušených přesmyky (obr ). Tento lom dokumentuje vrásovo-násunovou tektoniku (obr ) jesenického kulmu a strukturně-tektonickou stavbu hradecko-kyjovického souvrství. Ve východní stěně lze pozorovat strmě ukloněné vrstevní plochy překoceného křídla antiklinály. Na obrázcích a jsou Geologie lokality 64

65 zobrazeny některé strukturní prvky v detailu. Obr Celkový pohled na severní stěnu lomu Obr Překocená vrása 65

66 Petrografický popis hornin Obr Detail překocené synklinály Kulmské sedimenty jsou zastoupeny šedými lavicovitými a deskovitými jemnozrnnými drobami (obr ). Tmavošedé prachovce a jílovité břidlice bývají výrazně laminované (obr ). Sedimenty jsou protkány žilkami křemene a karbonátů. Na lokalitě můžeme najít drobné krystalky křištálu (obr ), pyrit a rostlinou drť. Na vrstevních plochách lze pozorovat různé nerovnosti jak mechanického, tak tektonického původu (obr ). Obr Střídání drob a jílovitých břidlic Obr Jílovité břidlice, ve vyšší části obrázku s patrnou laminací 66

67 Obr Krystalky křišťálu Obr Tektonická plocha s ohlazy Měření směru a úklonu vrstev Lokalita je ideální pro cvičení s geologickým kompasem. Měřit můžeme směr a úklon vrstevních ploch, stejně jako ramen vrás, jejich antiklinály, synklinály v severní části lomu; vrstevní plochy ve východní části lomu. Měření geologickým kompasem na východní stěně lomu Dostupnost lokality Měření geologickým kompasem - detail Lokalita je přístupná, ale v případě návštěvy lomu s větší skupinou je vhodné informovat blízké sousedy. Lokalita postupně zachází a hrozí zde přestavba na skládku odpadu. Náletová vegetace stále více brání celkovému pohledu na geologickou stavbu vrásy v severní části lomové stěny. Zajímavosti v okolí Město Bílovec zámek, rozhledna město Fulnek zámek; město Vítkov koupání; 67

68 řeka Moravice splutí na lodích, turistika 1. Z polohy lokality na výřezu geologické mapy napište, v jakém geologickém období se nacházíte, jaké horniny zde můžete podle legendy nalézt. Úkol 2. Popište horniny a minerály, které jste na lokalitě našli (typ, barva) a pokuste se je nazvat (droba, jílovitá břidlice, prachovec, křišťál). Úkol 3. Označte na obrázku antiklinálu, synklinálu Úkol 68

69 4. Nalezli jste na lokalitě nějaké vrásy? Dovedli byste je nakreslit? 1 2 Úkol 1) 2) 5. Jak byste využili horninu, kterou jste zde nalezli: droba Úkol jílovitá břidlice 6. Pomocí geologického kompasu změřte směr a úklon vrstevní plochy břidlic na východní straně lomu. Úkol 69

70 LOKALITA Č. 2 LANDEK, OSTRAVA PETŘKOVICE Svrchní karbon, cyklická paralická sedimentace s uhelnými slojemi, pískovci, prachovci, jílovci. Hojné otisky karbonské flory. Přirozené výchozy uhelných slojí. Situační plán lokality Lokalita Landek se nachází na levém břehu řeky Odry před jejím soutokem s řekou Ostravicí. Lokalita je součástí hornického muzea v Ostravě Petřkovicích. Výchozy uhelných slojí jsou volně přístupné. V areálu muzea můžete navštívit i vnitřní expozici báňských záchranářů, venkovní expozici důlních strojů a sfárat do podzemních prostor bývalého dolu Anselm. V roce 1992 byl Landek vyhlášen Národní přírodní památkou. Situační plán lokality Mapa geografická Mapa geologická 70

71 Stručná geologie lokality Podél levého břehu řeky Odry v oblasti Ostravy Petřkovic a Koblova, se táhne výrazný zalesněný vrch zvaný Landek. Na úpatí tohoto vrchu řeka Odra v uloženinách produktivního karbonu poblíže západního okraje hornoslezské černouhelné pánve odkryla jedinečné skalní defilé, které ve střední Evropě nemá obdoby. Celé defilé s menšími přerušeními dosahuje délky asi 2,5 km. Obnažené uhlonosné uloženiny patří ke svrchní části petřkovických vrstev, které jsou nejnižším vrstevním členem uhlonosného ostravského souvrství (viz část A). Náležejí ke spodní části stratigrafického stupně namur (namur A) s absolutním stářím kolem 327 milionů let. Nejstarší příznivě odkryté sedimenty vystupují na západním okraji skalního defilé v oblasti tzv. zadní brány Dolu Anselm. Východním směrem defilé pokračuje do nadloží, kde se postupně objevují stále mladší a mladší uloženiny a končí asi po 1200 m ve spodní části hrušovských vrstev, tj. v dalším vyšším členu vrstevního sledu ostravského souvrství. Charakteristickým znakem uhlonosných uloženin je cyklické opakování poloh různých sedimentů. Zákonitě se v nich opakují polohy světlých pískovců, šedých, obvykle laminovaných prachovců a tmavošedých jílovců, které mohou končit jílovci s kořenovými zbytky rostlin (kořenovou půdou) a uhelnou slojí. V blízkosti bývalé východní brány Dolu Anselm je dobře patrná pískovcová část cyklu ve strmě ukloněných petřkovických vrstvách (obr ). Vystupuje zde uhelná sloj Neočekávaná, původně mocná až 80 cm. V jejím přímém podloží se nachází kořenová půda (obr ). Geologie lokality Obr Strmě ukloněné petřkovické vrstvy s uhelnou slojí Neočekávaná Obr Detail sloje s podložím a nadložím (matnější část sloje obsahuje více anorganických příměsí) 71

72 Ve všech polohách cyklu je možné nalézt zkamenělé úlomky rostlin, ale nejhojnější jsou v prachovitých a jílovitých sedimentech. V suti můžete nalézt zbytky různých částí typické karbonské květeny jako např. plavuní (obr ), přesliček (obr ), kapradin a kapraďosemenných rostlin. Obr Otisk kmene plavuně rodu Lepidodendron (Řehoř et al. 1978) Obr Otisk přesličky rodu Mesocalamites (Řehoř et al. 1978) V pokračování defilé, ve střední části skalních odkryvů a dále až po soutok Odry s Ostravicí, se vyskytují tmavošedé jílovce mořského původu. Náležejí k významnému faunistickému horizontu petřkovických vrstev, k horizontu Nanety. Komplex sedimentů Nanety je mocný asi 60 m a mořský původ uloženin dokládá výskyt zkamenělin, z nichž nejhojnější jsou malé misky mlžů, dále také břichonožci a ramenonožci. Asi po 100 m za soutokem Odry a Ostravice, v blízkosti východního konce defilé nedaleko Koblova, se dosud subhorizontálně uložené petřkovické vrstvy dostávají do strmé polohy. Dominují zde pískovce nad pelity. Na východním konci pískovcového souboru v nadloží horizontu Nanety je odkrytá poloha bělavě šedých, na plochách odlučnosti též béžově až okrově zbarvených uloženin, která se vzhledem i původem odlišuje od ostatních sedimentů. Je to poloha jemnozrnného vulkanického popela, na bázi se slabou uhelnou slojkou. Uvedená tufogenní poloha se označuje jako hlavní ostravský 72

73 brousek (obr , obr ). Představuje hraniční obzor, kterým končí petřkovické vrstvy a za ním následují hrušovské vrstvy. Ještě blíže ke Koblovu, v pásmu zahrad, následují pískovcové výchozy spodní části hrušovských vrstev, které jsou svou cyklickou povahou a složením sedimentů podobné vrstvám petřkovickým, ale k přímému studiu nejsou přístupné. Charakteristickým znakem uhelných slojí petřkovických a spodní části hrušovských vrstev v západní části hornoslezské pánve je vysoký stupeň prouhelnění a vysoká kvalita uhlí. Na povrchu jsou však všechny horniny včetně uhlí (obr ), vystupující v oblasti studovaného skalního defilé, značně zvětralé. Obr Detail hlavního ostravského brousku na Landeku Obr Detail rozpukaného navětralého černého uhlí ve sloji Neočekávaná na Landeku Petrografický popis hornin a uhlí Obecně byly horniny popsány v části A, a jak bylo uvedeno výše, cyklicky se opakují polohy pískovců, prachovců a jílovců, které mohou končit jílovci s kořenovými zbytky rostlin a uhelnou slojí. Černé uhlí se makroskopicky popisuje podle zastoupení lesklých pásků: lesklé uhlí LU, lesklé uhlí páskované LUP, páskované uhlí PU, matné uhlí páskované MUP a matné uhlí MU. Mikroskopicky se v uhlí rozlišují tři základní skupiny petrografických složek (macerálů): skupina vitrinitu, inertinitu a liptinitu. V optickém mikroskopu v odraženém světle a olejové imerzi se macerály určují na leštěných nábrusech na základě stupně šedi, tvarů a reliéfu (obr ). Macerály jednotlivých skupin mají podobné chemické složení, podobný původ a v procesu prouhelňování se chovají taky podobně. Například do skupiny liptinitu patří macerály sporinit a kutinit, které se vytvořily ze spór a kutikul, mají vyšší obsah vodíku než vitrinitové macerály téhož uhlí a v průběhu prouhelňování dochází k jejich 73

74 vitrinitizaci (v optickém mikroskopu se běžným způsobem již pak nedají odlišit od vitrinitu). To je i případ uhlí z petřkovických slojí. Naopak macerály skupiny inertinitu se během prouhelňování výrazně nemění. Obr Ilustrativní mikrofotografie uhlí se všemi macerálovými skupinami: macerály skupiny inertinitu jsou nesvětlejší, liptinitu nejtmavší a šedá hmota mezi je tvořena macerály skupiny vitrinitu. Odražené světlo, olejová imerze, zvětšení cca 400x Obr Ilustrativní foto hlavního ostravského brousku (nenavětralého), zvětšeno 1,5x Dostupnost lokality Lokalita je dobře a volně přístupná. Kolem vrchu Landek vede naučná stezka s informačními tabulemi. Je vhodné dodržovat jistou opatrnost a nevstupovat pod výchozy. Hrozí pád hornin nebo uklouznutí na volné suti. Zajímavosti v okolí Soutok řek Odra a Ostravice možnost zapůjčení lodiček Slezskoostravský hrad historická expozice Dolní oblast Vítkovic technicko kulturní výstavy, expozice, akce Ostravské muzeum Dům umění Ostrava 74

75 1. Z polohy lokality na výřezu geologické mapy napište v jakém geologickém období se nacházíte, jaké horniny zde můžete podle legendy nalézt. Úkol 2. Popište horniny a surovinu, které jste na lokalitě našli (typ, barva) a nazvěte je (uhlí, pískovec, prachovec, jílovec, brousek). 3. Vyjmenujte vrstevní členy ostravského souvrství. Úkol Úkol 4. Pokuste se nakreslit výchoz uhelné sloje a její okolí (nadloží, podloží). Úkol 75

76 5. V jakém pořadí se ukládají horniny uhlonosných uloženin při cyklickém opakování? 6. Jakého původu je tzv. hlavní ostravský brousek a čím je důležitý.. Úkol Úkol 7. Odpovězte na otázky. Co jsou to kaustobiolity? Z jakého materiálu vzniká uhlí? Jaké jsou typy uhlí podle stupně prouhelnění? Kde se těží černé uhlí v naší republice? 8. Které útvary vidíte na obrázku? Úkol 76

77 LOKALITA Č. 3 ŠTRAMBERK Mezozoikum-druhohory-jura, spodní křída Vápencové lomy u města Štramberk jsou známým turistickým cílem. My vás provedeme geologií v lokalitě označované jako Obecní lom. Kdysi zde bývalo fotbalové hřiště, dnes botanická zahrada. Podle stáří přiřazujeme tuto lokalitu do období svrchní jury a spodní křídy. Situační plán lokality Lokalita Obecní lom ve Štramberku je nejlépe přístupná po asfaltové silnici, která nás zavede podle ukazatelů směr (botanická zahrada) Arboretum v horní části města na odstavné parkoviště. Lokalita slouží jako botanická zahrada s vápnomilnou květenou a teplomilnou faunou. Při prohlídce dodržujte, prosím, pokyny uvedené na informačních tabulích. Situační plán lokality 77

78 Mapa geografická Mapa geologická Stručná geologie lokality Bývalý Obecní lom je zasazen v tělese štramberských vápenců. Vápence jsou bělošedé, světle šedé barvy, jemně až středně zrnité. Obsahují hojné zkameněliny (fosílie). Vápencová tělesa jsou pozůstatky korálových útesů mělkých moří. Po vstupu do lomu ze směru od parkoviště vidíme po pravé straně mohutnou rozsedlinu ve štramberských vápencích (obr ). Její výplň tvoří tmavší jílovce s polohami pískovců. Jsou to mladší spodnokřídové uloženiny, které sklouzly při mořské sedimentaci do rozrušeného útesu. V těchto místech lze nalézt části fosilních lilijic, ramenonožců nebo ježovek. Geologie lokality 78

79 Obr Jílovitá rozsedlina (tmavá) při vstupu do lomu Pokračujeme dále podél stěny lomu směrem k čelu lomu. Přibližně v polovině, v dolní části stěny, si všimneme vápenců načervenalé barvy. Jsou to vápence kopřivnické. Při zastavení před čelem lomu nás upoutá šikmá dislokační plocha (obr ). Čelní část tvoří štramberské vápence na pravé straně stěny a vápence čupecké na levé straně stěny. Nazývají se podle kopce Čupek, který se nachází nad námi. Ve stěně také vidíme výraznou tmavě šedou až rezavě žlutou skvrnu (obr ). Jedná se o zvětralou pyritovou konkreci. Podél levé strany lomu se vracíme zpět ke vchodu do lomu. Stěnu tvoří opět štramberský vápenec. Obr Čupecké vápence v severní stěně lomu 79

80 Obr Rezavé oxidy vzniklé větráním pyritové konkrece Petrografický popis těženého typu horniny Na lokalitě se nachází několik typů vápenců: bělošedý štramberský, rudohnědý kopřivnický, zelenošedý čupecký (obr.6.2), popsané v části A. Ve štramberských vápencích se místy vyskytuje množství zkamenělin jako jsou šestičetní koráli (obr ), tlustoskořepatí (obr ) a jiní mlži (obr ), amoniti (obr ), ježovky (obr ) apod. V tmavé jílovité poloze se nacházejí pětiúhelnikovité články stonků lilijic (obr ). Obr Korál (Frühbauerová et al. 2010) Obr Tlustoskořepatý mlž 80

81 Obr Mlž Obr Amonit Obr Ježovka (Frühbauerová et al. 2010) Obr Články lilijic z jílovité rozsedliny Dostupnost lokality Lokalita se nachází v přímé blízkosti turistických cest, městského centra a je dobře přístupná jak pěšky tak vlakem i autem. Byla vyhlášena v roce 2001 za přírodní památku. Doporučujeme i pro milovníky nejen geologie, ale i flóry a fauny Flora a fauna Členitý terén v lomu umožňuje, že blízko vedle sebe roste mokřadní (na dně lomu v jezírcích) i suchomilná vegetace (na výslunných skalách). Jsou zde místní druhy ohrožených a chráněných rostlin jako např. tořič včelonosný (malá orchidej), židoviník německý, masožravá rostlina tučnice obecná. Z mokřadní vegetace to je např. přeslička různobarevná, orobinec sítinovitý, kruštík bahenní. 81

82 Na mokřadní biotop je navázána svým životem řada obojživelníků. Žije zde ropucha obecná, ropucha zelená, rosnička zelená, kuňka žlutobřichá, čolek obecný a čolek velký. Na skalních výchozech, suťových polích a lukách se vyskytuje řada zajímavých živočichů, např. saranče modrokřídlé, svižník polní, soumračník skořicový, suchomilka bělavá, bělozubka šedá, plch lesní, dlask tlustozobý. Skalní step je na bezobratlé neobyčejně bohatá a za evropský unikát je možné považovat repatriaci (obnovení výskytu) jasoně červenookého. Velkou vzácností je rovněž výskyt ještěrky zední, která žije v ČR pouze ve Štramberku. Zajímavosti v okolí Město Štramberk hrad Trúba, náměstí, Museum Zdeňka Buriana Jeskyně Šipka díky nálezu spodní čelisti neandrtálského dítěte proslavila Štramberk jako archeologickou lokalitu po celém světě. Vrch Kotouč - přírodní rezervace Kopřivnice museum automobilky Tatra 1. Z polohy lokality na výřezu geologické mapy napište v jakém geologickém období se nacházíte, jaké horniny zde můžete podle legendy nalézt. Úkol 2. Hlavní horninou je zde vápenec. Dokázali byste v lomu najít a od sebe rozlišit různé typy vápenců? A to vápenec štramberský, vápenec kopřivnický a vápenec čupecký? Popište rozdíly mezi nimi. Úkol 82

83 3. Jakou chemickou metodou poznáte, že hornina je vápenec? Jaký minerál obsahuje a jaký oxid se uvolňuje při jeho chemickém rozpouštění? Úkol 4. Odpovězte na otázky. Našli jste otisk nebo zkamenělinu? Pokud ano, popište ji nebo nakreslete Úkol Jaký nejčastější minerál tvoří výplně puklin a dutin ve vápencích? K čemu se vápenec používá? 5. Pojmenujte zkameněliny, živočichy a rostliny, které vidíte na obrázcích. Úkol 83

84 LOKALITA Č. 4 OSTRAVICE - PEŘEJE Situační plán lokality Lokalita Ostravice peřeje je přístupná z vlakové zastávky Ostravicezastávka nebo z hlavní cesty, kdy v obci Ostravice odbočíme u restaurace U Tkáčů k řece Ostravici. Směřujeme k přírodnímu chráněnému výtvoru tzv. Peřeje nebo také Koryto Ostravice. Po betonových schůdcích v dolní části chráněné lokality peřejí sejdeme místu, kde je možné v korytě řeky Ostravice pozorovat kontakt mezi příkrovy podslezské a slezské jednotky (obr ) Situační plán lokality Mapa geografická 84

85 Mapa geologická Stručná geologie lokality Řeka Ostravice na tomto místě protéká přes několik příčných prahů a tvoří velikou kaskádu. Řeka zde prohloubila své koryto přes horniny příkrovu slezského jednotky až na horniny příkrovu podslezské jednotky. Na výchozech po obou stranách řeky lze sledovat tektonické procesy při násunových pohybech příkrovů slezské a podslezské jednotky. Podslezská jednotka (tedy spodní příkrov) je tvořena frýdeckým souvrstvím (šedé, hnědě navětralé laminované prachovce a šedé prachovité jílovce s laminami jemně zrnitých drobových pískovců - viz obr ). Slezská jednotka (svrchní příkrov) je tvořena hradišťským souvrstvím (namodrale šedé vápnité drobové pískovce a šedé jílovité vápence a šedé vápnité jílovce obr ). Nadloží tohoto souvrství tvoří veřovické vrstvy, spodní křída (černé, nevápnité jílovce). Geologie lokality Obr Kontakt mezi příkrovy podslezské a slezské jednotky 85

86 Obr Tektonicky porušené frýdecké souvrství poblíž násunové plochy příkrovů Obr Střídání deskovitých pískovců a jílovců v hradišťském souvrství Peřejnatý práh rozděluje slezský příkrov na dvě tektonické šupiny obr Spodní, přesunutá přes podslezský příkrov, tvoří pískovce a jílovce. Svrchní šupinu, nad peřejí, tvoří především jílovité vápence a vápnité jílovce obr Obr Schématický řez v oblasti tektonického styku podslezského se slezským příkrovem. ~ tektonický jíl a drcené pásmo 86

87 Obr Jílovité vápence v hradišťském souvrství na peřeji Může se nám zdát, že jednotlivé vrstvy jsou uloženy pod stálým úklonem, ale není tomu tak. Souvrství je intenzivně deformované, střídají se v něm překocené polohy s polohami nepřekocenými nebo různě ukloněnými. Na pravém břehu vidíme vrásu v hradišťském souvrství (obr ). Vrstvy jsou tektonicky postižené s množstvím zlomů (obr ). Jistým vodítkem, které nám pomůže při určení správné polohy vrstev, jsou nerovnosti mechanického původu (tzv. mechanoglyfy) obr 9.4.8, které bývají na spodní části vrstevní plochy. Procházíme-li lokalitou proti proudu řeky, můžeme si povšimnout na levém břehu tektonických struktur násunů, vrás, dislokací, případně stop po lezení bezobratlých živočichů obr Obr Překocená vrása v nadloží peřejí (hradišťské souvrství) 87

88 Obr Pokles v hradišťském souvrství Obr Vtisky na spodní vrstevní ploše pískovce (hradišťské souvrství) Obr Stopa po lezení bezobratlého živočicha Petrografický popis horniny Nacházíme se na kontaktu dvou příkrovů různých jednotek. Každý z těchto příkrovů má jiný vývoj a je tvořen na první pohled stejnými přitom rozdílnými horninami. Podslezská jednotka (frýdecké souvrství, neflyšový vývoj) je zde tvořena šedými prachovitými jílovci s laminami velmi jemně zrnitých drobových pískovců. Slezská jednotka (godulský, flyšový vývoj) je zastoupena střídáním modrošedých vápnitých drobových pískovců a šedých vápnitých 88

89 jílovců. Dostupnost lokality Lokalita se nachází v přímé blízkosti turistických cest a je dobře přístupná. Je však nutno dávat pozor na nebezpečí uklouznutí na vlhkých kamenech, či na pád do vodního toku. Lokalita také patří mezi chráněné přírodní výtvory. Lze zde pozorovat násunové plochy příkrovů, šupiny příkrovů, rytmické střídání vrstev, vrásové deformace, zlomy. Zajímavosti v okolí Lysá hora výhledy, vysílač Ostravice turistické centrum, srub básníka Petra Bezruče Vodní dílo Šance - přehrada Frýdlant nad Ostravicí turistické centrum, koupaliště Ivančena skautský památník padlým skautům 1. Z polohy lokality na výřezu geologické mapy napište, v jakém geologickém období se nacházíte, jaké horniny zde můžete podle legendy nalézt. Úkol 2. Popište horniny, které jste na lokalitě našli (typ, barva, zrnitost) a pokuste se je nazvat. Úkol 89

90 Nalezli jste na lokalitě nějaké vrásy a zlomy? Dovedli byste je nakreslit? 1 2 Úkol 4. Co za útvary vidíte na obrázku? Úkol... 90

91 5. Odpovězte na otázky. Jak od sebe rozpoznáte pískovec, prachovec, jílovec? Je možné, aby starší horniny překrývaly horniny mladší? Vysvětlete. Úkol Která hornina je v Moravskoslezských Beskydách nejčastější?. Na jakou geologickou jednotku se nasunují Karpaty? Víte, kam se vlévá řeka Ostravice a do jakého povodí patří? 6. Změřte pomocí geologického kompasu na dvou místech v oblasti peřeje směr a úklon vrstev. Úkol 7. Označte na obrázku antiklinálu, synklinálu. Úkol 91

92 LOKALITA Č. 5 PÍSKOVNA ZÁVADA Kvartér Čtvrtohory Doba ledová Naše putování po geologických lokalitách našeho kraje a v blízkosti města Ostravy nás zavede na poslední lokalitu do období čtvrtohor neboli kvartéru. Toto období se spojuje většinou s označením doba ledová. Situační plán lokality Pískovna u obce Závada se nachází 5 km severovýchodně od města Dolní Benešov v okrese Opava. Na lokalitu vede přístupová cesta, na kterou se odbočuje z hlavní cesty č. 56, mezi obcemi Bohuslavicemi a Vřesina. Vlastníkem pískovny je firma Kamenolomy ČR s.r.o. Pro návštěvu je nezbytné povolení majitele. Situační plán lokality Mapa geografická Mapa geologická 92

93 Stručná geologie Ložisko písků lokality Závada je součástí ledovcových (glaciálních) sedimentů kvartérního stáří z období čtvrtohorního (pleistocenního) kontinentálního zalednění. Ložisko písků je otevřeno od východu, těžba postupuje směrem k západu (obr ). Podloží pískovny je tvořeno kulmskými sedimenty hradecko-kyjovického souvrství (droby, jílovité břidlice). Na ně nasedají miocenní sedimenty (písčité, jílovité, vápenité) karpatské předhlubně a glacigenní sedimenty (štěrky, písky) elsterského zalednění. Přímé podloží tvoří kvartérní jezerní (glacilakustrinní) jíly, písčité jíly, souvkové hlíny náležející sálskému zalednění. Nadloží ložiska je tvořeno pleistocenními sprašovými hlínami a holocenním půdním horizontem. Samotné ložisko tvoří jezerní (glacilakustrinní) písčité sedimenty sálského zalednění. Převládají písky, méně jílovité písky, nejméně písky s příměsí štěrku. Mocnost ložiska je od 22m do 27m. Geologie lokality Petrografický popis zeminy Obr Pohled na těženou stěnu Písek má různé odstíny barev (obr ), od světle hnědé, hnědé, rezavě žluté až po bělavě šedou. Je jemnozrnný až středně zrnitý (obr ). V jemně písčitém materiálu převládá křemen, v hrubém materiálu je složení různé a obsahuje horniny transportované ledovcem (tzv. eratika) z oblastí severní Evropy. Mezi eratiky převládá křemen, silicity (pazourky), pískovce a vyvřeliny (obr ). Nejnápadnější složkou jsou pazourky (obr ) a načervenalé skandinávské žuly rapakivi. 93

94 Obr Písky různého zbarvení ve stěně Obr Různá zrnitost těženého materiálu 94

95 Obr Eratika Obr Pazourky (silicity) Na stěně lomu lze dobře rozpoznat různé typy zvrstvení a občas se v píscích vyskytují i valouny větších rozměrů tzv. souvky (obr ) Využití těžené suroviny Obr Souvek Těžený písek je na místě těžby upravován sítováním na jemnou a hrubší frakci. Jemná frakce je jako přírodní kamenivo využíváno pro stavební účely, výrobu betonů, balených malt, pro inženýrské stavby a pozemní komunikace. Skrývkový materiál se využívá k rekultivaci okolní krajiny po těžbě. Dostupnost lokality Lokalita je dobře přístupná, bezpečná a vyhovuje pro exkurzní návštěvy. Další zajímavosti Na lokalitě je možno pozorovat hnízdění břehule říční (obr ), zalesnění borovici lesní, řízenou i volnou rekultivaci. 95

96 Zajímavosti v okolí Obr Hnízda břehulí říčních Hlučínsko štěrkovny, pískovny, cihelny, pazourky Řeka Odra těžba štěrků, štěrkopísků Ostrava, Frýdek-Místek a jejich okolí bludné balvany, souvky Obec Bolatice skanzen, Opava Slezské muzeum 1. Z polohy lokality na výřezu geologické mapy napište, v jakém geologickém období se nacházíte, jaké horniny zde můžete podle legendy nalézt. Úkol 96

97 2. Popište surovinu a zajímavé valouny, které jste na lokalitě našli (typ, barva, velikost) a nazvěte je (štěrk, písek, pazourek, křemenný valoun, žula) Úkol 3. Nalezli jste na lokalitě nějaký typ zvrstvení? Jaký? Dovedli byste jej nakreslit? 1 2 Úkol 4. Jak byste využili: písek štěrk Úkol 5. Odpovězte na otázky. Jaký je podle vás rozdíl mezi pískem a pískovcem? Jak a odkud se k nám dostaly bludné balvany? Jaké klima panovalo v ledových dobách? Úkol 97

98 Jaké jsou charakteristické tvary v krajině po působení ledovců? Kde se nachází v okolí Ostravy největší bludný balvan? Víte, kde ještě leží nějaké současné ledovce? 6. Co vidíte na obrázcích? Úkol... Horniny kolem vás Horniny jsou využity všude kolem nás. Například jako žulové obrubníky kolem cest, kamenivo v betonu a asfaltových směsích, písek v pískovištích na sídlišti. Nasbírejte horniny i výrobky z nich ve vašem okolí a pokuste se je zařadit třeba do skupin podle vzniku nebo podle jejich využití. Závěr 98

99 Pokud navštívíte námi vybrané lokality, odeberte si vzorky hornin a můžete je porovnat mezi sebou. K určení hornin použijte některou učebnici nebo encyklopedii ze školy nebo klíč k určování hornin a minerálů. Výsledky svého pozorování napište do přehledné tabulky. Obecně platí, že tmavé a těžké horniny patří mezi hlubinné horniny, světlé a těžké do skupiny vyvřelých nebo metamorfovaných hornin, a světlé, lehké horniny do skupiny usazených hornin. Pokud si nebudete jisti, kam horniny zařadit, zapište alespoň jejich barvu, strukturu a další charakteristické vlastnosti. Jsou-li složeny z tmavých, světlých nebo jinak zbarvených minerálů, popište jakých. U minerálů sledujeme barvu, štěpnost, lesk, lom a tvrdost. Pokuste se nalézt i vzorky hornin, které mohou být ve dvojici, a to jako zpevněné a nezpevněné horniny. 99

100 PRACOVNÍ LISTY S ODBORNÝM TEXTEM V ANGLICKÉM A ČESKÉM JAZYCE Discover the secret of geological history is divided into 3 parts. Part A - The science promoter is getting to know the topics There is explained what geology deals with and its single disciplines; how mineral and rock are defined; what characters are studied to determine a mineral; what genetic types of rocks are distinguished. There are also clarified such terms as e.g. grinding, sharpening etc. that are mentioned in the module. One chapter is devoted to the age of rocks and base stratigraphy with more detailed structuring of the Paleozoic, the Mesozoic, the Tertiary and the Quaternary. Major tectonic elements fault, crack, fold and pall are depicted and described in the chapter relating to tectonics. The terms for sedimentary rocks, the main topic of the module, are described more detailed. There is mentioned the classification of sediments based on formation (clastic, chemical and organic sediments) and the classification of clastic sediments based on grain size, major sediments types description (sandstone, graywacke, siltstone, clay, claystone, shale, coal beds) that can be found in studied locations. Short introduction to geological development of north-eastern Moravia, especially in areas mentioned later, is given in this part. What did happen/ take place in the early the Paleozoic (the Carboniferous), in the Mesozoic (the Jurassic, the Cretaceous) and the Quaternary; what major geological formations are located there; which folding were shown in studied area. Part B - Workshops for students and pupils Localities were chosen to include the most important geological eras in north-eastern Moravia: Stará Ves u Bílovce the late Carboniferous, Landek the early Carboniferous, Štramberk the Jurassic, the Cretaceous, Ostravice the Cretaceous, Závada the Quaternary. The locations are marked as in geographical so in geological map and their accessibility is described there. Description of each locality includes its brief geology, detailed characterisation of rocks and other geological interestingness (minerals, fossils, tectonic elements) found in the locality. Text includes a detailed photo documentation of described fact for better illustration. There are theoretical and practical (e.g. measuring of a direction and slant of layers, rocks and minerals description etc.) particular tasks focused on each locality in worksheets that should be solving in given/ studied locality. Apart from geology, there are also some other interestingness from surround or directly from the locality mentioned for each location. Some of them are closely related to geological conditions of the areas e.g. calcareous flora on limestone in Štramberk vicinity. Some other exercises: a "pexeso" game with photos that is focused on terms and information relating to the module for the youngest pupils; a puzzles of mineral crystal system of various crystallographic systems; sieving and texture determination of unconsolidated material; folds creation from colour paper and varicoloured loose material, are, except the exercises on localities intended especially for students of secondary schools, or last grades of primary schools in part B. 100

101 Other task is the hardness determination by the Mohs Hardness Scale that is relatively from the softest to the hardest, or numerical using simple aids. Part C Guidebook for teachers This part includes developed worksheets when working out the questions and tasks on particular localities, and description of other possible activities that were not introduced in previous parts. These are: activities and equipment of geologist in the field, especially a description and detail methodology of measurements with geological compass, a description and recognizing of rocks in field, types of geological maps. Part of the module is also reference list used within the module preparation and also recommended literature for potential next study. 101

102 Výkladový slovník pojmů Anglicky Česky Slovník pojmů include measurements equipment description vicinity recommend major geologist methodology interestingness preparation introduce pupil sandstone claystone aid description location shale zahrnovat měření, míry vybavení popis blízkost doporučit hlavní, důležitý geolog metodika zajímavost příprava představit žák, student pískovec jílovec pomoc popis místo, lokace bidlice 102

103 Poznej tajemství geologické minulosti je rozdělen na 3 části. Část A Seznámení popularizátora vědy s tématem V úvodní části je vysvětleno, čím se zbývá geologie a její jednotlivé obory, jak je definován minerál a hornina, jaké vlastnosti u minerálů pro jejich určování zjišťujeme, jaké genetické typy hornin rozlišujeme. Také jsou vysvětleny pojmy jako např. výbrus, nábrus apod., se kterými se můžete v modulu setkat. Jedna kapitola je věnována stáří hornin a základní stratigrafii s podrobnějším členěním prvohor, druhohor, třetihor a čtvrtohor. V kapitole o tektonice jsou zobrazeny a popsány základní tektonické prvky - zlom, puklina, vrása, příkrov. Podrobněji jsou popsány pojmy pro usazené horniny, které jsou hlavním předmětem modulu. Je uvedena klasifikace sedimentů podle vzniku (klastické, chemogenní, organogenní) a klasifikace klastických sedimentů na základě velikosti zrna, popis základních typů sedimentů (pískovec, droba, prachovec, jíl, jílovec, jílovitá břidlice, vápenec, uhlí), se kterými se můžete na studovaných lokalitách setkat. V této části je rovněž podáno stručné seznámení s geologickým vývojem severovýchodní Moravy, zejména v oblastech dále studovaných lokalit. Co se zde dělo v mladších prvohorách (karbonu), ve druhohorách (juře a křídě) a kvartéru, jaké základní geologické jednotky se tady nacházejí, jaká vrásnění se ve sledované oblasti projevila. Část B Pracovní aktivity pro studenty a žáky Lokality byly vybrány tak, aby byly pro severovýchodní Moravu podchyceny nejvýznamnější geologická období: Stará Ves u Bílovce spodní karbon, Landek svrchní karbon, Štramberk jura, křída, Ostravice křída, Závada kvartér. Lokality jsou vyznačeny jak v geografické, tak v geologické mapě s popisem jejich dostupnosti. Popis každé lokality zahrnuje její stručnou geologii, podrobný popis hornin a dalších geologických zajímavostí (minerálů, zkamenělin, tektonických prvků), které je možné na dané lokalitě nalézt. Text je pro lepší názornost doplněn rozsáhlou fotodokumentací popisovaných faktů. V pracovních listech pro každou lokality jsou uvedeny konkrétní úkoly jak teoretické, tak praktické (například měření směru a úklonu vrstev, popis hornin, minerálů apod.), které se na dané lokalitě mají řešit. Kromě geologie jsou u každé lokality uvedeny i jiné zajímavosti v okolí, případně se vyskytující přímo na lokalitě. Některé jsou s geologickými podmínkami na lokalitě úzce spjaty například vápnomilná květena na vápencích v okolí Štramberka. Kromě úkolů na lokalitách, které jsou určeny hlavně pro studenty středních škol, případně pro nejvyšší ročníky ZŠ, jsou v části B i další úkoly: pro nejmladší studenty pexeso s fotografiemi, zaměřené na termíny a informace týkající se modulu; skládačky krystalů minerálů různých krystalografických soustav; sítování a určování zrnitosti nezpevněného materiálu; vytváření vrás z barevných papírů nebo různobarevného sypkého materiálu. Dalším úkolem je určování tvrdosti podle Mohsovy stupnice tvrdosti v sadě minerálů, a to relativně od nejměkčího po nejtvrdší, případně číselně pomocí jednoduchých pomůcek. 103

104 Část C metodická příručka pro pedagogy Tato část zahrnuje vypracované pracovní listy k otázkám a úkolům jednotlivých lokalit a popis dalších možných činností, které nebyly v předešlých částech popsány. Práci a výbavu geologa v terénu, zejména popis a detailní postup měření s geologickým kompasem, popis a určování hornin v terénu, typy geologických map. Součástí modulu je i seznam literatury, která byla při tvorbě modulu použita, a dále doporučená literatura pro případné další studium. 104

105 ČÁST C METODICKÁ PŘÍRUČKA METODICKÁ ČÁST K MODULU MPV9 POZNEJ TAJEMSTVÍ GEOLOGICKÉ MINULOSTI Výukový modul na téma Poznej tajemství geologické minulosti je rozdělen na části: A Vysvětlení základních geologických pojmů např. geologie, minerál, hornina, stáří hornin, stratigrafie, genetický typ horniny. Podrobněji jsou popsány pojmy pro usazené horniny, které jsou hlavním předmětem modulu a dále je provedeno seznámení s geologií severovýchodní Moravy, zejména v oblastech dále studovaných lokalit. B Podrobný popis konkrétních lokalit s rozsáhlou fotodokumentací a konkrétními úkoly na každé lokalitě (pracovní listy). Kromě úkolů na lokalitách, které jsou určeny hlavně pro studenty středních škol, případně pro nejvyšší ročníky ZŠ, jsou v části B i úkoly obecné: pro nejmladší studenty pexeso s fotografiemi, týkající se modulu, skládačky krystalů minerálů různých krystalografických soustav, sítování a určování zrnitosti nezpevněného materiálu, vytváření vrás z barevných papírů nebo různobarevného sypkého materiálu. Dalším úkolem je určení tvrdosti podle Mohsovy stupnice tvrdosti na sadě minerálů, jednak relativně od nejměkčího po nejtvrdší a případně pomocí jednoduchých pomůcek, uvedených v části A (str. 7) číselně. Vypracované pracovní listy lokalita Stará Ves u Bílovce 1) Z polohy lokality na výřezu geologické mapy, napište, v jakém geologickém období se nacházíte, jaké horniny zde můžete podle legendy nalézt. paleozoikum (prvohory) karbon spodní (visé Cv), kulmský vývoj droby, jílovité břidlice, zčásti i slepence 2) Popište horniny a minerály, které jste na lokalitě našli (typ, barva) a pokuste se je nazvat (droba, jílovitá břidlice, prachovec, křišťál). šedé, jemnozrnné, mocnější polohy (droba) 105

106 tmavě šedé, někdy s vrstvičkami jiné barvy, velmi jemně zrnité (prachovec, jílovitá břidlice) drobné krystalky bílé nebo průhledné barvy, které rýpou do skla křemen křišťál 3) Označte na obrázku antiklinálu, synklinálu. antiklinála synklinála 4) Nalezli jste na lokalitě nějaké vrásy? Dovedli byste je nakreslit? 1 2 1) např.: vrása v hlavní stěně lomu, každou vrstvu můžete vybarvit podle typu horniny nebo naznačit vrstevnatost 2) 5) Jak byste využili horninu, kterou jste zde nalezli: droba - například jako drcený materiál (kamenivo) pro výstavbu silnic, asfaltových povrchů, betonových konstrukcí, na násyp železničních svršků... jílovitá břidlice například jako izolační materiál v elektrotechnice, v oblasti Vítkovska na výrobu střešních tašek... 6) Pomocí geologického kompasu změřte směr a úklon vrstevní plochy břidlic na východní stěně lomu. 275/60 106

107 Vypracované pracovní listy lokalita Landek 1) Z polohy lokality na výřezu geologické mapy, napište, v jakém geologickém období se nacházíte, jaké horniny zde můžete podle legendy nalézt. paleozoikum (prvohory) karbon svrchní (namur Cn) droby, břidlice, uhelné sloje 2) Popište horniny a surovinu, které jste na lokalitě našli (typ, barva) a nazvěte je (uhlí, pískovec, prachovec, jílovec, brousek). černá až černošedá poloha, místy s lesklými pásky, porušená velmi hojnými rovnoběžnými puklinami, při dotyku černě špiní: uhlí polohy tmavě šedé s téměř nerozeznatelnými zrny: jílovce (v bezprostředním podloží uhelné sloje se zbytky kořínků: tzv. kořenová půda) polohy velmi jemně zrnité, na čerstvém lomu šedé, na slunci s blýskavými šupinkami slídy, na povrchu místy okrově zbarvené (navětrání), laminované (střídání tenkých vrstviček): prachovce světlé zrnité polohy: pískovce (na základě podrobnějších petrografických analýz se jedná o droby, jak je uvedeno v legendě ke geologické mapě) brousek se v blízkosti výchozu sloje nevyskytuje 3) Vyjmenujte vrstevní členy ostravského souvrství. Vrstvy petřkovické, hrušovské, jaklovecké, porubské. 4 ) Pokuste se nakreslit výchoz uhelné sloje a její okolí (nadloží, podloží). 107

108 5) V jakém pořadí se ukládají horniny uhlonosných uloženin při cyklickém opakování? Pískovec, prachovec, jílovec, jílovec se zbytky kořenů (tzv. kořenová půda), uhlí. 6) Jakého původu je tzv. hlavní ostravský brousek a čím je důležitý. Hlavní ostravský brousek je sopečného původu. Při výbuších velkých sopek v karbonu napadal sopečný materiál (popel) do uhlonosných pánví a vytvořil charakteristické vrstvičky po celé ploše pánve. Hlavní ostravský brousek je důležitý při korelaci (orientaci) v ostravském souvrství, protože se vyskytuje na rozhraní vrstev petřkovických a hrušovských. Barva je od bělošedé až po tmavě žlutou nebo okrovou, jeho mocnost může být až 12 metrů. 7) Odpovězte na otázky. Co jsou to kaustobiolity? Sedimenty s vysokým obsahem organických látek. Mohou být skupenství pevného, kapalného nebo plynného. Jsou hořlavé. Z jakého materiálu vzniká uhlí? Ze zbytků odumřelých rostlin. Jaké jsou typy uhlí podle stupně prouhelnění? lignit hnědé uhlí černé uhlí antracit 108