TEKTONIKA ORDOVIKU SEVERNÍ ČÁSTI PRAHY

Transkript

1 M A S A R Y K O V A U N I V E R Z I T A P ř í r o d o v ě d e c k á f a k u l t a TEKTONIKA ORDOVIKU SEVERNÍ ČÁSTI PRAHY (bakalářská práce) Jiří Vošmik Vedoucí: doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr. BRNO 2008

2 Jiří Vošmik, 2008 Všechna práva vyhrazena 2

3 Bibliografické údaje Jméno a příjmení autora: Jiří Vošmik Studijní program: Geologie, bakalářský program Studijní obor (směr), kombinace oborů: Geologie Název bakalářské práce: Tektonika ordoviku severní části Prahy Název v angličtině: Tectonics of the Ordovician in the Northern part of Prague city Vedoucí bakalářské práce: doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr. Rok obhajoby: 2008 Anotace česky: Práce se zabývá tektonickou stavbou severní části Prahy mezi Trójou a Letnou. Vychází jednak z poskytnuté dokumentace průzkumné štoly pro tunelový komplex Blanka a jednak z vlastních tektonických dat pořízených v okolí tunelové stavby. Z průzkumné štoly byly vyhodnoceny strukturně tektonické prvky (plochy vrstevnatosti, pukliny, tektonické poruchy) metodou orientační analýzy. Na základě některých odchylek orientace vrstevnatosti ze zhotovené mapy orientací vrstevnatosti byly zjištěny v rámci štoly dva systémy střižných zón, které určují tektonická poruchová pásma směru Z-V (pravostranný pohyb) a SSV-JJZ (levostranný pohyb). Na skalních výchozech v okolí průzkumné štoly byly zjištěny prvky ukazující na vrásovou stavbu s osou vrásy uklánějící se k JZ pod sklonem asi 33. Anotace anglicky: The bachelor s thesis focuses on tectonics of the northern part of Prague, between Trója and Letná. The research is based on compiled orientation data from the geological documentation for the Blanka tunnel complex, and on the author s own tectonic data from the surroundings of the tunnel complex. The compiled directional data were interpreted using the spherical statistical analysis. As there were several cases of deviation of the bedding plane orientation from the standard, two systems of shear zones were recognized in the tunnel complex, dextral ones in W-E direction, and sinistral ones in NNE-SSW direction. Tectonic data collected in the surroundings of the tunnel show fold structure parameters, with fold axis plunging in approximately 33 degrees to the south-west. 3

4 Klíčová slova česky: tektonika, ordovik, střižná zóna, flexura, vrása, paleozoikum, barrandien, variské vrásnění Klíčová slova anglicky: tectonics, Ordovician, shear zone, flexure, fold, Palaeozoic, Barrandian, Variscan Orogeny MDT:

5 5

6 6

7 Předmluva Tato práce se zabývá tektonickým vyhodnocením území severní části Prahy mezi Trójou a Letnou. V roce 2003 a 2005 zde byla ražena průzkumná štola pro tunel Blanka, ze které mi byla poskytnuta dokumentace. Cílem práce je jednak tektonicky vyhodnotit tunelovou stavbu. Druhým cílem je vyhledat struktury, které by vysvětlovaly geologickou stavbu v daném území, kde se dobrotivské souvrství směrem na SV rozšiřuje a ve východní části uprostřed něho vystupuje podložní souvrství šárecké. Rád bych poděkoval RNDr. Jaroslavu Altmannovi z firmy K+K průzkum, s. r. o., za poskytnutí dokumnetace z průzkumné štoly, ing. Branu Kuthanovi z téže firmy za poskytnutí nejen další dokumentace, ale i za jeho konzultace a umožnění přístupů do tunelu. Velice děkuji doc. RNDr Rostislavu Melicharovi, Dr., z ústavu geologických věd Přírodověděcké fakulty Masarykovy Univerzity za pomoc při vyhotovení této práce a četné konzultace. autor Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem předloženou bakalářskou práci vyhotovil samostatně a všechnu literaturu a prameny, použité k vyhotovení práce, řádně cituji. V Brně dne 26. dubna 2008 Jiří Vošmik 7

8 8

9 Obsah 1 Úvod Geologie pražské synformy Geologie studované části území Metodika práce Použitá data Orientační analýza Interpretace struktur Výsledky Hlavní trend orientace strukturních prvků Data z průzkumné štoly Blanka Data z portálové jámy pro tunel Blanka Výchozy Trojská a na vrchu Jablůňka Odchylky od trendu orientace vrstevnatosti v tunelu Blanka Diskuse Závěr Literatura Přílohy Konturové diagramy četností pólů ploch vrstevnatosti z průzkumné štoly Konturové diagramy četností pólů ploch puklin z průzkumné štoly Konturové diagramy četností pólů ploch tektonických poruch z průzkumné štoly Dokumentované skalní výchozy terénní deník Půdorysný plán průzkumné štoly pro tunel Blanka Výskyt střižných zón v půdorysném plánu průzkumné štoly

10 10

11 1 Úvod Zájmové území je součástí Českého masivu a z regionálně geologického členění spadá do středočeské oblasti bohemika (Mísař et al., 1983, Chlupáč a Vrána, 1994; obr. 1.1), v rámci bohemika je situované v barrandienu do severní části struktury nazývané pražská synforma (Melichar, 2003; obr. 1.2). Obr. 1. 1: Pozice pražské synformy (Prague basin ) v rámci základního regionálně-geologického členění variské stavby Českého masivu podle Melichara (2003). Červený obdélník vyznačuje rozsah mapy na obr Studovaná oblast leží v severní části Prahy na pravém i levém břehu Vltavy mezi Trójou a Letnou. V letech 2003 až 2005 byla v této oblasti ražena průzkumná štola o délce 1592 m v rámci podrobného inženýrsko geologického průzkumu pro tunel Blanka (poloha viz obr. 1.3). Tunel bude realizovaný jako severozápadní část Městského okruhu. Délka tunelu bude kolem 5,5 km a povede od Strahova z místa nedaleko výjezdu ze Strahovského tunelu, dále pod Vltavou až k Tróji. Plánované dokončení stavby připadá na rok Geologie pražské synformy Pražská synforma je lineární deprese sv-jz. směru táhnoucí se od Starého Plzence k SV přes území Prahy až k Úvalům a Brandýsu nad Labem. Její výplní jsou sedimentární horniny ordovického, silurského a devonského stáří, které diskordantně nasedají na kadomsky 11

12 provrásněné proterozoické horniny (Chlupáč, 1992) kralupsko-zbraslavské a štěchovické skupiny, nebo v menší míře na kambrické uloženiny příbramsko-jinecké a skryjsko-týřovické pánve (obr. 1.2) Obr. 1. 2: Poloha studovaného území na výřezu mapy1 : (podle Zoubka, 1964; Horného, 1964; Čepka, 1961 a Kodyma, 1964). Žlutý obdélník vyznačuje rozsah mapy na obr Sedimenty ordoviku pražské synformy jsou vyvinuty ve dvou základních faciích, písčité a jílovité. V nemalé míře jsou přítomny vulkanické horniny (obr. 1.4). Sedimenty siluru jsou naspodu převážně v břidličném vývoji (černošedé graptolitové břidlice), výše přechází do vápenců a vápenců s břidlicemi. Charakteristickým znakem silurské sedimentace je rozsáhlý bazický vulkanismus. Následují uloženiny devonu s převažujícím vápencovým vývojem. Ve středním devonu byla sedimentace ukončena. Celá oblast byla vlivem variské orogeneze velice namáhána, postižena silným provrásněním a tvorbou násunové tektoniky (Melichar, 2003). 12

13 Z tektonického hlediska lze synformu na základě deformačního porušení hornin rozdělit na dvě oblasti (obr. 1.5): oblast periferní části a oblast jádra (Melichar, 2003). Oblast periferní části pražského synformy je méně tektonicky porušená, zatímco jádro pražské synformy je postižené silným provrásněním (s jv. vergencí) a příkrovovou tektonikou. Hranice mezi dvěma oblastmi je kladena do hraniční zóny v bohdaleckém souvrství, popřípadě v souvrství králodvorském (Melichar, 2003). Studované území spadá do méně tektonicky porušené periferní části pražské synformy. Obr. 1.3:Poloha tunelu Blanka na základní geologické mapě 1 : Praha-sever (Králík, 1984b). Zakreslená linie označuje celý průběh tunelu Blanka, oranžově je označen rozsah průzkumné štoly, ze které jsem vyhodnocoval poskytnutou dokumentaci. 1.2 Geologie studované části území V širším okolí průzkumné štoly vystupují jednak proterozoické horniny a horniny ordoviku. Horniny proterozoika v severní části Prahy jsou zastoupené převážně fylitickými břidlicemi, drobami a prachovci s úklonem vrstevnatosti k SZ (Röhlich a Fediuk, 2005). V oblasti se 13

14 vyskytují silicity, které tvoří v sedimentárních horninách plochá čočkovitá tělesa, jež vzhledem ke své odolnosti vůči zvětrávání tvoří na povrchu časté vystupující elevace. Obr. 1. 4: Statigrafické schéma ordoviku barrandienu (podle Chlupáče et al., 2002, na základě prací Havlíčka) 1 slepenec, hrubozrnné droby, 2 silicity, 3 jílovité břidlice, prachovce, 4 vulkanity, 5 a 6 světlé křemence a pískovce, 7 střídání pískovců, drob a prachovců, 8 převážně prachové břidlice a prachovce, 9 sedimentární železné rudy, 10 stratigrafický hiát, k. křemence. V rámci ordoviku jsou zde vyvinuta tři souvrství: šárecké, dobrotivské a libeňské (obr. 1.4), z nichž poslední dvě (dobrotivské, libeňské) byla zastižena v průzkumné štole. Šárecké souvrství je na kontaktu s proterozoickými horninami tvořeno produkty bazického vulkanismu (Havlíček in Králík, 1984a), zejména vulkanickými brekciemi (Röhlich a Fediuk, 2005). Na ně nasedají černošedé jílovité břidlice (Kukal, 1962). Nadložní dobrotivské souvrství má dvě hlavní facie: písčitou a břidličnou (Havlíček in Chlupáč et al., 1992). Písčitá facie je vyvinuta ve spodní části souvrství, kde je zastoupena 14

15 skaleckými křemenci. Křemence tvoří lavice o mocnosti cm, ojediněle i metrových mocností. V severní části Prahy obsahují časté vložky černých písčitých břidlic. Nadložní břidličnou facii tvoří jílovité, prachovité černé břidlice s větším či menším výskytem křemencových vložek, které se zvolna do nadloží vytrácejí. Přechod ze skaleckých křemenců do břidlic je dán polohou droby popsanou Havlíčkem (Králík, 1984a). Při vlastním pozorování jsem však tuto polohu nezastihl. Obr. 1. 5: Tektonické schéma pražské synformy s přilehlými jednotkami proterozoika a kambria skryjskotýřovické a příbramsko-jinecké oblasti. Ve schématu je znázorněna periferní část a jádro pražské synformy (synklinoria), které jsou odděleny hraniční zónou (Melichar, 2003). Libeňské souvrství je opět tvořeno dvěma faciemi: písčitou a břidličnou. Písčitá facie označovaná jako řevnické křemence tvoří bázi souvrství. Na bázi libeňského souvrství při hranici se souvrstvím dobrotivským je v primární dokumentaci čeleb průzkumné štoly popisován výskyt ooidů limonitu, které však jsou podle Röhlicha (1960) nevýznamné. Řevnické křemence jsou litologicky téměř shodné jako křemence skalecké v souvrství dobrotivském. Hranice řevnických křemenců je velice ostrá jak vůči podloží, tak vzhledem 15

16 k nadloží. Druhou facií libeňského souvrství jsou černé jílovité břidlice, litologicky velice podobné břidlicím dobrotivského souvrství (Havlíček in Králík, 1984a). Studovaná severní část Prahy je situovaná v rámci pražské synformy v jejím sz. křídle. Orientace vrstevnatosti se podle této pozice uklánějí k JV a protažení jednotlivých průhů hornin (souvrství) je ve směru sv-jz. U dobrotivského souvrství je z gelogické mapy patrné rozšiřování směrem na SV, kde uprostřed jeho nejseverovýchodnější části vystupují břidlice souvrství šáreckého (obr. 1.6). Obr. 1. 6: Nápadná změna mocnosti dobrotivského souvrství ve výřezu geologické mapy 1 : Praha-sever (Králík, 1984b). Červené linie omezují rozsah dobrotivského souvrství v severní části Prahy. Z náčrtku je patrné rozšiřování souvrství směrem k východu. V sv. části vystupuje šárecké souvrství uprostřed souvrství dobrotivského. 16

17 2 Metodika práce Stavbu území jsem zpracoval na základě poskytnuté primární dokumentace čeleb průzkumné štoly tunelu Blanka, primární dokumentace portálové stavební jámy pro tunel Blanka a pořízených vlastních tektonických dat z blízkých skalních výchozů. Všechny údaje jsem zpracoval metodou orientační analýzy v programu SpheriStat. Polohu dat potřebnou ke zpracování tunelové stavby jsem určil ze stanovené metráže pro celou tunelovou stavbu tunelu Blanka. 2.1 Použitá data Převážná část dat byla získána z primární dokumentace geotechnického sledování výrubů průzkumné štoly pro tunel Blanka provedené firmu PUDIS, a. s., kterou mi poskytl ke zpracování RNDr. Jaroslav Altmann z inženýrsko geologické firmy K+K průzkum, s. r. o. Průzkumná štola je vedena pod oficiálním názvem průzkumná štola Špejchar-Pelc-Tyrolka (označení podle názvu ulic a křižovatek). Dokumentace byla prováděná v celé délce štoly m (v metráži neboli staničení v rozmezí 7 537,5 až 5 840, viz. příloha 7.5) zpravidla po metrových až 1,5m úsecích, vždy při každé nové odkryté čelbě. K dispozici jsem měl následující údaje: jméno dokumentujícího geologa, datum dokumentace, staničení, hloubka, název souvrství, popis horniny s dalšími technologickými informacemi, charakter ploch mechanické nespojitosti (průběžnost, tvar, šířka, drsnost, výplň), druh plochy mechanické nespojitosti s informacemi o její orientaci (vrstevnatost, pukliny, tektonické ohlazy, tektonické poruch) náčrtek dokumentované čelby s měřítkem a některé další údaje. Při zpracování dat jsem použil zejména tyto údaje: staničení, orientace strukturních prvků (ploch vrstevnatosti, puklin, tektonických ohlazů, tektonických poruch), popis horniny a souvrství. Hodnoty orientace strukturních prvků (ploch vrstevnatosti, puklin, tektonických poruch, tektonických ohlazů) byly zapisovány ve tvaru: azimut sklonu/velikost sklonu ve stupních do pole tabulky určené pro jednotlivý druh strukturního prvku. Pod pojmem tektonické ohlazy byly zaznamenávány plochy s viditelným rýhováním, a proto jsem je zahrnul spolu s tektonickými poruchami do jedné kategorie strukturních dat. Z průzkumné štoly bylo zpracováno celkem údajů o orientaci strukturních prvků. 17

18 Další data jsem získal z geotechnického monitoringu portálové jámy hloubené ve staničení m (příloha 7.5). Dokumentaci mi poskytnul ing. Brano Kuthan rovněž z firmy K+K průzkum, s. r. o. V rámci monitoringu probíhajícího v roce 2007 bylo změřeno 362 tektonických dat o orientaci ploch vrstevnatosti, puklin a tektonických poruch. Pořízená data jsou nezávislá na předchozí dokumentaci a částečně se asi v délce 100 m překrývají s daty z průzkumné štoly. Jednotlivé prvky orientace ploch byly zapisovány rovněž ve formě azimut sklonu/velikost sklonu ve stupních. Data mi byla poskytnuta v elektronické podobě datové tabulky Microsoft Office Excel. Vlastní data byla pořízena při rekognoskaci terénu (příloha 7.4). Na vyhledaných výchozech jsem pořídil vlastní kompasová data pomocí geologického kompasu značky Krantz. Na lokalitě jsem se soustředil na měření orientace strukturních prvků (ploch vrstevnatosti, puklin, lineace). Naměřené hodnoty jsem zapisoval standardně ve tvaru azimut sklonu/velikost sklonu ve stupních. 2.2 Orientační analýza Získaná tektonická data z převzaté písemné dokumentace jsem převedl do elektronické podoby pomocí programu Microsoft Office Excel. Pro další práce orientační analýzy bylo nezbytné přiřadit datům souřadnice. K tomu jsem použil vlastní souřadnicovou síť. Plán profilu štoly vyhotovený v programu CorelDRAW jsem použil jako podklad pro získání souřadnic několika bodů s metráží celých stovek metrů. Pomocí nich jsem interpolací získal souřadnice k ostatním dokumentačním bodům. Výpočet byl proveden v programu Microsoft Office Excel. Data jsem zpracoval pomocí programu SpheriStat, kde jsem do konturových diagramů promítl póly četností vrstevnatosti, puklin a tektonických poruch. Diagramy jsem zhotovil jak pro celý tunel, kde byly zahrnuty všechny výsledky z celého tunelu, tak i po jednotlivých 100m úsecích (příloha ). K azimutálnímu zobrazení byla použita Lambertova rovnoplochá projekce na spodní polokouli. Z dat orientace vrstevnatostí a pomocí zjištěných souřadnic jsem vytvořil mapu orientací vrstevnatosti. V mapě orientace vrstevnatostí jsem vyhledal odchylky orientace od normálního průběhu, které vypovídaly o možném výskytu tektonických poruch či struktur. 18

19 2.3 Interpretace struktur Při vyhodnocování mapy orientace vrstevnatosti jsem kladl důraz na stanovení generálního směru vrstevnatosti a na vyhledání odchylek, které by svědčily o přítomnosti struktur spojených s tektonickým porušením. Drobné odchylky srovnatelné s běžnou chybou kompasových měření nebyly při vyhodnocování uvažovány. Odchylky, které by se projevily změnou orientace vrstevnatosti, je možno vysvětlit teoreticky dvěma typy tektonického porušení, a to buď porušením charakteru vrásového (periodického vrásnění) či charakteru flexurního (kerného). Obr. 2.1: Schématický náčrtek periodické vrásy s vyznačením směrů orientace vrstevnatosti. Změna směrů je pozorovatelná s periodicitou odpovídající vzdálenosti osních ploch v daném směru. Struktura spojená s periodickým vrásněním by měla následující znaky změny orientace vrstevnatosti (obr. 2.1.): 1. -pravidelně se střídají různé orientace vrstevnatosti (v ramenech vrás), 2. -ke změně dochází vždy, když tunel projde osní plochou vrásy, 3. -v konturovém diagramu se taková struktura projeví promítnutím na velký oblouk, jehož π-pól odpovídá ose vrás. Flexurní porušení neboli střižná zóna má tyto znaky (obr. 2.2): 1. v určitém úseku tunelu je jednotně orientovaná vrstevnatost, která se stočí ve směru struktury, a pak se opět vrátí do původního směru, 2. výskyt struktury je nepravidelný, 3. v některých případech je vidět postupné stáčení vrstevnatosti ( vlek vrstev ), 4. při dostatečně velké deformaci je vrstevnatost v jádře flexury přetočena paralelně s flexurou (střižnou zónou), 5. v konturovém diagramu se taková struktura projeví promítnutím na velký oblouk, jehož π-pól odpovídá průsečnici vrstevnatosti a plochy flexury. 19

20 Obr. 2.2: Schématický náčrtek flexurního porušení s projevující se změnou orientace vrstevnatosti. 20

21 3 Výsledky V rámci zjištění tektonické stavby zájmového území byly vyhodnoceny tektonické prvky (plochy vrstevnatosti, pukliny a tektonických poruchy) z průzkumné štoly, portálové jámy a z blízkých skalních výchozů. Na základě mapy orientace vrstevnatosti z průzkumné štoly byl vymezen hlavní trend orientace vrstevnatosti a čtyři základní skupiny odchylek od něho. 3.1 Hlavní trend orientace strukturních prvků Data z průzkumné štoly Blanka Z vyhodnocení dat orientace vrstevnatosti vyplývá, že vrstevnatost je orientovaná ve směru SV-JZ a uklání se pod úhlem přibližně 65 k JV (150/65; obr. 3.1a; příloha 7.1). Pukliny se projevily třemi systémy: prvním a druhým kolmým k vrstevnatosti a třetím diagonálním. První systém se projevuje v konturovém diagramu silným maximem, které určuje pukliny ve směru SSZ-JJV s úklonem 70 k V. Druhý systém puklin má směr Z-V s úklonem 30 k S. Třetí nejméně výrazný systém puklin je směru SSZ-JJV s úklonem 70 k V (obr. 3.1b ; příloha 7.2). vrstevnatost pukliny tektonické poruchy a b c Obr. 3.1: Konturové diagramy četností pólů ploch vrstevnatostí (a), puklin (b) a tektonických poruch (c) ze všech měření z celého průběhu průzkumné štoly tunelu Blanka. Z vyhodnocení diagramu četností pólu tektonických poruch jsou patrné dvě hlavní maxima určující poruchy ve směru ZSV-VJV až ZJZ-VSV se stejnými velikostmi sklonu 70, avšak s opačnými směry sklonu. Jedno podružné maximum indikuje pukliny ve směru SV-JZ s úklonem 80 k JV (obr. 3.1c; příloha 7.3). 21

22 3.1.2 Data z portálové jámy pro tunel Blanka Po zpracování strukturních dat z portálové jámy hloubené ve staničení (viz příloha 7.5) vyšla orientace vrstevnatosti ve směru SV-JZ se sklonem 65 k JV (150/65; obr. 3.2: a). Ta odpovídá zjištěnému generálnímu směru z průzkumné štoly. Pukliny tvoří tři hlavní systémy kolmé na vrstevnatost. První je směru SZ-JV o sklonu 80 k JZ. Druhý je stejného směru, ale opačného úklonu. Třetí nejslabší systém je orientován ve směru SV-JZ o malém sklonu 30 k SZ (obr. 3.2: b). vrstevnatost pukliny tektonické poruchy a b c Obr. 3. 2: Konturové diagramy četností pólů ploch vrstevnatostí (a), puklin (b) a tektonických poruch (c) z portálové jámy. V portálové jámě byly sledovány četné tektonické poruchy, které se projevují jedním hlavním maximem určujícím poruchy z-v. směru o úklonu 35 k J. Ty jsou orientované diagonálně k vrstevnatosti. Další méně významná, podružná, maxima ukazují na poruchy kolmé k vrstevnatosti (obr. 3.2: c) Výchozy Trojská a na vrchu Jablůňka Pro ověření generálního směru vrstevnatosti byla provedena vlastní kompasová měření na blízkých skalních výchozech (příloha 7.4; obr. 7.1) přírodní památky Trojská (PP Trojská) a vrchu Jablůňka (PP Jablůňka). Na výchozech PP Trojská v horninách šáreckého souvrství je orientace vrstevnatosti ve směru SV-JZ pod sklonem 65 k JV (obr. 3.3: a). Ta odpovídá hlavnímu generálnímu směru v širší oblasti. Pukliny tvoří dva hlavní systémy. Jeden je kolmý na vrstevnatost a má směr SSZ-JJV o sklonu 75. Ten je na výchozech velice zřetelný a je zhruba kolmý na směr pozorovaného roubíkového rozpadu břidlic. Pukliny druhého systému mají s-j. směr o úklonu 22

23 kolem 45 k Z (obr. 3.3: b). Konstruovaná orientace roubíků je 229/32 (obr. 3.4). Černé břidlice obsahují hojné minerály jemnozrnné slídy, u kterých je patrná orientace 235/33, což je shodné s vypočteným směrem osy roubíků. vrstevnatost pukliny a b Obr. 3.3: Konturové diagramy četností pólů ploch vrstevnatosti (a) a puklin (b) z výchozů lokality Trojská v Lambertově rovnoploché projekci. V horninách dobrotivského souvrství vrchu Jablůňka bylo také provedeno několik měření orientace ploch vrstevnatosti, které potvrdily generální orientaci vrstevnatosti o směru SSV-JJZ se sklonem 65 k JV (150/65). Jednotlivé póly vrstevních ploch jsou vyneseny v bodovém diagramu obr Obr. 3.4: Charakteristický roubíkovitý rozpad v břidlicích šáreckého souvrství. Roubíky jsou přednostně orientované k JZ pod sklonem 32 (osa roubíků). Obr. 3.5: Bodový diagram promítnutých pólů ploch vrstevnatosti z výchozu PP vrchu Jablůňka. 23

24 3.2 Odchylky od trendu orientace vrstevnatosti v tunelu Blanka V celém průběhu štoly jsem z mapy orientace vrstevnatosti vypozoroval změny a odchylky orientace vrstevnatosti od sledovaného trendu v jednotlivých úsecích tunelu, které se na základě podobnosti znaků dají rozdělit do 4. základních skupin: 1. Pro první skupinu je typická změna orientace vrstevnatosti do směru Z-V (obr. 3.6). Ta je pozorovatelná jen na vzdálenost prvních metrů až prvních desítek metrů. Sklony se pohybují v rozmezí 65 až 75 k JV. Struktury první skupiny byly zachyceny na metrážích kolem 7 208; 7 035; 6 970; a Obr. 3.6: Příklad struktury první skupiny s přetočením vrstevnatosti do směru Z-V (metráž až 7 065). 2. Druhá skupina je také charakteristická změnou orientace vrstevnatosti tentokrát do směru SSV-JJZ (obr. 3.7). Obsahuje podobné znaky jako skupina první. Změna orientace je opět patrná na vzdálenosti prvních až prvních desítek metrů. Tyto struktury byly zastiženy u staničení kolem; m; m, m a asi i6 810 m. 3. U třetí skupiny je patrná jen jedna ostrá změna orientace vrstevnatosti. Při postupu z J na S se orientace vrstevnatosti přetáčí více na sever, tj. proti směru pohybu hodinových ručiček, o úhel zhruba 20 až 30 v azimutu a zároveň dochází ke snížení velikosti sklonu 5 až 15. Nově získanou orientaci si vrstevnatost nadále udržuje (obr. 3.8). Tyto struktury byly zachyceny na metráži 6 330; a asi i

25 Obr. 3.7: Příklad struktury druhé skupiny s přetočním vrstevnatosti do směru SSV-JJZ na metráži asi Obr. 3.8: Příklad struktury třetí skupiny se změnou orientace vrstevnatosti, která se při postupu od J k S přetáčí více na sever za současného poklesu velikosti sklonu a tento trend si udržuje i nadále (z metráže 6 270). 4. Do čtvrté skupiny patří oblast konce tunelu při jeho vyústění v Tróji na metráži až V konturovém diagramu (obr. 3.9) se vrstevnatosti projevují vytvořením tří maxim. Plochy vrstevnatostí prvního maxima mají směr SZ-JV se sklonem 70 k SV, plochy druhého maxima má stejný směr se sklonem k JZ a plochy třetího maxima jsou ve směru SSV-JJZ se sklonem 50 k Z (obr. 3.10). Všechny tři jsou kolmé ke generálnímu směru vrstevnatosti. Obr. 3.9: Úsek konce průzkumné štoly při vyústění v Tróji na metráži s častými změnami orientace vrstevnatosti od celkového generálního směru 25

26 26 Obr. 3.10: Konturový diagram četnosti pólů ploch vrstevnatosti z metřáže průzkumné štoly.

27 4 Diskuse Zjištěný generální směr vrstevnatosti (150/65) dobře odpovídá pozici v sz. křídle v rámci pražské synformy a jeho hodnotu tedy bylo možno předvídat. Novou informaci přinesly jednotlivé odchylky od tohoto směru. Jejich původ je po jednotlivých skupinách diskutován níže. Do první skupiny odchylek od generálního směru jsem zařadil pět zastižených změn orientace vrstevnatosti do směru Z-V. U všech těchto z-v. struktur lze pozorovat znaky 1, 2 a 3 typické pro flexury uvedené v kapitole 2.4. Na jejich základě je možné tyto struktury označit jako střižné zóny (flexury). Ve flexuře je patrné přetáčení vrstevnatosti, které ukazuje na vlek vrstev. V jejím jádře je patrná maximální změna orientace vrstevnatosti, která přibližně odpovídá směru flexury (plochy střižné zóny). Ta v podstatě odděluje jednotlivé kry. Na základě vleku je možné určit smysl pohybu v rámci jednotlivých ker. Po vyhodnocení mají všechny tyto struktury stejný pravostranný smysl pohybu. Struktury je tedy možné označit jako střižné zóny s pravostranným posunem (obr. 4.1). Obr. 4.1: Příklad interpretace struktury první skupiny jako pravostranného posunu (z metráže asi 7 035) s patrným vlekem a rotací vrstev, podle kterých se dá určit smysl pohybu jednotlivých ker. Střižné zóny s horizontálním pravostranným posunem mají stejný z-v. směr a strmý úklon k J. Jsou soustředěné především v severní části průzkumné štoly (pode dnem Vltavy; příloha 7.6). Pravděpodobné budou mít společný původ a mohou tvořit jedno tektonické 27

28 poruchové pásmo z-v. směru. Toto poruchové pásmo možná způsobilo anomální orientací koryta Vltavy, která zde v protáhlém meandru teče od východu k západu. Tok si pravděpodobně prorazil cestu odolnými křemenci v místě tektonicky oslabeného pásma, které bylo zjištěno v průzkumné štole právě pod dnešním tokem Vltavy. Obr. 4.2: Příklad interpretace struktury druhé skupiny jako levostranného posunu (u metráže asi 6 165) s viditelným vlekem a rotací vrstev. U druhé skupiny jsou vrstevnatosti rotovány do směru SSV-JJZ. U všech struktur druhé skupiny lze rovněž pozorovat znaky 1, 2, 3 pro flexury z kapitoly 2.4. Ze smyslu přetáčení a patrného vleku vrstev je možné určit levostranný smysl pohybu. Tyto struktury proto interpretuji jako levostranné posuny (obr. 4.2). Struktury se vyskytují převážně v jižní části štoly (příloha 7.6), kde pravděpodobně tvoří tektonické poruchové pásmo kosé k pásmu předešlému, tj. ve směru SSV-JJZ. Tato tektonická poruchová pásma složená z několika střižných zón (tj. struktur první a druhé skupiny) mají znaky kerného vrásnění, takže se dají vyhodnotit podobně jako zlomy. 28

29 Z těchto hlavních znaků je to charakter deformace, ať už sledovaného provrásnění, prohnutí vrstev a nebo chrakteristického náhodného výskytu střižných zón. Jelikož poruchová pásma mají své určené smysly pohybu, které jsou vůči sobě kompatibilní, je možné na základě kompatibility smyslu pohybů odhadnout směry hlavních normálových napětí σ 1 a σ 3 (obr. 4.3). Ve směru SZ-JV je hlavní normálové napětí σ 1 a na něj kolmé je hlavní normálové napětí σ 3 ve směru SV-JZ. To je ve shodě s možným kompresním napětím σ 1 působícím při vzniku pražské synformy, které by vyplývalo ze směrů jejího slačení kolmo k protažení synformy. Tato shoda může být dána časově blízkým vznikem těchto dvou struktur. Současný vznik obou typů střižných zón však neodpovídá Hartmannovu pravidlu, které předpokládá, že kompresní napětí půlí ostrý úhel střižných poruch (Jaroš a Vachtl, 1992, str. 260), zatímco ve studované oblasti půlí úhel tupý. Obr. 4. 3: Vymezení dvou tektonických poruch v rámci průzkumné štoly směru SSV-JJZ a Z-V s vyznačeným normálových napětím σ 1 a σ 3 ve výřezu geologické mapy 1: Praha-sever (Králík, 1984b). 29

30 Třetí skupinou změn orientace vrstevnatosti sledovatelnou v tunelu je přetočení vrstevnatosti více na sever proti směru hodinových ručiček. Odchylky vychýlení jsou v rozmezí malých hodnot do třiceti stupňů, vytrvávají však i nadále, minimálně na vzdálenost sta či více metrů. Interpretace nebo nějaká souvislost těchto odchýlených orientací není zcela jasná, může být spjata snad s velku vrásovou stavbou. vrstevnatost ze štoly pukliny z portálové jámy a b puklinatost ze štoly vrstevnatost z portálové jámy c d Obr. 4.4: Srovnání konturových diagramů četností pólů ploch vrstevnatosti (a, d) a puklin (b, c) z metráže průzkumné štoly (a, c) a portálové jámy z metráže m (b, d). Lze předpokládat, že při dokumentaci ve štole byl do značné míry zaměněn druh měřených ploch (vrtevnatost a pukliny). Jako čtvrtou skupinu označuji oblast v rozmezí staničení asi až m průzkumné štoly, kde byly v dokumentaci zjištěny velké odchylky vrstevnatosti od jejího generálního směru v širší oblasti. Fotodokumentace z této části průzkumné štoly nebyla k dispozici, orientace jednotlivých strukturních prvků bylo možno zkontrolovat pouze z náčrtků dokumentací čeleb, kde však jejich polohy odpovídaly naměřeným datům. Z této části jsem však měl k dispozici nezávislá data, neboť zde v roce 2007 proběhly práce hloubení portálové jámy tunelu Blanka, které zasáhly část štoly (příloha 7.5). Jáma byla situována v úseku staničení až metrů a s průzkumnou štolou se překrývala téměř 100m úsekem. Nezávislá strukturní data získaná geotechnickým dozorem jámy jsem mohl porovnat 30

31 s daty ze štoly. Údaje nové dokumentace se s daty ze štoly neshodovaly, avšak orientace vrstevnatosti z portálové jámy odpovídala generálnímu směru vrstevnatosti z širokého okolí. Pro ověření dat z portálové jámy jsem měl také k dispozici kontrolní fotografie, na kterých bylo možno přesně určit jednotlivé strukturní prvky a odhadnout jejich orientaci. Podle tohoto soudím, že v dokumentaci průzkumné štoly ze staničení asi až je chyba. Charakter této chyby vyplynul z analýzy konturových diagramů vrstevnatosti a puklin (obr. 4.4). Maximum určující vrstevnatost v pozici kolmo ke generálnímu směru vrstevnatosti se poprvé začíná projevovat v konturovém diagramu pro úsek tunelu až (příloha 7.3). V konturovém diagramu pro staničení až m jsou to již tři maxima indikující vrstevnatosti kolmé k generálnímu směru. Při srovnání tohoto konturového diagramu s konturovým diagramem puklin z portálové jámy je patrná shoda těchto orientací (obr. 4.4: a, b). Puklinatost z portálové jámy tvoří také tři systémy puklin kolmé ke generálnímu směru vrstevnatosti. V konturovém digramu četností pólů ploch puklin ze štoly pro staničení až m se objevuje jedno výrazné maximum odpovídající vrstevnatostem z portálové jámy i generálnímu směru vrstevnatosti (obr. 4.4: c, d). Je tedy pravděpodobné, že v tomto úseku štoly dokumentující geologové měřili puklinatost, kterou však při dokumentaci chybně zapisovali do pole určeného vrstevnatosti, a naopak orientace vrtevnatostí zapisovali do polí určených pro pukliny. V geologické mapě se dá sledovat neobvyklý průběh dobrotivského souvrství. To se směrem na SV rozšiřuje. V jeho nejseverovýchodnější části se pak uprostřed vyskytuje podložní souvrství šárecké. Jedním z možných vysvětlení výskytu šáreckého souvrství by mohla být antiklinální vrása, v jejímž jádře by starší souvrství vystupovalo. Na skalních výchozech v šáreckých břidlicích bylo nalezeno několik strukturně tektonických prvků, které by na vrásu a její parametry mohly poukazovat. Dokumentované skalní výchozy mají charakteristický roubíkovitý rozpad. Roubíky mají téměř stejnou přednostní orientaci jako slídové minerály v břidlicích. Pravděpodobně budou mít tyto prvky spolu souvislost. V tomto případě by osa roubíků i orientrace slídových minerálů mohly udávat orientaci osy dané vrásy (tzv. γ-osa). Tato představa by dobře korespondovala s geologickou situací dobrotivského souvrství popisovanou výše. Za možnou interpretaci tedy považuji vrásovou stavbu v dané oblasti, kdy se osa vrásy noří směrem k JZ pod sklonem 33, vrása tak tvoří brachyvrásový uzávěr a eroze pak v různých místech území odkrývá jednotlivé hloubkové úrovně vrásy (viz obr. 4.5). Na řezu A-A se šárecké souvrství objevuje v souvrství dobrotivském šárecké souvrství zde tvoří jádro antiklinály, jejíž vrchní 31

32 část je erozí odnesena (obr. 4.5: c). Řez B-B zasahuje vyšších partie antiklinály, kde již šárecké souvrství zachyceno nebylo, avšak projevuje se zde největší šířka dobrotivského souvrství vlivem tektonického opakování vrásových ramen (obr. 4.5: d). Nejzápadněji položený řez C-C zastihuje dobrotivské souvrství v jeho nejmenší šířce, která odpovídá jeho nepravé mocnosti dané řezem terénem bez tektonického opakování (obr. 4.5: e). a b c d e Obr. 4.5: Možná interpretace změny mocnosti dobrotivského souvrství v pojetí vrásové stavby dané oblasti jako důsledek erozivních řezů různé hloubky. 32

33 5 Závěr 1. Generální směr orientace vrstevnatosti směru SV-JV o sklonu 65 k JV odpovídá pozici sz. křídla pražské synformy. 2. V průzkumné štole jsem vyhledal na základě odchylek od generálního směru orientace několik střižných zón: směru Z-V s pravostranným smyslem pohybu směru SSV-JJZ s levostranným posunem. Na základě výskytu těchto střižných zón byly vymezeny v oblasti dvě tektonická poruchová pásma stejného Z-V a SSV-JJZ směru. S poruchovým pásmem Z-V směru je pravděpodobně spojena i orientace toku Vltavy, který si prorazil cestu odolnými křemenci v místě tektonicky oslabeného pásma. 3. Dokumentace z části průzkumné štoly z metráže asi až považuji za chybnou na základě: kontroly orientace vrstevnatosti s portálovou jámy z metráže až 7 527, která ukázala jiná data, než byla zjištěna v průzkumné štole, nesouhlasu s generálním směrem vrstevnatsoti v širší oblasti a s pozicí v rámci sz. křídla pražské synformy, 4. Ve studované oblasti byla vymezena vrásová stavba s osou vrásy uklánějící se k JZ pod sklonem 33. Na vrásovou stavbu ukazují tyto skutečnosti: orientace osy roubíků pozorovaných v šáreckýh břidlicích, lineární orientace slíd ve stejném směru jako roubíky, výskyt šáreckého sourství uprostřed souvrství dobrotivského. Rozšiřování dobrotivského souvrství směrem na SV a výskyt šáreckého souvrství uvnitř souvrství dobrotivského je dáno různou hloubkou denudace, která odkrývá různé úrovně vrásové stavby. 33

34 34

35 6 Literatura Čepek, L., red. (1961): Geologická mapa ČSSR 1: , list Plzeň M-33-XX. Ústřední ústav geologický. Praha. Horný, R., red. (1964): Geologická mapa ČSSR 1: , list Praha M-33-XV. Ústřední ústav geologický. Praha. Chlupáč I. Havlíček V. Kříž J. Kukal Z. & Štorch P. et al. (1992): Paleozoikum Barrandienu (kambrium-devon). Český geologický ústav. Praha. Chlupáč, I. Brzobohatý, R. Kovanda, J. & Stráník, Z. (2002): Geologická minulost České republiky. Academia. Praha. Chlupáč, I. & Vrána, S. (1994): Regional geological subdivision of the Bohemian Massif on the territory of the Czech Republic. Journal of the Czech Geological Society, 39, 1, Praha. Jaroš, J. & Vachtl, J (1992): Strukturní geologie. Academia. Praha. Kodym, O., red. (1964): Geologická mapa ČSSR 1: , list Tábor M-33-XXI. Ústřední ústav geologický. Praha. Králík, F. red. (1984a): Vysvětlivky k základní geologické mapě 1 : , list Praha-sever Ústřední ústav geologický. Praha. Králík, F., red. (1984b): Základní geologická mapa 1 : , list Praha-sever Ústřední ústav geologický. Praha. Kukal, Z. (1962): Petrografický výzkum vrstev šáreckých barrandienského ordoviku. Sbor. Ústř. Úst. geol., Odd. geol., 27 (1960), Praha. Melichar, R. (2003): Otázky přikrovové tektoniky pražského synklinoria. MS, habilitační práce. Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity. Brno. Mísař, Z. Dudek, A. Havlena, V. & Weiss, J. (1983): Geologie ČSSR I, Český masív. Státní pedagogické nakladatelství. Praha. Röhlich, P. (1960): Ordovik severovýchodní části Prahy. Rozpravy Československé akademie věd, řada matematických a přírodních věd, 70, 11, Praha. Röhlich, P. & Fediuk, F (2005): Ordovik a proterozoikum Trojské kotliny. Exkurze České geologické společnosti, 16 (podzim 2005), Praha. Zoubek, V., red. (1964): Geologická mapa ČSSR 1 : , list Teplice M-33-XIV. Ústřední ústav geologický. Praha. 35

36 36

37 7 Přílohy 7.1 Konturové diagramy četností pólů ploch vrstevnatosti z průzkumné štoly Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení

38 Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení

39 7.2 Konturové diagramy četností pólů ploch puklin z průzkumné štoly Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení

40 Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení

41 7.3 Konturové diagramy četností pólů ploch tektonických poruch z průzkumné štoly Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení

42 Staničení Staničení Staničení Staničení Staničení

43 7.4 Dokumentované skalní výchozy terénní deník Obr. 7.1: Lokalizace dokumentovaných skalních výchozů (křížkem) a skalních defilé (linií) ve výřezu geologické mapy 1 : Praha-sever (Králík, 1984b) Skalní defilé vrchu Jablůňka 1) číslo: 1 2) lokalizace: jižní skalnatý svah severozápadně od mostu Barikádníků. 3) druh dokumentačního bodu: defilé 4) popis horniny: lavice křemenců o mocnosti cm (ojediněle i většími), hnědé barvy, mezi křemenci se vyskytují 10- až 20cm vložky jemnozrnných písčitých tmavě černých břidlic. V nadloží křemenců mocné černošedé jílovitopísčité až písčité břidlice s vložkami křemenců, břidlice jsou jemně slídnaté a na vrstevních plochách křemenců i břidlic jsou patrné čeřiny. 5) souvrství: dobrotivské 6) tektonika: vrstevnatost 152/68; 159/65; 150/70, 163/62; 158/60 Skalní výchozy Trojská 1) číslo: 2 2) lokalizace: jižní svah nad zastávkou tramvaje Trojská, ulice Trojská 3) druh: skalní výchoz 4) popis horniny: černošedé jilovité břidlice, slabě jemně slídnaté, rozpadají se v roubíky o délce 6 10 cm 5) souvrství: šárecké 6) tektonika: vrstevnatost (velice nezřetelná): 167/71; 159/75, 160/75 puklinatost: 156/54; 179/39 43

44 1) číslo: 3 2) lokalizace: v jižním svahu nad tramvajovou zastávkou Trojská v ulici Nad Trójou. 3) druh: skalní výchoz 4) popis horniny: černošedé jilovité břidlice, jemně slídnaté, rozpadají se v roubíky o délce cm. 5) souvrství: sárecké 6) tektonika: vrstevnatost: 150/65; 147/64; 160/61; 156/45 puklinatost: 50/80; 64/68; 195/80; 67/68; 273/40, 70/69, 280/45; 75/75; 61/44; 73/51; 258/35, lineace (orientované slídové minerály): 235/33 44

45 7.5 Půdorysný plán průzkumné štoly pro tunel Blanka Obr. 7.2: Půdorysné schéma průzkumné štoly tunelu Blanka s metráží (po 100 m) a promítnutou portálovou jámou (jáma se na metráži překrývá s průzkomnou štolou, podle podkladu firmy K+K průzkum, s. r. o.). 45

46 7.6 Výskyt střižných zón v půdorysném plánu průzkumné štoly Obr. 7.3: Půdorysné schéma průzkumné štoly tunelu Blanka s vyznačenými štřižnými zónami (podklad podle firmy K+K průzkum, s. r. o.). 46